辽宁省2023-2024学年高三上学期11月期中大联考物理试题（含答案）

辽宁省2023-2024学年高三上学期11月期中大联考
物理
本卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题意要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1.角动量守恒定律、能量守恒定律和动量守恒定律是物理学的三大守恒定律。角动量定义为质点相对原点的位置矢量和动量的向量积，通常写作，表达式为。在国际单位制中，角动量的单位可以表示为（ ）
A. B. C. D.
2.在某次龙舟赛中，、两条龙舟从同一起点开始沿长直河道运动到同一终点，、的位移随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.时间内，、两龙舟间的距离在不断减小
B.时间内，龙舟在追赶龙舟
C.时间内，龙舟的平均速度大于龙舟的平均速度
D.对龙舟，时间内的平均速度小于其在内时间内的平均速度
3.“站稳了，就是精品一件，倒下了，就是乱石一堆”。如图所示，、、、四个形状不规则的石块叠放在水平面上并保持静止，下列说法正确的是（ ）
A.对的作用力大小一定小于的重力大小
B.对的作用力大小一定大于的重力大小
C.对的作用力方向一定垂直二者的接触面向上
D.水平面对一定有摩擦力，且方向沿水平方向向右
4.将扁平的石子向水面快速抛出，石子会在水面上“一跳一跳”地飞向远方，俗称“打水漂”。某同学将一个小石子从距水面高度为处水平抛出，石子第一次接触水面时的速度方向与水面间的夹角为。不计空气阻力，重力加速度为，则石子从抛出到第一次触水的过程中，不能求出的物理量是（ ）
A.石子抛出时的速度大小 B.石子触水时距抛出点的水平距离
C.石子抛出时重力的功率 D.石子触水时的动能
5.如图所示，水平地面上放置一个滚筒洗衣机，某同学启动洗衣机的甩干功能将筒中的一个小毛绒玩具甩干。在玩具中的水分基本被甩干后的一段时间内，玩具相对滚筒内壁静止，在同一竖直面内做匀速圆周运动。己知玩具的质量为，做圆周运动的半径为，玩具可视为质点，重力加速度为。则在该段时间内（ ）
A.玩具运动的线速度可能小于
B.玩具运动过程中受到的合力保持不变
C.玩具分别在筒中的最低点和最高点时，对滚筒内壁的压力差为
D.玩具由筒中的最低点运动至最高点的过程中，摩擦力做的功为
6.水上滑梯项目在夏日给人们带来了清凉。某水上滑梯项目可简化为如图所示的模型：人从倾角为的滑梯顶端在细水流的冲击下由静止开始下滑，水流对人的作用力大小恒定且沿滑梯向下，经过时间后人由滑梯底端进入水中，人在水中运动时，所受的浮力和阻力恒定，在水中速度减为零。已知人的质量为，人可视为质点，重力加速度为，不考虑空气阻力和人在滑梯上滑下时所受到的水的浮力。下列说法正确的是（ ）
A.人在滑梯上运动过程中，滑梯对人的支持力的冲量方向垂直滑梯向上，大小为
B.整个过程中，人的动量大小一直增大
C，人在泳池里时，对水的作用力方向水平向左
D.若水流作用力减小，则人在滑梯上时重力对人的冲量大小为
7.2023年贺岁片《流浪地球2》中有一段震撼人心的片段：月球接近地球，地月距离小于“洛希极限”，月球开始解体，月球残骸在巨大的引力作用下撞击地球表面。某兴趣小组试图估算地月“洛希极限”，通过查阅资料，他们得知“洛希极限”的表达式为（为月球半径，地为地球质量，为月球质量）。已知月球的半径约为，地球的半径约为，近地卫星绕地球做圆周运动的角速度是近月卫星绕月球做圆周运动角速度的1.3倍（二者的轨道半径近似等于星球半径），则地月“洛希极限”约为（ ）
