福建省厦门双十中学2022-2023学年高三物理上学期期中试题（Word版附解析）

福建省厦门双十中学2023届高三上学期期中考物理试卷（满分100分，考试时间75分钟）一、单选题（共4小题，每小题4分，共16分）1.关于下列四幅图片的表述中正确的是（　　）A.图1是某同学在忠仑公园跑步时手机计步器记录的锻炼情况，数据中的50公里/小时指的是他1小时20分内运动的平均速度B.图2是正在高速行驶复兴号列车窗台上直立放置的一枚硬币，该硬币可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用C.图3是高山滑雪运动员正在倾斜赛道上高速下滑的场景，该运动员受到赛道提供的弹力方向为竖直向上D.图4为“祝融”号火星车，由长征五号遥四运载火箭发射升空，火箭发射速度只要大于第一宇宙速度，就可以携带“祝融”号进入环绕火星的预定轨道【答案】B【解析】【详解】A．数据中的50公里/小时指的是他1小时20分内运动的平均速率，故A错误；B．正在高速行驶的复兴号列车窗台上直立放置的一枚硬币，该硬币可能有与列车运动方向相反的运动趋势，为抵消这个运动趋势，硬币会受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用，故B正确；C．该运动员受到赛道提供的弹力方向为垂直赛道向上，故C错误；D．“祝融”号进入环绕火星的预定轨道已经脱离了地球引力，所以火箭发射速度应该大于第二宇宙速度，故D错误。故选B。2.1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为r，地球质量为M，引力常量为G。则（　　）第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 A.v1>v2，v1＝B.v1>v2，v1>C.v1<v2，v1＝D.v1<v2，v1>【答案】B【解析】【详解】卫星绕地球运动，由开普勒第二定律知，近地点的速度大于远地点的速度，即v1>v2若卫星以近地点到地心的距离r为半径做圆周运动，则有可得运行速度由于卫星沿椭圆轨道运动，则v1>v近即v1>故选B。3.两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示，c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则（）第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 A.a点的电场强度比b点的小B.a点的电势比b点的高C.c点的电场强度比d点的小D.c点的电势比d点的低【答案】D【解析】【详解】A．由图看出，a点处电场线比b点处电场线密，则a点的场强大于b点的场强，A错误；B．电场线从正电荷到负电荷，沿着电场线电势降低，所以b点的电势比a点的高，B错误；C．两负电荷在c点合场强为零，c点只有正电荷产生的电场强度，在d点正电荷产生的场强向上，两负电荷产生的场强向下，合场强是它们的差值，所以c点的电场强度比d点的大，C错误；D．结合C解析可知，正电荷到c点的平均场强大于正电荷到d点的平均场强，根据U=Ed可知，正电荷到c点电势降低的多，所以c点的电势比d点的低，D正确。故选D。4.如图所示，两个物体A、B中间用一个不计质量的轻弹簧相连。A、B的质量分别为mA、mB，与固定斜面间的动摩擦因数相同。当A、B两物体一起在斜面上匀速下滑时，下列说法正确的是（　　）A.地面对斜面体有水平向左的摩擦力B.弹簧处于伸长状态C.如果增大A或B的质量，A、B仍能匀速下滑D.如果适当增大斜面倾角，则弹簧一定处于压缩状态【答案】C【解析】第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 【详解】A．以A、B和斜面整体为研究对象，A、B两物体一起在斜面上匀速下滑时，水平方向不受外力且受力平衡，所以地面对斜面没有摩擦力作用，故A错误；B．以A和B为研究对象，根据平衡条件可得解得μ=tanθ再以A为研究对象，设弹簧的弹力为T，根据平衡条件可得T+mAgsinθ=μmAgcosθ解得T=0故弹簧处于原长，故B错误；C．由于（mA+mB）gsinθ=μ（mA+mB）gcosθ即gsinθ=μgcosθ如果增大A或B的质量，该关系式仍然成立，所以A、B仍能匀速下滑，故C正确；D．如果适当增大斜面倾角，二者以共同的加速度下滑，以A和B为研究对象，根据牛顿第二定律可得（mA+mB）gsinθ-μ（mA+mB）gcosθ=（mA+mB）a再以A为研究对象，设弹簧的弹力为T′，根据牛顿第二定律可得T′+mAgsinθ-μmAgcosθ=mAa解得T′=0故弹簧处于原长，故D错误。