2023-2024学年江西省宜春市丰城市部分中学高三上学期期中考试 物理试题（含解析）

这是一份2023-2024学年江西省宜春市丰城市部分中学高三上学期期中考试 物理试题（含解析），共14页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．下列说法中正确的是（ ）
A．只要体积足够小，物体就可看成质点B．在单方向直线运动中，速度就是速率
C．在单方向直线运动中，位移就是路程D．位移是矢量，路程是标量
2．小孩站在岸边向湖面依次抛出三石子，三次的轨迹如图所示，最高点在同一水平线上。假设三个石子质量相同，忽略空气阻力的影响，下列说法中正确的是（ ）
A．三个石子在最高点时速度相等
B．沿轨迹3运动的石子落水时速度最小
C．沿轨迹1运动的石子在空中运动时间最长
D．沿轨迹1运动的石子在落水时重力的功率最大
3．如图所示，光滑绝缘水平面上有A、B、C三点，它们在同一直线上且AB:BC＝1:2，在B处放一电荷量为q的试探电荷，当在A处放一电荷量为+Q的点电荷时，在C处固定一未知电量的点电荷时，试探电荷处于静止状态，则C处所固定的点电荷所带电荷量为（ ）
A．+2QB．+4QC．-2QD．-4Q
4．如图所示为质谱仪的原理图，某带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器，其内部的匀强磁场磁感应强度为B，匀强电场的强度为E，垂直纸面的匀强磁场B未画出，平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2，平板S下方有强度为B0的匀强磁场，下列说法正确的是（ ）
A．该粒子带负电
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D．若粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，则粒子的比荷就越大
5．如图为研究电容器充、放电的实验电路图。实验时，先使开关S掷向1端，电源E对电容器C充电；经过一段时间，把开关S掷向2端，电容器C与电阻R相连，电容器放电。电容器在充电过程中，其电容C与所带电荷量Q之间的关系，下列图像中正确的是（ ）
A．B．
C．D．
6．如图所示，一足够长、质量的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数，一个质量、大小可以忽略的铁块放在木板的右端，铁块与木板间的动摩擦因数，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取。若对铁块施加一个大小从零开始连续增加的水平向左的力F，则下列说法正确的是（ ）
A．铁块与木板之间摩擦力的最大值为2N
B．木板与地面之间摩擦力的最大值为4N
C．当时，M、m相对静止
D．当时，铁块受到的摩擦力大小为2N
7．如图所示，圆形区域半径为R，区域内有一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为位于磁场边界最低点P处有一粒子源，同时将n个带负电的粒子沿纸面内各个方向均匀射入磁场区域，粒子质量为m、电荷量大小为q、速率均为v。A、C为圆形区域水平直径的两个端点，足够长的弹性挡板MN、 与圆形区域在A、C两点处相切，所有粒子与挡板垂直碰撞后以原速率反弹，不计粒子的重力和空气阻力，忽略粒子间的相互影响。下列说法中正确的是（ ）
A．所有粒子均与右侧挡板碰撞，最终全部从D点离开磁场
B．粒子从P点出发到从D点离开磁场，运动的最长时间为
C．粒子陆续与挡板碰撞过程中对挡板的平均作用力为
D．粒子陆续从D点离开磁场过程中等效电流为
8．关于机械波的说法正确的是（ ）
A．机械波是机械振动在介质中的传播过程
B．机械波是传递能量的一种方式
C．机械波的传播过程中波长一定不变
D．机械波分为横波和纵波
9．质量为m、速度为v的A球与质量为3m的静止B球发生正碰．碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值．碰撞后B球的速度大小可能是( )．
A．0.6vB．0.4vC．0.3vD．v
10．两块水平平行放置的导体板如图甲所示，一个电子（质量为m、电荷量为e）由静止开始，经电压为U0的电场加速后射入两板之间，若两板均不带电时，电子通过两板之间的时间为3t0.。当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U0的周期性电压时，电子在t=0时刻沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间。对于电子在极板之间的运动，以下说法正确的是（不计电子重力）∶（ ）
A．电子在水平方向上做匀速直线运动
B．电子在垂直于两板方向上一定先加速再匀速再加速
C．若该电子恰好能从下板右端离开，则离开下板时的动能为
D．若该电子恰好能从下板右端离开，则两板之间间的距离为
11．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ab质量未知，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，b的质量应满足
二、实验题（共18分）
12．某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，图中是斜槽，为水平槽，二者平滑相接，调节实验装置，使小球放在上时恰能保持静止，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到位于水平地面上的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。然后把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。

