2023~2024学年第一学期期中调研考试
高三物理试题
注意：本试卷满分100分，考试时间75分钟。请将答案填写在答题卡上。
一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分，每小题只有一个选项最符合题意。
1. 如图所示，一根处于静止状态的直杆，上端斜靠在光滑的竖直墙面上，下端放在粗糙的水平面上，直杆与竖直墙面的夹角为α。下列说法正确的是（ ）
A. 直杆只受三个力作用
B. 直杆所受水平面的作用力方向竖直向上
C. 若α角增大且直杆仍能静止，则水平面对直杆的支持力不变
D. 若α角减小且直杆仍能静止，则水平面对直杆的作用力不变
2. 如图所示，物体在拉力F作用下从静止开始沿竖直方向向上做匀加速直线运动，空气阻力不计。则拉力F的瞬时功率（ ）
A. 与时间成正比 B. 与位移成正比
C. 与时间的平方成正比 D. 与位移的平方成正比
3. L4级自动驾驶属于“高度自动驾驶”，除了某些特殊情况一般无需人类干预。如图所示，一辆L4级无人驾驶汽车在测试过程中速度随位移变化的图像为开口向左的抛物线。下列说法正确的是（ ）
A. 汽车做匀加速直线运动
B. 汽车做匀变速曲线运动
C. 时汽车速度大小为
D. 图示过程中汽车的加速度大小为
4. 某同学从1楼乘电梯到3楼，进入电梯后，打开手机中的“加速度计”软件，测得电梯竖直方向加速度a随时间t变化的图线如图所示，则（ ）
A. 时电梯开始减速
B. 时电梯处于静止状态
C. 时电梯处于失重状态
D. 电梯在、时刻速度大小相等
5. 如图为一款儿童玩具—拨浪鼓，两根长度不同且不可伸长的轻绳将完全相同的两个小球分别拴在鼓身两侧，拴点连线与手柄垂直且与手柄在同一竖直面内。若保持手柄竖直以手柄为轴转动直至两球做匀速圆周运动，空气阻力不计。则运动中（ ）
A. 两球在同一水平面内运动 B. 两球的线速度大小相等
C. 两轻绳对小球的拉力大小相等 D. 两轻绳可能处于水平状态
6. 水分子120°的键角堆积造成了水分子宏观结晶的多样性。如图所示，一个水分子中氧原子（O）与氢原子（H）分布在竖直平面内等腰三角形的三个顶点上，两个氢原子的连线水平且中点为A。已知氢原子带正电，氧原子带负电，氧原子所带电荷量为氢原子电荷量的2倍。下列说法正确的是（ ）
A. A点电场强度方向竖直向下
B. 氧原子所受电场力的方向竖直向下
C. 其中一个氢原子所受电场力的方向竖直向上
D. 若将带负电的试探电荷从A点沿竖直向下方向移动，其电势能先增大后减小
7. 如图所示，平行板电容器极板M、N间存在方向竖直向下的匀强电场。A、B从极板间O点同时射入电场，其运动轨迹在同一竖直平面内相交于P点。其中微粒A的初速度方向水平，微粒B的初速度方向斜向上，不计微粒重力及微粒间的相互作用。下列说法正确的是（ ）
A. 微粒A的加速度小于B的加速度 B. 两微粒从O到P的运动时间相等
C. 微粒B在最高点的速度大于 D. 两微粒从O运动到P的电势能变化量相等
8. 水平地面上一质量为m的物体在水平外力F作用下做匀速直线运动，从时刻开始F随时间均匀减小直至时刻减小为零。已知物体与地面间的摩擦因数为μ，物体所受的摩擦力为f、加速度为a、速度为v，重力加速度为g。则下列f、a、v随时间变化的图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
9. 如图所示，质量均为m的小球A、B固定在长为L的直轻杆两端，两球半径忽略不计。初始时直杆置于直角光滑槽内处于竖直状态，由于微小扰动，A球沿竖直槽向下运动，B球沿水平槽向右运动。已知，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 滑动过程中A球机械能守恒
B. 滑动过程中A、B系统动量守恒
C. A球刚达到水平滑槽时机械能最小
D. 当小球A沿槽下滑距离为0.4L时，A球的速度大小为
