江苏省前黄高级中学2023-2024学年高三上学期期中适应性考试物理试卷(含答案)

这是一份江苏省前黄高级中学2023-2024学年高三上学期期中适应性考试物理试卷(含答案)，共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1、如图所示，某小区门口自动升降杆的长度为为横杆上两个质量均为m的小螺帽，A在横杆的顶端，B与A的距离为。杆从水平位置匀速转动至竖直位置的过程，下列说法一定正确的是( )
A.的线速度大小之比为1:1B.的向心加速度大小之比为3:1
C.杆竖直时的重力势能之比为3:2D.的机械能增加量之比为3:2
2、如图，用两根长度相等的细线系住现将质量相等的小球a、b，若在a球上加水平向左的外力3F，在b球上加水平向右的外力F，则平衡后的状态为( )
A.B.C.D.
3、某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程，他按如图甲所示电路图连接电路。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，电容器通过R放电，传感器将电流信息传入计算机。屏幕上显示出电流随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电容器放电时电流逐渐减小，流过R的电流方向从左向右
B.图乙中曲线与坐标轴所围面积表示电容器放电过程中放出的电荷量
C.在放电过程中，电容器的电容随所储存的电荷量的减少而减小
D.若滑片向右移动，其他条件不变，重做实验获得的曲线会与原曲线重合
4、2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通！我国成为世界上少数具有自主卫星导航系统的国家。如图所示，两颗导航卫星A、B绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，已知，用v、ω、F、S分别表示卫星的线速度、角速度、向心力、与地心连线在单位时间内扫过的面积。下列关系式正确的有( )
A.B.C.D.
5、CS/LR4是我国自主研制的第一种高精度狙击步枪。某次性能测试中，弹头以初速度垂直射入一排竖直固定的钢板且未穿出，如图所示。若弹头所受阻力f与其速度v成正比，则弹头的速度v和动能随时间t、位移x变化的关系图象可能正确的是( )
A.B.
C.D.
6、如图所示，电量为Q正电荷均匀地分布在半径为r的圆环上M为圆环平面内点，过圆心O点的x轴垂直于环面，N为x轴上一点，。则( )
A.M、O两点场强都为零B.M、O、N三点中O点电势最高
C.N点场强大小为D.过M点以O点为圆心的圆是一条等势线
7、质量为m的物体，沿倾角为α的斜面体M匀速下滑，如图甲所示，物体与斜面体之间的动摩擦因数为μ，若物体下滑过程中，给物体施加外力F如图乙所示，使物体沿斜面体加速下滑，斜面体仍然静止在桌面上，下述说法中正确的是( )
A.斜面受到的摩擦力方向一定沿桌面向左
B.斜面受到的摩擦力方向一定沿桌面向右
C.斜面相对地面无相对运动趋势，故无摩擦力
D.一定是
8、如图所示，滑块a穿在固定的光滑竖直杆上，滑块b放在光滑水平地面上，a、b通过铰链用刚性轻杆连接。将a从距地面一定高度处由静止释放，在a着地前的运动过程中，下列说法正确的是( )
A.滑块a的机械能先减小后增大
B.滑块a的动能先增大后减小
C.轻杆对a的作用力先增大后减小
D.滑块a的加速度先减小后增大
9、质量为m的木板ae，放在光滑水平面上，是ae的4等分点。质量为M的物块以一定的初速度从a点水平滑上粗糙木板，物块的宽度不计，且，经过一段时间物块停在木板上。若上图是物块刚滑上木板时的物块与板的位置状态，下图是物块刚与木板达到共同速度时的位置状态，下列示意图正确的是( )
A.B.
C.D.