A. B. C. D.
8.某同学站在体重计上，做下蹲起立的动作，并利用仪器记录了整个过程中体重计示数变化，如图所示。则下列描述正确的是（ ）
A.为该同学的下蹲过程，为该同学的起立过程
B.为该同学的下蹲过程，为该同学的起立过程
C.为该同学的下蹲过程，且该同学先失重后超重
D.过程，该同学运动的加速度大小逐渐增大
9.手机中的“计步功能”和“摇一摇功能”等需要用到加速度传感器，如图所示是一种常用的电容式加速度传感器的内部结构简化原理图。将传感器系统水平放置，图中绝缘质量块的左端与一端固定的水平轻弹簧相连，右端与电容器的活动极板相连，G为灵敏电流计，当系统静止时，弹簧处于原长状态。下列说法正确的是（ ）
A.系统向左匀速运动稳定时，通过灵敏电流计G的电流从流向
B.系统向左匀速运动稳定时，灵敏电流计G中没有电流通过
C.当系统突然向左加速运动时，通过灵敏电流计G的电流从流向
D.当系统突然向左加速运动时，通过灵敏电流计G的电流从流向
10.如图所示，平面内有一半径为的圆，圆心位于点，、、为圆与坐标轴的三个交点，匀强电场平行于平面，取点的电势为零。在平面内，若将一电子从点移动到点，克服电场力做的功为；若将一质子从点移动到点，电场力做的功为。不计各种粒子的重力和粒子间的相互作用，则下列说法正确的是（ ）
A.、两点间的电势差为
B.、两点间的电势差为
C.匀强电场的场强大小为
D.若在点有个粒子发射源，能够向平面内的各个方向发射动能均为的粒子，则粒子到达圆形边界的最大动能为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（6分）某实验小组利用摄像机和视频处理软件测量当地的重力加速度，装置如图1所示。带有标尺的框架上固定有电磁铁，电磁铁用于控制小球的释放，电磁铁断电后，由静止释放小球，摄像机录制小球下落过程，使用软件选取了连续5帧小球所处的位置，依次记为、、、、，并得到每个位置对应的刻度值，如图2所示。已知摄像机每秒钟可以拍摄60帧，即拍摄帧率为帧/秒。回答下列问题：
图1 图2
（1）（多选）实验操作中，下列说法正确的是________。（填选项前的字母）
A.应先开启摄像进行录制，再释放小球
B.应先释放小球，再开启摄像进行录制
C.拍摄之前应该调节框架，保证标尺在竖直方向
D.小球只能在标尺零刻度线处释放
（2）图2中，小球下落到C点时的速度大小为______m/s。（结果保留2位小数）
（3）将测得的多组时间和位置数据导入数据处理软件，利用软件的拟合功能可以得到图像表达式为，由此可知，当地重力加速度的测量值______。（结果保留2位小数）
（4）在物理实验中，可用相对误差来判断实验结果的理论值误差大小，一般小于5%的误差可视为在误差允许范围内。查阅资料后得知当地的重力加速度为，则本次实验的结果________（选填“大于”或“小于”）5%。
12.（8分）小华在实验过程中，将不带电的电解电容器、灵敏电流计G、定值电阻、电源、单刀双掷开关S按照图1所示连接，检查无误之后，把开关拨到位置，发现灵敏电流计G没有偏转。因此，小华使用多用电表检测电路故障，先对开关和导线以及各实验仪器的接线柱进行检查，均没有发现故障。接下来小华完成以下步骤：
图1 图2
（1）把开关拨到位置，发现灵敏电流计G仍没有偏转；
（2）把电阻从电路中拆下，使用多用电表的欧姆挡测量其电阻，当欧姆挡选用“”的倍率进行测量时，发现指针的偏转角度过小，则需要换选________（选填“”或“”）倍率的电阻挡，并进行________（选填“机械调零”或“欧姆调零”）后，再次进行测量。此时多用电表的指针如图2所示，测量结果为________；