10. 如图所示，光滑水平面上有三个质量均为的小球A、B、C，B球左侧固定一轻弹簧。将A球以初速度向B运动，压缩弹簧至A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘连在一起继续运动。从A开始压缩弹簧至与弹簧分离的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 球A、B、C以及弹簧系统机械能守恒
B. 与C球相碰时B球的动能为1.2J
C. 弹簧最短时的弹性势能为1.3J
D. A球与弹簧分离时的速度为4m/s
二、非选择题：共5题共60分，其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 利用气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示，重力加速度g。实验步骤如下：
A.将气垫导轨放在水平桌面上，并将导轨调节水平；
B.用游标卡尺测出遮光条宽度d如图乙所示；
C.将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门距离l；
D．释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间；
E．用天平测出槽码和托盘总质量m，滑块和遮光条总质量M；
F.改变遮光条到光电门的距离，重复C、D步骤；
回答下列问题：
（1）下列关于调节导轨的做法中，导轨视为已经调节水平的是___________；
A.给导轨充气前，滑块在导轨上保持静止
B.给导轨充气前，滑块在导轨上能够滑动
C.给导轨充气后，滑块导轨上保持静止
D.给导轨充气后，调节底脚螺丝直至滑块能做匀速直线运动
（2）根据图乙可知遮光条宽度___________cm；
（3）实验中细绳对滑块的拉力___________mg（选填“大于”、“小于”、“等于”）；
（4）为验证机械能守恒，实验中利用图像法处理数据，以l为纵轴得到图丙中的图线a，则坐标系横轴应为___________（选填“”、“”、“”）；
（5）保持M、d不变，实验中另一名同学利用不同的m进行实验，得到图丙中的图线b，分析原因可能该同学用的m___________（选填“较小”或“较大”）。
12. 如图所示，质量为m的茶杯（视为质点）放在水平餐桌的转盘上，茶杯到转轴的距离为r，转盘以周期T匀速转动时，茶杯与转盘保持相对静止。求：
（1）茶杯所受的摩擦力大小f；
（2）时间内茶杯的动量变化量大小。
13. 2023年10月26日“神舟十七号”飞船发射成功，飞船与空间站对接前在距地面高度为h的轨道上做匀速圆周运动。已知地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G。求：
（1）飞船在轨运行的加速度大小a；
（2）飞船在轨运行的角速度大小ω。
14. 如图所示，质量为m的小球穿过竖直杆，与一自然长度为L轻质弹性绳相连。弹性绳跨过M处的光滑小滑轮，右端固定在N点，O、M、N处于同一水平线上且。从O点静止释放小球，小球可以到达最低点P，其中。已知小球与竖直杆之间的摩擦因数为μ，弹性绳劲度系数为k始终在弹性限度内，弹性势能（x为形变量），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，空气阻力不计。求：
（1）小球从O点释放时的加速度大小a；
（2）小球从O点运动到P点过程中弹性绳做的功W；
（3）若O点下方有一Q点且，则小球第一次经过Q点时的动能。
15. 如图所示，空间存在电场强度方向水平向左的匀强电场。光滑水平面上放置一质量、电荷量的带正电绝缘滑板A，质量、电荷量（视为质点）带正电绝缘滑块B放在A上。初始时滑板A左端恰好与竖直墙面接触处于静止状态，B与A右端挡板距离。现给滑块B水平向右的初速度，B到达A右端后与挡板发生弹性碰撞。已知滑板A长，A与墙面碰撞始终为弹性碰撞，B与A间的摩擦因数为0.5，重力加速度g取，A、B电荷量始终保持不变，A、B间相互作用忽略不计，所有弹性碰撞的时间忽略不计。求：
