河北省承德市部分高中2023-2024学年高三上学期12月期中物理试题（Word版附解析）

物理试卷本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。共8页，满分100分，考试时间75分钟。第I卷（选择题共46分）一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1．甲、乙两人用绳aO和bO通过装在P楼和Q楼楼顶的定滑轮，将质量为m的物块由O点沿Oa直线缓慢地向上提升，如图所示，为锐角。则在物块由O点沿Oa直线缓慢上升直至bO处于水平的过程中，以下判断正确的是（）A．aO绳和bO绳中的弹力逐渐减小B．aO绳和bO绳中的弹力逐渐增大C．aO绳中的弹力一直增大，bO绳中的弹力先减小后增大D．aO绳中的弹力先减小后增大，bO绳中的弹力一直增大2．地面第五代移动通信（5G）已经进入商用，卫星通信与地面5G的融合成为卫星界和地面界讨论的新热点。相比地面移动通信网络，卫星通信利用高、中、低轨卫星可实现广域甚至全球覆盖，可以为全球用户提供无差别的通信服务，在地面5G网络无法覆盖的偏远地区，飞机上或者远洋舰艇上，卫星可以提供经济可靠的网络服务，将网络延伸到地面网络无法到达的地方，下表给出了不同圆轨道通信卫星的特点。关于通信卫星，以下说法正确的是（）卫星通信类别轨道高度范围特点低轨道（LEO）卫星通信500~2000km传输时延、覆盖范围、链路损耗、功耗都小中轨道（MEO）卫星通信2000~20000km传输时延、覆盖范围、链路损耗、功耗都变大（相比LEO），但小于（GEO）高轨道（GEO）地球同步卫星35786km技术最为成熟，但传输延时长，链路损耗大，在实时通信中存在显著延迟A．各轨道通信卫星的运行轨道中心一定是地心B．各轨道通信卫星的运行周期都是24小时C．高轨道地球同步通信卫星的向心加速度与地球表面赤道上静止物体的向心加速度相同D．各轨道通信卫星的运行速度都大于3．如图所示，竖直平面内有水平向左的匀强电场E，M点与P点的连线垂直于电场线，M点与N在同一电场线上。两个完全相同的、带等量正电荷的粒子，以相同速率分别从M点和N点沿竖直平面进入电场，M 点的粒子与电场线成一定的夹角进入，N点的粒子垂直电场线进入，两粒子恰好都能经过P点，重力不计。关于两粒子从进入电场至到达P点的过程，下列说法正确的是（）A．两粒子到达P点的速度大小可能相等B．电场力对两粒子做功一定相同C．两粒子到达P点时的电势能都比进入电场时小D．两粒子到达P点所需时间一定不相等4．滑板运动是由冲浪运动演变而成的一种极限运动。如图所示，一同学在水平地面上进行滑板练习，该同学站在滑板A前端，与滑板A一起以20m/s的共同速度向右做匀速直线运动，在滑板A正前方有一静止的滑板B，在滑板A接近滑板B时，该同学迅速从滑板A跳上滑板B，接着又从滑板B跳回滑板A，最终两滑板恰好不相撞。已知该同学的质量为45kg，两滑板的质量均为，不计滑板与地面间的摩擦，下列说法正确的是（）A．上述过程中该同学与滑板A和滑板B组成的系统机械能守恒B．该同学跳回滑板A后，他和滑板A的共同速度为19m/sC．该同学跳离滑板B的过程中，滑板B的速度减小D．该同学跳离滑板B的过程中，对滑板B的冲量大小为5．如图所示，ABC为正三角形，AB和AC边上放有带等量异种电荷的绝缘细棒，O为BC边中点，D为BC中垂线上O点右侧的一点，P为BC上的一点，选无穷远处电势为0，则下列说法正确的是（）A．O点和D点电场强度可能大小相等，方向相同B．D点的电势一定低于P点C．将一正检验电荷沿直线从O点运动到D点，电势能不变D．将一正检验电荷沿直线从O点运动到P点，电场力做负功6．如图所示，A、B两个木块静止叠放在竖直轻弹簧上，已知 ，轻弹簧的劲度系数为100N/m。若在木块A上作用一个竖直向上的力F，使木块A由静止开始以的加速度竖直向上做匀加速直线运动，从木块A向上做匀加速运动开始到A、B分离的过程中。弹簧的弹性势能减小了，重力加速度g取。下列判断不正确的是（）A．木块A向上做匀加速运动的过程中，力F的最大值是12NB．