福建省福州市第一中學(xué)等八校聯(lián)考2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期模擬考試物理試題

20232024學(xué)年上學(xué)期高三八校聯(lián)考物理試題（完卷75分鐘滿分100分）一、單項選擇題（每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求。）1.以下研究中所采用的最主要物理思維方法與“重心”概念的提出所采用的思維方法相同的是（）A.理想斜面實驗 B.卡文迪許扭秤實驗C共點力合成實驗 D.探究影響向心力大小因素【答案】C【解析】【詳解】“重心”概念的提出所采用的是等效替代法。A．理想斜面實驗采用的實驗和科學(xué)推理法，A錯誤；B．卡文迪許扭秤實驗采用的是微小形變放大法，B錯誤；C．共點力合成實驗采用的是等效替代法，C正確；D．探究影響向心力大小因素采用的是控制變量法，D錯誤。故選C。2.如圖所示，神經(jīng)元細(xì)胞可以看成一個平行板電容器，正、負(fù)一價離子相當(dāng)于極板上儲存的電荷，細(xì)胞膜相當(dāng)于電介質(zhì)，此時左極板的電勢低于右極板的電勢，左右兩極板之間的電勢差為。已知細(xì)胞膜的相對介電常數(shù)為，膜厚為d，膜面積為S，靜電力常量為k，元電荷為e。由于某種原因?qū)е履?nèi)外離子透過細(xì)胞膜，使膜內(nèi)變?yōu)檎x子而膜外變?yōu)樨?fù)離子，這時左右兩極板之間的電勢差為，則通過細(xì)胞膜的離子數(shù)目為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】由可得，則通過細(xì)胞膜的電荷量為又因為，可得通過細(xì)胞膜的離子數(shù)目為故選B。3.如圖所示，O、A、B是勻強電場中的三個點，電場方向平行于O、A、B所在的平面。OA與OB的夾角為60°，OA=3l，OB=l。現(xiàn)有電荷量均為q（q>0）的甲、乙兩粒子以相同的初動能從O點先后進入勻強電場，此后甲經(jīng)過A點時的動能為，乙經(jīng)過B點時的動能為，若粒子僅受勻強電場的電場力作用，則該勻強電場的場強大小為（）A B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】設(shè)電場方向與OA夾角為θ，則與OB夾角為60°θ，由動能定理可知，由O到A從O到B聯(lián)立解得θ=30°故選C。4.如圖所示，質(zhì)量為2m、長為L的長木板c靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為m的物塊b放在c的正中央，質(zhì)量為m的物塊a以大小為的速度從c的左端滑上c，a與b發(fā)生彈性正碰，最終b剛好到c的右端與c相對靜止，不計物塊大小，物塊a、b與c間動摩擦因數(shù)相同，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A.a與b碰撞前b的速度始終為零B.a與b碰撞后，a與b都相對c滑動C.物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為D.整個過程因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為【答案】C【解析】【詳解】A．a(chǎn)滑上c后相對c滑動過程假設(shè)b相對c靜止，由牛頓第二定律得，對b、c整體對b解得即b與c間的靜摩擦力小于最大靜摩擦力，則b相對c保持靜止，b、c一起加速運動，a與b碰撞前b做勻加速運動，速度不為零，故A錯誤；B．