辽宁省实验顶级名校2023-2024学年高三上学期期中考试 物理（含答案）

第第页辽宁省实验顶级名校2023-2024学年高三上学期期中考试物理一、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，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1．中国载人航天工程办公室从2023年9月1日起至9月30日24时，面向社会公开征集新一代载人飞船（图甲）、载人月面着陆器（图乙）的名称。根据计划，我国将在2030年前实现中国人首次登陆月球，开展月球科学考查及相关技术试验等。不考虑月球的自转，下列说法正确的是（）A．新一代载人飞船的发射速度必须大于11.2km/sB．新一代载人飞船赴月过程无须主动变速C．载人月面着陆器可在环月轨道上处于静止状态D．载人月面着陆器登月过程中需在近月点减速变轨2．如图所示，工人用滑轮搬运货物。轻绳跨过固定在天花板上A点的光滑定滑轮后系在等高的B点，将质量为m的货物用光滑小钩悬挂在A、B间的绳上，AC、AO与竖直方向的夹角均为30°，系统处于静止状态。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．轻绳的拉力T=B．人对地面的摩擦力f=C．若将系绳的B端向左缓慢移动，人不能保持静止状态D．若将系绳的B端向正下方缓慢移动，人不能保持静止状态3．一架无人机某次飞行的轨迹如图所示，轨迹abcde是在竖直平面内一条光滑曲线，若此次飞行中飞机的速率近似保持不变，b点和d点分别为轨迹的最低点和最高点，则下列说法正确的是（）A．飞机在b点所受合外力沿水平向右B．飞机在b点受到的升力大于在c点受到的升力C．从b点到d点的飞行中，飞机的水平速度大小不变D．从b点到d点的飞行中，飞机一直处于超重状态4．如图所示电路，由定值电阻R0，可变电阻R1、R2，理想二极管，水平金属板M、N，电源及开关S组成。闭合开关，电路稳定后，质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度v0射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度v0射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是（）A．保持开关S闭合，增大R1，粒子打在O点右侧B．保持开关S闭合，减小R2，粒子打在O点左侧C．断开开关S，M极板稍微上移，粒子打在O点右侧D．断开开关S，N极板稍微下移，粒子打在O点右侧5．在某次台球比赛中，质量均为m、材料相同的白球和黑球静止在水平台球桌面上，某时刻一青少年瞬击白球后，白球与一静止的黑球发生了对心碰撞，碰撞前后两球的位置标记如图所示，A、B分别为碰前瞬间白球、黑球所在位置，C、D分别为碰撞后白球、黑球停止的位置。则由图可知白、黑两球碰撞过程中损失的动能与碰前时刻白球动能的比值为（）A．12 B．23 C．496．在x轴上O、P两点分别放置电荷量为q1、q2的点电荷，两电荷连线上的电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、B两点的电势为零，BD段中C点电势最大，则下列判断正确的是（）A．P点放置的是带正电的点电荷B．q1>q2C．C点的电场强度大于A点的电场强度D．将一带负电的检验电荷从B点移到D点，其电势能先增大后减小7．如图所示，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量也为m的小球C，现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．小球由静止释放到第一次经过最低点的过程中，木块A的位移大小为2B．小球运动到最低点时的速度大小为2C．小球运动到最低点时的速度大小为gLD．小球C第一次到达轻杆左侧最高处的高度与释放高度相同8．如图所示，在O点固定一个点电荷Q，一个带电粒子P从很远处以初速度v0射入电场，MN为粒子P仅在电场力作用下的运动轨迹，图中虚线分别是以O为中心，以R1、R2、R3为半径画出的三个圆，且RA．P、Q两电荷可能同号，也可能异号B．a点电势高于b点电势C．P在a点的电势能大于在c点的电势能D．P由c点运动到b点时的动能变化量大于由c点运动到a点时的动能变化量绝对值9．