2023-2024年山东省菏泽市高三上学期11月期中物理试题

2023—2024学年度第一学期期中考试高三物理试题（A）一、单项选择题1.下列说法正确的是（）A.图甲是医学上用来检查人体胃、肠、气管等脏器的内窥镜，它的工作原理是光的折射B.图乙是灯焰在肥皂膜上所形成的像，如果用另一颜色的光做这个实验，从肥皂膜上看到的亮条纹的位置相同C.图丙是泊松亮斑，说明光具有波动性D.图丁是在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，该眼镜的工作原理是光的干涉【答案】C【解析】A．图甲是医学上用来检查人体胃、肠、气管等脏器的内窥镜，它的工作原理是光的反射，故A错误；B．图乙是灯焰在肥皂膜上所形成的像，如果用另一颜色的光做这个实验，光的波长不同，发生干涉加强和减弱区域不同，从肥皂膜上看到的亮条纹的位置不相同，故B错误；C．泊松亮斑的出现是由于光的衍射形成的，说明光具有波动性，故C正确；D．图丁是在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，该眼镜的工作原理是光的偏振，故D错误。故选C。2.宇宙中有两颗恒星、，半径均为。如图分别是两颗恒星周围行星的公转周期与公转半径的关系图像，则（）A.恒星与恒星的质量之比为B.恒星与恒星的质量之比为C.恒星与恒星的密度之比为D.恒星与恒星的密度之比为【答案】C【解析】AB．根据万有引力提供向心力有，解得，可知公转周期与公转半径的关系图像斜率为，由图像可得，，则，故AB错误；CD．星球的密度为，恒星与恒星的密度之比为，故C正确，D错误。故选C。3.如图所示是用木槌把糯米饭打成糍粑的场景，已知木槌质量为，木槌刚接触糍粑时的速度为，打击糍粑后木槌静止，重力加速度为，木槌击打糍粑过程中所受平均作用力大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】设竖直向下为正方向，对于木槌由动量定理可得解得，木槌受到糍粑平均作用力为，负号表示方向竖直向上。故选B。4.甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其图像如图所示。已知两车在时并排行驶，则（）A.在时，甲车在乙车后B.在时，甲车在乙车前方处C.两车另一次并排行驶的时刻是D.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为【答案】B【解析】AC．图象与坐标轴围成的面积表示位移，由图可知内甲车的位移等于乙车的位移，且两车在时并排行驶，故在时，两车并排行驶，故AC错误；B．甲的加速度为，在时甲的速度为，内甲车的位移为，内乙车的位移为，在时，甲车在乙车前方的距离为，故B正确；D．内甲车的位移为，甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为，故D错误。故选B。5.下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿竖直方向做频率为的简谐运动，与此同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动，如图甲所示。以木棒所受浮力为纵轴，木棒水平位移为横轴建立直角坐标系，浮力随水平位移的变化如图乙所示。下列说法正确的是（）A.从到的过程中，木棒的重力势能一直增大B.从到时，木棒加速度方向竖直向下，逐渐增大C.木棒的重力大小为D.木棒实际的运动是简谐运动【答案】A【解析】A．由简谐运动的对称性可知，，，时木棒处于平衡位置，则x从到的过程中，木棒从平衡位置下方向上运动，木棒的重力势能一直增大，故A正确；B．从到的过程中，木棒从平衡位置上方最大位移处向下运动，加速度竖直向下，大小逐渐减小，故B错误；C．根据对称性可知，木棒的重力大小为，故C错误；D．木棒竖直方向做简谐运动，水平方向做匀速直线运动，可知木棒的实际的运动不是简谐运动，故D错误。