2023-2024学年山东普高大联考高三上学期11月联合质量测评 物理试题(含答案)
展开物理试题(含答案)
2023.11
本卷满分100分,考试时间90分钟
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的学校、班级、姓名、考号、座号填涂在相应位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束,考生必须将试题卷和答题卡一并交回。
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.“天宫课堂”第四课于9月21日15时48分正式开课,神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮在中国空间站梦天实验舱为广大青少年带来一场精彩的太空科普课。已知地球的半径为R,天宫空间站距离地球表面的高度为kR,地球表面的重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.神州十六号飞船的发射速度一定小于
B.航天员在空间站中所受合力比静止在地面上时小
C.空间站所在位置的重力加速度为
D.空间站所在位置的重力加速度为
2.某带电体周围的电场线和等差等势面如图所示,其中a、b为带电体表面的两个点,c为电场中的一点。下列说法正确的是( )
A.a点电势和b点电势相同A.a点场强和b点场强相同
C.a点场强小于c点场强D.负电荷在c点的电势能比在a点的电势能小
3.在杭州亚运会赛场上出现了一道独特的风景线:机器狗,它们忙碌地穿梭在赛场中,负责运送铁饼和标枪等体育器械。在某次比赛中,裁判将2kg的铁饼夹到机器狗的背部让其跑回运动员身边,机器狗的加速度a随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.0-1s机器狗做匀加速直线运动
B.1s末机器狗达到最大速率,最大速率为1m/s
C.0-6s内和11-16s内机器狗的运动方向相反
D.机器狗以最大速率前进的距离为25m
4.如图所示,空间中存在竖直向上的匀强电场E,质量为M的劈形木块静止在粗糙水平面上,在劈形木块上有质量为m带电量为的光滑小球被轻绳拴住悬挂在天花板上,绳子处于伸直状态,已知绳子与竖直方向的夹角为,斜面倾角为,重力加速度为g,整个装置处于平衡状态,下列说法正确的是( )
A.小球一定受到四个力的作用
B.木块对地面的摩擦力可能水平向右
C.斜面对小球的支持力大小一定为
D.轻绳对小球的拉力大小可能为
5.如图所示,倾角为的光滑劈形木块固定在地面上,现将一长度为l的轻绳一端固定在点,另一端系有质量为m的小球,初始状态下小球静止在斜面上的O点,现将小球拉开倾角(很小)后由静止释放,摆球运动到最低点时的速度为v,不计空气阻力,小球的运动可视为单摆运动,已知重力加速度为g,则小球从最高点第一次到最低点运动过程中,下列说法正确的是( )
A.摆球运动的周期为
B.重力做功的平均功率为
C.重力的冲量大小为mv
D.摆球运动到最低点时重力的瞬时功率为mgv
6.如图所示,质量为M长为l的长木板静止于粗糙水平面上,时,质量为m的物块(可视为质点)以初速度从左端滑到长木板上,在运动过程中物块刚好未从木板右端滑落,已知物块与木板间的摩擦因数为。下列说法正确的是( )
A.物块滑到木板最右端的速度为
B.小物块减少的动能等于木板增加的动能和木板与物块之间产生的内能之和
C.木板的动能一定小于
D.木板的动能一定大于
7.如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿直径方向放着用轻绳相连的物体A和B,A的质量为3m,B的质量为m。它们分居圆心两侧,与圆心的距离分别为,,A、B与盘间的动摩擦因数相同且均为。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,若A、B与圆盘一起绕中轴线匀速转动,则圆盘转动的最大角速度为( )
A.B.C.D.
8.为估算雨水撞击地面产生的平均压强,某实验小组在雨天将一圆形水杯置于雨中,当雨滴竖直下落速度为10m/s时,测得内杯中的水上升了18mm,雨水落到地面上时有一半反向溅起,速度为下落速度的,另一半速度减小为0,已知雨水的密度为,忽略风力和空气阻力的影响,不计雨滴的重力,则可以估算出压强约为( )
A.B.C.D.