（1）B开始运动后未与挡板碰撞前，墙面对A的支持力大小；
（2）B与挡板碰撞后瞬间，A和B的速度大小、分别为多少；
（3）通过计算分析，B从A上脱落前A与墙面碰撞的次数N。
12023~2024学年第一学期期中调研考试
高三物理试题
注意：本试卷满分100分，考试时间75分钟。请将答案填写在答题卡上。
一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分，每小题只有一个选项最符合题意。
1. 如图所示，一根处于静止状态的直杆，上端斜靠在光滑的竖直墙面上，下端放在粗糙的水平面上，直杆与竖直墙面的夹角为α。下列说法正确的是（ ）
A. 直杆只受三个力作用
B. 直杆所受水平面的作用力方向竖直向上
C. 若α角增大且直杆仍能静止，则水平面对直杆的支持力不变
D. 若α角减小且直杆仍能静止，则水平面对直杆的作用力不变
【答案】C
【解析】
【详解】AB．直梯受竖直向下的重力、地面竖直向上的的支持力、墙壁水平方向的支持力、地面水平方向的静摩擦力共四个力，故AB错误；
CD．地面对梯子的支持力与重力平衡，与夹角无关，故C正确，D错误。
故选C
2. 如图所示，物体在拉力F作用下从静止开始沿竖直方向向上做匀加速直线运动，空气阻力不计。则拉力F的瞬时功率（ ）
A. 与时间成正比 B. 与位移成正比
C. 与时间的平方成正比 D. 与位移的平方成正比
【答案】A
【解析】
【详解】AC．从静止开始沿竖直方向向上做匀加速直线运动，设加速度为a，则速度
则拉力F瞬时功率
因为加速度和拉力大小均不变，则拉力F的瞬时功率与时间成正比，故A正确，C错误；
BD．根据
可得
故BD错误。
故选A。
3. L4级自动驾驶属于“高度自动驾驶”，除了某些特殊情况一般无需人类干预。如图所示，一辆L4级无人驾驶汽车在测试过程中速度随位移变化的图像为开口向左的抛物线。下列说法正确的是（ ）
A. 汽车做匀加速直线运动
B. 汽车做匀变速曲线运动
C. 时汽车的速度大小为
D. 图示过程中汽车的加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．根据速度与位移公式有
由于速度随位移变化的图像为开口向左的抛物线，则
且保持不变，则汽车做匀减速直线运动，当时，有
故ABC错误；
D．由图可知，当时，，则有
解得
即汽车的加速度大小为，故D正确。
故选D。
4. 某同学从1楼乘电梯到3楼，进入电梯后，打开手机中的“加速度计”软件，测得电梯竖直方向加速度a随时间t变化的图线如图所示，则（ ）
A. 时电梯开始减速
B. 时电梯处于静止状态
C. 时电梯处于失重状态
D. 电梯在、时刻速度大小相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．时图线在时间轴的上方，表示加速度向上，加速度与速度同向，是加速运动，故A错误；
B．时电梯的加速度为0，电梯向上做匀速运动，故B错误；
C．时图线在时间轴的下方，表示加速度向下，此时电梯处于失重状态，故C正确；
D．电梯在时刻是加速运动，在时刻是减速运动，t1时刻速度比t2时刻速度大，故D错误。
故选C。
5. 如图为一款儿童玩具—拨浪鼓，两根长度不同且不可伸长的轻绳将完全相同的两个小球分别拴在鼓身两侧，拴点连线与手柄垂直且与手柄在同一竖直面内。若保持手柄竖直以手柄为轴转动直至两球做匀速圆周运动，空气阻力不计。则运动中（ ）
A. 两球在同一水平面内运动 B. 两球的线速度大小相等
C. 两轻绳对小球的拉力大小相等 D. 两轻绳可能处于水平状态
【答案】A
【解析】
详解】A．对两球做匀速圆周运动，根据合力提供向心力，则
解得
所以两绳与竖直方向的夹角不同，但两球竖直高度相同，故A正确；
B．两球做匀速圆周运动，角速度相等，由于两球转动得半径不相等，根据
可知两球的线速度大小不相等，故B错误：
C．根据力的分解得
