江西省 2023-2024学年高三上学期11月期中物理试题（Word版附答案）

吉安一中2023—2024学年度上学期期中考试高三物理试卷命题人：审题人：备课组长：第I卷（选择题共46分）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，有选错的得零分。1．如图所示，物理研究小组正在测量桥面某处到水面的高度。一同学将两个相同的铁球1、2用长L=3.8m的细线连接。用手抓住球2使其与桥面等高，让球1悬挂在正下方，然后由静止释放，桥面处的接收器测得两球落到水面的时间差Δt=0.2s，g=10m/s2，则桥面该处到水面的高度为A．22mB．20mC．18mD．16m2．如图甲所示，有一光滑斜面体ABC，一物块在平行于斜面的推力F的作用下，从底端A点沿斜面AB由静止开始向上运动，该过程中物块的机械能E随位移x的变化图线如图乙所示，则A．推力F一直增大B．选择的重力势能的零势能面是B点所在水平面C．在位置物块所受推力F为零D．在过程中物块做加速度不断减小的加速运动3．利用电磁打点计时器可形成驻波。如图，连接电磁打点计时器的交流电源频率为50Hz，一条弹性绳左端连接电磁打点计时器的振片，右端过支架的P点挂一重物M。振片的振动能在绳中形成向右传播的一列机械波，该波在P点反射后能产生向左传播的机械波，两列机械波的频率、振幅均相等，此时在绳中形成驻波，如图所示。A、C质点始终静止不动，B、D质点振幅最大，其余各质点振幅依次变化，已知质点平衡位置间距离，E质点的平衡位置在A、B两质点的平衡位置之间。时刻，D质点正处于波谷，下列说法正确的是A．两列波的波长均为2．4mB．两列波的波速均为120m/sC．时，E质点正位于平衡位置向上运动D．时，B质点正位于平衡位置向下运动4．质量为m=1kg的物体，沿着倾角θ=37∘°的固定斜面向下滑动。物体运动到0点开始计时，物体的xt2-1t图象（t为运动的时间，x是物体到0点的距离）如图所示。已知重力加速度g=10m/s2,sin⁡37∘=0.6，则A．物体在O点的速度v0=4m/sB．物体的加速度大小a=6m/s2C．物体与斜面的动摩擦因数μ=1.25D．0～4s，损失的机械能为350J5．拔河比赛是一中“教师趣味运动会”必备项目，如图甲所示为拔河比赛时一位老师的拔河示意图，可以认为此时处于平衡状态．该情形下可简化成如图乙所示的一质量分布均匀的钢管模型．在拔河时身体缓慢向后倾倒，可以认为钢管与地面的夹角逐渐变小，在此期间，脚与水平地面之间没有滑动，绳子的方向始终保持水平．已知当钢管受到同一平面内不平行的三个力 而平衡时，三个力的作用线必交于一点．根据上述信息，当钢管与地面的夹角逐渐变小时，下列说法正确的有A．地面对钢管支持力变小B．地面对钢管的摩擦力变大C．地面对钢管的作用力不变D．手对绳子的摩擦力方向向左6．如图所示，质量分别为m和的A、B两个物块置于粗糙固定的足够长的斜面上，且固定在一轻质弹簧两端，已知弹簧的劲度系数为k，两物块与斜面间的动摩擦因数均为，斜面的倾角为，现沿斜面向上在物块B上施加一拉力F，使两物块一起沿斜面向上做匀加速直线运动，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，下列说法正确的是A．减小动摩擦因数，其他条件不变，则弹簧的总长将变大B．改变斜面的倾角，保持拉力F方向仍然沿斜面向上，大小不变，则弹簧的总长将随倾角的变化而变化C．如果两物块运动过程中突然撤去拉力F，撤去F瞬间物块A的加速度大小为D．如果两物块运动过程中突然撤去拉力F，撤去F瞬间物块B的加速度大小为7．如图甲所示，是深插钢圆筒快速成岛技术，即起重船吊起巨型钢圆筒插入海床固定，然后在中间填土形成人工岛。如图乙所示，每个钢圆筒的半径为R，质量为m，由4根长度均为4R的特制起吊绳通过液压机械抓手连接在钢圆筒边缘的8个等分点处，每根绳的中点挂在挂钩上（图乙中仅画出一根起吊绳）。不考虑起吊绳和机械抓手的重力，已知重力加速度为g，则A．钢圆筒竖直向上匀速运动时，每根起吊绳的拉力大小为B．钢圆筒以大小为a的恒定加速度竖直向下减速运动时，每根起吊绳的拉力大小为C．