濮阳市重点中学2023-2024学年高三上学期12月阶段测试物理试题
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一个选项符合题目要求，第8～10题有多个选项符合要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1、如图所示，重力为16N的木板静止在倾角为30°的斜面上，若用平行于斜面沿水平方向、大小为6N的力F推木板，木板仍保持静止，则木板所受的摩擦力大小为( )
A．16N B．10N C．8N D．6N
2、2023年10月26日，中国自主研发的神舟十七号载人飞船发射成功，并实现与中国空间站的快速对接。假设空间站在地球航天发射基地上方某高度的圆形轨道上运行。下列说法正确的是( )
A．神舟十七号的发射速度小于空间站的运行速度
B．神舟十七号在对接轨道上的运行周期大于空间站的运行周期
C．对接时，神舟十七号的加速度小于空间站的加速度
D．为了实现对接，神舟十七号应在对接时点火加速
3、如图所示，带有底座并处于竖直平面内的圆形轨道放置在水平地面上，轨道底端静止有一小球。现给小球一个初速度可使小球在轨道内做完整的圆周运动，测得小球位于轨道最低点和最高点时轨道底座对地面的压力之差刚好等于小球重力的12倍。已知轨道半径为R，重力加速度为g，不计一切摩擦和空气阻力，小球可视为质点，轨道始终静止，则小球的初速度大小为( )
A． B． C． D．
4、如图所示，长为L的悬线一端固定在O点，另一端接一小球A。在O点正下方有一钉子C，间的距离为。把悬线拉直，使小球A跟悬点O在同一水平面上，然后将小球A无初速度释放，小球A运动到悬点O正下方时悬线碰到钉子，则小球A的( )
A．线速度突然增大为原来的2倍 B．角速度突然增大为原来的4倍
C．向心加速度突然增大为原来的4倍 D．向心力突然增大为原来的2倍
5、两列相干水波的干涉图样如图所示，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷．已知两列波的振幅均为5cm，C点是BE连线的中点，下列说法中正确的是( )
A．P点保持静止不动
B．图示时刻D点正处于平衡位置且向下运动
C．再过半个周期，E点变为减弱点
D．图示时刻A、B两点的竖直高度差为10cm
6、如图所示，在竖直平面内有一个半径为R的圆，O为圆心，AB、CD分别为圆的水平直径和竖直直径，在圆内有与该圆所在竖直面垂直的匀强磁场（图中未画出），是与AB平行的一条弦。在圆的左边放置一能够发射某种带电粒子的发射装置，若该装置从A点沿AB方向射出一个速度为v的带电粒子（不计重力），并恰好从D点沿CD方向离开磁场。如果让该装置从P点沿方向射出一个速度也为v的同种带电粒子，该带电粒子从P点进入磁场区域后，关于该粒子离开磁场的位置，下列说法正确的是( )
A．该粒子从D点左侧附近某点离开磁场
B．该粒子仍从D点离开磁场
C．该粒子从D点右侧附近某点离开磁场
D．该粒子从B点离开磁场
7、如图所示，边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场。一个边长为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框和虚线框的对角线共线。从开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域。用I表示导线框中的感应电流，取逆时针方向为正，则下列表示关系的图象中，大致正确的是( )
A． B．
C． D．
8、某公园的水池底部有一排等间距的光源（视为点光源），如图所示，每个光源可以依次发出红、黄、蓝三种颜色的光。水池底部水平，水深为h，红、黄、蓝三种颜色的光在水中的折射率分别为、、，下列说法正确的是( )
A．蓝光在水中的传播速度最大
B．红光在水中的波长最长
C．单个光源发出的黄光照亮的水面面积为
D．相邻光源的距离只要大于就可以使所有的光色在水面不交叠
9、如图，劲度系数为100N/m的轻弹簧下端固定于倾角为的光滑斜面底端，上端连接物块Q，Q同时跟与斜面平行的轻绳相连，轻绳跨过定滑轮O与套在光滑竖直杆的物块P连接，图中O、B两点等高，间距。初始时P在外力作用下静止在A点不动，A、B间距离，此时轻绳中张力大小为50N。已知P质量为0．8kg，Q质量为5kg，现撤去外力使P由静止释放（不计滑轮大小及摩擦，取，，），下列说法正确的是( )
A．P上升至B点时，弹簧的伸长量为0．1m
B．P上升至B点时的速度大小为
C．P上升至B点的过程中，轻绳拉力对其所做的功为6J
