2023-2024学年东北三省联考高三上学期12月联考 物理试卷(含解析)
展开1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:必修第一、二册,必修第三册第9—10章,动量。
一、选择题:本题共10小题,共46分.在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项是符合题目要求的,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.
1.两个物体具有相同的动量,则它们一定具有( )
A.相同的速度B.相同的质量
C.相同的运动方向D.相同的加速度
2.一带电粒子(重力不计)射入一正点电荷的电场中,运动轨迹如图所示,粒子从A经B运动到C,则( )
A.粒子可能带正电
B.粒子的动能一直变大
C.粒子的加速度先变小后变大
D.粒子运动所受正点电荷的库仑力先变大后变小
3.参加拉力赛的汽车由沙滩驶上山坡,如图所示.车在沙滩上行驶时的最大速率为v,当其驶上山坡后,其阻力变为汽车在沙滩上行驶时所受阻力的3倍.已知汽车在行驶过程中发动机功率保持不变,则汽车在山坡上行驶的最大速率为nv,则n等于( )
A.2B.C.3D.
4.如图所示,在匀强电场中有a、b、c、d四点,它们处于同一圆周上,且ac、bd分别是圆的直径,已知a、b、c三点的电势分别为、、,则此圆的圆心O与d点的电势差为( )
A.2VB.3VC.4VD.6V
5.如图所示,平行板A、B带等量的异种电荷,B板接地,两板间有一固定点P,将A板向上平移一小段距离,则下列物理量一定增大的是( )
A.平行板电容B.两板间电场强度
C.P点的电势D.两板间电场能
6.一物体放在水平地面上,如图甲所示,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示,则( )
甲乙丙
A.0~4s时间内水平拉力做的功为36J
B.0~6s时间内合外力做的功为6J
C.时合外力做功功率为4W
D.0~8s时间内物体克服摩擦力所做的功24J
7.2022年11月30日,神舟十五号载人飞船与“天和核心舱”完成对接,航天员费俊龙、邓清明、张陆进入“天和核心舱”.对接过程的示意图如图所示,“天和核心舱”处于半径为的圆轨道Ⅲ;神舟十五号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ,运行周期为,通过变轨操作后,沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与“天和核心舱”对接.则神舟十五号飞船( )
A.由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需在A点减速
B.沿轨道Ⅱ运行的周期为
C.在轨道Ⅲ上B点的线速度大于在轨道Ⅱ上B点的线速度
D.在轨道Ⅰ上A点的加速度大于在轨道Ⅱ上A点的加速度
8.如图所示,A、B是点电荷电场中的两点,A点的电场强度大小为,方向与AB连线夹角,B点的电场强度大小为A点电场强度大小的.将B点电场强度沿AB方向和垂直AB方向分解,沿AB方向的分量水平向右,则下列判断正确的是( )
A.场源电荷带负电B.场源电荷带正电
C.D.
9.如图所示,带有等量异种电荷的两块等大的平行金属板M、N水平正对放置,两板间电场强度,方向向下.M板和N板相距10cm,电场中A点距N板为4cm,B点距M板为1cm.下列说法正确的是( )
A.B点电势高于A点电势,AB间的电势差
B.让N板接地,则A点的电势
C.一个电子从A点移动到B点,电势能减少
D.将一个电子从A点沿直线移到B点静电力做的功,与将电子先从A点移到C点再移到B点静电力做的功数值不同
10.如图所示,粗细均匀的光滑直杆竖直固定,物块A套在光滑杆上可自由滑动,绕过光滑定滑轮的细绳一端连接在物块A上,另一端竖直悬挂着物块B,开始时锁定物块A,细线与竖直杆的夹角为37°,解除物块A的锁定,物块B由静止向下运动,当细绳与杆垂直时,物块A的速度刚好为零,物块B下降的最大高度为h,重力加速度为g,,,则( )
A.物块A到最高点时,物块B的速度最大
B.物块A向上运动过程中机械能一直增大
C.物玦A、B的质量之比为
D.当细绳与竖直杆间的夹角为53°时,物块A的速度大小为
二、非选择题:本题共5小题,共54分.
11.(6分)某实验小组测量一弹簧测力计内弹簧的劲度系数,如图甲所示,将弹簧测力计水平放置右端固定,水平向左拉动测力计挂钩,读出示数,并使用刻度尺测量测力计固定点到测力计指针位置的距离.改变水平拉力大小,重复上述步骤,便可根据所测数据计算得到该弹簧测力计内弹簧的劲度系数.完成下列问题:
甲乙丙
(1)某次实验弹簧测力计示数如图乙所示,则水平拉力大小为______N.