故选C。二、多选题（共4小题，每小题6分，漏选得3分，共24分）5.甲、乙两车在一平直公路上从同一地点沿同一方向做直线运动，它们的v-t图像如图所示。下列判断正确的是(　　)第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 A.乙车启动时,甲车在其前方100m处B.运动过程中,乙车落后甲车的最大距离为75mC.乙车启动10s后正好追上甲车D.乙车超过甲车后两车不会再相遇【答案】BD【解析】【详解】A．根据速度图线与时间轴包围的面积表示位移，可知乙在t=10s时启动，此时甲的位移为即甲车在乙前方50m处，故A错误；B．当两车的速度相等时相遇最远，最大距离为故B正确；C．由于两车从同一地点沿同一方向沿直线运动，当位移相等时两车才相遇，由图可知，乙车启动10s后位移小于甲的位移，还没有追上甲，故C错误；D．乙车超过甲车后，由于乙的速度大，所以不可能再相遇，故D正确．6.如图所示，三个带电小球A、B、C可视为点电荷，所带电荷分别为+Q、-Q、+q；A、B固定在绝缘水平桌面上，C带有小孔，穿在摩擦因数处处相同的粗糙的绝缘直杆上，绝缘杆竖直放置在A、B连线的中点处，将C从杆上某一位置由静止释放，下落至桌面时速度恰好为零。C沿杆下滑时带电量保持不变，那么C在下落过程中，以下判断正确的是（　　）第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 A.所受摩擦力变大B.电势能不变C.电场力做正功D.下落一半高度时速度一定最大【答案】AB【解析】【详解】A．AB为等量异种点电荷，故产生的电场在AB连线垂直平分线上，从垂足向两侧场强逐渐减小，且为等势面，电荷C在下滑的过程中，受到的电场力为F=qE，将逐渐增大，受到的摩擦力为f=μF=μqE，故受到的摩擦力增大，故A正确；BC．小球在下滑过程中沿等势面运动，故电场力不做功，电势能不变，故B正确，C错误；D．滑块C的速度先增加后减小，开始时重力大于摩擦力，C的加速度向下；后来重力小于摩擦力，加速度向上，C做减速运动；当摩擦力等于重力时加速度为零，此时速度最大，但是此位置不一定在下落的高度一半的位置，故D错误；故选AB。7.如图所示，甲球从O点以水平速度飞出，落在水平地面上的A点，乙球从O点以水平速度飞出，落在水平地面上的B点时速度方向与水平地面的夹角为，与地面发生弹性碰撞，反弹后恰好也落在A点。两球质量均为。不计碰撞时间和空气阻力，则（）A.由O点到A，甲、乙两球运动时间之比是B.OA两点水平距离与OB两点的水平距离之比是C.甲、乙两球的水平初速度之比D.乙球在B点碰撞前后的动量改变量大小为【答案】BD【解析】第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 【详解】A．设OA间的竖直高度为，由O点到A点，甲球运动时间为乙球由O点到B点运动时间为根据对称性可知，由O点到A点，乙球运动时间为则有A错误；B．乙球先做平抛运动，再做斜上抛运动，根据对称性可知，从B到A的水平位移等于从O到B的水平位移的2倍，所以OA两点的水平距离与OB两点的水平距离之比是，B正确；C．设乙球由O点到B点水平位移为，时间为。对甲球有对乙球有联立可得C错误；D．乙球落在B点时的速度是竖直分速度大小为，则有解得反弹后竖直分速度大小为水平方向速度不变，故动量变化量大小为第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 D正确。故选BD。8.如图所示，两块竖直放置的金属导体板间存在水平向左的匀强电场间距离为d。有一带电荷量为＋q、质量为m的小球以水平速度从左极上的A孔进入匀强电场，且恰没有与右板相碰，小球最后从A孔正下方的B孔离开匀强电场，若A、B两孔间的距离为4d，重力加速度为g，则（）A.两板间的电场强度大小为B.小球从A孔进入电场时的速度大小C.小球在电场中的最小动能为D.小球进入电场后到其速度达到最小值的过程中，小球电势能的增加量【答案】BC【解析】【详解】A由题意可知，小球在水平方向先减速到零，然后反向加速。设小球进入A孔的速度为，减速到右板的时间为，则有水平方向，竖直方向联立解得第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 A错误；B．在水平方向上根据牛顿第二定律有根据运动学公式有联立解得B正确；CD．小球进入电场后，在水平方向上做减速运动，即在竖直方向上做加速运动，即小球在电场中的速度大小为联立由数学知识可得时小球速度达到最小，动能也达到最小，最小动能为此时粒子在水平方向的位移为在此过程中电场力做功为而第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 联立解得即粒子的电势能增加，C正确，D错误。