邵东市创新高级中学2023-2024学年高三上学期第四次月考
物理试题
分值：100分 时间：75分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题(本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1．链球运动员用链子拉着铁球做速度逐渐增大的曲线运动，在此过程中，运动员的手和链球的运动轨迹都可以近似为圆。关于手和球的位置关系，下面四幅图中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．如图所示，一质点做匀加速直线运动先后经过三点。已知从到和从到速度的增加最均为，间的距离间的距离，则物体的加速度为（ ）
A． B． C． D．
3．如图为小明玩橡皮筋球的瞬间，小球正在向上运动，手正在向下运动，橡皮筋处于拉伸状态。在橡皮筋逐渐恢复原长的过程中，小球一直在上升，下列说法正确的是（ ）
A．小球动能一直增加 B．小球机械能一直增加
C．小球一直处于超重状态 D．橡皮筋与小球构成的系统机械能守恒
4．下表面带负电的云层靠近避雷针时，由于静电感应使避雷针尖端带有正电荷，如图实线为避雷针周围电场的电场线，虚线为等势面。A、B、C、D为电场中的四个点，其中，下列说法正确的是（ ）
A．A点电势高于D点电势
B．A点的电场强度小于D点的电场强度
C．两点的电势差等于两点的电势差
D．电子由C点沿电场线运动到A点的过程中电势能增加
5．小何用额定功率为1000W、最大拉力为200N的提升装置，把静置于地面的质量为10kg的重物竖直提升到高为82.5m的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过的匀减速运动，到达平台速度刚好为零，不计空气阻力，g取，则提升重物的最短时间为（ ）
A．10s B．10.5s C．11s D．11.5s
6．如图甲所示，一小物块在水平向右的推力F作用下从A点由静止开始向右做直线运动，力F的大小随时间变化的规律如图乙所示，钢块的质量，与台面间的动摩擦因数，。则小物块在时刻的速度（ ）
A． B． C． D．
7．如图所示，竖直平面内放一直角杆MON，OM水平，ON竖直且光滑，用不可伸长的轻绳相连的两小球A和B分别套在OM和ON杆上，B球的质量为2kg，在作用于A球的水平力F的作用下，A、B均处于静止状态，此时OA=0.3m，OB=0.4m，改变水平力F的大小，使A球向右加速运动，已知A球向右运动0.1m时速度大小为3m/s，则在此过程中绳对B球的拉力所做的功为（取g=10m/s2）( )
A．11J B．16J C．18J D．9J
二、多选题(本题共４小题，每小题５分，共２０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５分，选对但不全的得３分，有选错的得0分)
8．一列简谐横波沿x轴负方向传播，周期为0.2s，t=0.1s时的部分波形如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该简谐波的频率为5Hz，每秒钟传播的距离为2m
B．t=0时，平衡位置在x=1.2m处的质点有竖直向上最大的加速度
C．t=0时，平衡位置在x=0.2m处的质点向y轴负方向运动
D．t=0.1s时，平衡位置在x=6.5m处的质点的振幅为6.0cm
9．如图所示，一小球套在倾角为37°的固定直杆上，轻弹簧一端与小球相连，另一端固定于水平地面上O点．小球由A点静止释放，它沿杆下滑到达最低点C时速度恰为0．A、C相距0.8 m，B是A、C连线的中点，OB连线垂直AC，小球质量为1 kg，弹簧原长为0.5 m，劲度系数为40 N/m，sin37°＝0.6，g取10 m/s2．则小球从A到C过程中，下列说法正确的是( )
A．小球经过B点时的速度最大 B．小球在B点时的加速度为6 m/s2
C．弹簧弹力对小球先做正功后做负功
D．小球从A到B过程和从B到C过程摩擦力做功相等
10．如图所示，是带有等量异号电荷的金属板的中轴线，板带正电。板水平带负电且接地，和是在两板之间分别紧靠着金属板和表面的三个点。是中轴线上的某点。则以下说法中正确的是（ ）
A．和三点电场强度的大小相等
B．同一试探负电荷分别在点和点所具有的电势能相同，且均为负值
C．将一试探正电荷分别从点移动到和点，电场力均做相同的负功
D．在点放一带负电的小液滴，则液滴有可能保持静止
11．如图甲所示，粗糙的水平地面上静止一长木板，其右端静止一小黑煤块（可视为质点）。现用一个水平向右的恒力作用在长木板的右端，作用一段时间后撤去该力，整个过程煤块、长木板的速度图像如图乙所示，已知小黑煤块与长木板的质量相等，之间的动摩擦因数为与地面间的动摩擦因数为，小黑煤块始终没有从长木板上滑下。重力加速度。则下列说法正确的是（ ）
A．煤块的图像是①和④线，长木板的图像是②和③线
B．
C．时长木板停下
D．最终小煤块在长木板上留下的黑色痕迹长
第II卷（非选择题）
三、实验题（每空2分，共16分）