钢圆筒以大小为a的加速度水平向左匀加速直线运动，无论起吊绳长或短，所有起吊绳对钢圆筒的总作用力总是mgD．钢圆筒以大小为a的加速度水平向左匀加速直线运动，如果起吊绳越短，则所有起吊绳对钢圆筒的总作用力越大8．如图所示，串在水平光滑杆上的一弹簧振子沿x轴在A、B两点之间做简谐运动，A、B两点间的距离为16cm，某时刻振子沿x轴负方向经过C点，2s后第二次经过D点。已知振子经过C、D两点时的速度大小均为v，C、D两点之间的距离为8cm，下列说法正确的是A．振子动能的变化周期为4sB．从振子沿x轴负方向经过C点到第一次经过D点所用的时间小于1sC．振子在C、D两点间运动的过程中，弹簧弹力对振子做的功一定为0D．振子在C、D两点间运动的过程中，弹簧弹力对振子的冲量一定为09．如图所示，质量M=3kg表面粗糙的长木板静止在光滑的水平面上，t=0时质量m=3kg表面粗糙的物块(可视为质点)以初速度v₀=4m/s滑上长木板，物块做匀减速运动，长木板做匀加速运动，经过时间Δt=2s物块和长木板以共同速度做匀速运动，重力加速度g=10m/s²,则下列说法正确的是 A．长木板做匀加速运动的加速度大小为1m/s²B．物块与长木板之间的动摩擦因数为0.15C．长木板的长度至少为6mD．物块与长木板组成的系统损失的机械能为12J10．如图甲所示，在公元1267～1273年闻名于世的“襄阳炮”其实是一种大型抛石机。将石块放在长臂一端的石袋中，在短臂端挂上重物M。发射前将长臂端往下拉至地面，然后突然松开，石袋中的石块过最高点时就被抛出。现将其简化为图乙所示。将一质量m=50kg的可视为质点的石块装在长L=10m的长臂末端的石袋中，初始时长臂与水平面的夹角α=30°，松开后，长臂转至竖直位置时，石块被水平抛出，落在水平地面上。测得石块落地点与O点的水平距离s=30m，忽略长臂、短臂和石袋的质量，不计空气阻力和所有摩擦，g=10m/s2，下列说法正确的是A．石块水平抛出时的初速度为103m/sB．重物M重力势能的减少量等于石块m机械能的增加量C．石块从A到最高点的过程中，石袋对石块做功15000JD．石块圆周运动至最高点时，石袋对石块的作用力大小为500N第II卷（非选择题共54分）二、实验题（共14分）11．（4分）用图甲装置研究“小车（含拉力传感器）质量一定时，加速度与合外力的关系”，实验步骤如下：①细绳一端绕在电动机上，另一端系在拉力传感器上，将小车放在长板的P位置，调整细绳与长板平行，启动电动机，使小车沿长板向下做匀速运动，记录此时拉力传感器的示数F0；②撤去细绳，让小车从P位置由静止开始下滑，设小车受到的合外力为F，通过计算机可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的x-t图像，并求出小车的加速度a；③改变长板的倾角，重复步骤①②可得多组F、a数据：完成下列相关实验内容：（1）在步骤①②中，F0F（选填“=”“>”或“<”）；（2）某段时间内小车的x-t图像如图乙，根据图像可得小车的加速度大小为m/s2（计算结果保留两位小数）；12．（10分）如图甲所示的斜槽，其末端水平且有一定长度，靠在竖直板（前表面贴有白纸）的左侧前边缘，某同学利用该装置研究平抛运动规律，并验证机械能守恒定律。（1）该同学将小钢球A从轨道的不同高度h处静止释放，斜槽轨道水平末端离落点的高度固定为H，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s。①若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2=________（用H、h表示）。②图乙中s2-h关系图线a，b，c中，第________条为理论关系图线，第_______条为实验测量结果图线。（2）接着该同学将质量为0.1kg的小钢球A由斜槽某位置静止释放，由频闪照相得到如图丙所示的小球位置示意图，O点为小球的水平抛出点。（g取10m/s2）①根据小球位置示意图计算出闪光间隔为0.1s。②以O点为零势能点，小球A在O点的机械能为Eko=_______J（保留四位小数）；小球A在 C点时的机械能为Ekc=_______J，若Eko=Ekc，则说明小球平抛过程机械能守恒。