二、多选题
10、从地面上以初速度竖直向上抛出一质量为m的球，若运动过程中球受到的空气阻力与其速率成正比，球运动的速率随时间变化规律如图所示，时刻到达最高点，再落回地面，落地时速率为，且落地前球已经做匀速运动。已知重力加速度为g，则( )
A.球上升的时间等于下落的时间
B.球上升阶段阻力的冲量大于下落阶段阻力的冲量
C.球上升的最大高度
D.球抛出瞬间的加速度大小
三、计算题
11、在国庆节阅兵仪式中，某直升机在地面上空某高度A处于静止待命状态，要求该直升机在零时刻由静止状态沿着直线方向做匀加速直线运动，经过AB段加速区后，进入BC段的匀速受阅区，在时刻t达到C位置，已知AB段长度为，BC段长度为，求：
（1）直升机在BC段的速度大小；
（2）直升机在AB段运动时的加速度大小。
12、如图所示，带电量均为、质量分别为m和3m的小球A和B，用轻质绝缘细绳连接，A、B间的库仑力及相互作用能忽略不计。最初两球在竖直向上的匀强电场中以速度一起匀速上升，某时刻细绳断开。求：
（1）电场的场强的大小；
（2）细绳断开后，当B球速度为零时，A球的速度大小；
（3）自绳断开至B球速度为零的过程中，两球组成系统的机械能增量为多少？
13、如图所示，一根轻质橡皮绳固定于O点，通过定滑轮A与质量为m的物块B相连接，物块B静止在A正下方的粗糙水平面上。OA间距恰好为橡皮绳的原长，A到物块的距离为L，现对物块施加一个水平向右的恒力的作用，物体立刻获得的初始加速度开始向右运动，g为重力加速度。物块与地面的动摩擦因数，橡皮绳产生的弹力满足胡克定律，物块B、定滑轮A可作为质点且不考虑其他摩擦。求：
（1）橡皮绳的劲度系数k；
（2）物体向右运动到与初始位置相距为x时，其加速度a与x的关系式；
（3）物体向右运动的最大速度。
14、如图所示，两个固定的均匀带电球面，所带电荷量分别为和（），半径分别为R和，小球面与大球面内切于C点，两球面球心O和的连线MN沿竖直方向，在MN与两球面的交点B、O和C处各开有足够小的孔，因小孔损失的电荷量忽略不计，有一质量为m，电荷量为q（）的质点自MN线上离B点距离为R的A点竖直上抛。已知点电荷q在场源电荷为Q产生的电场中，具有的电势能为（r表示q到Q的距离），设静电力常量为k，重力加速度为g。
（1）求抛出点A的电场强度和球心的电场强度；
（2）当满足，要使质点从A点上抛后能够到达B点，所需的最小初动能为多少；
（3）第（2）问条件仍满足的情况下，要使质点从A点上抛后能够到达O点，在不同条件下所需的最小初动能各为多少。
四、实验题
15、某同学设计利用气垫导轨“测当地重力加速度g”的实验，如图所示。
（1）用游标卡尺测遮光条的宽度d，下列操作中正确的是_______。
（2）将气垫导轨放在水平桌面上，导轨一端用小木板垫高，测出导轨的长度L和两端高度差H；在导轨上安放光电门1和2，连接数字计时器，并测出两光电门的距离x；打开气源，释放质量为m的滑块，读出遮光条先后通过光电门的时间和
请回答下列问题：
①写出滑块通过两光电门的动能增量_______。
②某同学测量多组数据，用作与x图象的方法处理实验数据，以此减小实验误差，他的操作方法应是_______。
A.两光电门的距离不变，改变导轨的倾角
B.导轨的倾角不变，改变两光电门的距离
C.两光电门的距离改变，同时改变导轨的倾角
D.两光电门的距离、导轨的倾角不变，改变释放位置
③上述图象中直线的斜率为k，则当地重力加速度_______。
（3）测量发现重力加速度比当地的实际值大些，可能的原因是_______。
A.阻力的影响
B.导轨长度的测量偏大
C.导轨高度差的测量偏小
参考答案
1、答案：D
解析：同轴转动，角速度相同，线速度与转动半径成正比，故，A错误；根据可得，B错误；由于零势能面不确定，故的重力势能之比不确定，C错误；做匀速圆周运动，动能不变，重力势能增加，机械能的增加量等于重力势能的增加量，杆从水平位置匀速转动至竖直位置的过程，A的重力势能增加量为的重力势能增加量为，故的机械能增加量之比为3:2，D正确。
2、答案：C