設(shè)a、b碰撞前瞬間a的速度為v，a、b發(fā)生彈性碰撞，碰撞過程系統(tǒng)動量守恒、機械能守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得由機械能守恒定律得解得，即碰撞后a、b兩者交換速度，b相對c滑動，由A可知，a、c相對靜止一起運動，故B錯誤；CD．b剛好滑到c的右端與c相對靜止，a、b、c共速，設(shè)共同速度為，a、b、c組成的系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得由能量守恒定律得其中解得，故C正確，D錯誤。故選C。二、雙項選擇題（每小題6分，共24分。在每小題給出的四個選項中，有兩項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）5.如圖，以正方形abcd的中心為原點建立直角坐標(biāo)系，坐標(biāo)軸與正方形的四條邊分別平行。在a、c兩點分別放置正點電荷，在b、d兩點分別放置負(fù)點電荷，四個點電荷的電荷量大小相等。以O(shè)點為圓心作圓，圓的半徑與正方形的邊長相等，圓與坐標(biāo)軸分別交于M、N、P、Q四點。規(guī)定無窮遠(yuǎn)處電勢為零，下列說法正確的是（）A.N點電場強度方向沿x軸正向B.M點和N點電勢相同C.另一正點電荷從M點沿x軸移動到P點電場力先做正功后做負(fù)功D.另一正點電荷沿圓周移動一周，電場力始終不做功【答案】AB【解析】【詳解】A．a(chǎn)、b處點電荷在N點形成的電場強度方向沿x軸正方向，c、d處點電荷在N點形成的電場強度方向沿x軸負(fù)方向，由等量異種點電荷在空間形成的電場的特點可知a、b處點電荷在N點形成的電場強度大于c、d處點電荷在N點形成的電場強度，所以N點場強方向沿x軸正方向，故A正確；B．a(chǎn)、b處點電荷在N點形成的電勢為零，c、d處點電荷在N點形成的電勢也為零；同理，a、d處點電荷在M點形成電勢也為零，b、c處點電荷在M點形成電勢也為零，所以M點和N點電勢均為零，故B正確；C．x軸為等勢面，電荷移動過程電場力做功為零，故C錯誤；D．根據(jù)電勢疊加原理，圓周上各點電勢變化，所以另一正點電荷沿圓周移動一周，電場力會對其做功，故D錯誤。故選AB6.A、B兩顆衛(wèi)星在同一平面內(nèi)沿同一方向繞地球做勻速圓周運動，它們之間的距離隨時間變化的關(guān)系如圖所示。已知地球的半徑為0.8r，萬有引力常量為G，衛(wèi)星A的線速度大于衛(wèi)星B的線速度，不考慮A、B之間的萬有引力，則下列說法正確的是（）A.衛(wèi)星A的加速度大于衛(wèi)星B的加速度B.衛(wèi)星A的發(fā)射速度可能大于第二宇宙速度C.地球的質(zhì)量為D.地球的第一宇宙速度為【答案】AC【解析】【詳解】A．衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，設(shè)軌道半徑為r，則有解得故半徑越小，線速度越大，因為衛(wèi)星A的線速度大于衛(wèi)星B的線速度，故。又因為解得因為，所以，故A正確；B．人造地球衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動的發(fā)射速度應(yīng)大于等于第一宇宙速度，又小于第二宇宙速度，故衛(wèi)星A的發(fā)射速度不可能大于第二宇宙速度，故B錯誤；C．由圖像可知聯(lián)立可得，由圖像可知每隔時間T兩衛(wèi)星距離最近，設(shè)A、B的周期分別為TA、TB，則有由開普勒第三定律聯(lián)立可得，由故地球質(zhì)量為故C正確；D．第一宇宙速度是最大的運行速度，由可得故D錯誤。故選AC。7.如圖所示，水平傳送帶以恒定速度v順時針轉(zhuǎn)動，傳送帶右端上方的擋板上固定著一輕彈簧。