2023-2024学年辽宁省六校协作体高三(上)期中物理试卷

2023-2024学年辽宁省六校协作体高三（上）期中物理试卷一、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4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．《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则（）A．铁夹对小球的两个弹力为一对相互作用力 B．若进一步加大铁夹对小球挤压，小球受到的摩擦力变大 C．小球受到5个力的作用 D．若铁夹水平匀速移动，铁夹对小球作用力的方向斜向上2．如图所示，在外力作用下某质点运动的v﹣t图象为正弦曲线．在0～t4一个周期内，从图中可以判断下列说法正确的是（）A．t2时刻质点所在的位置为质点运动的对称中心 B．在0～t1时间内，外力逐渐减小，外力的功率逐渐增大 C．t4时刻，质点回到出发点 D．在t2～t3时间内，外力做的总功为零3．投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏，《礼记传》中提到：“投壶，射之细也。宴饮有射以乐宾，以习容而讲艺也。”如图所示，甲、乙两人沿水平方向各投出一支箭，箭尖插入壶中时与水平面的夹角分别为53°和37°；已知两支箭质量相同，忽略空气阻力、箭长、壶口大小等因素的影响，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。下列说法正确的是（）A．若两人站在距壶相同水平距离处投壶，甲所投箭的初速度比乙的小 B．若两人站在距壶相同水平距离处投壶，乙所投的箭在空中运动时间比甲的长 C．若箭在竖直方向下落的高度相等，则甲所射箭落入壶口时速度比乙大 D．若箭在竖直方向下落的高度相等，则甲投壶位置距壶的水平距离比乙大4．如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（）A．如图a，汽车以一定速率通过拱桥的最高点时处于超重状态 B．图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度减小 C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小均相等 D．如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外轮缘会有挤压作用5．有研究表明，当兴奋情绪传播时，在人的体表可以测出与之对应的电势变化。某一瞬间人体表面的电势分布图如图所示，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、b、c、d为等势面上的点，该电场可等效为两等量异种电荷产生的电场，a、b为两电荷连线上对称的两点，c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点。下列说法中正确的是（）A．a、b两点的电场强度大小相等，方向相反 B．c点的电势大于d点的电势 C．将带正电的试探电荷从b点移到d点，电场力做负功 D．负电荷在c点的电势能小于在a点的电势能6．高台跳水被誉为全世界最富冒险性的体育项目。如图所示，2021年14岁的全红婵在东京奥运会一鸣惊人。假设运动员的空中运动简化为自由下落，然后进入水池中，把在空中下落的过程视为过程Ⅰ，进入水池直到速度减为零的过程视为过程Ⅱ，已知人的质量m＝40kg，跳台距水面高度H＝10m，重力加速度g＝10m/s2，除水的阻力外不计其他阻力，运动员可视为质点。以下说法正确的是（）A．整个过程运动员的机械能守恒 B．过程Ⅰ中运动员动能的增加量不等于重力所做的功 C．过程Ⅱ中运动员所受合力的冲量大小约为283N•s D．若从进入水池到速度减为零总共经过的时间为t＝2s，则受到水的平均作用力约为683N（多选）7．如图甲所示，一条绷紧的水平传送带AB以恒定速率v1做匀速直线运动，传送带右端的光滑水平台面与传送带上表面等高，二者间的空隙极小不会影响滑块的运动。滑块以速率v2向左从A点滑上传送带，在传送带上运动时动能随路程变化的Ek﹣x图像如图乙所示，已知滑块质量m＝2kg，可视为质点，重力加速度g＝10m/s2。则下列说法中正确的是（）A．传送带的运行速率为v1＝1m/s B．滑块在传送带上的运动时间为2.5s C．若传送带的运动速率增大，则滑块在传送带上运动时间一定越来越小 D．滑块从滑上传送带到再次滑回平台的整个过程中因摩擦产生的热量为36J（多选）8．1995年10月，瑞士日内瓦大学教授米歇尔•麦耶和迪迪埃•奎洛兹公布发现了第一颗太阳系外行星﹣飞马座51b，这颗系外行星处于我们所在的银河系中，与一颗类太阳恒星相互环绕运动，两人因此获得了2019年诺贝尔物理学奖。如图，飞马座51b与类太阳恒星相距为L，两者构成一个双星系统，它们绕共同圆心O做匀速圆周运动，类太阳恒星与飞马座51b的质量分别为m1、m2，m1＞m2引力常量为G，下列说法正确的是（）A．行星51b与类太阳恒星做圆周运动的周期 B．行星51b与类太阳恒星做圆周运动的线速度之比 C．行星51b与类太阳恒星的动能之比 D．由于类太阳恒星内部发生核聚变导致其质量减小，它们做圆周运动周期也减小（多选）9．如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管（正向电阻为零可以视为短路，反向电阻无穷大可以视为断路）连接，电源负极接地。初始电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是（）A．减小极板间的正对面积，带电油滴会向上移动 B．贴着上极板插入金属板，则电路中有顺时针方向的电流 C．将上极板向左平移一小段距离，P点处的油滴的电势能增大 D．将开关断开，并向上移动上极板，则油滴仍处于静止状态（多选）10．