解析：a受到的3F力水平向左，b受到的力F水平向右，以整体为研究对象分析受力，设OA绳与竖直方向的夹角为α，则由平衡条件得
以b球为研究对象，受力分析，设AB绳与竖直方向的夹角为β，则由平衡条件得
所以，故ABD错误，C正确。
故选C。
3、答案：B
解析：A.由图象得，电容器放电时电流逐渐减小，充电时电容器上极板连接电源的正极，带正电，放电时上极板相当于电源正极，所以流过R的电流方向从右向左，故A错误；
B.图象中图象与坐标轴围成的面积表示电容器放电过程中放出的电荷量，故B正确；
C.电容是电容器本身的性质，放电过程中，电容不发生变化，故C错误；
D.若滑片向右移动，外电路电阻增大，由于刚开始放电时电压不变，因此最大放电电流变小，曲线与I轴的交点下移，由于总电荷量不变，因此图象与坐标轴围成的面积不变，因此曲线与t轴的交点右移，故重做实验获得的曲线一定与原图象不重合，故D错误。
故选B。
4、答案：D
解析：A.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力
解得
A卫星的轨道半径大，则线速度小，故A错误；
B.由地球的万有引力提供向心力
解得
A卫星的轨道半径大，则角速度小，故B错误；
C.所受的向心力为
因为不知道A、B的质量关系，所以无法确定向心力的大小，故C错误；
D.运动的天体与中心天体连线在同一时间内扫过的面积
A的轨道半径较大，所以
故D正确。
故选D。
5、答案：C
解析：A.由于弹头所受阻力f与其速度v成正比，则可设其阻力为kv，在弹头运动过程中由牛顿第二定律有
弹头做减速运动，速度逐渐减小，则可知其所受阻力也逐渐减小，加速度逐渐减小，即弹头随时间做加速度逐渐减小的减速运动，而图象斜率的绝对值表示加速度大小，图示斜率的绝对值逐渐增大，表示加速度逐渐增大，故A错误；
B.根据题意可得阻力的功率
而子弹的速度逐渐减小，则阻力的功率逐渐减小，图象斜率的绝对值表示阻力的功率大小，图示斜率逐渐增大，则表示阻力的功率逐渐增大，故B错误；
C.根据
则可得在任意极短时间内有
可得
即
速度与位移成正比，故C正确；
D.在任意极短时间内有
则可得
由此可知图象斜率的绝对值应逐渐减小，而图示斜率的绝对值逐渐增大，故D错误。
故选C。
6、答案：D
解析：A.根据矢量合成及对称性可知，在O点，圆环上各对称点产生的场强相互抵消，合场强为零，而M点合场强不为零，故A错误；
B.根据沿电场线电势降低可知，M、O、N三点中M点电势最高，故B错误；
C.设圆环上各点与N点连线和x轴夹角为θ，根据矢量合成N点场强大小为
故C错误；
D.根据等量正点电荷的电场线分布可知，连线中点场强最小，且连线上电场从点电荷出发指向中点。故过M点以O点为圆心的圆是一条等势线，故D正确。
故选D.
7、答案：C
解析：物体沿倾角为α的斜面体M匀速下滑，对物体受力分析，根据平衡条件可知摩擦力与支持力的合力应该与重力等大反向，即斜面对滑块的作用力方向竖直向上，根据牛顿第三定律，则物块对斜面的作用力方向竖直向下，则有，解得。当用大小为F的力推物体，物体所受斜面的支持力增大，摩擦力也增大，但是支持力N与摩擦力f仍然成比例的增大，其合力的方向仍然竖直向上，保持不变，则物块对斜面的作用力的方向仍然竖直向下，只是数值上变大，故斜面没有运动的趋势，不受地面的摩擦力；故C正确。
8、答案：A
解析：A.a、b整体的机械能守恒，当a的机械能最小时，b的速度最大，此时轻杆对b的推力为零；当a到达底端时，b的速度为零，所以b的速度先增大后减小，动能先增大后减小，则b的机械能先增大后减小。所以滑块a的机械能先减小后增大，故A正确；
B. b的速度在整个过程中，先增大后减小，所以a对b的作用力先是动力后是阻力，所以b对a的作用力就先是阻力后是动力，所以滑块a的动能一直增大，故B错误；
C.当a的机械能最小时，b的速度最大，此时轻杆对b的推力为零，轻杆对a的作用力为零；轻杆对a的作用力先减小后增大，故C错误；
D.轻杆对a的作用力就先是阻力后是动力，滑块a的一直增大，故D错误。
故选A。
9、答案：B
