北京海淀中关村中学2023学年高三下学期期中物理试题理试题

北京海淀中关村中学2023学年高三下学期期中物理试题理试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、北斗卫星导航系统（BDS）是我国自行研制的全球卫星导航系统。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则（）A．卫星a的角速度小于c的角速度B．卫星a的加速度大于c的加速度C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D．卫星b的周期小于c的周期2、如图所示，P是一束含有两种单色光的光线，沿图示方向射向半圆形玻璃砖的圆心O，折射后分成a、b两束光线，则下列说法中正确的是（）A．a光频率小于b光频率B．在玻璃砖中传播的时间a光比b光长C．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率D．若让玻璃砖在纸面内绕O点逆时针转动180°，P光线保持不变，则a、b两束光线也保持不变3、如图所示，半径为R的光滑半圆形刚性细杆竖直固定，O点为其圆心，AB为水平直径，在细杆的A点固定一个光滑的小圆环，穿过小圆环的不可伸长的细线一端与质量为4m的重物相连，另一端与质量为m且套在细杆上的带孔小球相连。开始时小球静止在细杆的C点，重物在A点正下方，细线恰好伸直，将重物由静止释放后，小球在重物拉动下沿细杆运动。已知重力加速度为g，当小球运动到P点时，重物下落的速度为（OP、OC均与水平方向成60°角）（）A． B．C． D．4、图1为沿斜坡向上行驶的汽车，当汽车以牵引力F向上运动时，汽车的机械能E与位移x的关系如图2所示（AB段为曲线），汽车与斜面间的摩擦忽略不计．下列说法正确的是（）A．0～x1过程中，汽车所受拉力逐渐增大B．x1～x2过程中，汽车速度可达到最大值C．0～x3过程中，汽车的动能一直增大D．x1～x2过程中，汽车以恒定的功率运动5、质量为m的长木板放在光滑的水平面上，质量为的物块放在长木板上，整个系统处于静止状态.若对物块施加水平拉力（如图甲），使物块能从长木板上滑离，需要的拉力至少为F1；若对长木板施加水平拉力（如图乙），也使物块能从长木板上滑离，需要的拉力至少为F2，则为A． B．2 C． D．6、一滴水的质量为0.05g，水滴间隔相等的时间从距石头上方5m处由静止下落，水滴和石头的撞击时间为0.01s，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。若在一滴水撞击石头的同时下一滴水开始落下，则一天时间内水滴对石头作用力的总冲量大小约为（）A．1N▪s B．10N▪s C．20N▪s D．40N▪s二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，一长L=1m的水平传送带以v1=2m/s的恒定速率沿顺时针方向转动，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面，一质量m=4kg的物块以vA．经过t=1sB．经过t=2sC．在t时间内传送带对物块做的功为-4JD．在t时间内由于物块与传送带间摩擦而产生的热量为16J8、如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角的关系，将某一物体每次以大小不变的初速度沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角，实验测得与斜面倾角的关系如图乙所示，g取10m/s2，根据图象可求出A．物体的初速度=6m/sB．物体与斜面间的动摩擦因数=0.6C．取不同的倾角，物体在斜面上能达到的位移x的最小值D．当某次=时，物体达到最大位移后将沿斜面下滑9、如图所示，某时刻将质量为10kg的货物轻放在匀速运动的水平传送带最左端，当货物与传送带速度恰好相等时，传送带突然停止运动，货物最后停在传送带上。货物与传送带间的动摩擦因数为0.5，货物在传送带上留下的划痕长为0.1m，重力加速度取10m/s2。则货物（）A．总位移为0.2mB．运动的总时间为0.2sC．与传送带由摩擦而产生的热量为5JD．获得的最大动能为5J10、如图所示，将甲分子固定于坐标原点O处，乙分子放置于r轴上距离O点很远的r4处，r1、r2、r3为r轴上的三个特殊的位置，甲、乙两分子间的分子力F和分子势能Ep随两分子间距离r的变化关系分别如图中两条曲线所示，设两分子间距离很远时，Ep=0。现把乙分子从r4处由静止释放，下列说法中正确的是______。A．虚线1为Ep-r图线、实线2为F-r图线B．当分子间距离r<r2时，甲乙两分子间只有分子斥力，且分子斥力随r减小而增大C．乙分子从r4到r2做加速度先增大后减小的加速运动，从r2到r1做加速度增大的减速运动D．乙分子从r4到r1的过程中，分子势能先增大后减小，在r1位置时分子势能最小E.乙分子的运动范围为r4≥r≥r1三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某物理实验小组利用实验室提供的器材测定电压表V1的内阻，可选用的器材如下：A．待测电压表V1：量程3V，内阻约3kΩB．电压表V2：量程15V，内阻约21kΩC．电流表A：量程3A，内阻约1．1ΩD．定值电阻R1：2．1kΩE．滑动变阻器R1：1~211ΩF．滑动变阻器R2：1~2kΩG．电源E：电动势约为12V，内阻忽略不计H．开关、导线若干（1）现用多用电表测电压表V1的内阻，选择倍率“×111”挡，其它操作无误，多用电表表盘示数如图所示，则电压表V1的内阻约为Ω．（2）为了准确测量电压表V1的内阻，两位同学根据上述实验器材分别设计了如图甲和乙两个测量电路，你认为（选填“甲”或“乙”）更合理，并在实物图中用笔画线代替导线将电路图补充完整．（3）该实验中滑动变阻器应该选用（选填“R1”或“R2”）．（4）用已知量R1和V1、V2的示数U1、U2来表示电压表V1的内阻RV1=．12．（12分）如图甲所示，一与电脑连接的拉力传感器固定在竖直墙壁上，通过细绳拉住一放在长木板上的小铁块，细绳水平伸直，初始时拉力传感器示数为零。现要测量小铁块与长木板之间的动摩擦因数，用一较大的水平拉力拉住长木板右端的挂钩，把长木板从小铁块下面拉出，在电脑上得到如图乙所示的数据图像，已知当地重力加速度g=9.8m/s2。(1)测得小铁块的质量m=0.50kg，则小铁块与长木板间的动摩擦因数μ=_____________。（结果保留三位有效数字）(2)以不同的速度把长木板拉出，随着速度的增加，小铁块受到的摩擦力_____________。（填“越来越大”“越来越小”或“不变”）(3)若固定长木板，去掉小铁块上的细绳，用一水平推力推小铁块，则至少需要___________N的推力才能推动小铁块。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图，两等腰三棱镜ABC和CDA腰长相等，顶角分别为∠A1=60°和∠A2=30°。将AC边贴合在一起，组成∠C=90°的四棱镜。一束单色光平行于BC边从AB上的O点射入棱镜，经AC界面后进入校镜CDA。已知棱镜ABC的折射率，棱镜CDA的折射率n2=，不考虑光在各界面上反射后的传播，求：(sin15°=，sin75°=)(i)光线在棱镜ABC内与AC界面所夹的锐角θ；(ii)判断光能否从CD面射出。14．（16分）跳伞员常常采用“加速自由降落”（即AFF）的方法跳伞。如果一个质量为50kg的运动员在3658m的高度从飞机上跳出（初速为零），降落40s时，竖直向下的速度达到50m/s，假设这一运动是匀加速直线运动。求：（1）运动员平均空气阻力为多大？（2）降落40s时打开降落伞，此时他离地面的高度是多少？（3）打开降落伞后，运动员受的阻力f大于重力，且f与速度v成正比，即f＝kv（k为常数）。请简述运动员接下来可能的运动情况。15．（12分）内壁光滑的导热汽缸竖直放置，用质量不计、横截面面积S=2×10－4m2的活塞封闭一定质量的理想气体。先在活塞上方缓缀倒上沙子，使封闭气体的体积逐渐变为原来的一半。接着一边在活塞上方缓缓倒上沙子，一边对汽缸加热使活塞位置保持不变，直到气体温度达到177℃，已知外界环境温度为27℃，大气压强p=1.0×103Pa，热力学温度T=t+273K，重力加速度g取10m/s2，求：①加热前所倒沙子的质量。②整个过程总共倒在活塞上方的沙子的质量。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、A【解题分析】