如图所示，质量为2m的金属环A和质量为m的物块B通过光滑铰链用长为2L的轻质细杆连接，金属环A套在固定于水平地面上的竖直杆上，物块B放在水平地面上，原长为L的轻弹簧水平放置，右端与物块B相连，左端固定在竖直杆上O点，此时轻质细杆与竖直方向夹角θ＝30°。现将金属环A由静止释放，A下降到最低点时θ变为60°。不计一切阻力，重力加速度为g，则在金属环A下降的过程中，下列说法中正确的是（）A．金属环A和物块B组成的系统机械能守恒 B．金属环A的机械能一直减小 C．A达到最大动能时，B对地面的压力大小为mg D．弹簧弹性势能最大值为二、实验题（本题共两小题，第11题6分，第12题8分，共计14分。）11．为了验证碰撞中的动量守恒，某同学选取两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤做实验：①按照如图所示，安装好实验装置，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点B的切线水平，将一长为L的斜面固定在斜槽右侧，O点在B点正下方，P点与B点等高；②用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2；③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A点处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置；④将小球m2放在斜槽末端点B处，让小球m1从斜槽顶端A点处由静止滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置；⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到O点的距离，图中C、D、E点是该同学记下的小球在斜面上的落点位置，到O点的距离分别为lC、ID、LE。（1）小球的质量关系应为m1（填“＞”“＝”或“＜”）m2。（2）小球m1与m2发生碰撞后，小球m2的落点应是图中的点。（3）用测得的物理量来表示，只要满足关系式，则说明碰撞中动量是守恒的。12．为了探究物体质量一定时“加速度与合外力的关系”，甲、乙同学设计了如图（a）所示的实验装置。其中，M为小车的质量，m0为动滑轮的质量，m为砂和砂桶的总质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。（1）以下说法正确的是；A．力传感器示数小于绳下端所挂砂和砂桶的总重力B．每次改变砂桶和砂的总质量时，都需要重新平衡摩擦力C．因为实验装置采用了力传感器，所以不需要平衡摩擦力D．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，获得一条打点的纸带，同时记录力传感器示数（2）本实验装置中，（填“需要”或“不需要”）满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量；（3）甲同学根据实验数据作出加速度a与力F的关系图像如图（b）所示，图线不过原点的原因是。A．钩码质量没有远小于小车质量B．平衡摩擦力时木板倾角过大C．平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力（4）乙同学重新平衡摩擦力以后，再次进行实验，并以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a﹣F图线是一条直线，如图（c）所示，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量M等于。A．B．C．D．三、计算题（本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）13．飞机中的“弹射座椅”是飞行员使用的座椅型救生装置。在飞机失控时，依靠座椅上的喷气发动机装置将座椅（连同飞行员等）弹射到高空，然后打开降落伞使座椅（连同飞行员等）安全降落。某次模拟实验中，在地面上静止的战斗机内，飞行员按动弹射按钮，座椅（连同飞行员等）在喷气发动机的驱动下被弹出沿竖直方向运动（忽略按动弹射按钮时间），经一段时间后发动机自行关闭，2.5s末到达最高点，上升的总高度为25m，此时降落伞打开，之后飞行员安全下落。已知座椅（连同飞行员等）的总质量为120kg，假设喷气发动机启动时对座椅产生竖直向上且恒定不变的推力，不考虑发动机质量的变化与上升时的空气阻力，降落伞打开后阻力恒为重力的0.8倍。取g＝10m/s2，求：（1）座椅（连同飞行员等）在发动机关闭时速度v的大小；（2）座椅（连同飞行员等）运动的总时间t；（3）喷气发动机工作时对座椅（连同飞行员等）推力F的大小。14．如图，小车质量为M＝8kg，滑块质量为m＝1.9kg，滑块置于小车上方且距小车左端距离为d＝6m，滑块和小车两者以v＝1m/s的速度水平向右匀速，水平面光滑。质量为m0＝0.1kg的子弹以v0＝179m/s的速度水平向左飞行，瞬间击中滑块并留在其中，之后一段时间滑块和小车发生相对滑动，最终滑块刚好不会从小车上掉下（g＝10m/s2），求：（1）子弹击中滑块后瞬间滑块的速度大小；（2）小车最终运动的速度大小；（3）从子弹击中滑块开始小车向右运动的最长时间。15．下图为某同学设计的弹射装置，水平轨道AB与竖直四分之一圆弧BC平滑连接，竖直四分之一圆弧DG、竖直四分之一圆弧轨道G'H和水平轨道HM均平滑连接，物块刚好经过GG′进入G'H，O1、C在同一水平面，O2、G、G′、O3在同一水平面，所有的轨道均绝缘，除水平轨道HM粗糙外，其余轨道均光滑；圆弧BC半径R1和圆弧DG半径R2均为R，HM长度为2R，N点为HM的中点，虚线框内存在着水平向右的匀强电场。现将一质量为1.5m不带电的小物块a压缩绝缘弹簧至