解析：地面光滑，物块与木板组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得，对物块有，设相对位移为，对木板有，整理得，因为，所以，解得，故B正确，ACD错误。
10、答案：CD
解析：A.图象与时间轴围成的面积表示位移，由于上升过程和下降过程中的位移相等，上升阶段平均速度大于下降阶段平均速度，根据公式
可知上升时间小于下降时间，故A错误；
B.阻力为
则阻力的冲量为
其中x表示位移，上升和下降的位移相等，球上升阶段阻力的冲量等于下落阶段阻力的冲量，故B错误；
C.设上升时加速度为a，根据牛顿第二定律可知
取极短时间，速度变化量为
由于
上升全程速度变化量为
则
解得
故C正确；
D.空气阻力与其速率成正比，最终以匀速下降，根据平衡条件有
解得
小球抛出瞬间，根据牛顿第二定律可得
解得
故D正确。
故选CD。
11、答案：（1）（2）
解析：（1）设在BC段的速度为v，通过AB、BC的时间分别为，则
在AB段有
在BC段有
又
联立解得
（2）在AB段做匀加速直线运动时的加速度大小
所以
12、答案：（1）（2）（3）。
解析：（1）两小球匀速上升，由平衡条件可得
解得
（2）两球组成的系统，动量守恒，当B球的速度为零时，有
解得
（3）绳断开后，对A球和B球由牛顿第二定律可得
解得
A球加速度方向向上，B球加速度方向向下。设当B球的速度为零时，所用时间为t，则
此过程两球上升的高度分别为
两球组成系统的机械能增量为电场力对两球做的功，即
13、答案：（1）（2）或（3）
解析：（1）对B受力分析可知
解得
由于
由于竖直方向合力为零，则
可得橡皮绳弹力为
根据胡克定律
解得
（2）物块向右滑行到距离为x时，弹性绳长量为，绳与水平方向夹角为θ，可得
由牛顿第二定律可得
由几何关系可得
可解得
或者
（3）解法一：物体向右运动至最大速度时，加速度为零，此时水平位移为
弹力做功为
摩擦力为定值，做功为
由动能定理可得
解得
解法二：物体向右运动至最大速度时，加速度为零，此时水平位移为
由（2）问可知关系如图
由运动学公式
可知
其中等于图中图线与x轴围成的面积，即
由上可得
14、答案：（1），（2）要使质点从A点上抛后能够到达B点，所需的最小初动能为
.（3）当，最小初动能为；当，最小初动能为； 当，最小初动能为.
解析：（1）均匀带电球面对球外电场可等效成电荷量集中在球心的点电荷产生的场强，则
均匀带电球面对球内任意位置场强均为0，则
（2）质点在应做减速运动.设质点在A点的最小初动能为，则根据能量守恒得，可得质点刚好能达到B点的条件为
①
由此可得使质点从A点上抛后能够到达B点，所需的最小动能为
②
（3）质点在的运动有三种可能情况：
a.质点在做加速运动（参看图1），对应条件为
即
③
此时只要质点能过B点，也必然能到达O点，因此质点能到达O点所需的最小动能由②式给出，即
④
若③式中取等号，则最小初动能比④式给出的略大一点.
b.质点在做减速运动（参看图1），对应条件为
即
⑤
此时质点刚好能到达O点的条件为
⑥
由此可得
⑦
c.质点在之间存在一个平衡点D，（参看图2），在质点做减速运动，在做加速运动，对应的条件为
即
⑧
设D到O点的距离为x，则
⑨
即
⑩
根据能量守恒，质点刚好能到达D点的条件为
（11）
由⑩（11）两式可得质点到达D点的最小初动能为
只要质点能通过D点也必然能到达O点，所以质点能到达O点的最小初动能也就是（12）式（严格讲应比（12）式给出的Ek0略大一点）
15、答案：（1）D（2）①或②B③（3）BC
解析：（1）应该把遮光条夹在两测量爪之间，且与两爪贴紧，故D正确，ABC错误；
（2）①滑块在滑动过程中，只有重力做功，根据动能定理可得
②③滑块通过两个光电门的瞬时速度分别为
根据动能定理
整理得
进一步有
斜率为
由此可知导轨的倾角不变，改变两光电门的距离，多测几组数据有利于减小误差，故B正确，ACD错误。
（3）由上可得
A.若存在阻力，动能的变化将会减小，斜率减小，重力加速度将会减小，故A错误；
B.导轨长度的测量偏大，导致重力加速度会偏大，故B正确；
C.导轨高度差的测量偏小，导致重力加速度会偏大，故C正确。
故选BC。