（3）把电解电容器从电路中拆下，充分放电后，将多用电表欧姆挡的两只表笔分别与电解电容器的两个引脚相连，由于电解电容器引脚有“+”“-”之分，因此需要将多用电表_________（选填“红”或“黑”）表笔与电解电容器的“+”引脚相连。观察到表针从最左侧“”刻度处向右摆，然后从右摆向左，最后停在最左侧“”刻度处不动；
（4）将电源从电路中拆下，用多用电表电压挡进行测量，测得电压为：
（5）基于以上现象，小华推测电路中出现故障的仪器是________。（选填“定值电阻”“电容器”“电源”或“灵敏电流计G”）
13.（11分）如图所示，两大小相同的极板竖直正对放置，板间存在水平向右、大小为的匀强电场。一个质量为、电荷量为的小球，紧贴左侧极板的上端（未接触）以初速度水平向右抛出。已知左、右两极板间的电势差为，极板足够长，小球可视为质点，不计空气阻力，，，重力加速度取。
（1）求小球打在右极板前瞬间，其速度与水平方向的夹角；
（2）仅将小球抛出时的初速度变为，若极板长度可调，为保证小球在板间运动中不撞到右极板，求极板的最大长度。
14.（12分）如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，轻弹簧的一端固定在斜面的底端，弹簧处于原长时另一端与斜面上的点平齐。质量为的小滑块从斜面上的点由静止下滑，滑块在点接触弹簧并压缩弹簧到点时开始弹回。已知、间的距离为0.4m，、间的距离为0.2m，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度取，取3.87。
（1）若斜面光滑，求滑块运动中弹簧弹性势能的最大值：
（2）若滑块第1次离开弹簧后，沿斜面上升的最高点位于、的中点，求滑块第2次经过点时的速度大小。（结果保留3位有效数字）
15（17分）如图所示，光滑水平轨道的左端固定有一个竖直挡板，右端与足够长的水平传送带平滑连接，传送带以的速率沿逆时针方向速传动。质量为2kg的小滑块和质量为6kg小球放在水平轨道上，为的不可的轻质细线一端系在小球上方的点，另一端与小球相连，初始时细刚好直伸直，、刚好接触无弹力。现拉直细线将小球从与点等高处由静止释放，小球与滑块发生弹性正碰，碰后立即撤去小球。已知滑块与传送带之间的动摩因数为，滑块与挡板每次碰撞后的速度大小变为该次碰前速度大小的，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小球和滑块均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度取。求：
（1）小球与滑块碰前瞬间细线的拉力大小；
（2）滑块在传送带上第一次减速到零的位置距传送带左端的距离；
（3）滑块从开始运动到最终静止的过程中，滑块与传送带间因摩擦产生的热量。
辽宁省2023-2024学年高三上学期11月期中大联考
物理·全解全析及评分标准
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D B B D D A B CD BD BCD
1.D【解析】根据角动量的表达式，位置矢量单位为m，动量单位为，可知角动量单位为2
，D正确。
2.B【解析】由题图可知，时间内，、两龙舟间的距离先增大后减小，A错误；时间内，龙舟的位移总是比龙舟的大，因此龙舟在追赶龙舟，B正确；时间内，龙舟的位移大于龙舟的位移，由可知，龙舟的平均速度大于龙舟的平均速度，C错误；题图中，分别连接点与时刻图线上的点以及时刻与时刻图线上的点，因两段斜线的斜率表示对应时间段内的平均速度，由此可知，龙舟在时间内的平均速度大于其在时间内的平均速度，D错误。
3.B【解析】对石块进行受力分析可知，对的作用力大小等于的重力大小，A错误；对、、三个石块整体进行受力分析可知，对的作用力大小等于、、三个石块的重力大小，即大于石块的重力大小，B正确；对、两个石块整体进行受力分析可知，对的作用力方向一定竖直向上，但不一定与二者的接触面垂直，C错误；对、、、四个石块整体进行受力分析可知，水平面对一定没有摩擦力，D错误。