三、解答题（共40分）13．（11分）有人设想：如果在地球的赤道上竖直向上建一座非常高的高楼，是否可以在楼上直接释放人造卫星呢？高楼设想图如图所示。已知地球自转周期为T，同步卫星轨道半径为r；高楼上有A、B两个可视为点的小房间，A到地心的距离为r2，B到地心的距离为3r2。（1）A房间天花板上连一竖直轻弹簧，弹簧下端连一质量为m的小球，求弹簧给小球的作用力大小和方向；（2）从B房间窗口发射一颗小卫星，要让这颗小卫星能在与B点等高的圆轨道上绕地心与地球自转同向运行，应给这颗卫星加速还是减速？速度变化量Δv大小为多少？14．（13分）如图甲所示，在天花板上的O点用一定长度的摆线悬挂一个摆球，在O点的下方P点处有一个钉子，现将摆球向左拉开一个很小的角度，t=0时将摆球由静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到钉子，此后摆球又向右摆动一个很小角度（不超过5°），设向左为正方向，摆球的振动图像如图乙所示（图线与两轴的交点已在图中标出），不计摆线和钉子相碰时的能量损失，取重力加速度，结果可用分式表示，求：（1）单摆的振动周期；（2）钉子的位置P点到悬点O的距离；（3）图像中x1与x2的比值。15．（16分）如图，一足够长的透气圆筒竖直固定在地面上，筒中有一劲度系数为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料——流体，它对薄滑块的阻力可调节。初始薄滑块静止，流体对其阻力为0，弹簧的长度为L，现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下，与薄滑块碰撞后（碰撞时间极短）粘在一起向下运动，为使薄滑块恰好做匀减速运动且下移距离为时速度减为0，流体对薄滑块的阻力必须随薄滑块下移而适当变化，以薄滑块初始位置处为原点，向下为正方向建立轴，不计空气阻力，重力加速度为g。求：（1）流体对薄滑块的阻力随位置坐标x变化的函数关系式；（2）小物体与薄滑块碰撞后在圆筒中下移距离的过程中，智能材料对薄滑块阻力所做的功。（3）在薄滑块速度第一次减为0的瞬间，通过调节使此后流体对运动的薄滑块阻力大小恒为，若此后薄滑块向上运动一段距离后停止运动不再下降，的最小值。 吉安一中2023—2024学年度上学期期中考试高三物理参考答案1B2C3D4D5B6D7B8BC9AD10AC11．（每空2分，共4分）（1）=（2）2.1012．（每空2分，共10分）（1）①4Hh②ab（2）②0.11250.112513．（11分）（1）（5分）在同步卫星轨道上有GMmr2=m(2πT)2r①A房间所在位置：GMm(r2)2-F=m(2πT)2⋅r2②联立解得F=14π2mrT2（方向从地心指向A房间）（2）（6分）小卫星在B房间时的线速度为v1=3r2⋅2πT=3πrT④小卫星在与B卫星等高的轨道上运行时GMm（3r2）2=mv223r2⑤联立①⑤解得v2=26πr3T因v2＜v1，故应给这颗卫星减速；速度变化大小为Δv=v1-v2=(9-26)πr3T14．（13分）（1）（3分）由乙图像可知，单摆完成一次全振动的时间为（2）（5分）由乙图可知，小球在OP左侧摆动时，单摆的周期为，由周期公式解得该单摆摆线的长度为小球在OP右侧绕着P点摆动时，周期为，由周期公式，解得该单摆碰到钉子后的摆长为故钉子的位置P距离悬点O的距离代入数据得（3）（5分）设单摆在OP左侧摆动的最大偏角为，在OP右侧摆动的最大偏角为，由数学知识可得，由机械能守恒定律得由数学方法可解得15．（16分）（1）（5分）设滑块静止时弹簧压缩量为，则有设物体下落与滑块相碰前的速度大小为，由动能定理得设碰后二者粘在一起的共同速度为，由动量守恒定律得滑块下移的距离为时速度减为零，由运动学公式得解得由牛顿第二定律得联立解得（2）（5分）碰撞结束时，智能材料对薄滑块阻力的大小下移距离d时智能材料阻力做功 联立解得（3）（6分）当滑块向上运动时，若规定向上为滑块和物体所受合力的正方向，则合力作出图像如图当时，滑块位置坐标为设位置坐标为时，滑块速度减为零，根据M点和N点关于合力为零的位置对称，故有即得滑块速度减为零时不再下降的条件是