由于两绳与竖直方向夹角不同，所以两轻绳对小球的拉力大小不相等，故C错误；
D．两球做匀速圆周运动，合力提供向心力，所以两轻绳处于水平时合力不可能沿水平方向，故D错误。
故选A。
6. 水分子120°的键角堆积造成了水分子宏观结晶的多样性。如图所示，一个水分子中氧原子（O）与氢原子（H）分布在竖直平面内等腰三角形的三个顶点上，两个氢原子的连线水平且中点为A。已知氢原子带正电，氧原子带负电，氧原子所带电荷量为氢原子电荷量的2倍。下列说法正确的是（ ）
A. A点电场强度方向竖直向下
B. 氧原子所受电场力的方向竖直向下
C. 其中一个氢原子所受电场力的方向竖直向上
D. 若将带负电的试探电荷从A点沿竖直向下方向移动，其电势能先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．两个H在A合场强为零，O在A点场强竖直向上，所以A点电场强度方向竖直向上，故A错误；
B．根据对称性可知，氧原子所受两个H的引力水平合力为零，所以氧原子所受电场力的方向竖直向下，故B正确；
C．左侧H受到右侧H的斥力，设腰长为L，有
受到引力水平分力
所以H受到的水平方向合力不为零，总合力不可能竖直向上，根据对称性可知，右侧H受合力也不会竖直向上，故C错误；
D．根据A分析可知，A点电场强度方向竖直向上，负电的试探电荷受力竖直向下，所以试探电荷从A点沿竖直向下方向移动，电场力开始阶段会做负功，电势能减小，故D错误。
故选B。
7. 如图所示，平行板电容器极板M、N间存在方向竖直向下的匀强电场。A、B从极板间O点同时射入电场，其运动轨迹在同一竖直平面内相交于P点。其中微粒A的初速度方向水平，微粒B的初速度方向斜向上，不计微粒重力及微粒间的相互作用。下列说法正确的是（ ）
A. 微粒A的加速度小于B的加速度 B. 两微粒从O到P的运动时间相等
C. 微粒B在最高点的速度大于 D. 两微粒从O运动到P的电势能变化量相等
【答案】D
【解析】
【详解】A．两个带正电微粒完全相同，在同一电场中加速度相同，故A错误；
B．两微粒从O到P，竖直方向上，位移相同，加速度相同，初速度不同，则运动时间不同，故B错误；
C．竖直方向上，B先向上后向下运动，光看向下的部分，位移就大于A，根据可知，A运动时间小于B。而水平方向上，根据可知，A的水平方向上的速度大于B的。即微粒B在最高点的速度小于，故C错误；
D．两个带正电微粒完全相同，在同一电场中运动相同位移，则电势能变化量相等，故D正确。
故选D。
8. 水平地面上一质量为m的物体在水平外力F作用下做匀速直线运动，从时刻开始F随时间均匀减小直至时刻减小为零。已知物体与地面间的摩擦因数为μ，物体所受的摩擦力为f、加速度为a、速度为v，重力加速度为g。则下列f、a、v随时间变化的图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由题意可知，物体做匀速运动，从t=0时刻，拉力F开始均匀减小，t1时刻拉力减小为零，出现的摩擦力有两种可能，一是当拉力为零时，物体仍在滑动，则受到的一直是滑动摩擦力，即大小不变； 另一是当拉力为零前，物体已静止，则当拉力为零时，先是滑动摩擦力，后是静摩擦力，滑动摩擦力大小不变，而静摩擦力的大小与拉力相等，而此时拉力小于滑动摩擦力大小，故A错误，B正确；
C.t=0时，物体加速度应该为0，故C错误；
D.因为物体受的拉力不断变化，所以受的合力也会变化，加速度也会变化，不会做匀减速直线运动。故D错误。
故选B。
9. 如图所示，质量均为m的小球A、B固定在长为L的直轻杆两端，两球半径忽略不计。初始时直杆置于直角光滑槽内处于竖直状态，由于微小扰动，A球沿竖直槽向下运动，B球沿水平槽向右运动。已知，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 滑动过程中A球机械能守恒
B. 滑动过程中A、B系统动量守恒
C. A球刚达到水平滑槽时机械能最小