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,选错或不选得0分。
9.质量为M的带有四分之一光滑圆弧轨道的小车静止于光滑水平地面上,一质量为m的小球以速度水平冲上小车,若,重力加速度为g,则( )
A.小车和小球组成的系统机械能守恒
B.小车和小球组成的系统动量守恒
C.当小球再次回到圆弧轨道最底端后将向右做平抛运动
D.当小球再次回到圆弧轨道最底端后将向左做平抛运动
10.随着共建“一带一路”倡议与沙特“2030愿景”深度对接,中国快递公司入驻沙特,已建成覆盖沙特全国的配送网络。快递公司工作人员利用传送带输送快递,如图所示,传送带以恒定速率逆时针运动,工作人员沿传送方向以速度从传送带顶端推下一件快递P(可视为质点),能正确描述P速度随时间变化的图像可能是( )
A.B.
C.D.
11.如图所示为喷墨打印机的简化模型,重力可忽略的墨汁微粒,经带电室带负电后无初速度地进入电压为的加速电场,之后沿极板中线射入电压为的偏转电场,最终打在纸上。已知加速电场和偏转电场两极板间的距离均为d,偏转电场两极板板长为L,极板右侧到纸张的距离也为L,墨汁微粒所带电量为q,质量为m,O点为纸张与电场中线的交点,偏转电场的上极板接地(电势为零),忽略极板边缘电场的变化。则下列说法正确的是( )
A.微粒从射入加速电场到打在纸上所用的时间为
B.微粒从偏转电场射出时的电势为
C.微粒从偏转电场射出时的电势为
D.改变的大小,越大,微粒打到纸上的点到O点的距离越小
12.物体a与b通过轻弹簧连接,b、c、d三个物体用不可伸长的轻线通过轻滑轮连接,如图所示。物体c与物块d之间的距离和物体d到地面的距离相等,系统处于静止状态,a恰好和地面无挤压。已知a、c、d的质量均为m,弹簧的劲度系数为k。物体在运动过程中不会与滑轮相碰,不计一切阻力,物体碰地后不反弹,当地的重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.将c与d间的线剪断,此时bc间绳子的拉力为
B.将c与d间的线剪断,此时b的瞬时加速度为0
C.将c与d间的线剪断,b下降时的速度最大
D.若突然弹簧与b物体脱离接触,要保证物块c在运动过程中不会着地,ab的质量应满足
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13.(6分)利用图1所示装置来“验证动量守恒定律”,安装好实验器材,通过小铅锤将斜槽末端在纸上的投影计为点O。实验步骤如下:
图1 图2
①不放小球B,让小球A从斜槽点C由静止释放,落在复写纸上,如此重复多次
②将小球B放在槽口末端,让球A从点C由静止释放,撞击球B,两球落到复写纸上,如此重复多次。
③取下白纸,用圆规找出落点的平均位置点P、点M和点N,用刻度尺测量OM、OP、ON的长度。
(1)关于本实验的器材选择和实验操作,下列说法正确的是________
A.球A的质量必须大于球B的质量
B.两小球的尺寸可以不同
C.需要直接或间接测量小球在平抛运动过程中的时间和射程
D.斜槽轨道必须是光滑的
(2)实验小组甲的数据为:,,测得,,,若两个小球相碰前后动量近似守恒,其表达式可以表示为________(用测量的物理量符号表示);
(3)实验小组乙只测量了OM、OP、ON的长度,若满足关系式:________________(用测量的物理量符号表示)则可以认为两球发生的是弹性碰撞。
14.(8分)“探究电容器充放电”的实验装置示意图如图1所示。所用器材如下:直流电源(电动势为,内阻可以忽略)、电容器、定值电阻、电流传感器、单刀双掷开关以及导线若干。
图1 图2
(1)按照图1连接电路,将开关S接1,电容器处于________过程(填“充电”或“放电”)
(2)先把电容器接到电源上充电,然后用传感器记录电容器的放电过程的图像如图2所示,由图可知电容器所带的电荷量为________C,电容器的电容为________F。(计算结果均保留两位有效数字)
(3)电容器在整个充电、放电过程中的电势差随时间变化的图像和两极板电荷量随时间变化的图像,下列示意图可能正确的是( )
A.B.
C.D.
