山东省烟台市2023-2024学年高三上学期期中物理试题.pdf

山东省烟台市山东省烟台市 20232024 学年度第一学期期中学业水平诊断学年度第一学期期中学业水平诊断高三物理高三物理注意事项：注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。2.选择题答案必须用选择题答案必须用 2B 铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须用铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须用 0.5 毫米黑色签字毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。笔书写，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号在各题目的答题区域内作答请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸在草稿纸、试题卷上试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。一、单项选择题：本题共一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题小题，每小题 3 分，共分，共 24 分。每小题只有一个选项符合题目要求分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.刚体是指在运动中和受力作用后，形状和大小不变，而且内部各点的相对位置不变的物体。刚体绕一个固定轴转动所具有的转动动能表达式为2k12EI，其中 Ek为刚体的转动动能，I 为刚体的转动惯量，为刚体转动的角速度，则刚体转动惯量 I 的单位用国际单位制的基本单位表示为（）A.2kg mB.3kg mC.32kg msD.2kg m s2.某伞具制造企业研发了一种新型材料制作伞面，为了测评新材料承受暴雨的能力，测试小组将横截面直径为d 的水流以速度 v 垂直射到要检测的材料上，碰到材料后水的速度减为零，已知水的密度为，若水的重力影响不计，则此新材料受到水的冲力大小为（）A.2d vB.24d vC.22d vD.224d v3.近期我市开展了校车安全培训活动，规范校车管理，确保安全运行。若一辆校车以 8m/s 的速度在平直公路上匀速行驶，驾驶员发现前方有行人横穿公路，随即刹车做匀减速直线运动至停止。已知校车刹车后第一个3s 内的位移与最后一个 3s 内的位移之比为 5：3，则校车刹车后 6s 内通过的距离为（）A.8mB.12mC.16mD.36m4.某乘客乘坐竖直电梯上下楼，其位移 x 与时间 t 的关系图像如图所示。规定竖直向上为正方向，图线的形状为抛物线。下列说法中正确的是（）A.在 0t0时间内乘客的加速度向上B.在 t02t0时间内乘客的加速度向上C.乘客在 t=t0时刻的速度最大D.乘客在 t=t0时刻的速度大小为002xt5.一排球运动员练习发球技巧，如图所示，设将球从离地高度为 H 的某处 A 点水平向右击出，第一次击出后球刚好过球网，落到对方界内 B 点，第二次由于操作失误击出后，球与地面碰撞一次后，刚好越过球网，也到达对面界内 B 点。设排球与地面的碰撞为弹性碰撞，不计空气阻力，则球网高度 h 为（）A.23HB.34HC.35HD.45H6.某炮兵连进行实训演习，一门炮车将一质量为 m 的炮弹，以初速度 v0、与水平面成 60的倾角斜向上发射，到达最高点时炮弹爆炸成两块碎片 a、b，它们此时的速度仍沿水平方向，a、b 的质量之比为 2：1，经监控发现碎片 b 恰沿原轨迹返回，不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A.爆炸后碎片 a 的初速度为02vB.碎片 a、b 的位移大小之比为 2：1C.碎片 a、b 落地速度大小之比7：2D.炮弹爆炸后增加的动能为2013mv7.如图所示，一质量为 M 的拖挂车要把一质量为 m 的箱式货车从站台的底端 A 送到站台的顶端 B，AB 的长度为 L，倾角为，拖挂车以恒定加速度 a 从 A 点由静止开始匀加速运动，为了节省燃料，运动一段时间后关闭发动机，又经过一段时间货车恰好运动到 B 点停止运动。已知拖挂车的功率始终不超过额定功率，两车所受阻力均为其车重的 k 倍，重力加速度为 g，整个过程的最短用时为 t，则最短用时过程中，拖挂车的最大功率为（）A.2()(sin)Mm gkga LtB.()(sin)Mm gkga LtC.2(sin)M gkga LtD.