重慶市西南大學(xué)附屬中學(xué)2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期期中物理試題（原卷版）

西南大學(xué)附中2023—2024學(xué)年度上期期中考試高三物理試題（滿分：100分；考試時(shí)間：75分鐘）注意事項(xiàng)：1.答題前，考生先將自己的姓名、班級(jí)、考場(chǎng)/座位號(hào)、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上。2.答選擇題時(shí)，必須使用2B鉛筆填涂；答非選擇題時(shí)，必須使用毫米的黑色簽字筆書寫；必須在題號(hào)對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫無(wú)效；保持答卷清潔、完整。3.考試結(jié)束后，將答題卡交回（試題卷學(xué)生保存，以備評(píng)講）。一、單項(xiàng)選擇題：本大題共7個(gè)小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.2023年杭州亞運(yùn)會(huì)上，運(yùn)動(dòng)員正在進(jìn)行射箭項(xiàng)目比賽，如圖甲所示。釋放箭的瞬間，若弓弦的拉力為100N，如圖乙中的F1和F2所示。弓弦對(duì)箭產(chǎn)生的作用力為120N，如圖乙中的F所示，則弓弦的夾角α應(yīng)為（）（）A.106° B.74° C.143° D.127°2.2023年國(guó)慶長(zhǎng)假期間，各地游客朋友來到重慶，欣賞“輕軌穿樓”景觀，感受山城獨(dú)特魅力。假如輕軌列車進(jìn)站時(shí)從某時(shí)刻起做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，分別用時(shí)3s、2s、1s連續(xù)通過三段位移后停下，則這三段位移的平均速度之比是（）A.27：8：1 B.3：2：1 C.9：4：1 D.5：3：13.2023年9月21日，“天宮課堂”第四課在中國(guó)空間站開講，授課期間利用了我國(guó)的中繼衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)傳輸，天地通信始終高效穩(wěn)定。已知空間站在距離地面400公里左右的軌道上運(yùn)行，其運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，中繼衛(wèi)星系統(tǒng)中某衛(wèi)星是距離地面36000公里左右的地球靜止軌道衛(wèi)星（同步衛(wèi)星），則該衛(wèi)星（）A.授課期間經(jīng)過北京正上空 B.加速度大于空間站加速度C.運(yùn)行速度大于地球的第一宇宙速度 D.運(yùn)行周期大于空間站的運(yùn)行周期4.如圖所示，在考慮空氣阻力的情況下，一小石子從O點(diǎn)拋出，沿軌跡OPQ運(yùn)動(dòng)，其中P是最高點(diǎn)。若小石子所受空氣阻力大小與瞬時(shí)速度大小成正比，則（）A.小石子從O點(diǎn)到P點(diǎn)的時(shí)間大于從P點(diǎn)到Q點(diǎn)的時(shí)間B.從O點(diǎn)到Q點(diǎn)的過程中，小石子速度的水平分量越來越小C.從O點(diǎn)到Q點(diǎn)的過程中，小石子速度的豎直分量越來越小D.從O點(diǎn)到Q點(diǎn)的過程中，小石子加速度的豎直分量在Q點(diǎn)時(shí)最大5.如圖所示，固定在豎直面內(nèi)粗糙軌道ABC由直線段AB和圓弧段BC組成，兩段相切于B點(diǎn)，BC段圓心為O，最高點(diǎn)為C，A與C的高度差等于圓弧軌道的直徑2R。質(zhì)量為m的小球從A點(diǎn)以初速度沖上軌道，能恰好沿軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)。若小球所受阻力大小恒定，下列說法正確的是（）A.小球在C點(diǎn)受到軌道的支持力大小為0B.小球從A到C的過程中，機(jī)械能減少了C.小球從A到C的過程中，克服了軌道的阻力做功D.若要讓小球從C點(diǎn)脫離軌道，則至少要將小球的初速度v0增大到6.質(zhì)量為m1=1kg和m2=2kg的兩個(gè)物體在光滑水平面上發(fā)生正碰，取m1碰前的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，它們的位置坐?biāo)x隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A.碰撞前m1的動(dòng)量大于m2的動(dòng)量B.碰撞后m2的速率為2m/sC.碰撞過程中m1的動(dòng)量變化量大小為3kg?m/sD.碰撞過程中m1、m2共損失機(jī)械能8J7.一種可用于衛(wèi)星上帶電粒子探測(cè)裝置，由兩個(gè)同軸的半圓柱形帶電導(dǎo)體極板（半徑分別為R和R+d）和探測(cè)器組成，其橫截面如圖（a）所示，點(diǎn)O為圓心。