如图，竖直平面内有一半径为R=1m、内壁光滑的圆形轨道，轨道底端与水平面相切于点c，该圆形轨道处于竖直向下的匀强电场中，场强E=2×103N/C。在水平面上放着不带电的物块A和带正电的物块B，其中mA=2kg、mBA．物块B第一次滑至c点的速度大小为7m/sB．物块B在c点时具有的电势能最大C．物块B可以运动到圆轨道的最高点D．物块B离开轨道时的速度大小为7m/s10．如图所示，一个固定斜面AC的倾角θ=6°，其中AB段光滑，BC段粗糙，斜面足够长。在AB段并排放着10个完全相同的正方形小物块，第1个小物块的前端刚好在B点，由静止释放以后，当第4个小物块刚滑过B点时速度最大。已知每个小物块的质量均为m，边长均为d，取sin6°=0.1，A．在BC段小物块与斜面间的动摩擦因数为0.5B．第2个小物块刚滑过B点瞬间的加速度大小为0.5gC．第2个小物块刚滑过B点瞬间，第5和第6个小物块之间的作用力大小为0.25mgD．10个小物块的最大总动能为2mgd二、非选择题（第11、12题每空2分，第13题10分，第14题12分，第15题16分，共54分。）11．某物理活动小组想利用一根压缩的弹簧弹开带有遮光片的滑块来探究弹簧的弹性势能与形变量之间的关系，装置如图（a）所示，将带有刻度尺的长木板水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，弹簧左端对应刻度尺位置坐标为零，右端与滑块刚好接触（但不连接，弹簧为原长），记录弹簧原长位置，现让滑块压缩弹簧至P点并锁定，P点位置坐标记为x0，然后在木板上弹簧原长位置处固定光电门，位置坐标记为x（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d，其示数如图（b）所示，d=cm；（2）将光电门连接计时器，解除弹簧锁定，滑块被弹开并沿木板向右滑动，计时器记录遮光片通过光电门的时间Δt，再测量滑块停止时的位置坐标记为x2，若已知遮光片与滑块总质量为m，则弹簧的弹性势能E（3）改变P点的位置，记录弹簧形变量x1−x（4）若在实验过程中，某同学用图像法处理数据，以1Δt2为纵坐标，以x为横坐标得图像如图（c）所示，设重力加速度为g，则该同学选择的横坐标x为，由图线可得滑块与木板间的动摩擦因数12．某实验小组要测量电源的电动势和内电阻，实验室提供的实验器材如下：A．被测干电池一节，电动势约1.5V，内电阻约2.5ΩB．定值电阻R0C．电压表V（量程1V，内电阻RVD．电阻箱R（0~99999Ω）E．电键S、导线若干实验电路如图所示：（1）实验过程中，电阻箱电阻R的最小值为Ω。（2）根据闭合电路欧姆定律，实验过程中，电压表读数为U、与电阻箱电阻R的关系为1U=（3）闭合开关S后，多次调整电阻箱R的值，记录对应的电压表读数U，然后利用图像法数据：以R为横坐标、以1U为纵坐标，根据实验中得到的多组R、U数据，在坐标系中描点、连线如图，该图线的斜率k=7196V−1⋅Ω，纵轴截距b=013．如图所示，质量为m、长为2L的长木板静止在光滑的水平面上，一质量也为m、可视为质点的小物块以水平速度v0（1）求物块和长木板之间的动摩擦因数μ；（2）若水平面不光滑，且长木板与水平面间动摩擦因数为μ3，小物块仍然以相同的速度滑上长木板，求经多长时间，小物块和长木板速度相等，并判断此时小物块是否与长木板分离。14．如图所示，O为固定在地面上的铰链，A球通过铰链用轻杆分别连接于O、B球。现对B球施加水平推力F，使系统处于静止状态，此时两杆间的夹角α=60°。撤去F后，A、B在同一竖直平面内运动。已知两球质量均为m，杆长均为L，重力加速度为g，忽略一切摩擦。求：（1）推力F的大小；（2）两杆间的夹角变为120°时，B球动能；（3）A球落地时重力的功率。15．如图所示，平面直角坐标系xOy位于竖直平面内，倾斜光滑直轨道AO与y轴正方向夹角为θ=60°，轨道AO与水平轨道OB及半径为R的竖直光滑圆管之间均平滑连接，圆管对应的圆心角为120°，其所在圆O'分别与x轴和y轴相切于B点和C点。已知第二象限内有方向竖直向下、大小为E1=2mgq的匀强电场，第一象限内，x≥R的区域内有水平向右的匀强电场，其中0≤y<32R区域内场强大小为E（1）小球经过坐标原点O处时的速度大小；（2）求小球在管道中速度最大时的位置坐标，并求出小球的最大速度；（3）从开始运动到小球静止，小球在OB段走过的总路程s为多少？

