2023-2024年辽宁省大连庄河市第三高级中学高三上学期11月期中考试物理试卷（解析版）

庄河市第三高级中学2023～2024学年（上）期中考试高三物理试卷本试卷满分100分，考试时间75分钟注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第Ⅰ卷（共46分）一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对得6分，有选对但选不全得3分，不选或有选错得0分）1.如图所示，建筑工人从地面出发乘坐升降机粉刷外墙。如果在升降机沿竖直方向匀加速上升的同时，工人水平向右匀速移动，则在这个过程中下列说法正确的是（）A.工人做匀变速直线运动 B.工人的速度方向与水平方向的夹角逐渐变小C.工人的位移方向与竖直方向的夹角逐渐变大 D.工人在任意两个相等时间内的速度变化量相同【答案】D【解析】【详解】AD．由题意可知工人在竖直方向上所受合外力向上，且为定值，在水平方向上受力平衡，即工人所受合外力恒定，所以工人做匀变速曲线运动，在任意两个相等时间内的速度变化量相同，故A错误，D正确；BC．设工人在竖直方向的加速度大小为a，在水平方向的速度大小为v0，工人的速度方向与水平方向的夹角为θ，位移方向与竖直方向的夹角为α，则由以上两式可知θ逐渐增大，α逐渐减小，故BC错误故选D。2.如图所示，三个固定的斜面底边长度都相等，斜面倾角分别为30°、45°、60°，斜面的表面情况都一样．完全相同的物体（可视为质点）A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部的过程中A.物体A克服摩擦力做的功最多B.物体B克服摩擦力做的功最多C.物体C克服摩擦力做的功最多D.三物体克服摩擦力做的功一样多【答案】D【解析】【详解】设斜面底边长度为s，倾角为，那么的斜边长为，对物体受力分析，那么物体受到的滑动摩擦力为那么物体克服摩擦力做的功为即物体克服摩擦力做的功与倾角无关．所以三物体克服摩擦力做的功一样多，故ABC错；D正确。故选D．3.某双层晾衣篮正常悬挂时的尺寸如图所示，已知上、下篮子完全相同且保持水平，篮子底面为圆形，直径D＝48cm，质量均为m，在两篮的四等分点处，用四根等长的轻绳将两篮相连，上篮用另外四根等长的轻绳系在挂钩上，绳长。重力加速度大小为g，则图中上篮单根绳中的张力T大小为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】将绳中张力分解为竖直和水平方向，则又所以则有解得故选C。4.如图所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt（k是常数），木板和木块加速度的大小分别为a1和a2。下列反映a1和a2变化的图线中正确的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【详解】当F比较小时，两个物体相对静止，加速度相同，根据牛顿第二定律得则a正比于t；当F比较大时，m2相对于m1运动，根据牛顿第二定律对m1有由于μ、m1、m2都一定，则a1一定；对m2有则a2是t的线性函数，t增大，a2增大。又则两木板相对滑动后a2图像的斜率大于两者相对静止时图像的斜率。故选A。5.使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，甲的N极正对着乙的S极，甲的质量大于乙的质量，两者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻（）A.甲的速度大小比乙的大 B.甲的动量大小比乙的小C.甲的动量大小与乙的相等 D.甲和乙的动量之和等于零【答案】B【解析】【详解】A．对甲、乙两条形磁铁受力分析，根据牛顿第二定律有由于可得可知任意时刻，甲的加速度小于乙的加速度，两条形磁铁初速度都为零，且做加速运动，故甲的速度大小比乙的小，故A错误；BC．设甲、乙两条形磁铁间的吸引力为，则吸引力对甲、乙两条形磁铁间的冲量大小相等，设为，根据动量定理，甲的动量大小为乙的动量大小为可得故B正确，C错误；D．以水平向右为正方向，甲和乙的动量之和为故D错误。故选B。6.如图所示，一物体在力F作用下沿水平桌面做匀加速直线运动。已知物体质量为m，加速度大小为a，物体和桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，在物体移动距离为x的过程中（）A.摩擦力做功大小与F方向无关 B.合力做功大小与F方向有关C.F为水平方向时，F做功为 D.F做功的最小值为【答案】D【解析】【详解】A．