故选A。6.如图所示，有个质量相等的小球（可视为质点），将它们用长度相等的轻绳依次连接，再将两端固定在天花板上，静止时，连接天花板的轻绳与水平方向夹角为。已知颗小球的总重力为，则第颗小球与第颗小球之间轻绳的张力大小为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】以左侧个小球为整体，令每个球的质量为，受力分析如图所示，由共点力的平衡条件可知，在以到这五个球为整体，受力分析如图所示，根据共点力的平衡条件可得第颗小球与第颗小球之间轻绳的张力大小为，D正确。故选D。7.如图所示的装置，为动滑轮，为定滑轮，、两物块的质量分别为、，重力加速度为，两滑轮重力及摩擦不计。初始时用手托住物块，使系统处于静止状态，撤去手的瞬间，物块的加速度大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】设绳子拉力为，对物体由牛顿第二定律，对物体由牛顿第二定律，其中，联立解得，物块的加速度大小为，故选B。8.某电视台正在策划“快乐向前冲”节目的场地设施，如图所示，为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人（人可看作质点）运动，下方水面上漂浮着一个匀速转动半径为铺有海绵垫的转盘，转盘轴心离平台的水平距离为、平台边缘与转盘平面的高度差。选手抓住悬挂器后，按动开关，在电动机的带动下从点沿轨道做初速度为零，加速度为的匀加速直线运动，起动后人脱离悬挂器。已知人与转盘间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。则（）A.人随悬挂器水平运动的位移大小B.人脱离悬挂器时的速率C.当时选手恰好落到转盘的圆心上D.人相对转盘静止后不会被甩下，转盘角速度不应超过【答案】D【解析】A．人随悬挂器水平运动的位移大小为，故A错误；B．人脱离悬挂器时的速率为，故B错误；C．选手脱离悬挂器，做平抛运动，竖直方向有，解得，转盘轴心离平台的水平距离为，故C错误；D．选手位于转盘边缘，人最容易被甩下，根据摩擦力提供向心力，人相对转盘静止后不会被甩下，转盘的角速度不应超过，故D正确。故选D。二、多项选择题9.北京冬奥会开幕当天，正在执行我国首个行星际探索任务的“天问一号”探测器，将五星红旗、北京冬奥会和冬残奥会会徽的同框照片传回地球，送上了一份“最高”的冬奥礼物。我国“天问一号”火星探测器于年月首先发射进入地球轨道，然后择机进入霍曼转移轨道，经过一段时间的太空旅行，成功到达火星并被火星捕获，现正在火星地面上进行各项研究探测活动。如图所示是“天问一号”发射轨迹示意图，已知火星的公转周期为年，利用题中信息，做出下列判断正确的是（）A.可求出地球与火星的公转半径之比B.可求出地球与火星连续两次距离最近的间隔时间C.可求出地球表面与火星表面的重力加速度之比D.“天问一号”在地球上的发射速度小于【答案】AB【解析】A．根据开普勒第三定律，地球与火星的公转半径之比为，故可求出地球与火星的公转半径之比，故A正确；B．根据，故可求出地球与火星连续两次距离最近的间隔时间，故B正确；C．根据万有引力与重力的关系，可得，地球表面与火星表面的重力加速度之比为，由于地球与火星的质量、地球与火星的半径不清楚，不能求出地球表面与火星表面的重力加速度之比，故C错误；D．是第一宇宙速度，第一宇宙速度是卫星最小的发射速度，故“天问一号”在地球上的发射速度大于，故D错误。故选AB。10.一列沿轴传播的简谐横波在时的波形如图甲所示，图乙表示介质中处质点的振动图像，则下列说法正确的是（）A.该波沿轴负方向传播B.该波沿轴正方向传播C.处质点的振动方程为D.处质点的振动方程为【答案】AC【解析】AB．时的质中处质点的振动图像沿轴负方向，根据同侧法和波形图可知该波沿轴负方向传播，故A正确，B错误；CD．