D．P上升至B点的过程中，轻绳拉力对P做的功等于Q机械能的减少量
10、在一个点电荷Q的电场中，让x轴与电场中的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0．3m和0．6m（如图甲所示），在A、B两点分别放置带正电的试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系分别如图乙中直线a、b所示，水平向右为正方向。已知静电力常量，下列说法正确的是( )
A．A点的电场强度是，方向沿x轴正方向
B．B点的电场强度是，方向沿x轴负方向
C．点电荷Q带正电，所在位置为处
D．点电荷Q的带电荷量约为
二、非选择题：本题共6小题，共70分。
11、某同学采用如图甲所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系。（6分）
（1）把木板的一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。此处采用的研究方法是______；
A．理想化模型法 B．阻力补偿法 C．等效替代法
（2）关于实验操作，下列说法正确的是______；
A．每次改变小车所受的拉力后需要重新平衡摩擦力
B．实验时应先释放小车，再接通打点计时器电源
C．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车和砝码的质量M
（3）该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出）。已知打点计时器采用的交流电频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度为___________（结果保留两位有效数字）。
（4）该同学想利用该实验装置测出木块和木板间动摩擦因数，进行了如下操作：
①将长木板重新平放于桌面上；
②将小车更换为方形木块，为了能使细绳拖动木块在木板上滑动时产生明显的加速度，又往砂桶中添加了不少砂子，并测得砂桶和砂的总质量为m，木块的质量为M（m不再远小于M）；
③多次实验测得木块的加速度大小a；
请根据以上数据（M、m、a、g），写出动摩擦因数的表达式_____________。
12、某同学要测定一个圆柱体的电阻率，实验室有如下器材：（10分）
A．电池组（7V，内阻）
B．电流表（0~3A，内阻约0．0125Ω）
C．电流表（0~0．6A，内阻约0．125Ω）
D．电压表（0~3V，内阻4kΩ）
E．电压表（0~15V，内阻约15kΩ）
F．定值电阻，
G．滑动变阻器，（0~20Ω，允许最大电流1A）
H．滑动变阻器，（0~2000Ω，允许最大电流0．3A）
I．开关、导线
（1）用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×1”位置的多用电表粗略测量该圆柱体阻值，根据如图所示的表盘，可读出被测电阻阻值为_____________Ω；
（2）在所给的器材中，电流表应选______________，滑动变阻器应选______________。（填写选项的字母代号）
（3）根据题目要求，在下面方框中画出实验电路图。
（4）在本实验中，某同学用游标卡尺和螺旋测微器测该电阻丝的长度L和直径d如图，则用螺旋测微器测金属棒直径为___________mm。
（5）该电阻丝的长度L，直径d；电压表和电流表读数分别为U、I，电阻率的表达式为_________（用题中的字母表示）。
13、（10分）如图中实线是一列简谐横波在时刻的波形，虚线是这列波在时刻的波形。
（1）若这列波的周期T符合，该波的波速多大？
（2）若波速大小为，则波的传播方向如何？
14、（12分）滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。图中ABCD为滑板的运动轨道，AB和CD是两段与水平面夹角均为θ的光滑的斜面，底部与水平面平滑相接，粗糙水平段BC的长度。一运动员从P点以的初速度下滑，经BC后冲上CD轨道，达到Q点时速度减为零。已知运动员连同滑板的质量，，，g取，求：（结果可带根号）
（1）运动员第一次经过B点和C点的速度，；
（2）滑板与BC之间的动摩擦因数μ；
（3）运动员最后静止的位置与B点之间的距离x。
15、（14分）如图，水平桌面上一个质量的物体（视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得一向右速度后脱离弹簧，之后从桌子边缘B点平抛出去，并从C点沿CD方向进入竖直平面内，由斜直轨道CD和圆弧形轨道DEFGH平滑连接而成的光滑轨道上运动，CD与水平面成角，EG为竖直直径，FH为水平直径。已知物块刚好能沿圆轨道经过最高点G，AB间的距离，物体与桌面间的动摩擦因数，C点距离桌面的水面距离，B、C两点间的高度差，C、D两点间的高度差，重力加速度g取，，，求：