D. 当小球A沿槽下滑距离为0.4L时，A球的速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．滑动过程中，B球机械能增加，A球机械减少。故A错误；
B．滑动过程中A、B系统竖直方向上合外力不为0，动量不守恒。故B错误；
C．B的动能开始是0，最终还是0，中间不为0。由系统机械能守恒可知，A球的机械能先减小后增大。则A球刚达到水平滑槽时机械能不是最小。故C错误；
D．当小球A沿墙下滑距离为0.4L时，根据系统机械能守恒定律得
两球沿杆子方向上的速度相等，则有
vAcos53°=vBcos37°
联立解得
故D正确。
故选D。
10. 如图所示，光滑水平面上有三个质量均为的小球A、B、C，B球左侧固定一轻弹簧。将A球以初速度向B运动，压缩弹簧至A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘连在一起继续运动。从A开始压缩弹簧至与弹簧分离的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 球A、B、C以及弹簧系统机械能守恒
B. 与C球相碰时B球的动能为1.2J
C. 弹簧最短时的弹性势能为1.3J
D. A球与弹簧分离时的速度为4m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A．B与C相碰并粘连在一起，该过程是完全非弹性碰撞，机械能损耗最大，故A错误；
B．压缩弹簧至A、B速度相等时，B与C恰好相碰，则对AB由动量守恒得
解得
B球的动能为
故B错误；
C．BC碰撞过程有
解得
损失动能为
ABC共速时弹簧最短，对ABC由动量守恒得
解得
弹簧最短时的弹性势能为
故C正确；
D．A球与弹簧分离前有能量损失，由能量守恒可知，A球与弹簧分离时的速度小于4m/s，故D错误。
故选C。
二、非选择题：共5题共60分，其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 利用气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示，重力加速度g。实验步骤如下：
A.将气垫导轨放在水平桌面上，并将导轨调节水平；
B.用游标卡尺测出遮光条宽度d如图乙所示；
C.将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离l；
D．释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间；
E．用天平测出槽码和托盘总质量m，滑块和遮光条总质量M；
F.改变遮光条到光电门的距离，重复C、D步骤；
回答下列问题：
（1）下列关于调节导轨的做法中，导轨视为已经调节水平的是___________；
A.给导轨充气前，滑块在导轨上保持静止
B.给导轨充气前，滑块在导轨上能够滑动
C.给导轨充气后，滑块在导轨上保持静止
D.给导轨充气后，调节底脚螺丝直至滑块能做匀速直线运动
（2）根据图乙可知遮光条宽度___________cm；
（3）实验中细绳对滑块的拉力___________mg（选填“大于”、“小于”、“等于”）；
（4）为验证机械能守恒，实验中利用图像法处理数据，以l为纵轴得到图丙中的图线a，则坐标系横轴应为___________（选填“”、“”、“”）；
（5）保持M、d不变，实验中另一名同学利用不同的m进行实验，得到图丙中的图线b，分析原因可能该同学用的m___________（选填“较小”或“较大”）。
【答案】 ①. D ②. 1.34 ③. 小于 ④. ⑤. 较大
【解析】
【详解】（1）[1] 给导轨充气后，调节底脚螺丝直至滑块能做匀速直线运动，说明导轨已经调节水平。充气前，存在较大阻力。
故选D。
（2）[2] 根据游标卡尺的最小精确度为0.1mm，不需要估读可知
d=13mm+4×01mm=13.4mm=1.34cm
