2022-2023学年辽宁省沈阳市辽中区第二高级中学高三上学期期中考试物理试题含解析

沈阳市辽中区第二高级中学高三上学期期中考试物理试题

考试时间：75分钟  试卷总分：100分

第Ⅰ卷  选择题（共46分）

一、选择题（本题共10小题，第1~7题只有一个选项符合题目要求，每小题4分；8~10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全得3分。）

1. 北京冬奥会2000米短道速滑接力热身赛上，在光滑冰面上交接时，后方运动员用力推前方运动员。则交接过程中（　　）

A. 两运动员的总机械能守恒

B. 两运动员的总动量增大

C. 每个运动员的动量变化相同

D. 每个运动员所受推力的冲量大小相同

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．在光滑冰面上交接时，后方运动员用力推前方运动员，导致机械能增加。A错误；

B．两运动员合力为零，动量守恒。B错误；

C．动量守恒，所以一个运动员动量变化等大反向。C错误；

D．两运动员相互作用力相同，力的作用时间相同，所以每个运动员所受推力的冲量大小相同。D正确。

故选D。

2. 如图所示，、两条曲线在1、2两个位置相交，其中曲线是一个带电粒子仅在电场力作用下运动的轨迹，另一条曲线是电场线或等势线中的一种，则下列说法正确的是（　　）

A. 曲线是电场线

B. 曲线是等势线

C. 粒子从位置1运动到位置2电势能先增大后减小

D. 粒子在位置1和位置2动能不相等

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．如果是电场线则1、2两点电场方向相反，结合轨迹弯曲方向应该相反，与图不符，故不可能时电场线，故A错误；

B．如果是等势面，则1、2两点电场方向与等势面垂直，则电场力与等势面垂直，则力的方向应该指向同一侧，则轨迹应该向同一侧偏转，与图像符合，故曲线是等势面，故B正确；

C．粒子从位置1运动到位置2电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，故C错误；

D．位置1、2位于同一等势面上电势能相等，又只有电场力做功，则两点动能一定相等，故D错误；

故选B。

3. 嫦娥三号探测器欲成功软着陆月球表面，首先由地月轨道进入环月椭圆轨道I，远月点A距离月球表面为h，近月点B距离月球表面高度可以忽略，运行稳定后再次变轨进入近月轨道II。已知嫦娥三号探测器在环月椭圆轨道I的周期为T、月球半径为R和引力常量为G，根据上述条件不可以求得（　　）

A. 探测器在近月轨道Ⅱ运行周期

B. 探测器在环月椭圆轨道I经过B点的加速度大小

C. 月球的质量

D. 探测器在月球表面的重力大小

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．对于轨道Ⅰ和轨道Ⅱ，根据开普勒第三定律，有

可求得探测器在近月轨道Ⅱ运行周期TⅡ，故A可求；

B．探测器在环月椭圆轨道Ⅰ经过B点的加速度等于探测器在近月轨道Ⅱ经过B点的向心加速度，再结合A选项中求出的周期，其值为

故B可求；

C．根据万有引力提供向心力，有

可求月球的质量M，故C可求；

D．由于探测器质量未知，无法计算探测器在月表重力，故D不可求。
故选D。

4. 如图所示，在竖直面内A点固定有一带电的小球，可视为点电荷。在带电小球形成的电场中，有一带电量为q的液滴（可视为质点）在水平面内绕O点做周期为T的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 液滴与小球带同种电荷

B. 液滴运动过程中所受电场力的冲量不变

C. OA之间的距离为

D. 若已知液滴的质量，则可以求出圆周运动的半径

【答案】C

【解析】

【详解】A．液滴做圆周运动需要向心力，所以液滴与小球之间是吸引力，即二者带异种电荷。A错误；

B．液滴运动过程中所受电场力的方向时刻发生变化，所以电场力的冲量是变化的。B错误；

CD．设OA之间的距离为h，受力分析如图

根据牛顿第二定律得

解得

由此方程可知，质量对求解半径毫无关系。半径的求解跟角度有关。C正确，D错误。

故选C。

5. 如图所示，A、B是两个截面为矩形、质量均为m的物体，它们静止地叠放在光滑的水平面上，对B物体施加一水平持续增大的力F，A受的摩擦力f随F的关系如图像所示，设A、B之间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等，重力加速度为g，则A、B之间的动摩擦因数为（　　）