在截面內(nèi)，極板間各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與其到O點(diǎn)的距離成反比，方向指向O點(diǎn)。4個(gè)帶正電的同種粒子從極板間通過，到達(dá)探測(cè)器。不計(jì)重力。粒子1、3做圓周運(yùn)動(dòng)，圓的圓心為O、半徑分別為r1、r2（）；粒子2從距O點(diǎn)r1的位置入射并從距O點(diǎn)r2的位置出射；粒子4從距O點(diǎn)r2的位置入射并從距O點(diǎn)r1的位置出射，軌跡如圖（b）中虛線所示。則（）A.粒子1入射時(shí)的動(dòng)能等于粒子2入射時(shí)的動(dòng)能B.粒子1入射時(shí)的動(dòng)能等于粒子3入射時(shí)的動(dòng)能C.粒子2入射時(shí)的動(dòng)能小于粒子4入射時(shí)的動(dòng)能D.粒子4入射時(shí)的動(dòng)能大于它出射時(shí)的動(dòng)能二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題5分，共15分。每小題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。8.如圖所示，三個(gè)光滑斜面1、2、3固定在水平面上，斜面1與3底邊相同，斜面2和3高度相同，當(dāng)物體先后沿三個(gè)斜面從頂端由靜止下滑到底端時(shí)，對(duì)于整個(gè)下滑過程，下列說法正確的是（）A.三種情況下物體滑到斜面底端時(shí)的速率B.三種情況下物體滑到底端時(shí)重力做功的瞬時(shí)功率C.在斜面2和斜面3上，合外力對(duì)物體的沖量不相同D.在斜面2和斜面3上，合外力對(duì)物體做的功不相等9.如圖所示，五角星是邊長(zhǎng)相等的共面十邊形，若在e、i點(diǎn)固定電荷量相等的正點(diǎn)電荷，一帶負(fù)電的試探電荷q從b點(diǎn)由靜止釋放，僅在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)。則（）A.j、f兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等B.試探電荷q從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到g點(diǎn)過程中，其電勢(shì)能先減少后增大C.試探電荷q從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到g點(diǎn)過程中，其加速度一直減小D.若在b點(diǎn)給試探電荷q一個(gè)合適的初速度，它可以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)10.“蹦極”是很多年輕人喜愛的極限運(yùn)動(dòng)（如圖甲所示），質(zhì)量為m的蹦極愛好者從跳臺(tái)上落下，其加速度隨下降位移變化的圖像如圖乙所示（圖甲x1、x2、g，已知，x3、am未知，忽略空氣阻力以及繩索的重力，蹦極所用的繩索可看成滿足胡克定律的彈性繩，g為重力加速度，對(duì)于蹦極愛好者，下列說法正確的是（）A.下降位移為x2時(shí)，速度最大B.下降過程中的最大速度大小為C.下降的最大位移D.下降過程中的最大加速度大小為三、實(shí)驗(yàn)題：本大題2小題，共15分。11.某同學(xué)為了驗(yàn)證對(duì)心碰撞過程中的動(dòng)量守恒定律，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：用紙板搭建如圖所示的滑道，使金屬玦可以平滑地從斜面滑到水平面上，其中OA為水平段。選擇相同材質(zhì)的金屬塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。測(cè)量金屬塊的質(zhì)量，得到甲、乙兩個(gè)金屬塊的質(zhì)量分別為m1和m2。將金屬塊甲放置在斜面上某一位置，標(biāo)記此位置為B。由靜止釋放甲，當(dāng)甲停在水平面上某處時(shí)，測(cè)量甲從O點(diǎn)到停止處的滑行距離OP。將金屬塊乙放置在O處，左側(cè)與O點(diǎn)重合，將甲放置于B點(diǎn)由靜止釋放。當(dāng)兩枚金屬塊發(fā)生碰撞后，分別測(cè)量甲、乙從O點(diǎn)到停止處的滑行距離OM和ON。保持釋放位置不變，重復(fù)實(shí)驗(yàn)若干次，得到OP、OM、ON的平均值分別為s0、s1、s2。（1）在本實(shí)驗(yàn)中，甲的質(zhì)量m1__________乙的質(zhì)量m2（選填“>”“<”或“=”）；（2）碰撞前，甲到O點(diǎn)時(shí)速度的大小可表示為___________（設(shè)金屬塊與紙板間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ，重力加速度為g）；（3）若甲、乙碰撞過程中動(dòng)量守恒，則___________（用m1和m2表示）12.某科技小組想測(cè)定彈簧托盤秤內(nèi)部彈簧的勁度系數(shù)k，拆開發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)如圖（a）所示、托盤A、豎直桿B、水平橫桿H與齒條C固定連在一起，齒輪D與齒條C嚙合，在齒輪上固定用來指示示數(shù)的指針E，兩根完全相同的彈簧將橫桿吊在秤的外殼I上。