图甲中是水平槽末端在记录纸上的垂直投影点，为未放被碰球B时A球的平均落点，为与B球碰后A球的平均落点，为被碰球B的平均落点。若B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于，米尺的零点与点对齐。
（1）入射球A的质量和被碰球B的质量的关系是 （选填“>”“<”或“=”）。
（2）碰撞后B球的水平射程约为 。
（3）下列选项中，属于本次实验必须测量的是 。
A．水平槽上未放B球时，测量A球平均落点位置到点的距离
B．A球与B球碰撞后，测量A球平均落点位置到点的距离
C．测量A球或B球的直径
D．测量A球和B球的质量
E．测量点相对于水平槽面的高度
（4）若系统动量守恒，则应有关系式： 。
13． 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除小灯泡L“3.8V、0.3A”外，可供选择的实验仪器如下：
A．电压表V：量程0~3V，内阻约6kΩ
B．电流表A1：量程0~4mA，内阻100Ω
C．电流表A2：量程0~500mA，内阻约5Ω
D．滑动变阻器R1：最大阻值10Ω，额定电流1.0A
E．滑动变阻器R2：最大阻值5Ω，额定电流0.5 A
F．定值电阻R3：阻值2kΩ
G．定值电阻R4：阻值900Ω
H．直流电源E：电动势约6V，内阻约0.5Ω
I．开关S一个，导线若干
（1）先将 表（填元件前的序号字母）与 电阻（填元件前的序号字母） （填“串联”或“并联”），将其改为量程4V的电压袁。
（2）在答题卡上对应的虚线框内画出实验电路图 （改装后的电压表直接用电压表的符号表示）。其中，滑动变阻器应选 （填元件前的序号字母），电流表应选 （填元件前的序号字母）。
（3）某实验小组完成实验后，利用实验得到的数据描绘出如图所示的小灯泡的伏安特性曲线。根据此图给出的信息，可以判断：图所示的该小灯泡的P—U2或P—I2图线中（P为小灯泡的功率），可能正确的是 。
三、计算题（共38分）
14．小型直流电动机M可带动规格为“12V，36W”的排风扇工作，为测试其性能，设计如图所示电路，电路中的保护电阻为，电源电动势为3V，闭合开关后，排风扇不转，电流表的示数为0.5A。电源与电流表内阻不计。求：
（1）电动机M的线圈电阻r；
（2）电路中保护电阻一分钟产生的热量Q；
（3）正常工作时排风扇的机械效率。
15．如图所示，光滑水平面AB和竖直面内的光滑圆弧导轨在B点平滑连接，导轨半径为R。质量为m的带正电小球将轻质弹簧压缩至A点后由静止释放，释放前弹簧的弹性势能为，脱离弹簧后经过B点，之后沿轨道BO运动恰好到达O点。以O为坐标原点建立直角坐标系xOy，在区域有方向与x轴夹角为的匀强电场，小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为g。求：
（1）求匀强电场的场强E；
（2）小球到达B点刚进入圆弧轨道时对B点的压力；
（3）若将匀强电场的场强大小调整为，方向水平向右，其他条件不变，求在小球离开弹簧后，运动过程中的最小速度。
16．如图，光滑水平面上有两个等高且足够长的滑板A 和B， 质量分别为1kg和2kg， A 右端和B左端分别放置物块C、D（均视为质点）， 质量分别为1kg 和0.5kg。A和 C 以相同速度 向右运动， B和 D以相同速度kv0向左运动。在某时刻发生碰撞，A与B粘在一起形成一个新滑板。已知物块与滑板之间的动摩擦因数均为μ=0.1，碰撞作用时间极短，取重力加速度 2。
（1） 若碰撞后C与D粘在一起形成一个新物块，碰撞后瞬间新物块和新滑板的速度方向相反，求k的取值范围；
（2）若碰撞后C与D 粘在一起形成一个新物块， 且k=0.2， 为使新滑块不掉落，求滑板B的长度至少为多少？
（3） 若物块C 与D发生弹性碰撞，且k=0.2，求物块C、D最终的距离。
标准答案
1．D
A．物体可以看成是质点的条件是物体的形状、大小对所研究的问题没有影响，与物体的大小无关，A错误；
B．速度是矢量，速率是标量，是速度的大小，两者不同，B错误；
C．位移是矢量，路程是标量，在单方向直线运动中，只是位移的大小和路程相等，但不能说位移就是路程，C错误；
D．路程没有方向，只有大小，运动路径的长度是路程的大小，是标量，位移的方向由初位置指向末位置，大小是由初位置指向末位置的有向线段的长，是矢量，D正确。
故选D。
2．B
A．从最高点开始，三个石子做平抛运动，由可知，下落时间相同，由可知，轨迹1对应的石子初速度最大，轨迹3对应的石子初速度最小，即三个石子在最高点时速度不同，A错误；
B．由于下落时间相同，故三个石子落水时竖直分速度相同，沿轨迹3运动的石子水平分速度又最小，故落水时合速度最小，B正确；
C．三个石子上升的最大高度相同，故上升时间也相同，即在空中运动的总时间也相同，C错误；
D．石子在落水时重力的功率为
结合B的分析可知，三个石子在落水时重力的功率相同，D错误。
故选B。