（1）弹簧被压缩至A点时的弹性势能；
（2）圆弧轨道半径R；
（3）当物体从D点进入圆弧轨道后，撤去斜直轨道CD，物体从H点落到水平面的时间t。
16、（18分）如图甲所示，矩形单匝导线框abcd边长，质量为m，当bc边距离匀强磁场的上边界某一高度时线框开始自由下落，线框从起始位置到穿过磁场过程中的图象如图乙所示（其中已知，两斜线斜率相等）。已知磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，不计空气阻力，求：
（1）线框的总电阻R与导线框开始进入磁场时的加速度大小；
（2）线框进入磁场的过程中通过线框某横截面的电荷量；
（3）整个运动过程中线框产生的焦耳热；
（4）线框从开始下落到完全离开磁场所需要的时间。
答案以及解析
1、答案：B
解析：
木块受到重力G、推力F、支持力和静摩擦力，由平衡条件知，在垂直斜面方向上，支持力与重力在垂直方向上的分力平衡；在平行斜面方向上，推力F和重力在沿斜面方向上的分力的合力与静摩擦力平衡，如图所示，则木块所受摩擦力的大小为
故选B。
2、答案：D
解析：A．第一宇宙速度是卫星最小发射速度，则神舟十七号的发射速度大于第一宇宙速度，第一宇宙速度是卫星最大环绕速度，则空间站的运行速度小于第一宇宙速度，故神舟十七号的发射速度大于空间站的运行速度，故A错误；
B．根据开普勒第三定律
神舟十七号在对接轨道的半轴长小于空间站的运行轨道的半径，故神舟十七号在对接轨道上的运行周期小于空间站的运行周期，故B错误；
C．根据牛顿第二定律
对接时，神舟十七号的加速度等于空间站的加速度，故C错误；
D．为了实现对接，神舟十七号应在对接时点火加速，神舟十七号做圆周运动所需的向心力大于万有引力，从而做离心运动，与空间站实现对接，故D正确。
故选D。
3、答案：D
解析：设小球在最高点和最低点时，受轨道的弹力大小分别为，地面对轨道底座的支持力分别为，则
结合牛顿第三定律，对轨道由平衡关系
，
根据牛顿第二定律
在最高点
在最低点
根据机械能守恒
联立得初速度大小为
故选D。
4、答案：D
解析：
悬线碰到钉子前后，悬线的拉力始终与小球的运动方向垂直，小球的线速度大小不变 A错误
悬线碰到钉子后，小球的运动半径减为原来的一半，线速度大小不变 由，可知角速度增大为原来的2倍 B错误
由，可知向心加速度增大为原来的2倍 C错误
由，可知向心力增大为原来的2倍 D正确
5、答案：A
解析：A．由图可知P点为振动减弱点，且两列波的振幅相等，则P点保持静止不动，故A正确；
B．由图可知D点为振动减弱点，且两列波的振幅相等，则D点保持静止不动，故B错误；
C．由图可知E点为振动加强点，再过半个周期，E点仍为振动加强点，故C错误；
D．由图可知A、B两点均为振动加强点，此时A点位移为
B点位移为
图示时刻A、B两点的竖直高度差为
故D错误。
故选A。
6、答案：B
解析：
由题意可知，从A点射入的带电粒子从D点沿CD方向离开磁场，由几何关系可得，粒子的轨道半径与圆形磁场的半径相等，轨迹图如图所示。所以从P点射入的粒子速度不变，则轨道半径也是R，由磁聚焦定义，平行带电粒子射向圆形匀强磁场，并且轨道半径与圆形磁场半径相同，那么所有粒子将从同一点射出圆形磁场，所以从P点射入的粒子仍从D点离开磁场，轨迹如图所示，则B正确；ACD错误；
故选B。
7、答案：D
解析：从开始，线框的位移从0到，导线框切割磁感线的有效长度线性增加，感应电流也线性增加；线框的位移从到，线框完全进入磁场，无感应电流；线框的位移从到，导线框切割磁感线的有效长度线性减少，感应电流也线性减小，故D正确。
8、答案：BC
解析：A．根据
红光的折射率最小，故红光在水中的传播速度最大，故A错误；
B．根据
红光的频率最小，故红光在水中的波长最长，故B正确；
C．黄光的临界角为
单个光源发出的黄光照亮的水面面积为
故C正确；
D．红光的临界角最大，故单个光源发出的红光照亮的水面面积最大，故相邻光源的距离只要大于
就可以使所有的光色在水面不交叠，故D错误。
故选BC。
9、答案：BD
解析：A．P位于A点时，设弹簧伸长量为，对Q，由平衡条件得
解得弹簧的伸长量为
P上升至B点时，Q下降的距离为
弹簧的压缩量为
故A错误；
B．P从A点上升至B点，弹簧的弹性势能不变，物块Q的速度为0。对物块P、Q及弹簧，P从A到B的过程，根据系统的机械能守恒有
P上升至B点时的速度大小为