故选BC。三、填空题（共4道题，每空2分，共22分）9.一条弹性绳子呈水平状态。M为绳子中点，两端P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图所示，则：（1）绳的两端点P、Q开始起振的方向______（选填“相同”、“相反”）；（2）两列波的波速之比为______。【答案】①.相同②.1：1【解析】【详解】（1）[1]据波的传播特点可知，各质点的起振方向与波源的起振方向相同，由图可知，左边波向右传播，而右边的波向左，依据“上下坡”法，那么它们起振方向相同，所以绳子的两端点P、Q开始振动的方向相同。（2）[2]这两列波的波速由介质决定，波在同种介质传播，所以波速相同，所以波速之比为1：1。10.如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔质量为m的小球套在圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中：（1）手对细线的拉力F______（选填“增大”、“不变”、“减小”）；（2）圆环对小球的弹力FN______（选填“增大”、“不变”、“减小”）。【答案】①.减小②.不变【解析】【详解】（1）（2）[1][2]细线拉着小球缓慢上移，所以小球受力平衡，对小球受力分析如图第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 根据几何三角形相似关系在缓慢上移的过程中OA=OB=R则FN保持不变，在上移过程中AB长度逐渐减小，则F减小。11.某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下操作：（1）用游标尺上有10个小格游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示，可读出摆球的直径为______cm；（2）如图所示，该学在物理支架的竖直立柱上固定好摆长约1m的单摆，实验时，由于仅有量程为20cm。精度为1mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离。用上述测量结果，写出重力加速度的表达式______。【答案】①.2.06②.第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 【解析】【详解】（1）[1]游标卡尺分度值为0.1mm，根据游标卡尺读数规则，摆球直径为20mm+0.1mm×6=20.6mm=2.06cm（2）[2]设第一次标记时摆长为L1，第二次标记时摆长为L2，则由题意可得联立解得12.在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路，电源电动势为8.0V。内阻可以忽略，单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后把开关再改接2，实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。（1）开关S改接2后，电容器进行的是______（选填“充电”或“放电”）过程。此过程得到的图像如图2所示，图中用阴影标记的狭长区域的面积的物理意义是______。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将______（选填“减小”、“不变”或“增大”）；（2）根据图像估算出电容器在该过程中电荷量的变化约为______C，该电容器的电容约为______。【答案】①.放电②.0.2s内电容器放出的电荷量③.不变④.⑤.400第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 【解析】【详解】（1）[1]开关S接1时，电源在给电容器充电，开关S改接2后，电源断开，电容器放电，在电路中充当电源。[2][3]I−t曲线与坐标轴所围成的面积表示初始时刻电容器所带电荷量的多少，也表示在该段时间内，电容器所放出电荷量的总和，则阴影面积表示0.2s内电容器放出的电荷量；只减小电阻的阻值，对电容器所带电荷的量没有影响，所以初始时刻电容器所带电荷量不变，即I−t曲线与坐标轴所围成的面积将不变。（2）[4][5]由题意及图可知，电容器在该过程所放出的电荷约为由可得四、计算题（第13题10分，第14题12分，第15题16分）13.质量M=3kg的长木板放在光滑的水平面上，在F=11N的水平拉力作用下由静止开始向右运动。