將質(zhì)量為m的小物塊P輕放在傳送帶左端，P在接觸彈簧前速度已達到v，之后與彈簧接觸繼續(xù)向右運動。規(guī)定水平向右為正方向，認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，下面是描述P從開始釋放到第一次到達最右端過程中的圖像和圖像，其中可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】AC【解析】【詳解】AB．P在接觸彈簧前速度已達到v，說明P在接觸彈簧前先加速再勻速，勻速階段不受摩擦力；接觸彈簧后，在開始一段時間內(nèi)P相對于傳送帶靜止，即P受彈簧力和靜摩擦力平衡，P做勻速運動，運動到彈力與最大摩擦力相等時，P物體由慣性繼續(xù)壓縮彈簧，彈力越來越大，P接下來做加速度增大的減速運動直到速度為零，故A正確，B錯誤；CD．P在接觸彈簧前加速階段，則解得方向向右勻速運動階段，則接觸彈簧后，運動到彈力大于最大靜摩擦力后，則解得方向向左，故C正確，D錯誤。故選AC。8.如圖所示，質(zhì)量為的物體A，其下端拴接一固定在水平地面上的輕質(zhì)彈簧，彈簧的勁度系數(shù)。物體A的上端通過不可伸長的細(xì)線跨過兩個光滑的小定滑輪連接中間有孔的小球B，小球B套在傾角的光滑直桿上，D為桿的底端，與固定桿的夾角也是θ，細(xì)線水平，此時細(xì)線的拉力是。小球B的質(zhì)量，C是桿上一點且與桿垂直，，重力加速度g取，，?，F(xiàn)由靜止釋放小球B，下列說法正確的是（）A.物體A、B系統(tǒng)的機械能守恒B.小球B第一次運動到C點時的動能為17.2JC.小球B第一次運動到C點時細(xì)線對B做的功為10JD.小球B第一次運動到D點時A的動能為零【答案】BC【解析】【詳解】A．物塊A與小球B組成系統(tǒng)除了受到重力以外，彈簧彈力對A做功，即其它力所做功不為零，則物塊A與小球B組成的系統(tǒng)機械能不守恒，故A錯誤；B．小球B第一次運動到C點時，物塊A下降的高度為小球B下降的高度為未釋放小球B時，設(shè)彈簧的形變量為，對物塊A有解得此時彈簧被拉伸，當(dāng)小球B第一次運動到C點時此時彈簧被壓縮，故此時彈簧的彈性勢能與未釋放小球B時相等，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，有由于小球B在C點時，細(xì)線與小球B速度方向垂直，可知故解得故B正確；C．小球B從釋放第一次運動到C點，對小球B，根據(jù)動能定理可得解得故C正確；D．有幾何知識可得故小球B第一次運動到D點細(xì)線物塊A回到初始位置，設(shè)此時小球B的速度為，物塊A的速度為，則小球B下降的高度為整個過程根據(jù)動能定理可得聯(lián)合解得故D錯誤。故選BC。三、填空題（每空2分，共22分）9.如圖所示，粗糙水平面上靜置一斜面體，一物塊沿斜面勻速下滑?，F(xiàn)對物塊施加平行斜面向下的恒定推力，物塊沿斜面下滑的過程中，斜面體始終保持靜止。施加推力后，水平面對斜面體的摩擦力__________。（填“變大”、“不變”或“變小”）【答案】不變【解析】【詳解】[1]施加推力前后，物塊在垂直于斜面方向受力平衡，斜面對物塊的支持力始終不變，所以施加推力前，利用整體法對整體受力分析，可知地面無摩擦力。施加推力后，物塊的加速度為斜面加速度為0，利用系統(tǒng)牛頓第二定律可知解得施加推力后，水平面對斜面體的摩擦力不變。10.如圖，兩側(cè)傾角均為30°的斜劈固定在水平地面上，將質(zhì)量為m、長為L的光滑金屬鏈條放在斜劈頂端，左右兩側(cè)鏈條長度之比為。已知兩斜面的長度均為2L，兩側(cè)鏈條與斜劈的截面在同一豎直平面內(nèi)。重力加速度為g。某時刻將鏈條由靜止釋放，當(dāng)鏈條下端到達斜劈底端時，重力的功率為__________?！