故B正确；
C．P上升至B点的过程中，对物块P有
轻绳拉力对其所做的功为
故C错误；
D．P上升至B点的过程中，根据功能关系知，轻绳拉力对Q做的功大小等于Q机械能的减少量，而轻绳拉力对P做的功与对Q做功大小相等，轻绳拉力对P做的功等于Q机械能的减少量，故D正确。
故选BD。
10、答案：ACD
解析：AB．根据图象乙的斜率可得出电场强度大小A点电场强度为
B点电场强度为
由于试探电荷为正电，得A、B两点均沿x轴正方向，故A正确，B错误；
CD．由于点电荷Q在两点产生的电场强度方向相同，且A点的电场强度大于B点的电场强度，则场源电荷必在A点左侧。设场源电荷的坐标为x
解得
将代入
解得
故CD正确。
故选ACD。
11、答案：（1）B（2）C（3）0．50（4）
解析：（1）把木板的一侧垫高，调节木板的倾斜度，使木块沿木板的下滑的力大小等于摩擦力，即小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。此处采用的科学方法是阻力补偿法。故选B。
（2）A．所需平衡的摩擦力与小车所受的拉力无关，故不需要重新平衡摩擦力，A错误；
B．实验时，先接通打点计时器的电源，待打点稳定后，再放开木块，这样纸带会得到充分利用，会有更多的数据信息，B错误；
C．以木块及木块上砝码和砝码桶及桶内砝码组成的系统为研究对象，设木块及木块上砝码总质量为M，砝码桶及桶内砝码总质量为m，由牛顿第二定律，则有
木块的加速度为
木块所受的合外力则有
当时，可认为木块受到的拉力等于砝码桶及桶内砝码的总重力。因此为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量远小于木块和木块上砝码的总质量，C正确。
故选C。
（3）由交流电源频率为50Hz，纸带上相邻两点间有4个点未画出，可知相邻两计数点间的时间间隔为
由
可得小车的加速度
（4）对整个系统有，根据牛顿第二定律有
解得。
12、答案：（1）15
（2）C；G
（3）
（4）0．655
（5）
解析：（1）欧姆表指针所指的位置为15，则被测电阻阻值为
（2）电路中最大电流为
所以电流表选C；滑动变阻器采用分压式解法，故选G。
（3）电压表量程太小，因此和定值电阻串联改为大量程电压表，改后电压表的量程为
根据题目要求，在下面方框中画出实验电路图
（4）螺旋测微器固定刻度的最小分度值为0．5mm，读数为0．5mm，可动刻度的最小分度值为0．01mm，读数为0．155mm，金属棒直径为
（5）根据电阻定律有
根据欧姆定律有
解得
13、答案：（1）沿x轴正方向传播时波速为54m/s，沿x轴负方向传播时波速为58m/s；
（2）正方向传播
解析：（1）①当波沿x轴正方向传播时，传播距离满足
由可知，传播时间满足
由可知
即
由波形图知
则波速
②当波沿x轴负方向传播时，传播距离满足
由可知，传播时间满足
由可知
即
由波形图知
则波速
（2）若波速大小为，波在时间内传播的距离为
可得
由（1）可知，波沿x轴正向传播。
14、答案：（1），（2）0．16（3）3．75m
解析：（1）以水平轨道BC所在水平面为零势能面，运动员从P点滑至B点的过程，由动能定理得
代入数据解得
运动员由C点到Q点的过程，由动能定理有
代入数据解得
（2）运动员由B点滑至C点的过程中，由动能定理有
代入数据解得
（3）设运动员在BC轨道上滑行的总路程为s．对从P点到静止的整个过程，由动能定理有
代入数据解得
故运动员最后静止的位置与B点之间的距离
15、答案：（1）0．18J（2）1m（3）
解析：（1）物体从B到C做平抛运动，则竖直方向有
解得
则水平方向有
解得
物体从A运动到B，根据能量守恒定律有
代入数据解得
（2）物块在C点的速度为
由题知物块刚好能沿圆轨道经过最高点G，则有
解得
物体从C运动到G，根据动能定理有
由几何关系可得
联立解得
（3）物体从G运动到H，根据动能定理有
解得
从H点下落到地面上，根据运动学公式有
代入数据解得
16、答案：（1）
（2）
（3）
（4）
解析：（1）线框以速度做匀速运动，由，，可得所受安培力
由二力平衡可得
综合解得
由图乙可得线框进入磁场瞬间的速度大小为，所受的安培力大小为
设线框进入磁场瞬间的加速度大小为a，由牛顿第二定律可得
综合解得
（2）结合题图可知磁场宽度等于h
由，综合可得
线框在进入磁场的过程中有
综合可得
（3）线框从进入磁场到离开磁场运动的总路程为，此过程中线框中产生焦耳热，设为Q，则由能量守恒定律得
可得
（4）线框从自由下落到进入磁场前瞬间的时间为
设线框从进入磁场前瞬间到完全离开磁场所用的时间为
则由动量定理可得
其中，又
可得
可得