(sin)M gkga Lt8.如图所示，质量相等且均为 m 的两滑块 A、B 置于光滑水平地面上，二者之间用一劲度系数为 k 的轻弹簧水平连接，滑块 A 左侧靠在竖直墙壁上。现用水平外力 F 向左缓慢压缩弹簧，当弹簧形变量为 x0时突然撤去该水平力，已知弹簧的弹性势能表达式为2P12Ekx，此后的运动过程中，下列说法中正确的是（）A.A、B 组成的系统动量守恒、机械能守恒B.滑块 A 离开墙壁后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能为2014kxC.弹簧第一次恢复原长时与第二恢复原长时滑块 B 的速度相等D 从滑块 A 离开墙壁到两滑块第一次相距最远这段时间始终有BAvv、BAaa二二、多项选择题多项选择题：本题共本题共 4 小题小题，每小题每小题 4 分分，共共 16 分分。在每小题给出的四个选项中在每小题给出的四个选项中，有多项有多项符合题目要求。全部选对的得符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 2 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。分。9.如图所示，游乐场中质量为 m 的过山车经过轨道上竖直小圆的最低点 A 和竖直大圆的最高点 B，若经过两个点时过山车的速率相等，过山车可看作质点，重力加速度为 g，下列说法中正确的是（）A.过山车在 A、B 两点均处于失重状态B.在 A、B 两点轨道对过山车的弹力大小之差为 2mgC.过山车在 A 点的角速度大于在 B 点的角速度D.A 点轨道对过山车的弹力大于 B 点轨道对过山车的弹力10.如图所示，滑块以一定的初动能从斜面底端 O 点冲上足够长的粗糙斜面，斜面倾角为，滑块与斜面间的动摩擦因数为。取O点所在的水平面为零势能面，以O点为位移的起点、沿斜面向上为位移的正方向，已知tan。下列描述滑块的动能 Ek、重力势能 Ep、机械能 E 随滑块位移 x 变化的图像中，可能正确的是（）11.2021 年 5 月 15 日，中国火星探测器“天问一号”在火星表面的目标着陆点成功着陆，“祝融号”火星车开展巡视探测。火星车在完成 90 个火星日的既定探测任务后，继续实施拓展任务。若探测器在控制系统的指令下在火星“地面”附近以初速度 v0竖直向上抛出一物块，经时间 t 落至“地面”。已知火星的半径为 R，引力常量为 G，将火星看作是质量分布均匀的球体，忽略火星自转，不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A.火星的平均密度为032vG RtB.火星的平均密度为034vG RtC.火星的第一宇宙速度为02RvtD.火星的第一宇宙速度为0Rvt12.如图所示，顶端带有轻质定滑轮的斜面体固定在水平地面上，斜面体两侧均光滑且足够长，物体 P 和 Q 用不可伸长的轻绳绕过定滑轮相连，物体 P 放在左侧斜面底端，物体 Q 在右侧斜面某处，初始时控制物体 Q，使轻绳伸直，t=0 时刻由静止释放物体 Q，当 Q 下降高度 h 时，绳子断裂，已知左侧斜面倾角为 37，右侧斜面倾角为 53，物体 P 的质量为 m，物体 Q 的质量为 3m，物体均可视为质点，重力加速度为 g，sin37=0.6，不计滑轮处的摩擦和空气阻力，下列说法中正确的是（）A.物体 P 沿斜面上升的最大距离为1516hB.当绳子断开瞬间，物体 Q 的重力的功率为925mgghC.在绳子断开后，物体 P 在斜面上的运动时间为524hgD.当物体 P 运动至最高点时，物体 Q 的机械能相对 t=0 时刻减少了2116mgh三、非选择题。本题共三、非选择题。本题共 6 小题，共小题，共 60 分。分。13.（6 分）一实验小组想测量某根弹簧的劲度系数，他们设计了如图甲所示实验：弹簧上端固定在铁架台铁夹上，刻度尺竖直固定在一边，0 刻度与弹簧上端水平对齐，弹簧下端连接钩码，依次增加钩码所个数，分别记录下所挂钩码的总质量 m 和对应弹簧下端指针的刻度值 x，根据记录的数据，利用坐标纸作出 m-x 图像如图乙所示。甲乙（1）由 m-x 图像可知，弹簧原长约为cm，弹簧的劲度系数约为N/m（重力加速度 g取 10m/s2，结果均保留三位有效数字）；（2）若实验中刻度尺的零刻度略高于弹簧上端，则由实验数据得到的劲度系数将（选填“偏小”、“偏大”或“不受影响”）；若实验中刻度尺没有完全竖直，而读数时视线保持水平，则由实验数据得到的劲度系数将（选填“偏小”、“偏大”或“不受影响”）；若弹簧的质量不能忽略，该同学在测量时没有考虑弹簧的质量，这样导致劲度系数的测量值与真实值相比（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。