由波形图可知波长为，振动图可知周期为，时，处质点将沿轴负方向振动，所以此时该质点相位为，，处质点的振动方程为，所以，故C正确，D错误。故选AC。11.图甲为儿童玩具百变弹珠拼装滚球滑道，其中一部分轨道简化模型如图乙，假设图乙中竖直平面内的光滑圆弧轨道半径为，平台与轨道的最高点等高，一颗质量且可视为质点的弹珠从平台边缘处水平射出，恰能沿圆弧轨道上点的切线方向进入轨道，轨道半径与竖直线的夹角为，已知：，，重力加速度为，则（）A.弹珠从平台上的点射出时的速度大小为3m/sB.弹珠从平台上的出射点到圆轨道入射点之间的水平距离为C.弹珠到达圆弧轨道最低点时的速度大小是D.弹珠沿轨道通过圆弧的最高点时对轨道的弹力大小为【答案】BC【解析】A．弹珠从平台边缘处水平射出，恰能沿圆弧轨道上点的切线方向进入轨道，有，，则，故A错误；B．水平位移为，故B正确；C．从点到圆弧最低点，根据机械能守恒有，解得，故C正确；D．根据机械能守恒有，在最高点时，有，解得，根据牛顿第三定律可得弹珠沿轨道通过圆弧的最高点时对轨道的弹力大小为，故D错误。故选BC。12.如图所示，质量为的箱子静止在光滑水平面上，箱子内侧的两壁间距为，另一质量为可视为质点的物块，从箱子中央以大小为的速度开始向右运动，已知物块与箱壁之间发生的都是弹性碰撞，且不计碰撞时间，物块与箱底的动摩擦因数为，重力加速度为，下列说法正确的是（）A.箱子与物块之间达到共同速度所需的总时间为B.箱子与物块发生相对滑动的总距离为C.如果箱子与物块碰撞的次数为奇数，则最终物块距离箱子左端的距离为D.如果箱子与物块碰撞的次数为偶数，则最终物块距离箱子左端的距离为【答案】BCD【解析】A．根据动量守恒，得共同速度为，对物块，根据动量定理，求得箱子与物块之间达到共同速度所需的总时间为，A错误；B．根据能量守恒，求得箱子与物块发生相对滑动的总距离为，B正确；C．假设箱子与物块碰撞次，相对静止时物块距箱子左壁的距离是，如果箱子与物块最后一次碰撞发生在平板车的右挡板，求得最终物块距离箱子左端的距离为，C正确；D．如果箱子与物块最后一次碰撞发生在平板车的右挡板或没发生碰撞，则最终物块距离箱子左端的距离为，D正确。故选BCD三、非选择题13.利用如图所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系，实验操作步骤如下：（1）垫高木板的一端，然后挂上托盘和砝码，通过调整垫块的尺寸改变木板的倾角，使小车拖着纸带沿木板匀速下滑；（2）取下托盘和砝码，测出其总质量为，让小车沿木板下滑，测出加速度，已知重力加速度为；（3）改变砝码质量和木板倾角，多次测量。①实验获得如图所示的纸带，计数点、、、、、间均有四个点未画出，打点计时器正常工作时所加交变电流频率为，则在打点时小车的速度大小______（保留两位有效数字）：②小车的质量______（用题中给出物理量表示），本实验______（填“需要”或“不需要”）满足条件。【答案】①.；②.，不需要【解析】（3）①[1]打点时小车的速度大小；②[2]挂上托盘和砝码，通过调整垫块的尺寸改变木板的倾角，使小车拖着纸带沿木板匀速下滑，有，取下托盘和砝码，测出其总质量为，让小车沿木板下滑，对车由牛顿第二定律有，即，解得；[3]对车有，所以本实验不需满足条件。14.为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。某实验小组通过如图甲所示装置进行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一轻绳连接滑块，用来测量向心力的大小。滑块上固定一遮光片，测得滑块与遮光片总质量为，遮光片宽度为，光电门可以记录遮光片的通过时间，测得旋转半径为，滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力和角速度的数据。（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是______。A.