济宁市部分学校2023-2024学年高三上学期期中考试
物理试题
一、单项选择题：（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。）
1．广阔的草原上，一只羚羊发现潜伏在附近的猎豹后开始全速奔跑，猎豹随即追赶，某段时间内它们依次经过水平面内A、B、C、D四点，其运动轨迹为如图所示的虚线，此过程中羚羊的速度大小不变，猎豹紧跟其后。下列说法正确的是（ ）
A．羚羊处于平衡状态 B．猎豹做匀变速运动
C．羚羊经过C点时的加速度最大 D．猎豹经过D点时受到的合外力最大
2．物体A、B叠放在固定光滑斜面上，如图所示。当沿斜面向上的力F作用在物体B上时，可使A、B整体以共同的速度v缓慢沿斜面向上运动，在缓慢移动过程中，关于各物体的受力个数的说法正确的是（ ）
A．A受4个、B受3个 B．A受5个、B受4个
C．A受4个、B受4个 D．A受5个、B受3个
3．一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线如图所示，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受静电力作用，根据此图可判断出该带电粒子（ ）
A．电性与场源电荷的电性相同 B．在a、b两点所受静电力大小
C．在a、b两点的速度大小 D．在a、b两点的动能
4．某伞具制造企业研发了一种新型材料制作伞面，为了测评新材料承受暴雨的能力，测试小组将横截面直径为d的水流以速度v垂直射到要检测的材料上，碰到材料后水的速度减为零，已知水的密度为ρ，若水的重力影响不计，则此新材料受到水的冲力大小为（ ）
A． B． C． D．
5．2022年10月我国在酒泉卫星发射中心成功发射了“夸父一号”卫星，实现了对太阳探测的跨越式突破。“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动，距地面高度为720km，运行一圈所用时间为99分钟，根据以上信息可知，“夸父一号”（ ）
A．发射速度大于第二宇宙速度
B．绕地球做圆周运动的角速度大于地球自转的角速度
C．绕地球做圆周运动的线速度小于地球同步卫星的线速度
D．绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度
6．如图所示的电路中，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，电压表V、和的示数分别为U、和，三个电压表变化量的绝对值分别、和，电流表A的示数为I（电流表示数变化量的绝对值为，当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，下列说法中正确的是（ ）
A．和 均增大
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
7．如图所示，在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定了一电荷量为Q的正点电荷，在水平面上的N点，由静止释放质量为m、电荷量为q的带负电小球，小球经过P点时速度为v，图中，则在正点电荷Q形成的电场中（ ）
A．带电小球从N点到P点做匀加速直线运动
B．带电小球从N点到P点的过程中克服电场力做功为
C．P点电场强度大小是N点的2倍
D．P两点间的电势差为
8．如图所示，物块M在静止的足够长的传送带上以速度匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，在此传送带的速度由0逐渐增加到后匀速运动的过程中，以下分析正确的是（ ）
A．M下滑的速度不变
B．M开始在传送带上加速到后向下匀速运动
C．M先向下匀速运动，后向下加速运动，最后沿传送带向下匀速运动
D．M受的摩擦力方向始终沿传送带向上
二、多项选择题：（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。）
9．如图所示，质量，的小球A、B均静止在光滑水平面上，现给A球一个向右的初速度，之后与B球发生正碰，碰后B球的速度可能为（ ）
A．2m/s B．3m/s C．4.5m/s D.5m/s
10．如图所示，曲线、分别是纯电阻直流电路中内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线。由该图可知下列说法正确的是（ ）
A．电源的输出功率的最大值为8W B．电源的电动势为4V
C．电源的内电阻为 D．电源被短路时，电源消耗的最大功率可达16W
11．如图所示，甲同学在地面上将排球以速度击出，排球沿轨迹①运动；经过最高点后，乙同学跳起将排球以水平速度击回，排球沿轨迹②运动，恰好落回出发点。忽略空气阻力，则排球（ ）
A．沿轨迹②运动的最大速度可能为
B．沿轨迹①运动的最小速度为
C．沿轨迹①和轨迹②运动过程的速度变化量大小不同
D．沿轨迹①和轨迹②运动过程的平均速度大小可能相同
12．如图所示，质量的小车静止在光滑的水平面上，车长，现有质量可视为质点的物块，以水平向右的速度从左端滑上小车，恰好停在小车最右端。物块与车面间的动摩擦因数，取，则（ ）
A．物块对小车做功0.6J
B．物块克服小车摩擦力做功0.6J
C．减小物块与车面间的动摩擦因数，摩擦生热变小
D．增大物块与车面间的动摩擦因数，摩擦生热变大
三、实验题（每空2分，共12分）
13．用如图甲所示的实验装置探究“质量不变时，加速度与合外力的关系”。
