2023-2024学年山东省德州市高三(上)期中物理试卷

2023-2024学年山东省德州市高三（上）期中物理试卷一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1．早在中国古代，我们的祖先就已经利用力学原理来解决生活中的问题。下面的诗词、谚语在力学中的原理依次对应正确的是（）①船到江心抛锚迟，悬崖勒马早已晚②爬的高，跌得重③坐地日行八万里④人心齐，泰山移A．惯性，重力势能，参考系，力的合成 B．时间和时刻，重力势能，万有引力定律，杠杆原理 C．惯性，牛顿第三定律，万有引力定律，力的合成 D．时间和时刻，牛顿第三定律，参考系，杠杆原理2．如图所示，一小球从一足够长的固定粗糙斜面底端冲上斜面，速度减到0后又返回到底端。其速率用v表示，路程用s表示，此过程中小球的v﹣s图像可能为（）A． B． C． D．3．图甲为简易壁挂盆架，图乙为其侧视图。该盆架可以挂尺寸相近、大小不一的盆子，图丙为a、b两个盆子的纵截面图，两个盆子的质量相同、形状不同，均能挂在同一个盆架上。不计盆与盆架间的摩擦力，关于两个盆子的受力描述正确的是（）A．两个盆子的上沿均可以不受盆架弹力的作用 B．a盆上沿所受的弹力小于b盆上沿所受的弹力 C．a盆侧壁所受的弹力大于b盆侧壁所受的弹力 D．两个盆子所受盆架的作用力均垂直于侧壁向上4．超速行驶和疲劳驾驶是导致交通事故最多的危险驾驶行为。某司机驾驶一辆小轿车在其疲劳驾驶阶段以180km/h的速度在平直的公路上行驶，某时刻突然发现正前方60m处有一辆卡车正在以72km/h的速度行驶，于是立即制动，制动加速度大小恒为5m/s2。若忽略司机的反应时间，在小轿车采取制动的同时，卡车立即做匀加速直线运动，为避免相撞，卡车的加速度大小至少为（）A．1.5m/s2 B．2m/s2 C．2.5m/s2 D．3m/s25．直升机取水灭火已成为一种常见的灭火措施。如图所示，10根副绳均匀连接到主绳和水桶的边缘，每根副绳的长度均与水桶的直径相等，装满水后桶和水的总质量为m，重力加速度为g，不计绳子的质量和空气阻力，下列说法正确的是（）A．飞机匀速飞行时，每根副绳的拉力大小为 B．飞机以大小为a的加速度竖直向上加速运动时，每根副绳的拉力大小为 C．飞机以大小为a的加速度水平向左加速运动时，主绳的拉力大小为m（g+a） D．飞机在水平向左匀减速运动过程中，主绳与竖直方向的夹角将逐渐变小6．如图所示，一半径为R的圆环处于竖直平面内，A是与圆心等高点，圆环上套着一个可视为质点的、质量为m的小球。现使圆环绕其竖直直径转动，小球和圆环圆心O的连线与竖直方向的夹角记为θ，转速不同，小球静止在圆环上的位置可能不同。当圆环以角速度ω匀速转动且小球与圆环相对静止时（）A．若圆环光滑，则角速度 B．若圆环光滑，则角速度 C．若小球与圆环间的摩擦因数为μ，且小球位于A点，则角速度ω可能等于 D．若小球与圆环间的摩擦因数为μ，且小球位于A点，则角速度ω可能等于7．一搜拖船用恒定的拉力同时拖带着两艘驳船，某时刻三艘船的位置如图所示，O为三根牵引绳的结点，其中BO绳、CO绳与AO绳的夹角均为150°，AO绳的张力大小为F，两驳船的质量均为m，不计三根绳的质量和水对船的阻力。下列说法正确的是（）A．此时两驳船的加速度相同 B．此时两驳船的加速度大小均为 C．两驳船在被拖动的过程中做直线运动 D．两驳船在被拖动的过程中BO绳的张力大小不变8．图甲为“魔幻飞碟变形球”，用脚将其踩扁，松开脚一段时间后球会弹起。某同学将其简化为如图乙所示的模型，两个质量均为0.1kg的物块A、B拴接在轻弹簧两端。已知弹簧的劲度系数为100N/m，原长为10cm，弹簧的弹性势能，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。现通过物块A向下压缩弹簧至某一位置后由静止释放，重力加速度取10m/s2。下列说法正确的是（）A．释放后，B离开地面前，A、B以及弹簧组成的系统机械能不守恒 B．若将弹簧长度压缩至7.5cm，释放后能使B离开地面一段时间 C．若B能离开地面，则B离开地面后，A、B以及弹簧组成的系统动量守恒 D．