万有引力提供向心力A．由可知，卫星a的角速度小于c的角速度，选项A正确；B．由可知，卫星a的加速度小于c的加速度，选项B错误；C．由可知，卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，选项C错误；D．由可知，卫星b的周期大于c的周期，选项D错误；故选A。2、B【解题分析】

AC．由图看出a光的偏折程度大于b光，所以根据折射定律得知：玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，折射率大则频率大，则a光的频率大，AC错误；B．根据公式可知a光的折射率较大，则在玻璃砖中，a光的速度小于b光的速度，则在玻璃砖中传播的时间a光比b光长，B正确；D．旋转前，发生折射过程是由玻璃射向空气中，而旋转180°后，发生的折射过程是由空气射向玻璃，故光线会发生变化，D错误。故选B。3、A【解题分析】

设重物下落的速度大小为，小球的速度大小为，由几何关系可知由能量关系联立解得故选A。4、B【解题分析】

A．设斜板的倾角为α，则汽车的重力势能，由动能定理得汽车的动能为，则汽车的机械能为，即图线的斜率表示F，则可知0~x1过程中汽车的拉力恒定，故A错误；B．x1~x2过程中，拉力逐渐减小，以后随着F的减小，汽车将做减速运动，当时，加速度为零，速度达到最大，故B正确；C．由前面分析知，汽车先向上匀加速运动，然后做加速度逐渐减小的加速运动，再做加速度逐渐增大的减速运动，0~x3过程中，汽车的速度先增大后减小，即动能先增大后减小，故C错误；D．x1~x2过程中，汽车牵引力逐渐减小，到x2处为零，则汽车到x2处的功率为零，故D错误．故选B。5、A【解题分析】

