山西省三晉名校聯(lián)盟2023-2024學年高三上學期期中階段測試物理試題（Word版附解析）

這是一份山西省三晉名校聯(lián)盟2023-2024學年高三上學期期中階段測試物理試題（Word版附解析），共17頁。
考生注意：
1．答題前，考生務必將自己的姓名、考生號填寫在試卷和答題卡上，并將考生號條形貼在答題卡上的指定位置。
2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應題目的答案標號涂黑。如改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。回答非選擇題時，將答案寫在答卡上，寫在本試卷上無效。
3．考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回。
一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1~6題只有一個選項符合題目要求，第7~10題有多個選項符合要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。
1. 兩個固定的點電荷P、Q所形成電場的等勢線如圖中的虛線所示，一帶電粒子以某一初速度從圖中的a點進入電場，僅在靜電力的作用下運動，運動軌跡為圖中的實線。下列正確的是（ ）
A. 點電荷P、Q帶有等量異種電荷
B. 粒子帶正電
C. 粒子從a點到d點運動的過程中，動能先減小后增大
D. 粒子從a點到d點運動的過程中，電勢能先減小后增大
【答案】C
【解析】
【詳解】A．靠近點電荷P、Q處的等勢面電勢高，說明點電荷P、Q均帶正電，則點電荷P、Q帶同種電荷，故A錯誤；
B．根據(jù)曲線運動的合外力指向軌跡的凹側，段合外力方向大致向下，段電場強度方向垂直等勢面向上，可知粒子帶負電，故B錯誤；
CD．粒子從a點到d點運動的過程中，電勢先減小后增大，粒子帶負電，電場力先做負功后做正功，動能先減小后增大，電勢能先增大后減小，故C正確，D錯誤。
故選C。
2. 光滑的水平面上有一個靜止的物體，某時刻一水平向右的恒定拉力作用在物體上，以向右為正方向，物體的動能與拉力的沖量I之間的關系圖像可能正確的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【詳解】對物體應用動量定理可得
由動能表達式
根據(jù)數(shù)學知識可知動能與拉力的沖量I之間關系為一開口向上的二次函數(shù)的右半部分。
故選C。
3. 如圖所示，細繩拉著小球在豎直平面內沿逆時針方向做半徑為R的圓周運動，P是過圓心的直線上的一點，OP所在直線為豎直方向。A是圓周上的一點，OA連線與豎直方向成角，當小球運動到A點時，細繩斷了，小球經過P點時速度方向剛好與OP垂直。不計空氣阻力，P點與圓心O的距離為（ ）
A. 2RB. 1.75RC. 1.5RD. 1.25R
【答案】D
【解析】
【詳解】細繩斷后，小球做斜拋運動，運動至P點的時間為
水平方向有
豎直方向有
P點與圓心O的距離為
故選D。
4. 我國自主研制了大型客運機C919。一架C919大飛機自身質量為，不載客時離地起飛速度為80m/s，載客首航離地起飛速度為88m/s。設飛機獲得的升力大小與飛機在平直跑道上滑行的速度平方成正比，若每位乘客及所帶行李的平均質量為75kg，則可估算該飛機首航載客人數(shù)約為（ ）
A. 130人B. 140人C. 150人D. 160人
【答案】B
【解析】
【詳解】飛機獲得的升力大小與飛機在平直跑道上滑行的速度平方成正比，設比例系數(shù)為，飛機空載起飛時有
載客離地起飛時有
解得飛機首航載客人數(shù)約為
故選B。