3．B
设AB间距离为r，对试探电荷进行受力分析，由库仑定律和共点力平衡有
解得
必须带正电，B正确，ACD错误。
故选B。
4．D
A.带电粒子进入匀强磁场B0中后向左偏转，受到的洛伦兹力向左，由左手定则判断知该粒子带正电，故A错误；
B.速度选择器中带电粒子受到的电场力水平向右，洛伦兹力应水平向左，由左手定则判断知磁场方向垂直纸面向外，故B错误；
C.带电粒子速度选择器做匀速直线运动，有
qE=qvB
得
故C错误；
D.粒子进入磁场B0后做匀速圆周运动，轨迹半径为
粒子打在胶片上的位置到入口的距离
可知粒子打在胶片上的位置越幕近狭缝P，d越小，则越大，故D正确。
故选D。
5．C
电容器的电容只与电容器自身有关，与所带电荷量无关，故ABD错误，C正确。
故选C。
6．C
A．铁块与木板之间摩擦力的最大值为
选项A错误；
B．木板与地面间的摩擦力的最大值为
选项B错误；
C．当时，木板和铁块相对地面静止
当且木板和铁块一起相对地面加速运动时，设此时系统的加速度为a，根据牛顿第二定律，对整体有
对铁块有
可得
从此关系式可以看出，当时，M、m相对静止，选项C正确；
D．当时，铁块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为4N，选项D错误。
故选C。
7．C
A．由洛伦兹力提供向心力，有
可得
根据磁聚焦结论作出如图所示的轨迹图
粒子在圆形磁场中射出后均能垂直打在左侧挡板上，反弹后再次进入磁场并全部从点离开磁场，故A错误；
B．根据磁聚焦可以得出粒子在圆形磁场中运动的两段圆弧圆心角之和为，每个粒子在磁场中运动的时间均为
这个时间是粒子从点出发到从点离开的最短时间，故B错误；
C．所有粒子到达挡板的最短时间为
最长时间为
粒子与挡板碰撞过程中的作用时间为
对这个粒子由动量定理可得
解的
故C正确；
D．所有粒子从发出到达点的最短时间为
最长时间为
因此粒子离开点过程持续的时间为
则等效电流为
同时考虑到电荷离开点时沿着不同方向，实际的电流会更小，故D错误。
故选C。
8．ABD
A．机械波是介质中的质点将振动形式由近向远传递，即是机械振动在介质中的传播过程， A正确；
B．机械波在传播振动形式的过程中，也传递了能量，B正确；
C．波从一种介质进入另一种介质中传播时，频率一定不变，波速由介质决定，波长与波速成正比，故波长可能发生变化，C错误；
D．机械波有两种，一种为横波，一种为纵波，D正确。
故选ABD。
9．BC
A．若vB=0.6v，由动量守恒得
mv=mvA+3m•0.6v
得
vA=-0.8v
碰撞前系统的总动能为
碰撞后系统的总动能
违反了能量守恒定律，不可能，故A错误；
B．若vB=0.4v，由动量守恒得
mv=mvA+3m•0.4v
得
vA=-0.2v
碰撞后系统的总动能为
不违反能量守恒定律，是可能的．故B正确；
C．若vB=0.6v，由动量守恒得
mv=mvA+3m•0.3v
得
碰撞前系统的总动能为
碰撞后系统的总动能
不违反能量守恒定律，是可能的，故C正确；
D．若vB=v，由动量守恒得
mv=mvA+3m•v
得
碰撞后系统的总动能必定大于碰撞前系统的总动能，违反了能量守恒定律，不可能，故D错误．
故选BC。
10．AC
A．在水平方向上，电子不受力，所以做匀速直线运动。A正确；
B．电子有可能在0~ t0.时间内打到极板上，所以不一定先加速再匀速再加速。B错误；
CD．若该电子恰好能从下板右端离开，则电子在偏转极板间运动的时间为3t0.，在偏转电场中，有
解得
从加速到偏转，有
解得
C正确，D错误。
故选AC。
11．AD
AB．剪断c与d间的线之前，整个系统处于静止状态，根据题意可知弹簧对b的作用力方向向下，大小为
以cd为研究对象，c与b间的线对cd的拉力为
设b物体质量为M，以b为研究对象,则有
解得
将c与d间的线剪断瞬间，cd间绳子的拉力突变为0。弹簧对b的作用力不变。bc加速度a大小相等，设此时bc间绳子的拉力为T，以c为研究对象，由牛顿第二定律得
以bc整体为研究对象，由牛顿第二定律可得
代入数据可得
故A正确，B错误；
C．由上分析可知，剪断线后，b往下运动。当b速度最大时，bc加速度均为零，设此时弹簧弹力为F1，以bc整体为研究对象，由平衡条件可得
解得
即当b速度最大时，弹簧的弹力为零。b下降的距离等于弹簧长度的变化量，根据胡克定律可得弹簧变化量为
故C错误；
D．设b物体质量为M，d距离地面为L，d刚好落地时，bc的速度为v，对于bcd三物体组成系统，由机械能守恒得
若c恰能着地，此时bc物体速度为零，对bc两物体组成系统，其机械能守恒有
联立解得
因脱离弹簧后，cd需向下运动，即加速度方向向下，以bcd为整体，有
解得
故b的质量应满足
故D正确。
故选AD。
12．（1）> （2）64.7 （3）ABD （4）
13．（1）B G 串联 （2） D C （3）BD
14．（1）；（2）；（3）
（1）风扇不转时由欧姆定律得
解得