木块A向上做匀加速运动的过程中，力F的最小值是4NC．从A向上做匀加速运动到A、B分离的过程中，力F对木块做功为D．从A向上做匀加速运动到A、B分离的过程中，力F对木块做功为7．如图所示，某空间内有一范围足够大的匀强电场，场强方向与梯形区域ABCD平行，已知，，，，，一比荷为的带负电粒子由A点沿AD方向以速率进入该电场，恰好可以通过C点。不计粒子的重力，下列说法正确的是（）A．D点电势为零B．电场强度方向由D指向BC．该粒子到达C点时速度大小为D．该粒子到达C点时速度方向与BC边垂直二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）8．如图所示电路中，电源的电动势、内阻及各电阻的阻值都标记在了图中，电压表和电流表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，电压表V、和的示数分别为U、和，三个电压表示数变化量的绝对值分别为，和，电流表A的示数为I，电流表示数变化量的绝对值为，以下说法中正确的是（） A．增大，不变B．电源的总功率和效率均增大C．D．如果设流过电阻的电流变化量的绝对值为，流过滑动变阻器的电流变化量的绝对值为，则9．如图甲所示，O点处固定有力传感器，长度为l的轻绳一端与力传感器相连，另一端固定着一个小球。现让小球在最低点以某一速度开始运动，设轻绳与竖直方向的角度为，图乙为轻绳弹力的大小F随变化的部分图像，图乙中a为已知量。重力加速度为g，忽略空气阻力，则（）A．小球质量为B．小球在与圆心等高处时的速度为C．小球恰能做完整的圆周运动D．小球在最低点时的速度为10．如图所示，AC是圆的一条水平直径，BD是竖直方向的另外一条直径，M点是圆上的点，OM连线与OC的夹角为，该圆处于方向与圆面平行的匀强电场中。将带正电、电荷量量为q、质量为m的油滴从圆心O点以相同的初动能射出，射出方向不同时，油滴可以经过圆周上所有的点。在这些点中，经过C 点时油滴的动能最小且为，已知重力加速度为g，匀强电场的场强，那么（）A．电场线与MO垂直且B点电势高于C点电势B．油滴经过B点时的动能为C．油滴经过A点时的动能为D．油滴经过CD连线中点时的动能为第II卷（非选择题共54分）三、非选择题（本题共5小题，共54分）11．（6分）某实验小组利用如图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系。图1（1）把木板的一侧垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。此处采用的科学方法是________。A．理想化模型法B．阻力补偿法C．等效替代法D．控制变量法（2）已知交流电源频率为50Hz，启动打点计时器，释放小车，小车在外力的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图2所示（图中相邻两点间有4个点未画出）。小车的加速度大小为________。（结果保留3位有效数字）图2（3）实验时改变砝码桶内砝码的质量，分别测量木块在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出关系图像，如图3所示。此图像的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是________ 。（选填下列选项的字母）图3A．小车与平面轨道之间存在摩擦B．平面轨道倾斜角度过大C．所用小车的质量过大D．所挂的砝码桶及桶内砝码的总质量过大12．（8分）某同学用气垫导轨装置验证动量守恒定律，如图所示。其中、为两个光电门，它们与数字计时器相连，两个滑块A、B（包含挡光片）的质量分别为、，当它们通过光电门时，计时器可测得挡光片被遮挡的时间。