(2)若当水平拉力为时,刻度尺测量读数为;当水平拉力为时,刻度尺测量读数为,则该弹簧测力计内弹簧的劲度系数______.
(3)若实验室有两种规格的弹簧测力计,图丙为另一弹簧测力计的刻度盘,已知图乙最小分度的长度和图丙最小分度的长度相同,则图乙弹簧的劲度系数和图丙弹簧的劲度系数的关系为______.
12.(9分)如图所示,某同学用图示装置做验证动量守恒定律的实验,先将a球从斜槽轨道上某标记点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让a球仍从原标记点处由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次.
(1)本实验必须测量的物理量有______.
A.斜槽轨道末端到水平地面的高度H
B.小球a、b的质量、
C.小球a、b的半径r
D.小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
E.记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC
F.a球的标记释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
(2)小球a、b的质量、应该满足的关系是______.
(3)让a球仍从原标记点处由静止开始滚下,和b球相碰后,下列说法正确的是______.
A.碰撞后两小球做平抛运动的时间不相同
B.碰撞后两小球做平抛运动的时间相同
C.两小球碰后,小球a的落地点是图中水平面上的A点
D.两小球碰后,小球b的落地点是图中水平面上的B点
(4)按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是______________________________.
13.(10分)如图所示,场强大小为E的匀强电场方向水平向右,两个带电小球A、B用绕过光滑定滑轮的绝缘细线连接,静止在电场中,连接A球的细线与水平方向的夹角为,连接B球的细线与竖直方向的夹角也为,A、B两球在同一竖直线上,A球的质量为m,带电量为q,重力加速度为g,不计滑轮及两球的大小,,.求B球的质量与带电量.
14.(13分)如图所示,在光滑水平地面上有一质量为2m的平板车B,距离平板车B的左端d处放有一固定竖直挡板,平板车最右端上面放有一质量为m的重物A(可视为质点).开始时,平板车B和重物A都静止,现在给重物A一向左的初速度,当平板车左端到达挡板时,平板车B和重物A的速度恰好相等,且重物A未到挡板处,已知平板车与挡板碰撞时没有机械能损失.
(1)求B与竖直挡板碰撞之前的加速度大小;
(2)要使A不离开B,则B的度L至少多长?
15.(16分)如图所示的平面直角坐标系xOy,y轴和直线之间存在沿x轴负方向的匀强电场Ⅰ,在直线和直线之间存在与直线的夹角为60°的匀强电场Ⅱ,一质量为m、带电量为()的带电粒子,从y轴上的A点以沿着y轴负方向的初速度进入匀强电场Ⅰ,经过直线上的B点(图中未画出),进入匀强电场Ⅱ做匀变速直线运动,最后粒子达到直线上的C点(图中未画出),速度刚好为0,不计粒子的重力.求:
(1)A、B两点的电势差及匀强电场Ⅱ的电场强度;
(2)粒子从A点到B点的运动时间;
(3)粒子从A点到C点沿y轴方向的分位移.
参考答案、提示及评分细则
1.C 动量是矢量,两物体的动量相同,其大小和方向都得相同,故方向一定相同,而大小,如果质量不同,则速度不同;如果速度不同,则质量不同,故只有项正确.
2. 根据运动轨迹可知,粒子带负电,选项A错误;从到,库仑力对粒子做正功,从到,库仑力对粒子做负功,所以粒子从经运动到,粒子的动能先变大后变小,选项B错误;由库仑定律可知,粒子所受库仑力先变大后变小,根据牛顿第二定律,粒子的加速度先变大后变小,选项C错误、D正确.
3.D 根据可知,当不变,变为原来的3倍时,则最大速率变为原来的,故D正确.
4.A 由于电场是匀强电场,则有,,可得,.圆心与点的电势差为,A项正确.
5.D 由可知,平行板电容减小,A项错误;由可知,两板间电场强度大小不变,B项错误,P点与B板的距离s不变,因此P点的电势不变,C项错误;由于两板间距离增大,因此静电力做负功,板间电场能增大,D项正确.
6.B v-t图像图像面积为位移,0~4s时间内水平位移为,根据功的定义式,拉力做的功为,故A错误;时间内由图,图像图像面积为位移,时间内的位移为,合外力做的功为,解得,故B正确;时合外力做功功率为,解得,故C错误;图像图像面积为位移,时间内物体的位移为,物体克服摩擦力所做的功为,故D错误.