12．用图甲所示实验装置验证、组成的系统机械能守恒，从高处由静止开始下落，打点计时器在拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示，打点计时器的频率为50Hz。已知、，重力加速度g取进行计算，所有结果均保留两位有效数字，则：
（1）在纸带上打下计数点5时、的速度大小 m/s；
（2）在打点0~5过程中系统动能的增加量为 J，系统重力势能的减少量为 J；
（3）通过前面的数据发现，系统动能的增加量不等于系统重力势能的减少量，造成上述实验误差的原因可能是 （写出一种可能的原因即可）。
13．图甲是验证动量守恒定律的装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条
（1）用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，其读数为 cm；
（2）实验前，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道左端向右运动，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。为使导轨水平，可调节Q使轨道右端 （选填“升高”或“降低”）一些；
（3）测出滑块A和遮光条的总质量为，滑块B和遮光条的总质量为。将滑块A静置于两光电门之间，将滑块B静置于光电门2右侧，推动B，使其获得水平向左的速度，经过光电门2并与A发生碰撞且被弹回，再次经过光电门2。光电门2先后记录的挡光时间为、，光电门1记录的挡光时间为。小明想用上述物理量验证该碰撞过程动量守恒，则他要验证的关系式是 ；小徐猜想该碰撞是弹性碰撞，他用了一个只包含、和的关系式来验证自己的猜想，则他要验证的关系式是 。
四、解答题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
14．（9分）如图所示，充好电的平行板电容器的两极板间距为d，极板长为3d，两板间的电压为U。一个质量为m、电荷量为+q（q>0）的带正电粒子以大小为v0的初速度沿两板间的中线向右射入电容器，不计粒子受到的重力和空气阻力。求：
（1）带电粒子在电容器中的运动时间t；
（2）带电粒子在电容器中运动时的加速度大小a；
（3）带电粒子射出电容器时沿垂直于板面方向偏移的距离y。
15．（12分）收费站ETC专用通道可以不停车拿卡而直接减速通过，且车辆通过收费站的最大速度不超过8m/s。一辆以m/s的速度匀速行驶的汽车驶向收费站，在距离ETC收费口33.6m处开始匀减速，刚好符合要求通过，之后汽车做加速运动，加速度大小为减速时加速度大小的，直到速度达到v0=20m/s，汽车匀速离开收费站。（假设收费站的前后都是平直的，汽车减速到8m/s时立即做匀加速运动）
(1)求汽车匀加速时的加速度大小；
(2)求汽车因通过收费站而耽误的时间。
16．（15分）如图所示，质量为m=1kg的滑块，在水平力作用下静止在倾角为θ=30°在光滑斜面上，斜面的末端B与水平传送带相接（物块经过此位置滑上皮带时无能量损失），传送带的运行速度为v0=3m/s，长为L=1.4m；今将水平力撤去，当滑块滑到传送带右端C时，恰好与传送带速度相同。滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25。g=10m/s2
求：
（1）水平作用力F大小；
（2）若滑块进入传送带速度小于3m/s，滑块下滑的高度；
（3）若滑块进入传送带速度大于3m/s，滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量。参考答案：
1．A 2.A 3.B 4.A 5.A 6.D 7.C 8.BCD 9.BD 10.BC 11.BCD
2.【详解】已知从A到B和从B到C速度的增加最均为，可得A到B的时间，B到C的时间相等，根据匀变速直线运动规律可知，B点的速度为
根据匀变速直线运动运动规律以及加速度定义式可得
解得加速度为故选A。
5．A
【详解】提升重物的最大速度
加速上升阶段的最大加速度
要时间最短，则先以匀加速，提升装置的功率
达到额定功率时
解得
因此匀加速运动时间为
位移为
接下来以恒定功率做加速度减小的加速运动，达到最大速度后匀速运动，最终以的加速度匀减速运动至停止。最后的匀减速运动阶段
位移为
因此以恒定功率运动的位移为
对此过程列动能定理，有
解得
故总时间最短为
故选A。
6．D
【详解】物体受到的最大静摩擦
推力F与t的关系为
当推力F大于最大静摩擦时，物体开始运动
解得
内，物块根据动量定理可得
，推力F的冲量为
解得
故ABC错误，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】A球向右运动0.1m时，由几何关系得，B上升距离
此时细绳与水平方向夹角的正切值
则得
由运动的合成与分解知识可知：B球的速度为
解得
以B球为研究对象，由动能定理得
代入数据解得
绳对B球的拉力所做的功为18J。
故选C。
8．BCD
【详解】A．周期为0.2s，则频率为Hz
由图可知波长为m，则波速为m/s
每秒钟传播的距离为m
故A错误；