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】A.若飞船的发射速度大于11.2km/s，则会逃脱地球束缚，而新一代载人飞船是要登月，在地球引力范围内，所以发射速度要大于7.9km，小于11.2km/s，A不符合题意；

BD.飞船在飞向月球过程中需不断加速变轨做离心运动，陆器登月过程中需要减速变轨做近心运动，D符合题意，B不符合题意；

C.由于着陆器在环月轨道上只受月球的引力作用，合力不为零，因此其不可能静止在环月轨道上，C不符合题意。

故答案为：D。

【分析】根据宇宙速度的物理意义分析；根据卫星变轨原理分析；分析着陆器在环月轨道上的受力，确定运动状态。2．【答案】B【解析】【解答】A.以O点为研究对象，由共点力平衡条件得2Tcos30°=mg，得轻绳的拉力大小为T=33mg，A不符合题意；

B.以人为研究对象，设地面对人的摩擦力f'，由共点力平衡条件得f'=Tsin30°=36mg，由牛顿第三定律得，人对地面的摩擦力大小f=f'=36mg，B符合题意；

C.若将系绳的B端向左缓慢移动，AO和BO与竖直方向的夹角θ减小，对O点，受共点力平衡条件可得2Tcosθ=mg，得绳子上的拉力T=mg2cosθ，因为θ减小，所以绳子上的拉力T减小。若人能静止，由共点力平衡条件可得，人受到的摩擦力f'=Tsinθ3．【答案】B【解析】【解答】A.曲线运动的合外力指向曲线的凹侧一方，所以飞机在b点所受合外力不可能沿水平向右，A不符合题意；

B.飞机在b点受到升力和重力的合外力指向曲线的凹侧一方且与运动方向垂直，此时可以近似看为升力与重力的差值提供向心力，近似为Fb=mg+mv2r，在c点受到升力和重力的合外力指向曲线的凹侧一方且与运动方向垂直，根据三角形定则可知Fc<mg+mv2r，可知飞机在b点受到的升力大于在c点受到的升力，B符合题意；4．【答案】D【解析】【解答】A.保持开关S闭合，由闭合电路欧姆定律可得，R0两端电压为U=ER0+R1+rR0，增大R1，U减小，电容器并联在R0两端，极板电压与R0两端电压相等，故电容器极板电压减小，由Q=CU可知，电容两极板带电量应减少，电容器要放电，但是二极管不导通，故电容器上电荷量不变，导致极板电压也不变，两极板间电场强度不变，故粒子仍打在O点，A不符合题意；

B.R2的变化对电容器和闭合回路都没有影响，所以保持开关S闭合，减小5．【答案】C【解析】【解答】设每一个小格的边长为x0，可知白球碰后的位移为3x0，黑球碰后位移为12x0，对两球的碰撞过程，根据动量守恒定律有mv0=mv1+mv2，碰撞后两球做匀减速直线运动，将两球的运动反过来看成初速度为零的匀加速直线运动，因为两球的材料相同，所以两球运动的加速度大小相同，根据匀变速直线运动位移与速度的关系有v6．【答案】B【解析】【解答】A.由图可知，从O到P电势不断降低，可知两个点电荷必定是异种电荷，根据电场线从正电荷出发到负电荷终止，且沿电场线方向电势降低，可知P点放置的电荷为负电荷，A不符合题意；

BC.φ-x图像的斜率表示电场强度，由图可知，C点的斜率为零，所以场强为零，A点的斜率不为零，所以场强不等于零，故A点的场强比C点的大，由于C点的场强为零，而C点与点电荷q2的距离较q1近，根据E=kqr2，可知q1>q2，B符合题意，C不符合题意；