A. 0.1 B. 0.2 C. 0.3 D. 0.4

【答案】A

【解析】

【详解】由f-F图可知，当0≤F≤0.2mg时，0≤f≤fmax，满足A、B不相对滑动的条件，即A、B之间的摩擦力小于或等于最大静摩擦力，A、B会相对静止，一起做加速运动。

当F>0.2mg时，f=fmax，满足A在B上与B相对滑动。

综上所述，当F=0.2mg时，A、B相对静止一起做匀加速运动，对A、B整体分析，由牛顿第二定律有

F=2ma

a=0.1g

对A分析有

fmax=μmg=ma

a=μg

μg =0.1g

μ=0.1

A正确，BCD错误。

故选A。

6. 如图所示，电路中灯泡、均正常发光，忽然灯泡比原来变暗了些，而灯泡比原来变亮了些。电路中出现的故障可能是（　　）

A. 发生短路 B. 发生断路

C. 、同时发生断路 D. 、同时发生断路

【答案】C

【解析】

【详解】A．当发生短路时，灯泡与并联被短路，灯泡不亮；故A错误；

B．当发生断路时，电阻总电阻增大，电路总电流减小，外电压增大；则流过的电流增大，可知流过与并联部分的总电流减小，则流过的电流减小，灯泡变暗；由于两端电压减小，可知两端电压增大，则灯泡变亮，故B错误；

C．当发生断路时，电阻总电阻增大，电路总电流减小，外电压增大；由于与并联部分的电阻变大，与并联部分的电阻不变，可知两端电压增大，灯泡变亮，若两端电压增大的数值大于外电压增大的数值，则两端电压减小，灯泡变暗，故C正确；

D．当发生断路时，电阻总电阻增大，电路总电流减小，外电压增大；由于与并联部分的电阻不变，与并联部分的电阻变大，可知两端电压增大，灯泡变亮，故D错误。

故选C。

7. 如图所示，某工厂将圆柱形工件a放在倾角为的斜面上，为防止工件滚动，在其下方垫一段半径与a相同的半圆柱体b。若逐渐减小斜面倾角，a、b始终处于静止状态，不计a与各接触面的摩擦，b的质量很小。则（　　）

A. 斜面对a的弹力变大 B. 斜面对a的弹力先变大后变小

C. b对a的弹力逐渐变大 D. b对a的弹力不变

【答案】A

【解析】

【详解】以圆柱形工件为研究对象，受到重力mg、b对a的弹力T、斜面对a的支持力N，设圆心连线与斜面的夹角为，如图所示

根据几何关系得

沿斜面方向根据平衡条件可得

解得

垂直于斜面方向根据平衡条件可得

逐渐减小斜面倾角，则减小、增大，所以T减小、N增大，故A正确，BCD错误。

故选A。

8. 质量为m=1kg的物体做匀变速直线运动，设该物体运动的时间为，位移为，其图像如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A. 物体运动的加速度大小为1m/s2

B. 物体运动的初速度大小为2m/s2

C. 前内物体的位移大小为1m

D. 第末合力对物体做功的瞬时功率为4W

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】ABC．根据匀变速直线运动位移时间公式得

即图像是一条倾斜的直线，由图像可知，图线斜率为物体运动的初速度，则

截距为物体运动的加速度，则

前内物体的位移

故B正确，AC错误；

D．根据牛顿第二定律，可得合力为

第末速度为

则合外力的瞬时功率为

故D正确。

故选BD。

9. 某电动车总质量为，若它匀速前进用时，该过程中驱动电机的输入电流，电压为，电动车行驶时所受阻力为车总重力的，重力加速度取，机械效率是输出功率占输入功率的百分比。不考虑其他损耗，下列说法正确的是（　　）