（2）由焦耳定律得
解得

（3）正常工作时
解得
15．（1）；（2）；；（3）
（1）小球从A点到O点过程，由能量守恒，得
解得
（2）小球从A点到B点过程，由能量守恒，得
在B点满足
解得
由牛顿第三定律，可得对B点的压力方向竖直向下，大小为
（3）小球从A点到O点过程，由动能定理，得
可得
小球离开O点后做类斜抛运动，假设合外力与竖直方向的夹角为，有
所以，，且当沿合力方向速度减为0时，小球的速度最小，为
带入数据可得
16．（1）0.5解：（1）物块C、D碰撞过程中满足动量守恒， 以向右方向为正方向，设A和C的质量为m=1kg， 设碰撞后物块 C、D形成的新物块的速度为v1，则有
滑板A、B碰撞过程中满足动量守恒， 设碰撞后滑板A、B形成的新滑板的速度为v2，则由

新物块和新滑板的速度方向相反， 则

带入数据解得
0.5（2）若k=0.2， 带入数据解得新物块的速度为

新滑板的速度为

可知碰后新物块相对于新滑板向右运动，新物块向右做匀减速运动， 新滑板向右做匀加速运动，设相对静止时的共同速度为v， 根据动量守恒可得

设新物块相对新滑板运动位移为 L， 根据能量守恒可得

解得
L≈5.33m
滑板 B 的长度至少为5.33m
（3）若k=0.2， 物块C、D发生弹性碰撞， 设碰撞后速度分别为v₁'和v₂'，根据动量守恒

根据机械能守恒

带入数据解得

由于 则物块 C 与新滑板达到共同速度， 保持相对静止， 共同匀加速；物块D向右匀减速。设当达到共同速度v'时， C、D间距离为Δx。有


联立解得
Δx=64m