大连市沙河口区2023-2024学年高三上学期期中考试
物理试卷
满分100分 时间75分钟
★祝考试顺利★
注意事项：
1．答卷前：先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证条码粘贴在答题卡上指定位置。
2．选择题，每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
3．非选择题，用0.5mm黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域，写在非答题区域无效。
4．画图清晰，并用2B铅笔加深。
第Ⅰ卷（共46分）
一．选择题（1~7为单选题，每小题 4分；8~10为多选题，每小题6分，全对得6分，选不全得3分，错选得0分）
1.如图1，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h，其左边缘a点比右边缘b点高0.5h.若摩托车经过a点时的动能为E1，它会落到坑内c点．c与a的水平距离和高度差均为h；若经过a点时的动能为E2，该摩托车恰能越过坑到达b点.等于( )
A．20 B．18
C．9.0 D．3.0
(
图1
)
2.2023年1月15日，嫦娥四号生物科普试验载荷项目团队发布消息称停留在月球上的“嫦娥四号”探测器上的一颗棉花种子已经发芽，这是人类首次在月球上进行生物生长实验．如图2所示，“嫦娥四号”先在环月圆轨道Ⅰ上运动，接着在Ⅰ上的A点实施变轨进入近月的椭圆轨道Ⅱ，再由近月点B实施近月制动，最后成功登陆月球．下列说法正确的是( )
A．“嫦娥四号”绕轨道Ⅱ运行的周期大于绕轨道Ⅰ运行的周期
B．“嫦娥四号”沿轨道Ⅰ运动至A时，需制动减速才能进入轨道Ⅱ
C．“嫦娥四号”沿轨道Ⅱ运行时，在A点的加速度大小大于在B点的加速度大小
(
图2
)D．“嫦娥四号”在轨道Ⅱ上由A点运行到B点的过程，速度逐渐减小
3.在固定于地面的斜面上垂直安放了一个挡板,截面为圆的柱状物体甲放在斜面上,半径与甲相等的光滑圆柱乙被夹在甲与挡板之间,乙没有与斜面接触而处于静止状态,如图3所示.现在球心处对甲施加一平行于斜面向下的力F,使甲沿斜面方向缓慢地移动,直至甲与挡板接触为止.设乙对挡板的压力为F1,甲对斜面的压力为F2,在此过程中 ( )
A.F1缓慢增大,F2缓慢增大
B.F1缓慢增大,F2缓慢减小
C.F1缓慢减小,F2缓慢增大
(
图3
)D.F1缓慢减小,F2保持不变
4.为了研究汽车的启动和制动性能,现用甲、乙两辆完全相同的汽车在平直公路上分别进行实验.让甲车以最大加速度a1加速到最大速度后匀速运动一段时间再以最大加速度a2制动,直到停止;乙车以最大加速度a1加速到最大速度后立即以加速度制动,直到停止.实验测得甲、乙两车的运动时间相等,且两车运动的位移之比为5∶4,则a1∶a2为( )
A.2∶1 B.1∶2 C.4∶3 D.4∶5
5.如图5所示，一轻杆两端分别固定a、b两个半径相等的光滑金属球，a球质量大于b球质量，整个装置放在光滑的水平面上，设b球离地高度为h，将此装置从图示位置由静止释放，则下列判断正确的是( )
A．当a的机械能最大时，b的加速度大于重力加速度
B．在b球落地前瞬间，b球的速度大小为
C．在b球落地前的整个过程中，轻杆对a球做的功为零
D．在b球落地前的整个过程中，轻杆对b球做正功
(
图5
)
6.如图6所示,劲度系数为k的轻质弹簧上端固定,下端连一质量为m的物块A,A放在质量也为m的托盘B上,以FN表示B对A的作用力,x表示弹簧的伸长量.初始时,在竖直向上的力F作用下系统处于静止,且弹簧处于自然状态(x=0).现改变力F的大小,使B以的加速度匀加速向下运动(g为重力加速度,空气阻力不计),此过程中FN或F随x变化的图像正确的是图中的 ( )
(
图6
)
7.两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点,规定无穷远处为电势能零点,一带负电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x变化关系如图7所示,其中试探电荷在A、N两点的电势能为零,在ND段中C点电势能最大.下列说法正确的是（ ）
A.q1为正电荷,q2为负电荷
B.q1的电荷量小于q2的电荷量