5. 如圖所示，電容器甲豎直放置，兩極板有正對的小孔，電容器乙水平放置。兩個電容器的極板長度均為L，極板間距離以及內部電場強度大小都相等。一個質量為m、電荷量絕對值為q的帶電粒子以初速度從電容器甲左側極板上的小孔進入，經電容器甲加速后以的速度進入電容器乙的正中央，剛好從極板邊緣離開電容器乙，不計帶電粒子的重力，則兩電容器內部電場強度大小為（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】在甲電場中，由動能定理可得
在乙電場中，由類平拋知識可得
聯(lián)立求得
故選A。
6. 殲-20隱形戰(zhàn)斗機矢量發(fā)動機噴口可向不同方向轉動以產生不同方向的推力。已知發(fā)動機噴口面積為，噴射氣體的密度為，產生的推力為，則發(fā)動機噴射氣體的速度大小為（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】設發(fā)動機向后噴射氣體的速度為，以發(fā)動機時間內噴出的氣體為研究對象，由動量定理得
解得
故選A。
7. 甲、乙兩物體在同一條直線上運動，時刻開始計時，它們的圖像如圖所示，圖中直線與橫軸夾角。根據(jù)圖像可知（ ）
A. 甲、乙的運動方向相反B. 甲的加速度大于乙的加速度
C. 相遇時甲的速度等于乙的速度D. 相遇時甲運動的距離大于乙運動的距離
【答案】AD
【解析】
【詳解】A．圖象的斜率表示速度，甲的斜率為負，乙的斜率為正，則甲向負方向運動，乙向正方向運動，甲、乙的運動方向相反，故A正確；
B．甲乙做勻速直線運動，加速度均為零，則甲的加速度等于乙的加速度，故B錯誤；
C．圖象斜率的絕對值表示速度的大小，相遇時甲的速度為
相遇時乙的速度為
由于
則
故C錯誤；
D．相遇時，甲乙的運動時間相等，甲乙做勻速直線運動，甲的速度大于乙的速度，故相遇時甲運動的距離大于乙運動的距離，故D正確。
故選AD。
8. 如圖所示，勻強電場中三個點a、b、c構成一直角三角形，已知，，勻強電場的方向平行于ab且由a指向b?，F(xiàn)在a點固定點電荷，在b點固定點電荷，則c點的電場強度為零。下列關于、的判斷，正確的是（ ）

A. 為負電荷，為正電荷B. 為正電荷，為負電荷
C. D.
【答案】AC
【解析】
【詳解】AB．已知c點的電場強度為零，勻強電場向下，則、在c的合場強向上，根據(jù)矢量運算法則可知Q2為正電荷、Q1為負電荷，A正確，B錯誤；
CD．根據(jù)平行四邊形定則可知在c點，a點電荷的電場強度與b點電荷的電場強度關系有
設bc間的距離為，根據(jù)點電荷周圍電場強度表達式得
求得
C正確，D錯誤。
故選AC。
9. 我國發(fā)射的火星探測器經過漫長的飛行進入繞火星運轉的圓形軌道，在圓軌道上運動時，周期為，軌道離火星地面高度為；當探測器在近火星軌道做勻速圓周運動時，周期為，設引力常量為，火星視為勻質球體。則以下判斷正確的是（ ）
A. 火星的半徑是
B. 火星的密度是
C. 火星半徑是
D. 火星的密度是
【答案】BC
【解析】
【詳解】AC．根據(jù)題意，設火星半徑為，由萬有引力提供向心力有
聯(lián)立解得
故A錯誤，C正確；
BD．根據(jù)題意，設火星半徑為，由萬有引力提供向心力有
火星的體積為
則火星的密度為
故D錯誤，B正確。
故選BC。
10. 兩滑輪間距離為10m的傳送帶與地面成角放置，在電動機帶動下傳送帶以的恒定速率順時針運行，將靜止在傳送帶底端質量為10kg物體運輸?shù)巾敹?。已知物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度g取，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。下列說法正確的是（ ）
A. 物體先加速后減速運動
B. 物體從底端被傳送到頂端的時間為3s
