山东省潍坊市2023-2024学年高三上学期11月期中考试物理试题（解析版）

PAGEPAGE1山东省潍坊市2023-2024学年高三上学期11月期中考试试题注意事项：1.答题前，考生先将自己的学校、姓名、班级、座号、考号填涂在相应位置。2.选择题〖答案〗必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂：非选择题〖答案〗必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，绘图时，可用2B铅笔作答，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的〖答案〗无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有一项是符合题目要求的。1.将一小球从水面上方某高度处的点竖直向上抛出，不计空气阻力，内小球的速度随时间变化的图像如图所示，点为小球运动的最高点，下列说法正确的是（）A.小球在时刻到达点B.小球进入水中后，入水越深加速度越大C.在和两段时间内，小球平均速度相同D.点到水面的距离是、两点间距离的3倍〖答案〗D〖解析〗A．小球竖直向上抛出，根据图像可知，选择向下正方向，则可知小球在时刻达到最高点Q，故A错误；B．在v-t图像中，可知图像的斜率的绝对值为加速度的大小，在内小球入水，斜率的绝对值逐渐减小，故可得小球的加速度逐渐较小，故B错误；C．平均速度的公式为在v-t图像中，曲线与坐标轴所围成的面积为位移的大小，可知在和两段时间内，所经历的时间相等，但是在内小球的位移更大，故平均速度更大，故C错误；D．在内，小球的加速度均为g，方向竖直向下，设P点到水面的距离为，可得解得、两点间距离为可得点到水面的距离是、两点间距离的3倍，故D正确；故选D。2.一辆货车运载着规格相同的圆柱形光滑空油桶。车厢底层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上层只有桶c，摆放在a、b之间，没有用绳索固定。重力加速度大小为，汽车沿水平路面向左加速，保证桶c相对车静止的情况下（）A.加速度越大，a对c的作用力越大 B.加速度越大，b对c的作用力越小C.加速度的最大值为 D.若油桶里装满油，汽车加速度的最大值小于〖答案〗C〖解析〗AB．对c进行受力分析可得如图根据牛顿第二定律可得同时在竖直方向上有可知加速度越大，a对c的作用力越小，b对c的作用力越大，故AB错误；C．可知当时，加速度最大，此时可得，解得故C正确；D．由上述可知，加速度的最大值与油桶的质量无关，故不论油桶装不装满油，汽车的加速度最大值都为，故D错误；故选C。3.2023年杭州亚运会女子撑杆跳高决赛中，中国选手李玲以4.63米的成绩获得冠军，并打破了亚运会记录。李玲的撑杆跳高过程可简化为“持撑杆助跑”、“撑杆离地上升到最高点”、“越横杆”、“空中下落”、“落到缓冲海绵”五个阶段，忽略空气阻力的影响，以下说法正确的是（）A.“撑杆离地上升到最高点”阶段，撑杆的弹性势能先增大后减小B.李玲越过横杆正上方时，动能为零C.李玲接触缓冲海绵后一直做减速运动D.整个撑杆跳高过程，李玲和撑杆组成的系统机械守恒〖答案〗A〖解析〗A．起跳后撑杆弯曲，杆发生了弹性形变，李玲的动能转化为杆的弹性势能；撑杆将李玲向上弹起这一过程中，杆的弹性势能转化为李玲的重力势能，所以撑杆的弹性势能先增大后减小，故A正确；B．李玲越过横杆正上方时，存在水平方向上的速度，故此时动能不为零，故B错误；C．李玲接触缓冲海绵后，弹力先小于重力，做加速运动，直至弹力等于重力，速度达到最大值，后弹力大于重力，开始做减速运动，故C错误；D．李玲持杆助跑阶段，李玲自身做功获得动能，机械能不守恒；最后落在软垫上到速度减为零的过程中阻力做功，机械能也不守恒，故D错误；故选A。4.2023年9月21日，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮三位航天员在中国空间站梦天实验舱向全国青少年进行了第四次太空科普授课，朱老师说在空间站里一天能看到十六次日出，下列说法正确的是（）A.航天员相对空间站静止时，受到的合力为零B.空间站的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度C.