河北省承德市部分高中2023-2024学年高三上学期12月期中联考物理试题（解析版）

PAGEPAGE1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〖答案〗C〖解析〗以物块为研究对象，分析受力情况：重力G、bO的拉力F和绳子aO的拉力T，由平衡条件得知，F和T的合力与G大小相等、方向相反，当将物体向上缓慢移动，aO绳方向不变即T方向不变，bO绳绕O点逆时针转动到水平过程中，作出三个转动过程三个位置力的合成图，如图中由3到2到1的过程，由图可以看出aO绳拉力T一直变大，bO绳弹力F先减小后变大。故C正确，ACD错误。故选C。2.地面第五代移动通信（）已经进入商用，卫星通信与地面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，下表给出了不同轨道通信卫星特点。卫星通信类别轨道高度范围特点低轨道（）卫星通信传输时延、覆盖范围、链路损耗、功耗，都小中轨道（）卫星通信传输时延、覆盖范围、链路损耗、功耗都变大（相比），但小于（）高轨道（）地球同步卫星通信技术最为成熟，但传输延时长，链路损耗损大，在实时通信中存在显著延迟。关于通信卫星，以下说法正确的是（）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〖答案〗A〖解析〗A．卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，各轨道通信卫星运行轨道中心一定是地心，故A正确；

B．同步卫星的运行周期是24小时，其他卫星的运行周期不是24小时，故B错误；

C．同步卫星与静止在赤道上的物体具有共同的角速度，由公式a向=rω2，可得：因轨道半径不同，故其向心加速度不同，故C错误；

D．根据万有引力提供向心力得：，即线速度v随轨道半径r的增大而减小，v=7.9km/s为第一宇宙速度，即围绕地球表面运行的速度，因同步卫星轨道半径比地球半径大很多，因此其线速度应小于7.9km/s，故D错误。

故选A。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〖答案〗D〖解析〗BC．M、P两点在同一等势面上，故电场对从M点射出的粒子电场力做功为零，电势能不变，而对从N点射出的粒子电场力做功为正值，不为零，电势能减小，故BC错误；A．由动能定理可知，因为电场对从N点射出的粒子做功为正值，故从N点射出的粒子到达P点时的速度增大，从M点射出的粒子到达P点时的速度不变，故A错误；D．两粒子在垂直与电场线方向均做匀速运动，由于从N点射出的粒子在垂直与电场线方向上的速度较大，则先到达P点，故D正确。故选D。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〖答案〗B〖解析〗B．因该同学从A跳上B，再跳回A时最终两滑板恰好不相撞，可知速度相等，该同学跳回滑板A的整个过程中水平方向动量守恒，则解得他和滑板A的共同速度为v=19m/s选项B正确；A．上述过程中人与滑板A和滑板B组成的系统的机械能变化量为则系统的机械能不守恒，选项A错误；C．该同学跳离滑板B的过程中，人给滑板B的水平方向的作用力向右，可知滑板B的速度增加，选项C错误；D．该同学跳上跳离滑板B以及跳离滑板B的过程中对滑板B的总冲量为则该同学跳离滑板B的过程中对滑板B的冲量大小小于，选项D错误。故选B。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（）AO点和D点场强可能大小相等，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〖答案〗C〖解析〗A．由场强的叠加和对称性可知，O点和D点场强方向相同，但D点场强要小于O点的场强，故A错误；B．由电场的分布特点可知，D点电势为0，P点电势小于0，所以D点的电势一定高于P点，故B错误；C．将一正检验电荷沿直线从O点运动到D点，电场力不做功，电势能不变，故C正确；D．将一正检验电荷沿直线从O点运动到P点，电场力做正功，故D错误故选C。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〖答案〗D〖解析〗AB．对A、B整体分析，根据牛顿第二定律可得弹簧开始时被压缩，向上做加速运动，a不变，弹簧弹力逐渐变小，则力F逐渐增大。对A分析，根据牛顿第二定律有a不变，力F逐渐增大，则B、A间的弹力逐渐减小，当B、A间的弹力减小为零时，力F达到最大值保持不变，所以力F的最小值为力F的最大值为故AB正确；CD．A、B静止时，根据胡克定律可得，弹簧的压缩量为A、B分离瞬间，对B分析，根据牛顿第二定律有解得，此时弹簧的压缩量为设A、B分离时的速度为v，则根据运动学规律有整个过程中，根据功能关系可得解得，从A向上做匀加速运动到A、B分离的过程中，力F对木块做功为故C正确，D错误。本题选不正确的，故选D。7.如图，空间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.场强方向由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〖答案〗C〖解析〗B．，，可知的中点的电势为，可知为等势线，连接，做的垂线，根据沿电场线方向电势降低可知场强方向由指向，故B错误；A．由几何关系可知为的中点，有可得故A错误；C．电场强度的大小平行电场强度方向小球做匀速直线运动电场强度方向小球做匀加速直线运动解得，电场强度方向小球的速度该粒子到达C点时速度大小为故C正确；D．与延长线的夹角的正切值可知该粒子到达C点时速度方向不与BC边垂直，故D错误。故选C。