C. 物體從底端被傳送到頂端的過程中滑動摩擦力做功375J
D. 物體從底端被傳送到頂端的過程中電動機相對于空載多消耗電能1000J
【答案】BCD
【解析】
【詳解】A．物體在傳送帶底端的加速度為
物體做加速運動的位移為
當物體與傳送帶共速時有
最大靜摩擦力大于重力沿傳送帶向下的分力，物體與傳送帶相對靜止，做勻速直線運動，故物體先加速后勻速，故A錯誤；
B．物體做加速運動的時間為
物體做勻速運動的時間為
物體從底端被傳送到頂端的時間為
故B正確；
C．物體從底端被傳送到頂端的過程中滑動摩擦力做功為
故C正確；
D．物體從底端被傳送到頂端的過程中摩擦力產生的熱量為
根據(jù)能量守恒，物體從底端被傳送到頂端過程中電動機相對于空載多消耗電能為
故D正確。
故選BCD。
二、非選擇題：本題共6小題，共60分。
11. 某同學利用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒。實驗器材主要有帶滑輪的長木板、小車、鉤碼、打點計時器、紙帶等。
（1）帶滑輪的長木板固定在桌面上，小車后面連接紙帶，紙帶穿過打點計時器。長木板左端墊起一些，用來補償摩擦力的影響。在小車不掛鉤碼的情況下，開啟打點計時器電源，然后輕推小車，觀察紙帶上打點的分布情況，如果紙帶上的點分布情況是________（填選項序號），表明摩擦力補償恰到好處。
A．點間的距離逐漸變大
B．點間的距離逐漸變小
C．相鄰點之間的距離之差相等
D．點呈均勻分布，任意兩相鄰點之間的距離相等
（2）補償摩擦力的步驟做好之后，掛上鉤碼，打出的一條清晰的紙帶如圖2所示，已知打點計時器的打點周期為T，則打下B點和C點時小車的瞬時速度________，________。
（3）已知小車質量為M，鉤碼質量為m，重力加速度為g，根據(jù)打出的紙帶數(shù)據(jù)，如果機械能守恒定律成立，則________。
【答案】 ①. D ②. ③. ④.
【解析】
【詳解】（1）[1]開啟打點計時器電源，然后輕推小車，僅觀察到點呈均勻分布，任意兩相鄰點之間的距離相等，可認為小車做勻速直線運動，重力沿斜面向下的分力與摩擦力大小相等，小車受力平衡；
故選D；
（2）[2]根據(jù)勻變速運動過程中平均速度等于瞬時時刻的速度，可得
[3]同理可得
（3）[4]根據(jù)機械能守恒可得
解得
12. 某同學要測量一段金屬絲的電阻率，實驗室提供的實驗器材有：
A．粗細均勻的待測金屬絲，長度L約0.5m，電阻約4Ω
B．電壓表（0~3V、內阻約3kΩ）
C．電流表（0~0.6A、內阻約1Ω）
D．滑動變阻器R（最大阻值10Ω）
E．毫米刻度尺、螺旋測微器
F．電源（電動勢3V、內阻不計）、開關S及導線若干
（1）首先用毫米刻度尺測出接入電路中金屬絲的長度L，以下四個讀數(shù)符合毫米刻度尺讀數(shù)規(guī)則的是________（填選項序號）。
A． B． C． D．
（2）用螺旋測微器測金屬絲直徑，如圖1所示，金屬絲直徑的測量值________mm。
（3）為了更準確測出金屬絲的電阻，選用圖________（選填“2”或“3”）更能減小實驗誤差。根據(jù)選擇的電路圖，完成相應的實物圖連線_________。
（4）電路連接好之后，調整滑動變阻器觸頭到最左端，然后閉合開關S，改變滑動變阻器的觸頭位置，記錄下電壓表讀數(shù)U和對應的電流表讀數(shù)I，通過多次調整滑動變阻器的觸頭位置，得到多組U、I數(shù)據(jù)。利用圖像法處理數(shù)據(jù)，作出如圖5所示的圖像。
根據(jù)圖像可得到金屬絲的電阻測量值________Ω，結合金屬絲長度L和直徑d的測量值，可得金屬絲的電阻率________（結果均保留2位有效數(shù)字）。
【答案】 ①. C ②. 0.500 ③. 3 ④. ⑤. 4.5 ⑥.