如图所示，当速度达到1m/s时，将质量m=4kg的物块轻轻放到木板的右端。已知物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2，物块可视为质点（g=10m/s2）。求：（1）木板至少多长物块才能与木板最终保持相对静止；（2）物块与木板相对静止后，物块受到的摩擦力大小。【答案】（1）0.5m；（2）6.29N【解析】【详解】（1）放上物块后，物块的加速度木板的加速度当物块、木板速度相等后可保持相对静止，故第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 解得t=1s1s内木板的位移物块的位移所以木板长至少为（2）相对静止后，对物块、木板整体有对物块故14.轻质弹簧原长为2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放。当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l。如图所示，现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与质量为m的物块P接触但不连接，AB是长度为5l的水平轨道，B端与半径为l的光滑半轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直。用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度l，然后放开，P开始沿轨道运动。已知物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度大小为g。求：（1）弹簧被压缩至长度为l时具有的弹性势能；（2）物块P到达B点时速度的大小；（3）物块P能否通过D点？如果能，求出物块P离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点之间的距离。第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 【答案】（1）Ep=5mgl；（2）；（3）P能运动到D点，【解析】【详解】（1）由机械能守恒定律，则弹簧长度为l时的弹性势能为Ep=5mgl（2）设P到达B点时的速度大小为，由能量守恒定律得联立，解得（3）若P能沿圆轨道运动到D点，其到达D点时的向心力不能小于重力，即P此时的速度大小v应满足，即设P滑到D点时的速度为，由机械能守恒定律得联立，解得故P能运动到D点。设P落回到轨道AB所需的时间为t，由运动学公式得P落回到AB上的位置与B点之间的距离为联立解得15.如图所示，劲度系数k=100N/m的弹簧一端固定于地面上，另一端连接绝缘物体A，物体B置于A上不粘连，A不带电，B的带电量，A，B质量均为2kg且都可看质点，整个装置处于静止状态。物体B正上方有一带圆孔的挡板，质量为4kg的不带电绝缘物体C放于圆孔上方不掉落，现在挡板与地面之间加上竖直向上、大小的匀强电场使A、B开始运动，A、B分离时，A第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 在某装置作用下迅速在该位置处于静止状态，B下落与A碰撞时撤去该装置，之后不再对A作用；A、B分离后，B向上运动并与C发生碰撞，且以后每次碰撞前C均已静止在圆孔上方。已知弹簧的弹性势能（x为弹簧的形变量），重力加速度为，B与A、C碰撞时为弹性碰撞且没有电荷转移。求（1）A、B两物体从开始运动到分离时上升的高度；（2）B下落与A第一次碰撞结束时，物体A的速度大小；（3）从B与A第一次碰撞开始，物体A运动的总路程。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）初态A、B静止，有得加电场，A、B分离时，加速度相等，对A对B可得，（2）从开始运动到A、B分离，对A、B由功能关系得解得第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 分离后，由于，B物体匀速上升，直至BC弹性碰撞且没有电荷转移，有，得即B向下匀速运动，B、A弹性碰撞，得，，即第一次碰撞结束时，物体A的速度大小为。（3）B、A弹性碰撞后，A从平衡位置向下运动，由能量守恒解得撞后A向下减速，再反向加速，回到原位后，与B碰撞，A、B交换速度。B再次匀速上升碰C，由碰撞结论可知，碰后解得归纳可得第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 A运动的总路程第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司