设力F与水平方向的夹角为θ，则摩擦力为摩擦力的功即摩擦力的功与F的方向有关，选项A错误；B．合力功可知合力功与力F方向无关，选项B错误；C．当力F水平时，则力F做功为选项C错误；D．因合外力功为max大小一定，而合外力的功等于力F与摩擦力f做功的代数和，而当时，摩擦力f=0，则此时摩擦力做功为零，此时力F做功最小，最小值为max，选项D正确。故选D。7.如图所示，置于地面的矩形框架中用两细绳拴住质量为m的小球，绳B水平，设绳A、B对球的拉力大小分别为F1、F2，它们的合力大小为F。现将框架在竖直平面内绕左下端逆时针缓慢旋转90°，在此过程中A.F1先增大后减小B.F2先增大后减小C.F先增大后减小D.F先减小后增大【答案】B【解析】【详解】对小球受力分析如图所示，小球处于静止状态，受力平衡，两绳拉力的合力与重力大小相等方向相反，则F不变，根据平行四边形定则可知，将框架在竖直平面内绕左下端缓慢旋转90°的过程中，F1逐渐减小，F2先增大后减小，当绳A处于水平方向时，F2最大，故B正确，ACD错误。故选B。【点评】若物体受三力平衡，一般可以采用合成法，任意两力之和与第三力大小相等，方向相反，要求同学们能根据图像分析各个力的变化情况，难度适中。8.甲、乙两车在平直公路上从同一地点同时出发，两车位移x和时间t的比值与时间t之间的关系如图所示，下列说法正确的是（）A.乙车的加速度大小为4m/s2B.甲车的加速度大小为4m/s2C.乙车停止时甲车在前方距离乙车75mD.甲乙两车再次相遇前的最大距离为37.5m【答案】AD【解析】【详解】AB．根据匀变速直线运动的位移时间公式，变形得到对于乙车，乙车的加速度对于甲车甲车的加速度为故A正确，B错误；C．乙车停止时运动的时间乙车停止时运动的位移乙车停止时甲车运动的位移乙车停止时甲车在前方距离乙车故C错误；D．两车有共同速度时再次相遇前距离最大，则解得最大距离为故D正确。故选AD。9.一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶，汽车所受车引力F随时间t变化的关系如图所示，时汽车功率达到最大值，此后保持此功率继续行驶，后可视为匀速行驶。若汽车的质量为，阻力大小恒定，则以下说法正确的是（）A.汽车的最大功率为B.汽车匀加速行驶阶段的加速度大小为C.汽车先做匀加速直线运动，然后再做匀速直线运动D.骑车从静止开始运动15s内的位移是150m【答案】ABD【解析】【详解】C．由图可知，汽车在前5s内受到的牵引力不变，所以做匀加速直线运动；5s～15s内受到的牵引力逐渐减小，则车的加速度逐渐减小，汽车做加速度减小的加速运动，直到车的速度达到最大值，汽车做匀速直线运动，故C错误；B．汽车的速度达到最大值后牵引力等于阻力，所以阻力前5s内汽车的牵引力由牛顿第二定律有解得匀加速阶段的加速度大小故B正确；A．5s末汽车的速度在5s末汽车的功率达到最大值，所以汽车的最大功率故A正确；D．汽车在前5s内的位移大小为汽车的最大速度为设汽车在5s～15s内的位移为，根据动能定理可得解得所以汽车的总位移故D正确。故选ABD。10.如图所示，原长为l的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连。小球套在竖直固定的粗糙杆上，与杆之间的动摩擦因数为0.5。杆上M、N两点与O点的距离均为l，P点到O点的距离为，OP与杆垂直。当小球置于杆上P点时恰好能保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。小球以某一初速度从M点向下运动到N点，在此过程中，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（）A.弹簧的劲度系数为B.小球在P点下方处的加速度大小为C.从M点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变小再变大D.从M点到P点和从P点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力做功不相同【答案】A【解析】【详解】A．小球在P点受力平衡，则有联立解得故A正确；C．在PM之间任取一点A，令AO与MN之间的夹角为，则此时弹簧的弹力为小球受到的摩擦力为化简得在MP之间增大在PN变小，即摩擦力先变大后变小，故C错误；B．小球运动到P点下方时此时摩擦力大小为由牛顿第二定律联立解得故B错误；D．根据对称性可知在任意关于P点对称点摩擦力大小相等，因此由对称性可知M到P和P到N摩擦力做功大小相同。故D错误。故选A。第Ⅱ卷（非选择题）二、实验题（本题共2小题，共16分）11.图1是利用落体运动“验证机械能守恒定律”的实验装置，所用的打点计时器连接频率为50Hz的交流电。