敬鸢浮俊窘馕觥俊驹斀狻縖1]鏈條從靜止至左側(cè)斜面上的鏈條完全滑到右端的過程中，重力做功為然后鏈條下端到達斜劈底端這一過程重力做功為設(shè)鏈條運動至底端的速度為v，有解得可知11.如圖甲，有同學(xué)設(shè)計了一估測吹風(fēng)機出風(fēng)口最強擋氣流速度的簡易實驗。圖乙是其原理示意圖，輕質(zhì)擋板放在摩擦可以忽略的平臺上，連接擋板的輕質(zhì)彈簧固定在右壁上，所用彈簧的勁度系數(shù)k。該同學(xué)測量了吹風(fēng)機圓形出風(fēng)口的橫截面積為S。吹風(fēng)機內(nèi)加熱后的空氣密度ρ。（1）吹風(fēng)機電源關(guān)閉時擋板左邊緣靜止在x1處，吹風(fēng)機靠近擋板，正對著擋板吹風(fēng)時，擋板左邊緣處的刻度如圖乙（放大圖如圖丙），則x2＝__________m。（2）吹風(fēng)機出風(fēng)口處的風(fēng)速為__________（用k，S，ρ，x1，x2表示）?！敬鸢浮竣?2.20×102②.【解析】【詳解】[1]擋板左邊緣處的刻度x2＝2.20cm=2.20×102m[2]設(shè)在?t時間內(nèi)射到擋板上的氣體的質(zhì)量為根據(jù)動量定理可得而可得12.為了驗證碰撞中的動量守恒，某同學(xué)選取兩個體積相同、質(zhì)量不等的小球﹐按下述步驟做實驗：①按照如圖所示，安裝好實驗裝置，將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端點B的切線水平，將一長為L的斜面固定在斜槽右側(cè)，O點在B點正下方，P點與B點等高；②用天平測出兩個小球的質(zhì)量分別為m1和m2；③先不放小球m2，讓小球m1從斜槽頂端A點處由靜止開始滾下，記下小球在斜面上的落點位置；④將小球m2放在斜槽末端點B處，讓小球m1從斜槽頂端A點處由靜止?jié)L下，使它們發(fā)生碰撞，記下小球m1和小球m2在斜面上的落點位置；⑤用毫米刻度尺量出各個落點位置到O點的距離，圖中C、D、E點是該同學(xué)記下的小球在斜面上的落點位置，到O點的距離分別為、、。（1）小球的質(zhì)量關(guān)系應(yīng)為m1________（填“>”“=”或“<”）m2。（2）小球m1與m2發(fā)生碰撞后，小球m1的落點應(yīng)是圖中的________點。（3）用測得的物理量來表示，只要滿足關(guān)系式________，則說明碰撞中動量是守恒的。【答案】①.>②.C③.【解析】【詳解】（1）[1]為了防止入射球碰后反彈，則m1與m2的質(zhì)量關(guān)系滿足（2）[2]小球m1與m2發(fā)生碰撞后，小球m1的速度減小，因此碰撞后小球m1的落點應(yīng)低于未碰撞前小球m1的落點，故碰撞后小球m1的落點只能是C點或D點。若碰撞后小球m1的落點是D點，則碰撞前小球m1的落點是E點，則C點是碰撞后小球m2的落點，這與碰撞后小球m1在小球m2的后面、小球m1的速度小于小球m2的速度的實際情況不符，故碰撞后小球m1的落點應(yīng)是圖中的C點；（3）[3]設(shè)落地點所對應(yīng)的水平速度分別為、、，若碰撞過程中動量守恒，則設(shè)斜面與水平面的夾角為，則小球下落到C點的下落高度為小球下落到C點的所用時間為小球下落到C點的水平位移為故同理可得代入動量守恒式可得即滿足上式則說明碰撞中動量是守恒的。13.“驗證機械能守恒定律”的實驗的裝置如圖1所示。（1）下列實驗操作正確的是________；A．將電磁打點計時器固定在鐵架臺上，并把打點計時器平面與紙帶限位孔調(diào)整在豎直方向B．將電磁打點計時器接到220V交流電源上C．