A. 驱动电机的输入功率为 B. 电动车的机械功率为

C. 驱动电机的内阻为 D. 驱动电机的机械效率为85%

【答案】AC

【解析】

【分析】本题通过分析电动车在运动过程中涉及的能量问题，考查考生的理解能力和分析综合能力。

【详解】A．驱动电机的输入功率为

选项A正确；

B．电动车的速度为

电动车行驶时所受阻力大小为

电动车匀速行驶时牵引力大小等于阻力大小，即

故电动车的机械功率

选项B错误；

C．设驱动电机的内阻为，由能量守恒定律得

解得驱动电机的内阻为

选项C正确；

D．驱动电机的机械效率为

选项D错误。

故选AC。

【点睛】

10. 如图甲所示，在水平桌面上竖直固定一内壁光滑的半圆形轨道ABC，小球以一定的初速度从最低点A冲上轨道，图乙是小球在半圆形轨道上从A运动到C的过程中，其速度平方与其对应高度的关系图像。已知小球在最高点受到轨道的作用力为2.5N，轨道半径r＝0.4m，空气阻力不计，B点为AC轨道中点，，下列说法正确的是（　　）

A. 图乙中

B. 小球质量为0.2kg

C. 小球在B点受到轨道作用力为8.5N

D. 小球从A至C的过程中，轨道ABC对桌面的水平冲量大小为

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．小球在半圆形轨道上从A运动到C的过程，由动能定理得

由此可知

由乙图知，当h=0.8m时，v2=9m2/s2，解得v0=5m/s，当h=0时

故A错误；

B．由图乙可知，，小球在C点的速度，在最高点C由牛顿第二定律得

解得，故B正确；

C．小球从A到B运动过程，只有重力做功，机械能守恒，有

在B点有

解得

故C正确；

D．小球从A至C的过程中，选向左为正方向，对小球应用动量定理可得轨道对小球的冲量为

解得，所以小球对轨道的冲量大小也是，又因为轨道静止，所以小球对轨道的水平冲量与桌面对轨道的水平冲量大小相等，方向相反，所以轨道对桌面的水平冲量大小也为，故D正确。

故选BCD。

第Ⅱ卷  非选择题（共54分）

二、非选择题（本题共5小题，第11、12每空2分，共计18分，第13题10分，第14题11分，第15题15分，按要求答在答题卡相应位置上。）

11. 一物理实验小组想测定某电压表（量程为0~3V，内阻约为5kΩ）的内阻，并将其改装成欧姆表，现有器材如下：

A.直流电源E（电动势为4V，内阻不计）；

B.电阻箱R（最大阻值为9999.9Ω）；

C.滑动变阻器R（最大阻值为10kΩ）；

D.滑动变阻器R（最大阻值为10Ω）；

E.开关、导线若干。

(1)图甲为探究小组设计测量电压表内阻电路，请判断：虚线处______（填“需要”或“不需要”）连接导线；为使测量精度更高，滑动变阻器应选择______（填“R1”或“R2”）；

(2)按图甲连接好实验电路，进行如下实验操作：

①闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表指针达到满偏；

②保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开开关S2，调节电阻箱的阻值，使电压表指针指到1.00V位置处，读取并记录此时电阻箱的阻值Ro，则电压表的内阻Rv=______，用此法测得电压表的内阻与真实值相比______；（填“偏大”、“偏小”或“不变”）

(3)实验测得电压表的内阻为4.8kΩ，该同学将此电压表、上述器材中的电源和其中的一个滑动变阻器改装成欧姆表，设计电路如图乙所示，首先对其进行欧姆调零；再用改装后的欧姆表测量某电阻，指针如图丙所示，则指针指示处对应的电阻刻度为______kΩ。

【答案】    ①. 需要    ②.     ③.     ④. 偏大    ⑤. 3.2

【解析】

【详解】(1)[1]测定某电压表的内阻时实验要求测尽量多的数据提高精确度，电流和电压从零调，所以变阻器应采用分压式接法，因此虚线处应填“需要”连接导线。

[2]为使测量精度更高，滑动变阻器应选择阻值小的滑动变阻器R2。

(2)[3]①闭合开关S1、S2，电压表与电阻箱并联，电压表指针达到满偏后，保持滑动变阻器滑片位置不变，断开开关S2，电压表与电阻箱串联，调节电阻箱的阻值，使电压表指针指到1.00V位置处，读取并记录此时电阻箱的阻值Ro，则

解得

[4]用此法由并联改为串联后，电压表与电阻箱两端的总电压变大，实际电阻箱两端的电压大于2V，因此测得电压表的内阻与真实值相比“偏大”。

(3)[5]由题意可知

联立解得

12. 某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置。在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门。水平平台上摩擦很小，可忽略不计，当地重力加速度大小为g。采用的实验步骤如下：