托盤中不放物品時(shí)，指針E恰好指在豎直向上的位置。指針隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周后刻度盤的示數(shù)為P0=5kg。（1）某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)出齒輪D的直徑d，用題給條件與所測(cè)得的相關(guān)量符號(hào)表示彈簧的勁度系數(shù)k=___________，測(cè)得齒輪直徑如圖（b）所示，則讀數(shù)d=___________mm，重力加速度g2，帶入計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)k=___________N/m（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。（2）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，科技小組設(shè)計(jì)了下列操作：A．托盤中不放物品，測(cè)出此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度l0；B．在托盤中放上一物品，讀出托盤秤的示數(shù)P1，并測(cè)出此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度l1；C．在托盤中增加一相同的物品，讀出托盤秤的示數(shù)P2，并測(cè)出此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度l2；D．再次在托盤中增加一相同的物品，讀出托盤秤的示數(shù)P3，并測(cè)出此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度l3；E．根據(jù)測(cè)量結(jié)果及胡克定律計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)k。充分利用小組所測(cè)得數(shù)據(jù)，可用相關(guān)量的符號(hào)表示彈簧的勁度系數(shù)k=__________。四、計(jì)算題：本題共3個(gè)小題，共42分，請(qǐng)寫出必要的文字說明和必需的物理演算過程，只寫出最終結(jié)果的不得分。13.“奔跑吧”設(shè)計(jì)了一款“快步流星”游戲，如示意圖所示，0刻度線正上方有排球，計(jì)時(shí)按鈕置于嘉賓要挑戰(zhàn)的距離處。某嘉賓將計(jì)時(shí)按鈕放在8m處，他從14m處起跑，跑到計(jì)時(shí)按鈕時(shí)按下按鈕，排球由靜止開始下落，他恰好接到排球（即挑戰(zhàn)成功）。若嘉賓起跑的加速度為，運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為8m/s，不計(jì)他按下按鈕的時(shí)間，重力加速度取，求：（1）他按下按鈕時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度大??；（2）排球下落前距地面的高度；（3）嘉賓從起跑到接住球所用的時(shí)間。14.如圖，圓弧軌道AB的圓心為O，半徑為，圓弧軌道AB的B點(diǎn)與水平地面BE相切，B點(diǎn)在O點(diǎn)的正下方，在B點(diǎn)的右側(cè)有一豎直虛線CD，B點(diǎn)到豎直虛線CD的距離為，豎直虛線CD的左側(cè)有一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為（大小未知），豎直虛線CD的右側(cè)有場(chǎng)強(qiáng)大小為（大小未知）、豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)。豎直虛線CD的右側(cè)有一豎直墻壁EF，墻壁EF到豎直虛線CD的距離為，墻壁EF底端E點(diǎn)與水平地面BE相連接，墻壁EF的高度也為?，F(xiàn)將一電荷量為、質(zhì)量為的完全絕緣的滑塊從A點(diǎn)由靜止釋放沿圓弧軌道AB下滑，過B點(diǎn)時(shí)的速度大小為4m/s，最后進(jìn)入豎直虛線CD右側(cè)。已知滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)，圓弧軌道AB光滑，水平地面BE與滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，，，，。求：（1）場(chǎng)強(qiáng)的大??；（2）滑塊到達(dá)豎直虛線CD時(shí)速度大小和滑塊從B點(diǎn)到達(dá)豎直虛線CD所用時(shí)間；（3）要使滑塊與豎直墻壁EF碰撞，求的取值范圍。15.如圖所示，足夠長(zhǎng)的固定斜面上放置一長(zhǎng)條形木盒，斜面的傾角為37°?，F(xiàn)將一可看作質(zhì)點(diǎn)的光滑小球置于木