14.（8 分）某同学手中没有托盘天平，设计利用如图甲所示装置测量小车和智能手机的质量，智能手机固定在小车上，智能手机可以利用 APP 直接测量出手机运动时的加速度。悬挂质量为 m 的钩码，使小车运动，用智能手机测出小车运动的加速度 a；改变钩码的质量 m，进行多次测量，做出 a 与 m（ga）的图像如图乙所示，已知图像中直线的截距为 b，斜率为 k。不计空气阻力，重力加速度为 g。甲（1）下列说法中正确的是；A.钩码的质量应该远小于智能手机和小车的质量B.细绳应该始终与长木板平行C.实验开始前应先补偿小车运动所受到的阻力D.细线的拉力等于钩码的重力（2）根据图像可得，小车和手机的总质量为（用题目中所给字母表示）；（3）再利用手机 APP 测出斜面倾角为，则可求小车与木板间的动摩擦因数的大小为。乙15.（7 分）如图所示，竖直墙面上有一悬物架，悬物架由三根轻质细杆构成，三根细杆的一端连接到同一顶点 O，另一端分别连接到竖直墙壁上的 A、B、C 三个点，O、A、B、C 点处分别是四个可以向各个方向自由转动的轻质光滑铰链（未画出）。在 O 点用轻绳悬挂一个质量为 m 的重物，已知 AB=AC=BO=CO，BOC所在的面为水平面，BOC=60，重力加速度为 g，求：（1）OA 杆对墙壁的作用力大小；（2）OB 杆对墙壁的作用力大小。16.（9 分）2022 年 11 月 29 日 23 时 08 分，搭载着神舟十五号载人飞船的长征二号 F 遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心升空，11 月 30 日 5 时 42 分，神舟十五号载人飞船与天和核心舱成功完成自主交会对接。如图为神舟十五号的发射与交会对接过程示意图，图中 I 为近地圆轨道，其轨道半径可认为等于地球半径 R，II 为椭圆变轨轨道，III 为天和核心舱所在轨道，其轨道半径为 r0，P、Q 分别为轨道 II 与 I、III 轨道的交会点，已知神舟十五号的质量为 m0，地球表面重力加速度为 g，引力常量为 G，若取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为m 的质点距质量为 M 的引力中心为r 时，其万有引力势能表达式为PGMmEr（式中G 为引力常量）。求：（1）神舟十五号在轨道 II 运动时从 P 点运动到点的最短时间；（2）要使神舟十五号从轨道 I 迁移到轨道 III，所要提供的最小能量。17.（14 分）如图所示，固定斜面 AB 平滑连接固定光滑圆弧轨道 BCD，C 为圆弧最低点，圆弧与斜面 AB 相切于 B 点，圆弧最高点与光滑半圆管 DE 水平相切于 D 点，半圆管上端出口与长度为 L=3m 的水平传送带左端相切于 E 点。一个质量 m=0.2kg 的小物块（可视为质点）从斜面顶端 A 下滑。已知斜面高 h=0.3m，斜面倾角=37，物块与斜面间的动摩擦因数1=0.5，圆弧 BCD 和半圆管 DE 半径分别为 R=0.5m，r=0.1m，sin37=0.6，cos37=0.8，g=10m/s2，管的内径可忽略。（1）若小物块从 A 点由静止开始下滑，求物块经过 C 点时对轨道的压力大小；（2）若使小物块以初速度v1=3m/s从传送带最右端F点滑上传送带，传送带同时由静止开始以加速度为a=2m/s2逆时针转动，两者间动摩擦因数2=0.1，求小物块运动到 E 点的速度；（3）若在 A 点给小物块合适的初动能，使其沿斜面向下运动并能够到达 E 点，求初动能 Ek的最小值。18.（16 分）如图所示，一质量为 m 的小球 A 塞在一质量为 4m、两端开口的长直圆管 B 之中，圆管 B 的外壁光滑，小球 A与圆管内壁的滑动摩擦力大小为85mg，将圆管 B 沿倾角=37的固定斜面斜向下放置，开始时按住圆管 B，此时小球 A 静止于圆管 B 的最上端，在斜面上距离 B 下端 x0=3m 的 P 点处静置一质量为 20m 的小物块 C，C 与斜面间的动摩擦因数=0.8，现将圆管 B 由静止释放，已知斜面足够长，A、C 均可视为质点，B 与 C 碰撞为弹性碰撞，不计碰撞时间，sin37=0.6，cos37=0.8，g=10m/s2。求：（1）B 第一次与 C 碰撞后，A 与 B 在相对静止之前，A、B 的加速度大小分别是多少？（2）从 B 与 C 第一次碰撞到 A 与 B 第一次刚好相对静止过程经历的时间；（3）B 与 C 第一次碰撞后，A 与 B 第一次相对静止时，A 距离 B 上端口的距离；（4）若将 C 固定在 P 点，其他条件不变，要使 A 不能从 B 中滑出与 C 相撞，B 的长度至少为多少？