【解析】
【詳解】（1）[1]毫米刻度尺測出接入電路中金屬絲的長度，可精確讀數(shù)至毫米，并估讀一位。符合毫米刻度尺讀數(shù)規(guī)則的是
故選C。
（2）[2]金屬絲直徑的測量值
（3）[3]電壓表阻值遠大于待測金屬絲，為減小實驗誤差，電流表應外接，故為了更準確測出金屬絲的電阻，應選用圖3。
[4]實物圖連線如圖所示。
（4）[5]金屬絲的電阻測量值
[6]金屬絲的橫截面積為
根據(jù)電阻定律
金屬絲的電阻率
13. 一質點從靜止開始做變速直線運動，其圖像如圖所示，求：
（1）質點在第2s末和第4s末速度大小；
（2）質點在內的位移大小。

【答案】（1）8m/s，24m/s；（2）40m
【解析】
【詳解】（1）質點在第2s末速度為
質點在第4s末的速度為
（2）內，質點的位移為
內，質點的位移為
質點的總位移為
14. 如圖所示，絕緣粗糙的豎直墻面OM的右側存在水平向左的勻強電場，一質量為m、電荷量為q的帶電小滑塊（視為質點）鎖定在離水平地面高為h的M點。解除鎖定，給滑塊向下的速度，滑塊恰好勻速下滑。已知滑塊與OM間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g。
（1）判斷滑塊所帶電荷的正負；
（2）求電場強度E的大??；
（3）不改變E的大小，將電場強度方向變?yōu)樗较蛴?，解除鎖定，讓滑塊從M點由靜止開始運動，求滑塊運動至水平地面時速度v的大小及它離O點的距離x。

【答案】（1）正電；（2）；（3），
【解析】
【詳解】（1）解除鎖定，滑塊能沿墻面勻速下滑，合力為零，則電場力水平向左，與場強方向相同，滑塊帶正電。
（2）滑塊沿豎直面勻速下滑，對滑塊，在豎直方向有
滑動摩擦力
而
聯(lián)立解得
（3）如圖所示，不改變E的大小，將電場強度方向變?yōu)樗较蛴?，讓滑塊從M點由靜止開始運動，滑塊做勻加速直線運動，滑塊從開始運動到運動至水平地面

豎直方向有
根據(jù)
水平方向有
速度
加速度
運動至地面時的速度大小
聯(lián)立解得
，
15. 如圖所示，質量的平板小車靜止在光滑水平面上，質量可視為質點的滑塊放在小車左端。某時刻給滑塊一個水平向右的初速度，滑塊沒有從小車上掉落。已知滑塊與小車間動摩擦因數(shù)，重力加速度。求：
（1）滑塊減速運動的時間；
（2）小車加速運動的位移大??；
（3）若滑塊的初速度，滑塊恰好沒有從小車上掉下，則小車的長度為多少。
【答案】（1）；（2）0.096m；（3）
【解析】
【詳解】（1）設滑塊與小車共同速度為v，根據(jù)動量守恒定律：
解得
滑塊加速度大小滿足
根據(jù)
解得
（2）對小車應用動能定理：
解得
l=0.096m
（3）若滑塊恰好沒從小車上掉下，則滑塊運動到小車右端時與小車有共同速度，設其為，則
由能量守恒
代入數(shù)據(jù)解得
滑塊恰好沒從小車上掉下，則小車的長度為
16. 如圖所示，光滑的直桿與豎直方向成60°角固定放置，桿的下端固定一個輕彈簧，桿上穿有兩個小球A和B，兩球一起靜止在彈簧上端。某時刻給小球B施加一個方向與桿平行、大小可變的拉力，使得小球B以的恒定加速度沿直桿勻加速運動，兩球剛分開時B的速度為v。已知A球質量為m，B球質量為2m，重力加速度為g，求：
（1）彈簧的勁度系數(shù)；
（2）從A球開始運動到兩球剛分開的過程拉力做的功。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【詳解】（1）兩球靜止可得
小球分離時，對A球分析可得
由小球以的恒定加速度沿直桿勻加速運動可得
聯(lián)立求得
（2）對兩球從開始到分離運用動能定理可得
求得