D.由图可知，从B点到D点，电势先升高后降低，根据Ep=qφ7．【答案】B【解析】【解答】ABC.设小球由静止释放到第一次经过最低点的过程中，小球的水平位移大小为x1，木块A的位移大小为x2，小球运动到最低点时的速度大小为vC，A、B的共同速度为vA，小球由静止释放在向下摆动的过程中，对A有水平向右的拉力分量，使得A、B之间有弹力，A、B不会分离，当C运动到最低点时，A、B间弹力为零，A、B将要分离，A、B分离时速度相等，A、B、C系统水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒，取水平向左为正方向，由系统水平方向动量守恒得mvC-2mvA=0，则m×x1t-2m×x2t=08．【答案】C,D【解析】【解答】A.根据做曲线运动中物体受到的合外力指向轨迹内侧，可知P受到的是Q的吸引力，所以P、Q两电荷是异号电荷，A不符合题意；

B.由于Q的电性不确定，所以无关比较a、b两点的电势大小，B不符合题意；

C.由图可知，c点距O点比a点距O点近，因P与Q带异种电荷，相互作用力为引力，可知粒子P从c点运动到a点，电场力做的总功为负功，故P在a的电势能大于在c点的电势能，C符合题意；

D.根据点电荷电场分布特点可知，等势面b、c间的场强大于等势面c、a间场强，由公式U=Ed，可知Ucb>Uca，根据电场力做功与电势差关系W=qU，可知Wcb9．【答案】A,D【解析】【解答】A.剪断绳子后，物块A、B获得速度vA、vB，A在d点左侧做匀减速直线运动，加速度大小为a=μmAgmA=μg，对物块A在d点左侧的运动，有vA2=2μgL，解得vA=3.5m/s，弹簧弹开的过程中，A、B组成系统动量守恒，以向左为正方向，则有mAvA-mBvB=0，解得物块B被弹开的速度大小为vB=7m/s，B被弹开后，做匀速运动到c点，所以物块B第一次滑至c点的速度大小为7m/s，A符合题意；

B.由题意可知，B带正电，在B运动到电场中最高点过程，电场力对B做负功，电势能增大，故物块B在圆形轨道上运动能达到的最高点具有的电势能最大，B不符合题意；

C.若物块B恰好能达最高点，由牛顿第二定律可得mBg+Eq=10．【答案】C,D【解析】【解答】A.开始时，10个小物块一起从静止开始做加速运动，进入BC段滑块的长度越大，小物块整体受到的摩擦力越大，合力越小，加速度越小，当第4个小物块刚滑过B点时，小物块整体受到的摩擦力大小等于重力的下滑分量，合力为零，加速度为零，小物块速度最大，之后摩擦力继续增大，小物块整体做减速运动，所以当第4个小物块刚滑过B点时，根据受力平衡可得10mgsinθ=4μmgcosθ，解得μ=0.25，A不符合题意；

B.第2个小物块刚滑过B点时，根据牛顿第二定律可得10mgsinθ-2μmgcosθ=10ma，解得a=0.05g，B不符合题意；

C.设第2个小物块刚滑过B点瞬间，第5个小物块对第6个小物块的作用力为F，以后面5个小物块整体为研究对象，在沿斜面方向，根据牛顿第二定律可得5mgsinθ–F=5ma，解得F=0.5mg，根据牛顿第三定律可知第5和第6个小物块之间的作用力大小为0.25mg，C符合题意；11．【答案】（1）1.30（2）m（3）无（4）x2−【解析】【解答】（1）图中游标卡尺的精确度为0.1mm，可得遮光片的宽度d=13mm+0×0.1mm=13.0mm=1.30cm；

（2）滑块通过x1位置的速度为v=d∆t，对滑块和弹簧组成的系统，由功能关系可得Ep=μmg(x2-x0)，对滑块的运动，由动能定理可得-μmg(x2-x1)=0-12mv2，解得12．【答案】（1）7.3（2）R（3）1.43；2.80【解析】【解答】（1）电压表量程是1V，定值电阻R0阻值为20Ω，则流经R0的电流最大值是Im=UmR0=120A=0.05A，电路总电流为I=Im+URV≈0051A，电阻箱电阻R的最小值是Rmin=E-UmI13．【答案】（1）解：物块和长木板动量守恒可得m得v=由能量守恒可得μ解得μ（2）解：由牛顿第二定律可得物块的加速度为μ长木板的加速度为μ解得a1=物块与长木板共速的时间为v解得t=共速前物块的位移为x共速前长木板的位移为x由于x故二者不会分离。【解析】【分析】（1）由动量守恒定律求出小物块和长木板