（1）下列关于本实验的说法中正摔的是______。（填选项前的字母）A.选用密度较小的材料制成的重物B.实验需要用天平测突重物的质量C.重物下落高度可用刻度尺测量，不可用计算得到D.可以用计算重物的瞬时速度（2）某同学按照正确的实验步骤操作后，选取了一条前两个点间距接近2mm的纸带，如图2所示。其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，在A和B、B和C之间还各有一个点。用刻度尺测得、、.已知重物质量为，重力加速度g取。从打下点O至点B的过程中，重物重力势能的减少量______J，重物动能的增加量______J。（计算结果均保留三位小数）（3）实验中发现重物增加的动能总是稍小于重物减小的重力势能，可能的原因是重物下落时会受到阻力。测出各测量点到起始点的距离h，并计算出各测量点的速度v，用实验测得的数据绘出图线如图3所示。已知图线的斜率为k，重力加速度为g。由图线求得重物下落时受到的阻力f与重物重力mg的比值______。（用本小题中给出的字母表示）【答案】①.C②.1.823③.1.711④.【解析】【详解】（1）[1]A．选用较小密度材料制成的重物，重物的体积较大，下落时受到的空气阻力较大，会增大实验误差，故A错误；B．质量可以在验证公式中约去，所以实验时不需要用天平测量物体的质量，故B错误；CD．本实验要验证的是机械能守恒定律，若选择重物速度为0的初位置为验证的起点，则需验证是否成立。而该式成立，即成立；并且可以由和联立推出。所以既不可以用计算瞬时速度，也不可以用计算。如果用了，就是用机械能守恒验证机械能守恒，故C正确，D错误。故选C。（2）[2]重物势能的减小量为[3]所用的打点计时器连接50Hz的交流电，因此打点周期为，重物动能的增加量为（3）[4]重物下落过程，由动能定理有整理后可得可知图线斜率为解得12.某实验小组的同学利用如图所示的实验装置完成了“探究向心力与线速度关系”的实验，将小球用质量不计长为L的细线系于固定在铁架台上的力传感器上，小球的下端有一长度极短、宽度为d的挡光片，测得小球的直径为D，重力加速度用g表示。请回答下列问题：（1）如果挡光片经过光电门时的挡光时间为，则小球通过光电门时的速度大小为______，向心加速度______。（2）小球通过光电门时力传感器的示数为，改变小球释放点的高度，多次操作，记录多组、的数据，作出的图像，如果图线的斜率为，则小球（含挡光片）的质量为______。（用已知物理量的符号表示）【答案】①.②.③.【解析】【详解】（1）[1]小球经过光电门时的挡光时间极短，则该过程的平均速度近似等于小球通过光电门时的瞬时速度，故小球通过光电门时的速度大小为[2]根据向心加速度公式有结合上述解得（2）[3]小球通过最低点时的向心力为细线的拉力与小球（含挡光片）重力的合力，即整理得由于图线的斜率为k，则有解得三、计算题（本题共3小题，共38分）13.如图，将小球拴于的轻绳上，，向左拉开一段距离释放，水平地面上有一物块，。小球于最低点与物块碰撞，与碰撞前瞬间向心加速度为，碰撞前后的速度之比为，碰撞前后、总动能不变。（重力加速度取，水平地面动摩擦因数）（1）求碰撞后瞬间物块的速度；（2）与碰撞后再次回到点的时间内，求物块运动的距离。【答案】（1）1.67m/s，方向水平向右；（2）0.51m【解析】【详解】（1）由题意可知当P运动到A点时有代入数据可得P碰撞前的速度为又因为碰撞前后P的速度之比为5：1，所以碰后P的速度为P与Q碰撞瞬间，P与Q组成的系统内力远大于外力，动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得代入数据解得方向水平向右；（2）由于远大于小球P的大小，碰后P的速度较小，上升的高度较小，故可知小球P碰后做简谐运动，由单摆的周期公式得小球P再次到平衡位置的时间为联立解得碰后Q向右做匀减速直线运动，末速度减为零时的时间为，由运动学公式得对于Q，由牛顿第二定律得联立解得由于，故在小球P再次到平衡位置的时间内，小球Q已停下；所以小球Q向右运动的过程中由动能定理得代入数据解得14.如图所示，竖直平面内有一圆形轨道，其半径R=2m，质量m=1kg的小球从平台边缘A处以v0=6m/s的速度水平射出，恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内，轨道半径OP与竖直线的夹角为53°，不计空气阻力，已知sin53°=0.8，cos53°=0.6，重力加速度g取10m/s2。（1）求小球从A点到P点所用的时间；（2）小球从A点水平抛出后，当水平位移是竖直位移的二倍时，求小球动能的改变量；（3）若小球恰好能够通过最高点