若B能离开地面，则从B离开地面到弹簧第一次恢复到原长的过程中，A的动量变化量大于B的动量变化量二、多项选择题：本题共4小题，共16分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。（多选）9．如图所示，一质量为m的火星探测器，在圆轨道l上做匀速圆周运动。经过P点时动力装置短暂工作，使探测器进入椭圆轨道2。经过远火点Q时，动力装置再次短暂工作，使探测器进入圆轨道3。已知轨道1的半径为r1，轨道3的半径为r2，忽略空气阻力，以下说法正确的是（）A．探测器在轨道1上经过P点时的加速度与在轨道2上经过P点时的加速度相等 B．探测器在椭圆轨道上由P点运动到Q点的过程中，机械能不守恒 C．探测器在轨道2上运行时，若经过P点时的速度大小为v，则经过Q点时的速度大小为 D．探测器在轨道3上经过Q点时的速度大于在轨道2上经过P点时的速度（多选）10．如图所示，棱长为l的正四面体的四个顶点上分别固定一点电荷（未标出），其中A、C两点为等量同种正电荷q，B、D两点为等量同种负电荷﹣q，O为正四面体的几何中心，P为棱BD的中点，Q为正四面体外位于OP延长线上的一点。若取无穷远处电势为0，则（）A．O点的电场强度为0 B．O点的电势为0 C．将一带正电的检验电荷从O移动到P的过程中电场力对该电荷做正功 D．要使P点的电场强度为0，需在Q点再固定一个负点电荷（多选）11．如图所示，光滑绝缘轨道ABCD处于同一竖直平面内，其中AB部分水平，BCD部分是圆心为O、半径为R的圆弧，两部分相切于B点，OD连线与竖直直径BC的夹角为30°，F为D点关于直径BC的对称点。空间中存在大小为、方向与水平方向夹角为30°的匀强电场。现将一质量为m、带电量为（q（q＞0）的小球由水平轨道上一点P静止释放，下列说法正确的是（）A．若小球恰好过D点，则小球对轨道的最大压力为 B．若小球恰好过D点，则小球对轨道的最大压力为 C．若P、B间的距离为，则小球在F点脱离轨道 D．若P、B间的距离为，则小球在F点脱离轨道（多选）12．如图所示，质量M＝3kg的长木板放置在倾角θ＝37°的足够长斜面上。质量m＝1kg可视为质点的物块放置在木板的右端。在木板右侧的斜面上方固定着一个与斜面垂直的弹性挡板，木板恰好可以无擦碰地穿过挡板与斜面间的缝隙。现使木板和物块均以v0＝2m/s的速度一起从挡板上方某高度处沿斜面向下滑动。此后，物块与挡板发生的每次碰撞时间都极短且无机械能损失，整个过程中物块不会从木板上滑落。已知物块与木板间的动摩擦因数μ1＝1.75，木板与斜面间的动摩擦因数μ2＝0.75，sin37°＝0.6，重力加速度g＝10m/s2。以下说法正确的是（）A．物块与挡板第一次碰撞前，物块与长木板组成的系统动量守恒 B．物块与挡板第一次碰撞至第二次碰撞的时间间隔为0.2s C．物块与挡板第一次碰撞至第二次碰撞之间，物块与长木板的相对位移大小等于长木板相对于斜面的位移大小 D．长木板长度至少为0.4m三、非选择题：本题共6小题，共60分。13．物理学中有一些经典实验通过巧妙的设计揭示了深刻的物理本质，比如伽利略的斜面实验揭示了匀变速直线运动规律。某同学用现代实验器材改进伽利略实验，如图甲所示，一小球从固定斜面顶端O处静止释放，通过A、B两处的传感器，测出小球在AB段运动的时间t以及A、B间的距离s，计算出这段时间内的平均速度v。改变传感器A的位置，重复多次实验，所得数据如下表所示。s（m）0.5000.6000.7000.8000.9000.950t（ms）292.9371.5452.3552.8673.8776.4v（m/s）1.711.621.551.451.341.22请完成下列作图和填空：（1）根据表中给出的数据，在图乙给出的坐标纸上画出v﹣t图线；（2）由所画出的v﹣t图线，得出滑块加速度的大小为a＝m/s2（保留2位有效数字）。（3）由所画出的v﹣t图线，得出滑块到达斜面底端B处时的速度大小为vB＝m/s（保留3位有效数字）。14．某实验小组利用如图装置验证动量守恒定律。气垫导轨上装有光电门1和2。将滑块A和B静置在导轨上，两滑块上均固定有相同的竖直挡光片。