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〖答案〗AD〖解析〗A．如图所示当滑动变阻器是限流式接法，当滑片P向端移动时，滑动变阻器电阻变大，由可知增大，根据闭合电路欧姆定律得得则可得不变，故A正确；B．当滑动变阻器的滑片P向端移动时，滑动变阻器增大，电路中总电阻增大，总电流减小，电源的总功率得电源的总功率减小；由电源的效率为由路端电压为可知总电流减小时路端电压增大，得电源的效率增大，故B错误；C．由A〖答案〗得由闭合电路欧姆定律得路端电压U为由和电路关系得那么联立解得得而R1的电压为得那么有当得故C错误；D．根据得当滑动变阻器的滑片P向端移动时，滑动变阻器增大，得电路中总电流减小，由于增大，为定值，得增大，因为所以减小的量比增大的量更大，得故D正确。故选AD。9.如图甲所示，O点处固定有力传感器，长为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（如图所示），图乙为轻绳弹力大小F随cos变化的部分图象。图乙中a为已知量，重力加速度大小为g，则（）A.小球质量为B.小球在与圆心等高处时的速度为C.小球恰能做完整圆周运动D.小球在最低点时的速度为〖答案〗AD〖解析〗AD．设小球在最低点时的速度为v0，则当运动到与竖直方向成θ角位置时，由机械能守恒：由牛顿第二定律有：解得：对比图像可知：即解得AD正确；B．小球在与圆心等高处时θ=90°，则速度为，B错误；C．小球到达最高点时θ=180°，则速度，则小球不能经过最高点，C错误。故选AD。10.如图所示，是圆的一条水平直径，是竖直方向的另外一条直径，点是圆上的点，连线与的夹角为，该圆处于方向与圆面平行的匀强电场中。将带正电量为、质量为的油滴从圆心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的所有点。在这些点中，经过点时油滴的动能最小且为，已知重力加速度的大小为g，匀强电场的场强，那么（）A.电场线与垂直且B点电势高于C点电势B.油滴经过点动能为C.油滴经过点时的动能为D.油滴经过连线中点时的动能为〖答案〗CD〖解析〗A．从经过点时油滴的动能最小且为，则点为复合场的等效最高点，则复合场的合力方向如图所示，则有由题意可知联立解得则电场线的方向如图所示，由几何关系可知，与电场线垂直，B点电势低于点电势，故A错误；B．油滴经过点时，合外力不做功，所以油滴的动能不变，故B错误；C．油滴从经过点时，由动能定理可得从经过A点时联立解得油滴经过点时的动能为故C正确；D．油滴经过连线中点时的动能为等于中点的动能，且为，故D正确。故选CD。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.某实验小组利用如下图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。（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，小车在砝码桶的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如下图所示（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）（3）实验时改变砝码桶内砝码的质量，分别测量小车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，如下图所示。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________。（选填下列选项的序号）A．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〖答案〗（1）B（2）2.01（3）D〖解析〗（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阻力补偿法。故选B。（2）[2]小车的加速度大小为（3）[3]ABC．由以上分析可知，当小车与平面轨道之间存在摩擦，平面轨道倾斜角度过大，所用小车的质量过大，都不会影响a-F关系图，AB段明显偏离直线，故ABC错误；D．当所挂的砝码桶内及桶内砖码的总质量太大时，则有木块所受的合外力造成此现象的

主要原因可能是当有砝码桶内及桶内砖码的总质量接近木块及木块上砝码的总质量时，木块受到的合外力小于砖码桶及桶内砖码的总重力，木块的加速度就不成线性增大，实验误差增大，则有a-F图像的AB段明显偏离直线，故D正确。

故选D。12.麓同学用气垫导轨装置验证动量守恒定律，如图所示。其中G1、G2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）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G1的时间__________（填“大于”、“等于”、“小于”）它通过光电门G2的时间；（2）将B静置于两光电门之间，将A置于光电门G1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）在上述前提下，光电门G1记录的挡光时间为，滑块B、A先后通过光电门时，G2记录的挡光时间分别为、，已知两挡光片宽度相同，若、、、、满足________（写出关系式，用、、、、表示）则可验证动量守恒定律；若、、还满足另一个关系式__________，（用、、表示）则说明A、B发生的是弹性碰撞。〖答案〗（1）等于（2）>（3）〖解析〗（1）[1]轻推一下B，直到它通过光电门G1的时间等于它通过光电门G2的时间，则说明滑块做匀速直线运动，气垫导轨已经调节水平。（2）[2]根据弹性碰撞的“动碰静”的碰撞后的速度通项公式可知，要想“动”的物体碰撞“静”的物体不返回，必须“动”的物体的质量大于“静”物体的质量，即。（3）[3]设挡光片宽度为，滑块A经过光电门G1的速度为滑块A经过光电门G2的速度为滑块B经过光电门G2的速度为根据动量守恒可得整理得[4]若为弹性碰撞，则有联立解得则有可得13.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a=37°，取重力加速度g=10m/s2。（1）求物体与斜面之间的摩擦系数；（2）求撤去推力F后，物体还能上升的距离（斜面足够长）。〖答案〗（1）；（2）0.075m〖解析〗（1）0~2s秒内，由F-t图可得F1=21.5N由牛顿第二定律可得由v-t图像可得2s后，由F-t图可得F2=20N由牛顿第二定律可得解得（2）撤去推力F后，由牛顿第二定律可得解得撤去外力后，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x3==0.075m14.如图所示，木板A、B静止于光滑水平桌面上，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μ，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2v0，让C在B上滑动，当C的速度为v0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。（1）从C获得速度2v0开始经过多长时间绳子被拉直？（2）拉断绳子造成机械能损失为多少？（3）若最终滑块C未脱离木板B，则木板B的长度至少为多少？〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）