C.将一正点电荷从N点移到D点,电场力先做负功后做正功
(
图7
)D.一正点电荷从N点由静止释放后会沿x轴正方向运动且到达C点时速度最大
8.（多选）如图甲所示，直线加速器由一个金属圆板（序号为0）和多个横截面积相同的金属圆筒组成，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度遵照一定的规律依次增加。圆板和圆筒与交流电源相连，序号为奇数的圆筒和电源的一极相连，圆板和序号为偶数的圆筒和该电源的另一极相连，交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。若已知电子的质量为m、电荷量为e、电压的绝对值为u，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。在时，圆板中央的一个电子在圆板和圆筒之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1，电子在每个圆筒中运动的时间均小于T，且电子均在电压变向时恰从各圆筒中射出，则（ ）
A．圆筒内不存在电场，电子在圆筒内匀速运动 B.电子子在各圆筒内运动时间均为
C．在时奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为负值 D.第n个圆筒的长度为
9.（多选）如图9所示为竖直黑板，下边为黑板的水平槽，现有一三角板ABC，∠C＝30°.三角板上A处固定一大小不计的滑轮．现让三角板竖直紧靠黑板，BC边与黑板的水平槽重合，将一细线一端固定在黑板上与A等高的Q点，另一端系一粉笔头(可视为质点)．粉笔头最初与C重合，且细线绷紧．现用一水平向左的力推动三角板向左移动，保证粉笔头紧靠黑板的同时，紧靠三角板的AC边，当三角板向左移动的过程中，粉笔头会在黑板上留下一条印记．关于此印记，以下说法正确的是( )
A．若匀速推动三角板，印记为一条直线
B．若匀加速推动三角板，印记为一条曲线
C．若变加速推动三角板，印记为一条曲线
D．无论如何推动三角板，印记均为直线，且印记与AC边成75°角
(
图9
)
10.（多选）如图10所示，质量为m的A物块和质量为2m的B物块通过轻质细线连接，细线跨过轻质定滑轮，B物块的正下方有一个只能在竖直方向上伸缩且固定在水平面上的轻质弹簧，其劲度系数为k。开始时A锁定在水平地面上，整个系统处于静止状态，B物块距离弹簧上端的高度为H，现在对A解除锁定，A、B物块开始运动，A物块上升的最大高度未超过定滑轮距地面的高度.已知当B物块距离弹簧上端的高度H时，A物块不能做竖直上抛运动.（重力加速度为g，忽略滑轮与轮轴间的摩擦，弹簧一直处在弹性限度内）下列说法正确的是（ ）
A.当弹簧的弹力等于物块B的重力时，两物块具有最大动能
B.当B物块距离弹簧上端的高度 时，A物块上升的最大高度为
C.当B物块距离弹簧上端的高度 时，弹簧最大弹性势能为
D.当B物块距离弹簧上端的高度 时，A物块上升的最大高度为
(
图10
)
第Ⅱ卷（共54分）
(
考生所在系（部）
__________
)二．填空题（每空2分，共14分）
11.某同学为研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系,做了如下实验:
(
图a
) (
图b
)
①如图a所示,将白纸固定在木板上,橡皮筋一端固定在O点,另一端A系一小段轻绳(带绳结),将木板竖直固定在铁架台上.
②将质量为m=100 g的钩码挂在绳结上,静止时描下橡皮筋下端点的位置A0;用水平力拉A点,使A点在新的位置静止,描下此时橡皮筋下端点的位置A1;逐渐增大水平力,重复5次……
③取下木板,量出A1、A2……各点到O的距离l1、l2……量出各次橡皮筋与OA0之间的夹角α1、α2……
④在坐标纸上作出-l的图像如图b所示.
完成下列填空:
取g=10 m/s2,由图像可得橡皮筋的劲度系数k= N/m,
橡皮筋的原长l0= m.(此结果保留两位有效数字)
12.为测定某旧干电池的电动势和内阻,实验室提供了如下器材:
A.旧干电池两节(假设两节电池完全一样);
B.电压表(视为理想电压表,量程0-3 V);
C.电阻箱R(0-999.9 Ω);
D.定值电阻R0=10 Ω;
E.多用电表;
F.开关、导线若干.