選擇打好的紙帶，確定開始打點的位置O，從紙帶上數(shù)出打點數(shù)n，得到重錘下落的時間t和紙帶在這段時間內(nèi)的長度h，根據(jù)公式計算出重錘速度（g為重力加速度），再進一步驗證機械能守恒（2）關(guān)于本實驗的誤差，下列說法正確的是________；A．重錘質(zhì)量稱量不準(zhǔn)會造成較大的誤差B．重錘體積一定時，用密度大材質(zhì)，有利減小誤差C．實驗中摩擦不可避免，紙帶越短，摩擦力做功越少，實驗誤差越小（3）小李在驗證了機械能守恒定律后，想用此裝置探究磁鐵在銅管中下落時受電磁阻尼作用的運動規(guī)律。實驗裝置如圖2所示，將重錘換銅管成磁鐵，并在紙帶限位孔的正下方豎直放置一銅管，且與限位孔在同一豎直線。小李按正確步驟進行了實驗，得到一條紙帶如圖3所示。確定一合適的點為O點，每個打點標(biāo)為a，b，…，h。例如，為了得到b點的速度，計算方法I：；計算方法II：。其更合理的方法是________（填“I”或“II”）。從紙帶上的打點分布，試定性描述磁鐵在銅管中的運動情況________________?！敬鸢浮竣?A②.B③.I④.先加速運動，后勻速運動【解析】【詳解】（1）[1]A．將電磁打點計時器固定在鐵架臺上，并把打點計時器平面與紙帶限位孔調(diào)整在豎直方向，從而減小實驗誤差，故A正確；B．電磁打點計時器使用的是4~6V交流電源，故B錯誤；C．使用公式計算出重錘速度，則已經(jīng)把重錘運動看作自由落體運動了，則驗證的機械能守恒的表達式就已經(jīng)恒成立了，應(yīng)使用勻變速直線運動的平均速度公式來計算重錘速度，故C錯誤。故選A。（2）[2]A．要驗證的關(guān)系式為等式兩邊消掉m，則實驗中不需要稱量重錘的質(zhì)量，故A錯誤；B．重錘體積一定時，用密度大的材質(zhì)，減小空氣阻力，有利減小誤差，故B正確；C．在打紙帶時，紙帶太短了，不易打出符合實驗要求的紙帶，故C錯誤。故選B。（3）[3]b點的速度是根據(jù)平均速度來計算的，其中越接近于0，則時間內(nèi)的平均速度越接近b點的瞬時速度，所以更合理的方法是“Ⅰ”。[4]從紙帶可知，紙帶上打的點與點間的間隔是先越來越稀疏，然后點與點間的間隔相等，所以磁鐵在銅管中的是先加速運動，后勻速運動。四、（本題共3小題，共38分。解答應(yīng)有必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。解題過程中需要用到，但題目中沒有給出的物理量，要在解題時做必要的說明。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的，答案中必須寫出數(shù)值和單位。）14.如圖（a），將物塊A于P點處由靜止釋放，B落地后不反彈，最終A停在Q點。物塊A的vt圖像如圖（b）所示。已知B的質(zhì)量為0.3kg，重力加速度大小g取10m/s2。求：（1）物塊A與桌面間的動摩擦因數(shù)；（2）物塊A的質(zhì)量?！敬鸢浮浚?）；（2）0.8kg【解析】【詳解】（1）由vt圖可知，物塊A在0~1s其加速度大小a1==2m/s21~3s其加速度大小a2==1m/s21~3s內(nèi)，對A物塊所以（2）0~1s內(nèi)，對A物塊對B解得mA=0.8kg15.小明設(shè)計了如圖所示的彈珠彈射游戲裝置。固定在水平面上的彈珠發(fā)射器發(fā)射一質(zhì)量的小彈珠，沿由水平直軌道和豎直半圓形軌道AB運動并從B處水平飛出，然后恰好進入圓弧形管道CD，并從該管道的D處水平滑出，撞擊放置在平臺上質(zhì)量的碰撞緩沖裝置PQ，該裝置中的輕彈簧一端固定在擋板Q上，另一端連接質(zhì)量可不計、且能自由滑動的小擋板P，小彈珠碰到擋板P時緊貼擋板一起運動，但不粘連。已知、、、，不考慮所有摩擦和空氣阻力及碰撞時能量的損失，軌道固定，緩沖裝置PQ可在平臺上運動，求：（1）彈珠發(fā)射器發(fā)出小彈珠的初速度大??；（2）緩沖裝置中