空间站的线速度大于第一宇宙速度D.空间站的轨道半径与地球同步卫星运行的轨道半径之比约为〖答案〗B〖解析〗A．航天员相对空间站静止时，航天员与空间站一起做圆周运动，存在向心加速度，受到的合力不为零，故A错误；B．空间站的运行周期小于地球同步卫星的运行周期，根据开普勒第三定律可知，空间站的运行轨迹半径小于地球同步卫星的运行半径，根据牛顿第二定律可得可得空间站的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度，故B正确；C．第一宇宙速度与近地卫星的环绕速度相等，根据解得由于空间站轨道半径大于近地卫星的轨道半径，则空间站的线速度小于近地卫星的线速度，所以空间站的线速度小于第一宇宙速度，故C错误；D．根据开普勒第三定律可得则空间站的轨道半径与地球同步卫星运行的轨道半径之比约为1：5；故选B。5.“雨打芭蕉”是自然现象，也是富含美感和韵味的古典意象。设某张芭蕉叶水平，叶片面积为，雨水以速度竖直匀速下落，落到叶片上以原来速率的一半竖直反弹。已知空中雨水的平均密度为，不计落到叶片上雨水的重力。则雨打芭蕉叶的力大小为（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗根据题意，设时间为，则落到芭蕉叶上雨水的质量为设雨打芭蕉叶的力大小为，取向上为正方向，由动量定理有解得故选A。6.甲、乙两个单摆的摆球完全相同，在同一平面内各自做简谐运动，摆线的最大摆角相同。某时刻开始计时，内它们的振动图像如图所示，下列说法正确的是（）A.甲、乙的摆长之比为B.时刻甲、乙的相位差为C.甲摆球的最大动能大于乙摆球的最大动能D.从计时开始，乙摆球第2次经过最低点时两摆球速度方向相反〖答案〗D〖解析〗A．由图可知，甲的周期为，乙的周期为，由单摆周期公式可知，甲、乙的摆长之比为，故A错误；B．由图可知，甲的振动方程为乙的振动方程为时刻甲、乙的相位差为故B错误；C．甲、乙两个单摆的摆球完全相同，摆线的最大摆角相同，从最高点到最低点，由动能定理有由于乙的摆长大，则甲摆球的最大动能小于乙摆球的最大动能，故C错误；D．由于可知，时，乙摆球第2次经过最低点，此时，两摆球速度方向相反，故D正确。故选D。7.如图所示为某一物块在恒力作用下运动的轨迹。物块运动至点时速度大小为，一段时间后物块运动至点，速度大小仍为，且相对点速度方向偏转了，下列说法正确的是（）A.轨迹可能是一段圆弧 B.物块速度可能先增大后减小C.物块速度大小可能为 D.在点的加速度方向与速度方向的夹角小于〖答案〗D〖解析〗A．由题意，物体做匀变速曲线运动，则加速度的大小与方向都不变，所以运动的轨迹是一段抛物线，不是圆弧。故A错误；B．由题意，质点运动到b点时速度方向相对a点时的速度方向改变了90°，速度沿b点轨迹的切线方向，则知加速度方向垂直于ab的连线向下，合外力也向下，质点做匀变速曲线运动，质点由a到b过程中，合外力先做负功，后做正功，物体的速度先减小后增大，故B错误；C．物体的加速度方向垂直于ab的连线向下，根据题意可知速度方向改变90°，则a点的速度方向与ab连线方向夹角为45°，如图所示所以在物体运动过程中的最小速度为故C错误；D．物体在b点速度沿b点轨迹的切线方向，而加速度方向垂直于ab的连线向下，可知b点的加速度与速度的夹角小于90°，故D正确。故选D。8.如图所示，一半径为的光滑大圆环固定在水平桌面上，环面位于竖直平面内。在大圆环上套一小环，小环从大圆环的最高点由静止开始下滑，已知重力加速度大小为。当小环滑过某位置后，所受大圆环的作用力开始指向大圆环圆心，则该位置小环重力的瞬时功率为（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗设大圆环的作用力开始指向大圆环圆心时小环所受的重力与速度的夹角为，即此时小环下落的高度为h，根据动能定理得根据几何关系得从而解出大圆环的作用力开始指向大圆环圆心时小环的速度为，根据功率的表达式可知故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.P、Q为轴上的两个质点，其平衡位置分别位于和处。一列简谐横波沿轴正方向传播，刚传到时波形如图所示，从此刻开始计时，时第一次经平衡位置沿轴负方向运动，下列说法正确的是（）A.这列波的波速是 B.