(
图a
)(1)同学甲直接使用多用电表的直流电压2.5 V挡测量一节电池的电动势,读数如图12所示,则该同学测得的电动势E= （V），此测量值比旧干电池电动势的真实值 (选填“偏大”或者“偏小”).
同学乙将两节干电池(图中已用一节电池的符号简化代替)串联接入如图甲所示的电路,规范操作得到如图乙所示的图像(U为电压表读数).该同学所描绘的图像中,横坐标是
(填选项前的字母).
B.R C.
(3)按照(2)问中所选的横坐标,已知图像的斜率为k,纵轴的截距为b,则一节干电池的电动势为 ,内阻r为 .(均用k、b、R0表示)
(
考生所在系（部）
__________
)三．计算题（40分）
13.（10分）如图所示,空间中存在着水平向右的匀强电场,电场强度大小E=5 N/C,同时存在着水平方向的匀强磁场,其方向与电场方向垂直,磁感应强度大小B=0.5 T.有一质量m=1×10-6 kg、电荷量q=2×10-6 C的带正电的小球正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动,当经过P点时撤掉磁场,g取10 m/s2.求:(1)小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向;
(2)从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t（结果用根号表示）.
14.（12分）如图 所示,长木板B的质量为m2=1.0 kg,静止在粗糙的水平地面上,长木板左侧的地面光滑.质量为m3=1.0 kg、可视为质点的物块C放在长木板的最右端.质量m1=0.5 kg的物块A以速度v0=9 m/s与长木板发生正碰(时间极短),之后B、C发生相对运动.已知物块C与长木板间的动摩擦因数μ1=0.1,长木板与地面间的动摩擦因数为μ2=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个过程物块C始终在长木板上,g取10 m/s2.
(1)若A、B相撞后粘在一起,求碰撞过程损失的机械能.
(2)若A、B发生弹性碰撞,求整个过程物块C和长木板B的相对位移大小。（结果用分数表示）
15.（18分）如图所示，竖直平面内有一固定绝缘轨道ABCDP，由半径r＝0.5m的圆弧轨道CDP和与之相切于C点的水平轨道ABC组成，圆弧轨道的直径DP与竖直半径OC间的夹角θ＝37°，A、B两点间的距离d＝0.2m。质量m1＝0.05kg的不带电绝缘滑块静止在A点，质量m2＝0.1kg、电荷量q＝1×10﹣5C的带正电小球静止在B点，小球的右侧空间存在水平向右的匀强电场。现用大小F＝4.5N、方向水平向右的恒力推滑块，滑块到达B点前瞬间撤去该恒力，滑块与小球发生弹性正碰，碰后小球沿轨道运动，到达P点时恰好和轨道无挤压且所受合力指向圆心。小球和滑块均视为质点，碰撞过程中小球的电荷量不变，不计一切摩擦。取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。
（1）求撤去该恒力瞬间滑块的速度大小v以及匀强电场的电场强度大小E；
（2）求小球到达P点时的速度大小VP和B、C两点间的距离x；
（3）若小球从P点飞出后落到水平轨道上的Q点（图中未画出）后不再反弹，求Q、C两点间的距离L(此结果保留两位小数)。大连市沙河口区2023-2024学年高三上学期期中考试
物理试卷参考答案及评分标准
第Ⅰ卷（共46分）
一．选择题（1~7为单选题，每小题 4分；8~10为多选题，每小题6分，全对得6分，选不全得3分，错选得0分）
1.B 2.B 3.D 4.B 5.C 6.D 7.D 8.AD 9.AD 10.CD
第Ⅱ卷（共54分）
(
考生所在系（部）
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)二．非选择题（每小题2分，共14分）
100 0.21
[解析]橡皮筋所受的拉力FT==k(l-l0),则=·l-·l0,图像的斜率=,则橡皮筋的劲度系数k=1.0×102 N/m,图像在横轴上的截距即为橡皮筋的原长,则原长l0=0.21 m.