设物块与长木板间的动摩擦因数为，要使物块滑离，则求得.A．，与结论相符，选项A正确；B．2，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论不相符，选项D错误；故选A.6、D【解题分析】

设一滴水与石头撞击时的作用力为，水与石头撞击时的速度为设向上为正方向，由动量定理得水滴间隔一天时间内有N滴水撞击石头，则有一天时间内水滴对石头作用力的总冲量大小联立解得故ABC错误，D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BD【解题分析】

AB．当物块滑上传送带后，受到传送带向右的摩擦力，根据牛顿第二定律有μmg=ma代入数据可得物块加速度大小a=1m/s2，方向向右，设物块速度减为零的时间为t1，则有0=代入数据解得t1=1s；物块向左运动的位移有v代入数据解得x=0.5故物块没有从传送带左端离开；当物块速度减为0后向右加速，根据运动的对称性可知再经过1s从右端离开传送带，离开时速度为1m/s，在传送带上运动的时间为t=2t1=2s故A错误，B正确；C．在t=2s时间内，物块速度大小不变，即动能没有改变，根据动能定理可知传送带对物块做的功为0，故C错误；D．由前面分析可知物块在传送带上向左运动时，传送带的位移为x当物块在传送带上向右运动时，时间相同传送带的位移也等于x1，故整个过程传送带与物块间的相对位移为Δx=在t时间内由于物块与传送带间摩擦而产生的热量为Q故D正确。故选BD。8、AC【解题分析】

AB.物体在粗糙斜面上向上运动，根据牛顿第二定律得加速度为由运动学公式当=90°时，，可得，当=0时，，可得，故A项正确，B项错误；C.根据运动学公式得物体能达到的位移由辅助角公式可得位移的最小值故C项正确；D.由于，所以当物体在斜面上停止后，不会下滑，故D项错误。9、ACD【解题分析】

令传送带的速度为v，根据题意可知，货物在传送带上先加速后做减速运动，加速运动阶段，其加速度大小为当货物加速到和传送带速度相等时，所用时间为货物发生的位移为传送带发生的位移为减速运动过程中货物的加速度大小为a′=a=5m/s2当货物速度减为零，所用的时间为货物发生的位移为根据题意可知，货物在传送带上留下的划痕长为所以传送带的速度为v=1m/s货物发生的总位移为x=x1+x3=0.2m运动的总时间为t=t1+t2=0.4s与传送带由摩擦而产生的热量Q=μmg（x2-x1+x3）=10J货物获得的最大动能为Ek＝mv2＝5J故B错误，ACD正确。

故选ACD。10、ACE【解题分析】

A．因两分子间距在平衡距离r0时，分子力表现为零，此时分子势能最小，可知虚线1为Ep-r图线、实线2为F-r图线，选项A正确；B．当分子间距离r<r2时，甲乙两分子间斥力和引力都存在，只是斥力大于引力，分子力表现为斥力，且分子斥力随r减小而增大，选项B错误；C．乙分子从r4到r2所受的甲分子的引力先增加后减小，则做加速度先增大后减小的加速运动，从r2到r1因分子力表现为斥力且逐渐变大，可知做加速度增大的减速运动，选项C正确；D．乙分子从r4到r1的过程中，分子力先做正功，后做负功，则分子势能先减小后增大，在r2位置时分子势能最小，选项D错误；E．因乙分子在r4处分子势能和动能均为零，到达r1处时的分子势能又为零，由能量守恒定律可知，在r1处的动能也为零，可知乙分子的运动范围为r4≥r≥r1，选项E正确；故选ACE.三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、（1）3411；（2）乙；连图如图；（3）R1；（4）【解题分析】试题分析：（1）用多用电表测得的电压表的内阻为34×111Ω=3411Ω；（2）甲图中，因为电压表V2的电阻与R1阻值相当，通过电压表V2的电流不能忽略，故用通过R1的电流作为通过V1的电路，则误差较大；故用乙电路较合理；电路连接如图；（3）实验中滑动变阻器要用分压电路，故用选取阻值较小的R1；（4）根据欧姆定律可知：考点：测量电压表的内阻【名师点睛】此题使用电压表及定值电阻测定电压表的内阻；关键是要搞清实验的原理，认真分析实验可能带来的系统误差，结合部分电路的欧姆定律来处理实验的结果；此题是伏安法测电阻的改进实验，立意较新颖，是一道考查学生实验能力的好题．12、0.204不变1.20【解题分析】

(1)[1]．由题图乙可知，小铁块所受滑动摩擦力，由解得小铁块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.204.(2)[2]．由于摩擦力与小铁块运动的速度无关，所以随着速度的增加，小铁块受到的摩擦力不变。(3)[3]．由题图乙可知，小铁块所受的最大静摩擦力所以至少需要1.20N的推力才能推动小铁块。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(i)45°；(ii)不能从DC面射出【解题分析】