（1）打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后将滑块A从气垫导轨右侧由弹射装置向左弹出，测得滑块过光电门1的挡光时间大于过光电门2的挡光时间，为使实验结果准确，后续的操作是；A.调高右侧底座旋钮B.调高左侧底座旋钮C.将光电门1向左侧移动D.将光电门2向右侧移动（2）气垫导轨调整好后，将滑块B静置于两光电门之间，将滑块A静置于光电门1右侧，给A水平向左的速度，经过光电门1后与B发生碰撞且被弹回，再次经过光电门1。光电门1先后记录的挡光时间为Δt1、Δt2，光电门2记录的挡光时间为Δt3。为完成实验，还必须测量的物理量有。A.挡光片的宽度dB.滑块A（含挡光片）的质量mAC.滑块B（含挡光片）的质量mBD.光电门1到光电门2的间距L（3）若两滑块碰撞过程动量守恒，则必须满足的关系式为（用（2）中的物理量表示）。（4）若滑块A、B之间的碰撞为弹性碰撞，则关系式满足。A.Δt1+Δt2＝Δt3B.Δt2﹣Δt1＝Δt315．空间机械臂作为在轨支持、服务的一项关键技术，对空间科学的应用和发展起到了很大的带动作用。空间站上安装的机械臂不仅可以维修、安装空间站部件，还可以发射、抓捕卫星。如图所示，空间站在半径为r的轨道上做匀速圆周运动。从空间站伸出长为d的机械臂，微型卫星放置在机械臂的外端。在机械臂的作用下，微型卫星、空间站、地球在同一直线上，微型卫星与空间站同步做匀速圆周运动。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，微型卫星质量为m，求：（1）空间站所在轨道处的重力加速度；（2）机械臂对微型卫星的作用力大小（忽略空间站对卫星的引力以及空间站的尺寸）。16．在一场排球比赛中，运动员甲从高度为H的O点用力将球以速度大小v1水平击v1出，恰好落在对方底线内的B点。下一球对方吊球过网，在球即将落地时，运动员乙飞扑过来，于A点将球救起，排球过网后，与地面发生了一次弹性碰撞，然后也落在了B点。已知A点在O点的正下方，被乙救起的球初速度大小为v2，方向与水平方向成60°夹角，运动过程中的最大高度也为H。排球与地面发生弹性碰撞后，水平速度不变，竖直速度大小不变，方向相反，不计空气阻力，重力加速度为g。（1）求两球初速度大小之比v1：v2；（2）若球网设置在如图所示的C位置，两人击出的排球都恰好能飞过球网顶端，求：①两球从被击出到球网顶端过程中的时间之比t1′：t2′；②球网的高度h（结果用H表示）。17．如图，真空中有两个足够大的平行金属板与水平面成45°放置，上极板带正电，下极板带负电，板间电场强度为。板间的同一竖直面内有两个球形小油滴A和B，质量均为m0，A不带电，B带电荷量为﹣q（q＞0），初始时A、B竖直方向的高度差为h。现将A、B同时由静止释放，一段时间后二者相遇并融合为新油滴C。二者融合的过程中总质量、总电荷量均守恒，并满足动量守恒。融合后的瞬间，给装置通入空气，此后C恰好做匀速直线运动。已知球形油滴受到的空气阻力大小为，其中k为比例系数，m为油滴质量，v为油滴运动速率，不计空气浮力，重力加速度为g。求：（1）初始时A、B水平方向的距离；（2）比例系数k；（3）C匀速运动时间t0过程中电势能的变化量。18．生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，传送方向如图1所示，其中甲的速度为v1＝3m/s，乙的速度为v2＝4m/s。小工件（可视为质点）离开甲前与甲的速度相同，并平稳地滑到乙上的A点，A点到乙右端的距离为s＝6m。已知工件质量m＝1kg，工件与传送带乙之间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g＝10m/s2，忽略空气阻力。（1）若关闭传送带甲，将工件无初速度地放在A点，求工件从释放到乙右端所用的时间。（2）打开传送带甲，工件的运动如图2所示。要求工件在乙上运动时不会侧向（垂直于乙的运动方向）滑落，求乙的最小宽度。（3）打开传送带甲，且乙足够宽。当工件在乙上刚停止侧向滑动