B．t=0到t=0.1s经历了，根据波传播的周期性可知，平衡位置在x=1.2m处的质点与x=0.4m的振动情况相同，t=0.1s时该质点位于波峰处，则t=0时，根据波的平移可知，平衡位置在x=1.2m处的质点在波谷处，有竖直向上最大的加速度，故B正确；
C．t=0.1s时平衡位置在x=0.2m处的质点向上运动，则根据平移法可知，t=0时，平衡位置在x=0.2m处的质点向y轴负方向运动，故C正确；
D．所有质点的振幅均为6.0cm，故D正确。
故选BCD。
9．BD
【详解】A、小球合外力等于0时速度最大，在B点时由于弹簧弹力为k(l－OB)＝40N/m×(0.5－0.3) m＝8N，方向垂直杆向上，重力垂直于杆的分力为mgcosθ＝1×10×0.8 N＝8 N，方向垂直于杆向下，所以小球在B点时合外力F＝mgsinθ＝1×10×0.6 N＝6N，所以经过B点时速度不是最大，A错误；B、此时加速度,B正确；C、在AB段弹簧弹力与小球位移夹角大于90°，所以做负功，BC段做正功，C错误；D、A、C两点小球速度为0，由图形的对称性知AB过程和BC过程摩擦力做功相等，D正确．选BD．
【点睛】本题要求掌握牛顿第二定律，能正确分析小球的受力情况和运动情况，要知道小球的合力时速度才最大．
10．BC
【详解】A．由于金属板不平行，金属板间的电场不再是匀强电场，所以a、b、c三点的电场强度不相等，A错误；
B．、是在两板之间分别紧靠着金属板表面的两个点，其电势相等，且均为正，根据电势能的公式
由于电荷量是负值，故它们的电势能相等，均为负值，故B正确；
C．金属板处于静电平衡状态，a、b两点电势相等，所以将一试探正电荷分别从点移动到和点，电场力均做相同的负功，故C正确；
D．在点放一带负电的小液滴，小液滴受竖直向下的重力，斜向上的电场力，所以液滴不可能保持静止。故D错误。
故选BC。
11．BCD
【详解】AB．在上施加拉力后，由图像知发生相对滑动，的加速度小于的加速度，可知①线表示运动图线，②线表示运动图线，且
故A错误，B正确。
C．共速后继续发生相对滑动，但减速时加速度小于的，所以④线表示物运动图线，③线表示物运动图线，减速时的加速度满足：
设从共速到减速到0用时为从共速到减速到0用时为。则
所以
故C正确。
D．由图线围成的面积表示相对位移知，在内相对位移大小
从到均静止，它们的相对位移大小为
这部分重合了前面的痕迹，故黑色痕迹长为， D正确。
故选BCD。
12． 2.4 0.58 0.60 纸带受到摩擦力（空气阻力、滑轮粗糙有质量）
【详解】（1）[1] 计数点5的瞬时速度为
（2）[2]在打下第“0”点到打下第“5”点的过程中系统动能的增加
[3]系统重力势能的减少量
（3）[4] 系统动能的增加量不等于系统重力势能的减少量，可能原因有很多，例如纸带受到摩擦力、空气阻力、滑轮粗糙有质量等。
13． 1.345 降低
【详解】（1）[1]图中游标卡尺读数为
（2）[2]滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，说明滑块从光电门1到光电门2为减速运动，则右端较高，因此可调节Q使轨道右端降低。
（3）[3]若碰撞过程中动量守恒，取水平向左为正方向，根据公式有
整理得
[4]若碰撞是弹性碰撞，则碰撞前后A、B的相对速度大小相等，即
整理得
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，根据运动学公式有
解得
（2）根据匀强电场中电势差与电场强度的关系，板间电场强度大小为
设带电粒子在电容器中运动时的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有
解得
（3）根据运动学规律有
解得
15．(1)；(2)
【详解】(1)汽车进入收费站前做匀减速直线运动，则
代入可得减速时的加速度大小a1=5m/s
则加速时的加速度大小为
(2)汽车通过收费站经历匀减速和匀加速两个阶段，设匀加速阶段的位移为x2，设两个阶段所用时间分别为t1和t2，则减速阶段
解得t1=2.4s
加速阶段
则加速和减速的总时间为t=t1+t2=5. 4s
在加速阶段
总位移
若汽车匀速通过，所需的时间
汽车因通过收费站而耽误的时间
16．（1）N；（2）0.1m；（3）0.5J
【详解】（1）滑块受到水平推力F、重力mg和支持力N处于平衡，如图所示
则有水平推力
（2）设滑块从高为h处上滑，到达斜面底端速度为v，下滑过程机械能守恒，可得
解得
滑块冲上传送带的速度小于传送带速度，则滑块在带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动，根据动能定理有
联立解得h=0.1m
（3）滑块冲上传送带时的速度大于传送带的速度，则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动，根据动能定理
设滑块在传送带上运动的时间为t，则t时间内传送带的位移s=v0t
由机械能守恒可知
解得
对滑块由运动学公式知v0=v-at
联立解得
滑块相对传送带滑动的位移s=L-s
相对滑动生成的热量Q=μmgs =0.5J