（1）先调节气垫导轨水平，轻推一下B，直到它通过光电门的时间________（填“大于”“等于”或“小于”）它通过光电门的时间；（2）将B静置于两光电门之间，将A静置于光电门右侧，用手轻推一下A，使其向左运动，与B发生碰撞，为了使A碰后不返回，则________（填“”“”或“”）;（3）在满足第（2）问的前提下，光电门记录的挡光时间为，滑块B、A先后通过光电门时，记录的挡光时间分别为、，已知两挡光片宽度相同，若、、、和满足________（写出关系式，用、、、和表示），则可验证动量守恒定律，若、和还满足另一个关系式________（仅用、和表示），则说明A、B发生的是弹性碰撞。13．（10分）为了探究物体与斜面间的动摩擦因数，某同学进行了如下实验：取一质量为m的物体，使其在沿斜面方向的推力F的作用下向上运动，如图甲所示，通过力传感器得到推力随时间变化的规律如图乙所示。通过频闪照相处理后得出速度随时间变化的规律如图丙所示，若已知斜面的倾角，重力加速度g取，。求： （1）物体与斜面之间的摩擦系数；（2）撤去推力F后，物体还能上升的距离（斜面足够长）。14．（12分）如图所示，木板A、B静止于光滑水平面上，B上表面水平且足够长，其左端放置一滑块C，B、C间的动摩擦因数为，A、B由不可伸长的理想轻绳连接，绳子处于松弛状态，现在突然给C一个向右的速度，让C在B上滑动，当C的速度为时，绳子刚好伸直，接着绳子被瞬间拉断，绳子拉断时B的速度为，A、B、C的质量均为m（重力加速度为g）。（1）求从C获得速度开始经过多长时间绳子被拉直；（2）求拉断绳子造成的机械能损失；（3）若最终C未脱离B，则B的长度至少为多少？15．（18分）如图所示，圆弧轨道AB的圆心为O，半径为，圆弧轨道AB的B点与水平地面BE相切，B点在O点的正下方，在B点的右侧有一竖直虚线CD，B点到竖直虚线CD的距离为，竖直虚线CD的左侧有一水平向左的匀强电场，电场强度大小为（大小未知），竖直虚线CD的右侧有电场强度大小为（大小未知）、竖直向上的匀强电场。竖直虚线CD的右侧有一竖直墙壁EF，墙壁EF到竖直虚线CD的距离为，墙壁EF底端E点与水平地面BE相接连，墙壁EF的高度也为。现将一电荷量恒为、质量为的滑块从A点由静止释放沿圆弧轨道AB下滑，过B点时的速度大小为4m/s，最后进入竖直虚线CD右侧。已知滑块可视为质点，圆弧轨道AB光滑，水平地面BE与滑块间的动摩擦因数为，重力加速度g取，，，。 （1）求场强的大小；（2）求滑块到达竖直虚线CD时速度的大小和滑块从B点到达竖直虚线CD所用时间；（3）要使滑块与竖直墙壁EF碰撞，求的取值范围。 参考答案及解析一、单项选择题1．C2．A3．D4．B5．C6．D7．C二、多项选择题8．AD9．AD10．CD三、非选择题11．（1）B（2分）（2）（2分）（3）D（2分）12．（1）等于（2分）（2）（2分）（3）（2分）（2分）13．（1）（2）【解析】（1）0~2s内，由图像可得由牛顿第二定律可得（2分）由图像可得（1分）2s后，由图像可得由牛顿第二定律可得（2分）解得（1分）（2）撤去推力F后，由牛顿第二定律可得（2分）解得撤去外力后，物体的速度为1m/s，物体做匀减速直线运动到达最高点，则由速度—位移公式得（2分） 14．（1）（2）（3）【解析】（1）从C获得一个向右的速度到绳子拉直的过程中，取向右为正方向，由动量定理有（2分）解得（1分）（2）设绳刚被拉直时B的速度为，对B、C系统分析，由动量守恒定律有（1分）解得绳子拉断过程中，A、B组成的系统动量守恒（1分）解得绳子拉断过程中，A、B系统由能量守恒得机械能的损失（1分）解得（1分）（3）设C在拉断前的过程中相对于B的位移为，由能量守恒（1分）设绳子拉断后C恰好滑到B的右端时又相对于B滑动了，对BC分析，根据动量守恒有（1分）由能量守恒有（1分）木板至少长（1分） 解得（1分）15．（1）25N/C（2）1m/s1s（3）【解析】（1）滑块从A点运动到B点的过程中，由动能定理有（2分）滑块从A点运动到B点的过程中（1分）解得（1分）（2）滑块从B点运动到竖直虚线CD的过程中，由牛顿第二定律有（2分）解得根据运动学公式有，（2分）解得，（2分）（3）当较小时，滑块刚好与竖直墙壁底端E点碰撞，有（2分）解得（1分）当较大时，滑块刚好与竖直墙壁顶端F点碰撞，从C点到F点做类平抛运动，在水平方向有（1分）解得竖直方向有（1分）解得由牛顿第二定律有（1分）解得（1分）