波源的振动周期是C.开始振动后，任意内通过的路程为 D.时第二次到达波峰〖答案〗BD〖解析〗A．从此刻开始计时，时第一次经平衡位置沿轴负方向运动，根据图像可知波速为故A错误；B．根据图像可知，此列波的波长为则可得此列波振动周期为故B正确；C．开始振动后，任意内通过的路程为故C错误；D．Q点第一次达到波峰所经历的时间为则可得第二次达到波峰所经历的时间为故D正确；故选BD。10.如图所示，物体P、Q用轻质弹簧栓接放置在光滑水平面上。给P施加一瞬时冲量使其向右运动，弹簧最短时Q的速度为，已知P、Q质量分别为和，取向右为正方向，则运动过程中（）A.P的初速度为 B.P的速度始终为正值C.Q最大速度为 D.弹簧最大弹性势能为〖答案〗AC〖解析〗A．已知P、Q质量分别为和，弹簧最短时Q和P的速度相同，都为，则根据动量守恒可得解得故A正确；BC．当弹簧回复原长时，此时弹性势能为0，则根据动量守恒和机械能守恒可得，解得，或，可知P存在反向的速度，同时可得Q的最大速度为，故B错误，C正确；D．根据机械能守恒可得，当弹簧压缩至最短或拉伸至最长时，弹性势能最大，可得解得故D错误；故选AC。11.某物流站点采用如图甲所示装置运送大物件，电动机通过跨过定滑轮的绳子与斜面上的物件相连，电动机启动后以额定功率工作，牵引物件沿斜面上升，时速度达最大值，物件运动的图像如图乙所示。已知斜面倾角为，物件质量为，物件与斜面间的动摩擦因数为，电动机额定功率为，重力加速度大小取，绳子质量不计，则内（）A.物件的最大速度是 B.物体沿斜面向上运动了C.摩擦力对物件做的功为 D.物件机械能的增量〖答案〗AB〖解析〗A．物件速度最大时做匀速运动，根据平衡条件，牵引力大小为则此时最大速度为故A正确；B．内，根据动能定理解得故B正确；C．摩擦力对物件做的功为故C错误；D．物件机械能的增量故D错误。故选AB。12.如图甲所示，一轻质弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端与质量为的小物体栓接，紧靠着的右端放置质量为的小物体均静止，弹簧处于原长状态。现对施加水平向左的恒力，使和一起向左运动，当两者速度为零时撤去最终均停止运动。以初始时静止的位置为坐标原点，向左为正方向，从开始向左运动到撤去前瞬间，的加速度随位移变化的图像如图乙所示。已知两物体与地面间的动摩擦因数均为0.5，重力加速度大小取。下列说法正确的是（）A.做的功为 B.弹簧的劲度系数为C.的最大速度为 D.最终停在处〖答案〗BD〖解析〗AB．开始时对AB整体，由牛顿第二定律由图像可知解得k=2.25N/cm=225N/m力F做功选项A错误，B正确；C．PQ一起向左运动时两者的最大速度向右运动时，当时速度最大，此时x1=1cm由能量关系解得则的最大速度为，选项C错误；D．两滑块回到原来位置时由能量关系此后Q与P分离，则由解得s=0.04m即最终停在处，选项D正确。故选BD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等器材制作了一个加速度测量仪，用来测定竖直方向的加速度。制作过程如下：①将弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧方向竖直固定一直尺；②弹簧自由状态下，下端指针位于直尺刻度处；③在弹簧下端悬挂质量为的钢球，静止时指针位置如图所示；④通过计算，在刻度尺不同刻度处标记相应的加速度值。已知重力加速度大小取，请回答下列问题（计算结果均保留三位有效数字）：（1）该弹簧的劲度系数为___________；（2）直尺刻度处标记的加速度大小应为___________；（3）在制作该测量仪时，刻度尺的零刻度并未与弹簧的最上端对齐，该因素___________。A.导致标记的加速度数值偏大B.导致标记的加速度数值偏小C.不影响标记的加速度数值〖答案〗（1）24.5（2）2.94（3）C〖解析〗（1）[1]将下端悬挂质量为m=50g=0.05kg的钢球，由图可知弹簧的长度为L=6.10cm弹簧伸长量为=6.10cm-4.10cm=2cm=0.02m根据胡克定律可得mg=k解得k=24.5N/m（2）[2]直尺标记处时，弹簧伸长量为=6.70cm-4.10cm=2.60cm=0.026m根据牛顿第二定律代入数据解得a=2.94m/s2（3）[3]因为求解弹力时，需要的是弹簧的形变量，而弹簧的形变量与刻度尺的零刻度与弹簧的最上端是否对齐无关，所以不影响标记的加速度。