探究两个互成角度的力的合成规律B.探究加速度与力、质量的关系C.伽利略对自由落体的研究（2）某次测量时测得遮光片的遮光时间为，则角速度______。（3）小华同学测出滑块做圆周运动向心力的大小和对应的遮光时间为，获得多组数据，画出了如图乙所示图像，则图像横坐标代表的是______（填下面选项前字母），该图像是一条不过原点的直线，图线不过坐标原点的原因是______。A.tB.r2C.D.【答案】（1）；（2）；（3），滑块受到摩擦力【解析】（1）[1]实验探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系的实验方法是控制变量法。A．探究两个互成角度的力的合成规律的实验方法是等效替代法，故A错误；B．探究加速度与力、质量的关系的实验方法是控制变量法，故B正确；C．伽利略对自由落体的研究的实验方法是实验推理法，故C错误。故选B。（2）[2]根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，滑块的线速度为，滑块的角速度为；（3）[3]滑块做圆周运动有，整理得，如图乙所示图像，则图像横坐标代表的是。[4]图像是一条不过原点的直线，图线不过坐标原点的原因是滑块受到摩擦力。15.如图，为半圆柱体玻璃砖的横截面，为直径，一束由两种颜色（紫光和红光）组成的复色光从点沿方向从真空射入玻璃，两色光在玻璃砖中传播路径分别为、，用时为、。则：（1）光线是哪种光的传播路径，请说明理由；（2）比较、的大小。【答案】（1）是紫光的传播路径，见解析；（2）【解析】（1）紫光的频率比红光的频率大，故紫光的折射率大，由折射定律，可知入射角一样，紫光折射率大即紫光的折射角小，故是紫光的传播路径。（2）设任一光线的入射角为，折射角为，光在玻璃中传播的路程是，半圆柱的半径。则光在玻璃中的速度为，由几何知识得，则光在玻璃传播时间为，根据折射定律，联立解得，入射角相同，、等相同，故。16.如图所示为两足够大斜面的截面图，两斜面紧挨在一起，倾角均为。建立如图所示的直角坐标系。第一次将物体从左侧斜面处以速度（未知）抛出，速度方向与左侧斜面垂直，一段时间后垂直击中右侧斜面；第二次，仍将物体从处抛出，速度方向与左侧斜面垂直，大小变为，第二次抛出物体时恰有沿轴正向的风吹来，风力大小是重力的，已知物体可视为质点，重力加速度为。求：（1）第一次抛出时，物体的初速度；（2）第二次抛出后，物体击中右侧斜面时的位置坐标。【答案】（1）；（2）【解析】（1）因垂直击中斜面，故落点与抛出点等高，则有，，解得；（2）第二次，设击中右侧斜面时，竖直方向上升的高度为，则有，根据几何知识得，又，同时有，，，由以上各式联立可知击中点的坐标为。17.如图所示，一足够长的倾斜传送带以速度顺时针匀速运动，传送带与水平方向的夹角。底部有墨粉且质量为的小物块和质量为的小物块由跨过光滑定滑轮不可伸长的轻绳连接，小物块与定滑轮间的轻绳与传送带平行。某时刻小物块从传送带上端以速度冲上传送带（此时、的速率相等），已知物块与传送带间的动摩擦因数，不计滑轮的质量，整个运动过程中物块都没有上升到定滑轮处。已知，，重力加速度为。求∶（1）小物块刚冲上传送带时轻绳的拉力为多大；（2）小物块速度减为零时的加速度大小；（3）小物块从刚冲上传送带到运动到最低点的过程中在传送带上留下的墨迹长度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）物块刚冲上传送带时相对传送带向下运动，所以所受摩擦力方向沿传送带倾斜向上，受力分析知，对则有，对则有，联立解得加速度大小为，；（2）设此时的加速度为，对有，对有，联立解得加速度大小为；（3）对小物块减速到与传送带共速过程分析，对研究，，解得，，此过程，传送带位移为，则，与传送带共速到减速到的过程中，对有，，解得，，此过程，传送带位移，，小物块从刚冲上传送带到运动到最低点的过程中在传送带上留下的墨迹长度为。18.如图所示的支架和足够长的