7.C 由低轨道进入高轨道需要点火加速,所以由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需在点加速,故A错误;根据开普勒第三定律,有,解得,故B错误;由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ需在点加速,所以在轨道Ⅲ上点的线速度大于在轨道Ⅱ上点的线速度,故C正确;根据牛顿第二定律可得,解得,所以在轨道Ⅰ上点的加速度等于在轨道Ⅱ上点的加速度,故D错误.
8.BD 如果场源电荷带负电,则点电场强度沿AB方向的分量应该水平向左,与题意矛盾,因此场源电荷带正电,A项错误,B项正确;由于点的电场强度大小为点电场强度大小的,由可知,点到场源电荷的距离为点到场源电荷的倍,由几何关系可知,场源电荷与点连接跟场源电荷与点连线垂直,如图所示,由几何关系可知,点电场强度与分量夹角为,则,则,C项错误,D项正确.
9.BC 由于顺着电场线方向电势降低,所以点电势较高,AB间的电势差,选项A错误;让板接地,则,选项B正确;电场力对电子做功为,电场力做正功,电势能减小,减小量为,选项C正确;静电力做功与路径无关,只与初末位置有关,选项D错误.
10.BC 物块A到最高点时,细绳与杆垂直,因此的速度也为零,A项错误;物块A向上运动过程中,细绳对物块A的拉力一直做正功,因此物块A的机械能一直增大,B项正确;设滑轮到杆的距离为d,则,解得,物块A上升的高度,根据机械能守恒定律,解得,C项正确;当细绳与竖直杆间的夹角为时,物块A上升的高度,物块B下降的高度,设此时物块A的速度大小为,则物块B的速度大小为,根据机械能守恒定律有,解得,D项错误.
11.(1)2.45(2.42~2.47均可得分)(2)(也可得分)(3)(每空2分)
解析:(1)弹簧测力计最小分度为0.1N,所以读数为(均可得分).
(2)根据胡克定律,,所以.
(3)根据,长度变化相等,力变化丙图是乙的5倍,所以.
12.(1)BE(2分)(2)(2分)(3)BC(2分)(4)(3分)
解析:(1)由题意知,要验证动量守恒,就需要知道碰撞前后的动量,所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度,碰撞前后小球都做平抛运动,根据,因运动的时间相同,所以速度可以用水平位移代替所以需要测量的物理量为:小球a,b的质量、,记录纸上点到A、B、C各点的距离OA,OB、OC,所以选择BE.
(2)在小球碰撞过程中水平方向动量守恒,故有,在碰撞过程中能量守恒,
故有,解得,
要碰后的速度,则应满足,即.
(3)碰撞后两小球做平抛运动,高度相同,所以运动时间相同,选项A错误,B正确;
小球和小球相撞后,小球的速度增大,小球的速度减小,所以碰撞后球的落地点距离点最近,小球离点最远,中间一个点是未放球时小球的落地点,所以相碰后,小球a、b的平均落点位置依次是图中A、C点,选项C正确,D错误.
(4)根据动量守恒,由于运动的时间相同,故可以用水平位移代替速度,
即.
13.解:根据力的平衡可以判断,A、B两球均带正电.
设B球带电量为,质量为,设绳的张力为T,对球A,根据力的平衡有
(2分) (2分)
对,根据力的平衡有(2分)
(2分)
解得,(2分)
14.解:(1)设与竖直挡板碰撞之前的加速度大小为,根据匀变速直线运动规律可得(2分)
根据动量守恒定律可得(2分)解得(2分)
(2)要使重物A不离开平板车B,根据能量守恒定律,有
(2分)
根据动量守恒定律,有(2分)
根据牛顿第二定律,有(2分)
解得的长度至少为(1分)
15.解:(1)根据题意,粒子在点的速度沿着匀强电场Ⅱ的方向,与直线、直线的夹角为,粒子从点到点做类平抛运动,把分别沿轴、轴分解,沿轴方向的分速度为,
(1分)
由动能定理(2分)
联立解得(1分)
设电场Ⅱ的强度为,粒子从B点到C点由动能定理(2分)
联立解得、(2分)
(2)在匀强电场Ⅰ中,粒子沿x轴的正方向做初速度为0的匀加速直线运动,设运动时间为,
(2分)
联立解得,粒子从点到点的运动时间(2分)
(3)粒子从点到点,沿轴方向做匀速直线运动,其分位移(1分)
粒子从点到点,沿轴方向的分位移(1分)
结合,可得粒子从点到点沿轴方向的分位移
(2分)
说明:利用其他合理方法得出结果也可得分.
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