（3）[3]因为滑块向下加速运动，处于失重状态，所以细绳对滑块的拉力小于mg。
（4）[4]根据机械能守恒
，
整理得
得到图丙中的图线a，则坐标系横轴应为。
（5）[5]根据
保持M、d不变，实验中另一名同学利用不同的m进行实验，得到图丙中的图线b，斜率
变小，则m较大。
12. 如图所示，质量为m的茶杯（视为质点）放在水平餐桌的转盘上，茶杯到转轴的距离为r，转盘以周期T匀速转动时，茶杯与转盘保持相对静止。求：
（1）茶杯所受的摩擦力大小f；
（2）时间内茶杯的动量变化量大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）茶杯做匀速圆周运动，摩擦力提供向心力
（2）时间内杯子的动量变化量的大小
13. 2023年10月26日“神舟十七号”飞船发射成功，飞船与空间站对接前在距地面高度为h的轨道上做匀速圆周运动。已知地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G。求：
（1）飞船在轨运行的加速度大小a；
（2）飞船在轨运行的角速度大小ω。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）飞船所受万有引力提供向心力
又
联立得
（2）由
解得
14. 如图所示，质量为m的小球穿过竖直杆，与一自然长度为L轻质弹性绳相连。弹性绳跨过M处的光滑小滑轮，右端固定在N点，O、M、N处于同一水平线上且。从O点静止释放小球，小球可以到达最低点P，其中。已知小球与竖直杆之间的摩擦因数为μ，弹性绳劲度系数为k始终在弹性限度内，弹性势能（x为形变量），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，空气阻力不计。求：
（1）小球从O点释放时的加速度大小a；
（2）小球从O点运动到P点过程中弹性绳做的功W；
（3）若O点下方有一Q点且，则小球第一次经过Q点时动能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球从O点释放瞬间，小球对杆的压力大小与弹性绳弹力大小相等为，受力分析得
解得
（2）小球释放后运动到P的过程中，对竖直杆的压力
为恒定值，故过程中摩擦力大小恒定。根据动能定理
解得弹性绳做的功
（3）因弹性势能，由O到P过程弹性绳的弹性势能变化量
则O到Q过程弹性绳对小球做的功
对小球从O到Q过程应用动能定理
解得
15. 如图所示，空间存在电场强度方向水平向左的匀强电场。光滑水平面上放置一质量、电荷量的带正电绝缘滑板A，质量、电荷量（视为质点）带正电绝缘滑块B放在A上。初始时滑板A左端恰好与竖直墙面接触处于静止状态，B与A右端挡板距离。现给滑块B水平向右的初速度，B到达A右端后与挡板发生弹性碰撞。已知滑板A长，A与墙面碰撞始终为弹性碰撞，B与A间的摩擦因数为0.5，重力加速度g取，A、B电荷量始终保持不变，A、B间相互作用忽略不计，所有弹性碰撞的时间忽略不计。求：
（1）B开始运动后未与挡板碰撞前，墙面对A的支持力大小；
（2）B与挡板碰撞后瞬间，A和B的速度大小、分别为多少；
（3）通过计算分析，B从A上脱落前A与墙面碰撞的次数N。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）对A受力分析
其中摩擦力大小
解得
（2）B向右运动的过程，设与A碰撞前速度为v，有
B与A发生弹性碰撞过程中动量守恒、机械能守恒
代入数据得
，
（3）B与A发生弹性碰撞后
对A向右运动过程，有
解得
，，
根据数据分析可知B向左做初速度大小1m/s加速度方向向左大小为的匀加速运动；A向右做初速度大小为2m/s减速运动，减速至零后向左做加速运动直至与墙面碰撞，A的加速度方向始终向左且大小为，即A做周期为的往复运动。从A、B碰后分离起至A第2次与墙面相撞后瞬时，对B分析
解得
，
此时A的速度为
在接下来的时间内
可得
即B从A上脱落前，A与墙面碰撞的次数
1