15.(7分)两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于和处,两列波的波速均为。时刻两列波的图像如图所示,此刻平衡位置在和的M、N两质点刚开始振动。
(1)写出处波源的振动方程;
(2)求0~5s质点P运动的路程s。
16.(9分)2023年10月26日11时14分,长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船,在酒泉卫星发射中心点火升空,送汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员奔赴“天宫”。火箭竖直升空过程简化如下:质量为M的火箭由静止竖直升空,在极短的时间内向后喷出的燃气的质量为m,火箭喷气结束后的速度为,此后火箭发动机以恒定功率P加速,在升空过程中火箭与空气垂直作用的等效面积为S,单位面积能承受的最大作用力为F,经过时间t后火箭上升的高度为h,此时火箭的速度达到了最大值,已知火箭速度达到最大值时所受到的阻力为能承受的最大作用力的,升空过程中重力加速度为g保持不变,求:
(1)喷出燃气相对于地面的速度;
(2)空气阻力对火箭做的功。
17.(14分)如图所示,半径为R的半圆形光滑轨道AB竖直放置固定在水平面上,O点为半圆形轨道的圆心,整个空间存在水平向左的匀强电场,半圆形轨道与水平光滑绝缘轨道BC连接,BC轨道的右侧和固定的光滑曲面CD连接,BD的水平距离为2R,D点与地面高度差,在距离B为的E处竖直向上抛出一带电量为的小球(初速度未知),小球恰好从A点无碰撞进入圆弧轨道。已知小球的质量为m,重力加速度为g,求:
(1)匀强电场强度E的大小;
(2)小球在圆弧轨道运动过程中对轨道的最大压力;
(3)若小球从D点飞出时匀强电场的方向突变为竖直向下,大小不变,要使小球从D点飞出后落到地面的水平射程最大,求从D点飞出时的速度方向和水平射程。
18.(16分)如图所示,质量的物块A与质量(未知)的物块B(均可视为质点)通过轻质弹簧拴接在一起,静止在光滑地面上,时质量的子弹以速度沿水平方向射入物块A并留在其中(时间极短)。时,弹簧第一次压缩量最大,此时弹簧压缩量为,从到时间内,物块B运动的距离为。已知碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度,。求:
(1)子弹打入物块A后系统损失的动能;
(2)求弹簧恢复原长时物块A、B的速度;
(3)若物块B和弹簧不拴接,A、B分离后B滑上倾角,高度的粗糙斜面(斜面固定在水平面上,经过连接处时无能量损失),然后滑下,与一直在水平面上运动的A再次相碰,物块B与斜面间的动摩擦因数的取值范围。
山东普高大联考2023-2024学年高三上学期11月联合质量测评
物理参考答案及评分标准
一、单项选择题(每题3分,共24分)
1.D2.A3.D4.B
5.B6.C7.C8.B
二、多项选择题(每题4分,共16分)
9.AC10.ABD11.CD12.AD
三、非选择题(60分)
13.(6分,每空2分)(1)A
(2)
(3)
14.(8分,每空2分)(1)充电
(2);
(3)AC
15.(7分)解:(1)由图像可知波长,
,(1分)
(1分)
所以处波源的振动方程为:或(1分)
(2)波传到P点需要时间(1分)
之后两列波在P点振动加强,P点振动的振幅为两列波振幅之和,
(1分)
(2分)
16.(9分)解:(1)火箭和燃气系统动量守恒
(2分)
解得(1分)
(2)火箭达到最大速度时
(1分)
(1分)
(2分)
(2分)
17.(14分)解:(1),(1分)
,(1分)
(1分)
(1分)
(2),(1分)
方向和竖直方向夹角为(1分)
(1分)
,(1分)
由牛顿第三定律可得(1分)
(3)小球由A点到D点,由动能定理可得
(1分)
解得
设从D点飞出时的速度方向与水平方向夹角为,落地速度为,落地速度与水平方向的夹角为
(1分)
解得
该过程的速度变化量为,
如图所示为速度矢量关系图,速度矢量图的面积为(1分)
可知当速度矢量图面积最大时,水平射程x有最大值,所以当时,面积最大
此时(1分)
,(1分)
(其他做法酌情给分)
18.(16分)解:(1)子弹打进物块过程中动量守恒
(1分)
解得
系统损失的动能(1分)
解得(1分)
(2)对于A、B及弹簧组成的系统,任一时刻动量守恒,设
(2分)
解得(1分)
弹簧恢复原长时
(1分)
(1分)
解得,(2分)
(3)若B与弹簧不拴接,A、B分离时B的速度为
①不能越过斜面
(1分)
(1分)
②B能滑下来
(1分)
③(1分)
(1分)
(1分)
综上所述,(1分)
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