14.某学习小组采用图甲所示的装置验证滑块碰撞过程中的动量守恒。（1）用天平测得滑块A、B（均包括挡光片）的质量分别为、；（2）两挡光片的宽度相同，用游标卡尺测量其宽度时的示数如图乙所示，则该读数为___________；（3）接通充气泵电源后，导轨左侧放一滑块并推动滑块，滑块通过两个光电门时，与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为、，则应将导轨右端___________（选填“调高”或“调低”），直至滑块通过两个光电门___________，说明气垫导轨已经调节水平；（4）滑块B放在两个光电门之间，滑块A向左挤压导轨架上的弹片后释放滑块A，碰后滑块A、B均一直向右运动。与光电门1相连的计时器的示数只有一个，为，与光电门2相连的计时器的示数有两个，先后为、；（5）在实验误差允许范围内，若表达式满足等式___________（用测得的物理量表示）成立，说明滑块A、B碰撞过程中动量守恒；若表达式___________（仅用、和表示）成立，说明滑块A、B碰撞过程中机械能和动量均守恒。〖答案〗（2）5.20（3）调高两个计时器显示的时间相等（5）〖解析〗（2）[1]游标卡尺的精度为0.05mm，其读数为主尺与游标的示数之和，所以宽度（3）[2][3]同一滑块通过两个光电门，由知，时间长的速度小，可知滑块做加速运动，导轨右端应调高一点，直至两个计时器显示的时间相等，即说明滑块做匀速直线运动，导轨已调成水平；（5）[4]滑块A碰前速度为碰后速度为滑块B碰后速度实验误差允许范围内，若碰撞前后动量守恒，即联立以上可得[5]若碰撞过程中机械能守恒，需满足整理得联立解得故成立，说明滑块A、B碰撞过程中机械能和动量均守恒。15.如图所示，与水平面夹角为的倾斜传送带始终绷紧，传送带下端A点与上端B点间的距离，传送带以的恒定的速率向上传动，现将一质量的小物体无初速度地放于A处，已知物体与传送带间的动摩擦因数，重力加速度大小取，求物块从A运动到B的过程：（1）所用时间；（2）摩擦力对物块做的功。〖答案〗（1）7.5s；（2）248J〖解析〗（1）物体刚放上传送带时受到沿斜面向上的滑动摩擦力，由牛顿第二定律得设物体经时间加速到与传送带同速，则有，解得，设物体经过时间到达B端，因故当物体与传送带同速后，物体将做匀速运动，则有解得故物体由A端运动到B端的时间（2）相对滑动过程，摩擦力做功匀速运动过程，摩擦力做功，解得16.跳台滑雪是最具观赏性的冰雪运动项目之一，图甲所示的跳台滑雪比赛场地可简化为图乙所示的雪道示意图。运动员从助滑道的起点由静止开始下滑，到达起跳点时，借助设备和技巧，从倾角的斜面顶端点以的初速度飞出，初速度方向与斜面的夹角，图中虚线为运动员在空中的运动轨迹，为轨迹的最高点，为轨迹上离斜面最远的点，为过点作竖直线与斜面的交点。不计空气阻力，运动员可视为质点，重力加速度大小取。求：（1）运动员从点运动到点的时间；（2）两点间的距离。〖答案〗（1）1.0s；（2）40m〖解析〗（1）为轨迹的最高点，则运动员在点速度方向水平向右，设到时间为，根据斜抛运动规律，在竖直方向上，有代入数据解得（2）沿斜面向下方向和垂直斜面向上方向建立直角坐标系，如图所示垂直斜面方向的速度为垂直斜面方向的加速度为平行斜面的速度为平行斜面的加速度为运动员从运动到点的时间解得此时垂直斜面方向的位移沿斜面方向的位移两点间的距离为代入数据解得17.如图所示，在倾角为的光滑斜面底端固定一挡板，轻弹簧下端与挡板检接，上端与物块栓接，物块B紧靠A放置，弹簧的劲度系数，A、B的质量分别为。将B用一根不可伸长的轻绳跨过斜面顶端的定滑轮与物体C连接，与滑轮间的轻绳与斜面平行，C的质量。开始时用手拖住C，使轻绳刚好伸直，C到地面的距离为。现将C由静止释放，运动过程中B不会离开斜面，C落地后不反弹。已知劲度系数的弹簧形变量为时弹簧的弹性势能，重力加速度大小取，，求：（1）开始时弹簧的压缩量x1；（2）A、B分离时B的动能（结果保留3位有效数字）；（3）B沿斜面向上滑动的最大距离（结果保留2位有效数字）。〖答案〗（1）0.3m；（2）1.27J；（3）0.41m〖解析〗（1）对AB整体受力分析，根据共点力平衡得解得（2）A、B分离时A、B间