12.(1)1.40~1.45 V都给分 偏小 (2)B (3)
[解析] (1)多用电表读数为1.45 V,这个过程中多用电表测量的为路端电压,小于电池电动势.
(2)、(3)根据闭合电路欧姆定律可得E=U+R+r,变形可得=++R,横坐标为R,根据题意可得+=b,=k,一节干电池电动势为E'=E,内阻为r'=r,联立解得E'=,r'=.
13.【答案】
(1)20 m/s,方向与电场方向成60°角斜向上
(2)3.5 s
[解析] (1)小球做匀速直线运动时受力如图所示,其所受的三个力在同一平面内,合力为零,有qvB= 解得v=20 m/s
速度v的方向与电场的方向之间的夹角θ满足tan, θ= ,解得θ=60°
(2)解法一:撤去磁场,小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动,设其加速度为a,有a=
设撤掉磁场后小球在初速度方向上的分位移为x,有x=vt
设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为y,有y=at2
a与mg的夹角和v与E的夹角相同,均为θ,又tan θ=
联立解得t=2 s
解法二:撤去磁场后,由于电场力垂直于竖直方向,它对竖直方向的分运动没有影响,以P点为坐标原点,竖直向上为正方向,小球在竖直方向上做匀减速运动,其初速度为
vy=vsin θ
若使小球再次穿过P点所在的电场线,仅需小球的竖直方向上分位移为零,则有vyt-gt2=0
联立解得t=2 s
14.(1)13.5 J (2) m
[解析] (1)若A、B相撞后粘在一起,由动量守恒定律得m1v0=(m1+m2)v
由能量守恒定律得ΔE=m1-(m1+m2)v2
解得损失的机械能ΔE=13.5 J
(2)A、B发生弹性碰撞,由动量守恒定律得
m1v0=m1v1+m2v2
由机械能守恒定律得m1=m1+m2
联立解得v1=v0=-3 m/s,v2=v0=6 m/s
之后B减速运动,C加速运动,B、C达到共同速度之前,由牛顿第二定律,
对长木板,有-μ2(m2+m3)g-μ1m3g=m2a1
对物块C,有μ1m3g=m3a2
设达到共同速度过程经历的时间为t,有v2+a1t=a2t
这一过程的相对位移为Δx1=v2t+a1t2-a2t2=3 m
B、C达到共同速度之后,因μ1<μ2,所以二者各自减速至停下,由牛顿第二定律,
对长木板,有-μ2(m2+m3)g+μ1m3g=m2a3
对物块C,有-μ1m3g=m3a4
这一过程的相对位移为Δx2=-= m
整个过程物块与木板的相对位移为Δx=Δx1-Δx2= m
15.（1）对滑块从A点运动到B点的过程，根据动能定理有：Fd＝
代入数据解得：v＝6m/s
小球到达P点时，受力如图所示，则有：qE＝m2gtanθ
解得：E＝7.5×104N/C。
（2）小球所受重力与电场力的合力大小为：G等＝①
小球到达P点时，由牛顿第二定律有：G等＝m2②
联立①②，代入数据得：vP＝2.5m/s
滑块与小球发生弹性正碰，设碰后滑块、小球的速度大小分别为v1、v2，以向右方向为正方向，由动量守恒定律得：
m1v＝m1v1+m2v2 ③
由能量守恒得：＝+④
联立③④，代入数据得：
v1＝﹣2m/s（“﹣”表示v1的方向水平向左），v2＝4m/s
小球碰后运动到P点的过程，根据动能定理有：
qE（x﹣rsinθ）﹣m2g（r+rcosθ）＝﹣⑤
代入数据得：x＝0.85m。
（3）小球从P点飞出水平方向做匀减速运动，有：L﹣rsinθ＝vPcosθt﹣⑥
竖直方向做匀加速运动，有：r+rcosθ＝vPsinθt+⑦
联立⑥⑦，代入数据得：L＝0.56m
答：（1）撤去该恒力瞬间滑块的速度大小是6m/s，匀强电场的电场强度大小是7.5×104N/C；
（2）小球到达P点时的速度大小是2.5m/s，B、C两点间的距离是0.85m。
Q、C两点间的距离为0.56m。