A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；

B．用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量ma、mb；

C．在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧（与a、b不连接），静止放置在平台上；

D．细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动；

E.记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；

F.小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离s；

G.改变弹簧压缩量，进行多次测量。

（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为_______ mm。

（2）针对该实验装置和实验结果，同学们做了充分的讨论。

①若该实验的目的是求弹簧的最大弹性势能，则弹簧的的弹性势能为_____（用上述实验所涉及物理量的字母表示）；

②该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证a、b两物体弹开后的动量大小相等，即 _____=______ （用上述实验所涉及物理量的字母表示）。

【答案】    ①. 3.80    ②.     ③.     ④.

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1] 由图乙所示游标卡尺可知，游标尺是20分度的，游标尺的精度是0.05mm，挡光片的宽度为3mm+16×0.05mm=3.80mm。

(2) ①[2] 很短时间内的平均速度近似等于瞬时速度，a经过光电门的速度大小为

b离开平台后做平抛运动，竖直方向：

水平方向：

解得：

烧断细线后弹簧的弹性势能转化为a、b的动能，由能量守恒定律可知，弹簧的弹性势能：

②[3][4] 烧断细线后，a、b组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：

整理得：

13. 如图所示，固定斜面高6m，倾角37°。质量为150kg的物体A，受到平行于斜面向上1500N拉力作用，物体沿着斜面向上作匀速直线运动。（物体可看成质点，g取，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求

（1）物体与斜面间的动摩擦因数；

（2）物体从斜面顶端自由滑下，滑到下端点时的动能和重力的瞬时功率。

【答案】（1）；（2）；

【解析】

【详解】（1）物块向上做匀速运动，则

解得

（2）根据动能定理

解得

到达底端时的速度

重力的瞬时功率为

14. 如图所示，圆形区域内有方向平行于纸面的匀强电场，其半径为R，AB为圆的直径。质量为m、电荷量为q的带正电粒子自A点由静止释放，粒子沿直线AC从圆周上的C点以速率穿出电场，AC与AB的夹角。只考虑电场力的作用。

（1）求电场强度大小及方向；

（2）现将该粒子在纸面内从A点以速率v垂直于电场方向射入电场，为使粒子从B点离开电场，粒子进入电场时的速率v应是多大？

【答案】（1），方向从A指向C；（2）

【解析】

详解】（1）依题意，由动能定理有

解得

方向从A指向C

（2）依题意可知粒子在电场中做类平抛运动，设粒子从A运动到B所用时间为t，粒子在垂直电场方向的位移

平行电场方向的位移

由牛顿第二定律有

联立方程，解得

【点睛】理解当粒子静止释放时，在匀强电场中的运动轨迹和特点。掌握平抛运动的特点，理解沿电场线方向为匀变速直线运动，垂直电场线方向为匀速直线运动。注意沿电场线方向的位移和垂直电场线方向的位移与AB的关系。

15. 如图，水平地面上固定一根均匀细管ABCD，其中AB为高竖直管，BC是半径为R的四分之一圆弧管，管口沿水平方向，CD是长度的水平管。AB管内有下端固定的轻质弹簧，将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，弹簧的弹性势能为。现在弹簧上端放有一个质量为的小球a，解除锁定，弹簧可将小球a弹射出去。若小球a到达圆弧管最高点C处时，对管壁的作用力恰好为零。不计一切摩擦，小球a、b的直径略小于管的直径。g取10m/s2，求：

（1）半径R的值；

（2）若改变弹簧的压缩量，使小球a到达圆弧管最高点C处时，对管壁的压力大小为0.5mg，在CD管的末端放有一质量为的小球b，小球b与a发生弹性碰撞后，从D端飞出，不计空气阻力。小球b的落地点到A点距离为多少。

【答案】（1）1m；（2）或

【解析】

分析】

【详解】（1）小球a从A运动到C的过程中，根据能量守恒定律

①

根据牛顿第二定律有

②

由①②得

R=1m

（2）若C处小球受向上的支持力，有

解得

若C处小球受向下的压力，有

解得

两小球弹性碰撞，动量守恒和机械能守恒

解得

或

对b小球，由于做平抛运动，有

联立解得

或