（1）在平衡摩擦力后，测出沙与沙桶的质量m，小车挂上沙与沙桶进行实验，实验中得到的一段纸带如图乙所示，图中，，，，，，已知打点计时器所接的交流电源频率为50Hz，则可求得小车加速度________（结果保留两位有效数字）。
（2）在保持小车质量不变的情况下，改变沙和沙桶质量，重复上述实验。用沙和沙桶的重力作为小车所受的合力大小F，作出图像，如图丙所示。由图像可知，质量一定时，小车加速度a与合外力F成正比。某同学利用该图像求出小车的质量为________kg（结果保留两位有效数字）。由于用沙和沙桶的重力作为小车所受的合力F，所以求得的小车质量与真实值相比________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。
14．验证动量守恒的实验可以在如图所示的气垫导轨上完成，其中左、右两侧的光电门可以记录遮光片通过光电门的挡光时间。实验前，测得滑块A（连同其上的遮光片）的总质量为、滑块B（连同其上的遮光片）的总质量为，两滑块上遮光片的宽度相同。实验时，开启气垫导轨气源的电源，让滑块A从导轨的左侧向右运动，穿过左侧光电门与静止在两光电门之间的滑块B发生碰撞。
（1）关于实验，下列说法正确的是________。
A．本实验应调整气垫导轨使其保持水平
B．两滑块的质量应满足
C．需要用刻度尺测量两光电门之间的距离
D．需要用秒表测定滑块上的遮光片经过光电门的时间
（2）在某次实验中，光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。
左侧光电门 右侧光电门
碰前 无
碰后
在实验误差允许范围内，若满足关系式________，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒；若再满足关系式________，则可验证两滑块的碰撞为弹性碰撞。
A． B．
C． D．
四、解答题（共4小题，共48分。要求写出必要的文字说明和条理规范的步骤。）
15．（8分）一电动自行车动力电源上的铭牌标有“36V 12A·h”字样。它正常工作时电源输出电压为30V，额定输出功率为180W。由于电动机发热造成损耗，电动机的效率为80%，不考虑其他部件的摩擦损耗。求：
（1）电动自行车电源的内阻。
（2）电动自行车电动机的内阻。
16．（12分）一质量的小物块，用长的细绳悬挂在天花板上，处于静止状态。一质量的粘性小球以速度水平射向物块，并与物块粘在一起，小球与物块相互作用时间极短，不计空气阻力，重力加速度g取。求：
（1）小球粘在物块上的瞬间，小球和物块共同速度v的大小；
（2）小球和物块摆动过程中，细绳拉力的最大值；
（3）小球和物块摆动过程中所能达到的最大高度h。
17．（12分）如图所示，粗糙水平地面上固定一半径的光滑圆弧轨道ABCD，圆弧轨道与水平地面相切于A点，O为圆弧轨道的圆心，OA竖直，B、D两点与圆心O等高。在BD的上方、OA的右方存在方向水平向右、电场强度大小的匀强电场，一质量、电荷量的带负电滑块（可视为点电荷）从水平地面左侧向右运动，经过P点时的动能为。已知滑块与地面间的动摩擦因数，，滑块所带的电荷量始终不变，取重力加速度大小。
（1）若，求滑块运动到A点时对圆弧轨道的压力大小；
（2）若滑块能从D点离开且不脱离圆弧轨道，求的取值范围。
18．（16分）如图所示，质量的木板静置于足够大的水平地面上，其下表面与地面间的动摩擦因数，上表面P点左侧粗糙、右侧光滑，木板右端凸起形成挡板。两个完全相同、质量均为的滑块A、B（均可视为质点）放在木板上，其中滑块A放置于木板左端，滑块B放置于P点。现给滑块A一向右的瞬时冲量，滑块A开始向右运动，A、B碰后粘在一起，最终恰好能回到滑块B相对地面的初始位置。已知P点到木板左端的距离，滑块与木板P点左侧的动摩擦因数，滑块与木板右端挡板的碰撞为弹性碰撞，滑块A、B与挡板的碰撞时间均极短，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求：
（1）滑块B的最大速度v；
（2）木板的长度。
济宁市部分学校2023-2024学年高三上学期期中考试
答案
一、1．D 2．C 3．B 4．D 5．B 6．D 7．C 8．C
二、9．AB 10．BCD 11．AC 12．AC
三、13．（1）0.50 （2）0.42 偏大
14．（1）A （2）A D
四、15．（8分）（1）由可知，额定电流，电源内阻；
（2）电动自行车的热功率，则由可得，。
16．（12分）（1）小球和物块系统动量守恒：得
（2）最低点拉力最大为，则：得
（3）根据机械能守恒： 解得：
17．（12分）（1）设滑块到达A点时的速度大小为，根据动能定理并结合牛顿运动定律有
解得。
（2）滑块进入圆弧轨道后相当于受到与水平方向的夹角为 、大小的等效重力从而做圆周运动，其中
设滑块恰好能经过等效最高点时的速度大小为v，则有
解得
综上所述的取值范围。
18．（16分）（1）设滑块A与木板间的滑动摩擦力大小为，木板与地面间的滑动摩擦力大小为f，则有
因，故A、B碰撞前木板相对地面不动
设给滑块A一瞬时冲量后滑块A的速度大小为，滑块A与滑块B碰撞前的速度大小为，滑块A与滑块B碰撞后，滑块B的速度最大，则有
（2）滑块进入P点右侧光滑部分后做匀速直线运动，直到与挡板发生弹性碰撞，取水平向右为正方向，设碰后滑块的速度为，木板的速度为，则有
解得
与挡板碰后滑块向左做匀速直线运动，木板向右做匀减速直线运动，设木板做匀减速直线运动的加速度大小为，当滑块到达P点后，开始做匀减速直线运动，回到滑块B相对地面的初始位置时速度变为零。设滑块从与挡板碰撞后至运动到P点的时间为，滑块做匀减速直线运动的位移大小为，此过程滑块的加速度大小为，则滑块与木板碰后在时间内木板向右运动的位移大小也为，则有
解得