4.D【解析】从距水面高度为处水平抛出石子，由平抛运动的规律知，石子落到水面时的竖直分速度为，因，解得，A不符合题意；石子在此过程中的水平位移为，其中，两式联立可得，B不符合题意；石子抛出时初速度与重力垂直，重力的瞬时功率为零，C不符合题意；因小石子质量未知，故石子触水时的动能无法求出，D符合题意。
5.D【解析】玩具在竖直面内做匀速圆周运动，为了不脱离筒壁，玩具在最高点处的受力应满足，解得，A错误；玩具运动过程中由玩具的重力、滚筒内壁对玩具的支持力以及滚筒内壁对玩具的摩擦力的合力提供向心力，在匀速圆周运动中，向心力大小不变，方向时刻变化，B错误；设洗衣机滚筒转动的角速度为，玩具在最低点和最高点时，由牛顿第二定律分别有，，联立两式解得，由牛顿第三定律知，玩具分别在筒中最低点和最高点时，对滚筒内壁的压力差为，C错误；玩具由最低点运动到最高点的过程，由动能定理有，则摩擦力做的功为，D正确。
6.A【解析】人在滑梯上运动过程中，滑梯对人的支持力大小恒为，由知，支持力的冲量大小为，方向垂直滑梯向上，A正确；整个过程中，人先加速后减速，动量大小先增大后减小，B错误；人在水中运动时，水对人有竖直向上的浮力和与运动方向相反的阻力，由牛顿第三定律可知，人对水的作用力方向不可能水平向左，C错误；若水流作用力减小，则人在滑梯上的运动时间将大于，重力对人的冲量大小大于，D错误。
7.B【解析】对近地卫星有，对近月卫星有，可得，代入数据结合洛希极限表达式有，B正确。
8.CD【解析】下蹲过程中，该同学先向下加速，后向下减速，所以先失重，后超重，该过程中体重计的示数先小于该同学的质量后大于该同学的质量，C正确，A、B错误；设该同学的质量为，由图像可知过程，体重计的示数减小，该同学受到重力和体重计对其的支持力，由牛顿第二定律可得，加速度大小为，所以增大，D正确。
9.BD【解析】系统向左匀速运动稳定时，加速度为零，轻弹簧没有发生形变，电容器板间的距离不变，没有充、放电电流，A错误，B正确；当系统突然向左加速运动时，弹簧伸长，电容器板间距离变小，由知，电容器的电容变大，电源将对其充电，因充电时电子的运动方向由电源负极流向电容器左侧极板，则通过灵敏电流计的电流方向从流向，D正确，C错误。
10.BCD【解析】将一电子从点移动到点，电场力做的功为，根据电场力做的功，可得，同理可得，A错误；以点电势为零，则点、点和点的电势分别为、、，可得，B正确；匀强电场中轴上坐标为（3.75cm，0）的点电势为，连接，由点做的垂线，垂足为，由几何关系知，，则匀强电场的场强大小为，C正确；由知，圆形边界的电势最高为5V，最低为，由于粒子的电荷量为，由能量守恒定律知，粒子在电场中运动时的动能与电势能之和恒为，因粒子在圆形边界上的电势能最小为，则粒子的最大动能为，D正确。
11.（1）AC（1分） （2）0.53（0.52~0.54，2分） （3）9.70（2分） （4）小于（1分）
【解析】（1）为了使照片记录小球运动的全过程，需要先开启摄像进行录制，再释放小球，A正确，B错误；为真实记录小球下落的高度，必须保证标尺在竖直方向，C正确；由小球在不同位置对应的标尺读数可求得小球在各段下落的高度，因此小球释放位置不是一定要在标尺零刻度线处，D错误。
（2）相邻频闪位置的时间间隔为，由题图2知，、位置的距离为，则。
（3）小球做初速度为零的匀变速直线运动，由位移—时间关系式类比后有，解得。
（4）由题中相对误差的计算式知，。
12.（2）（2分）欧姆调零（1分） （或120k，2分） （3）黑（1分） （5）灵敏电流计G（2分）
【解析】（2）由欧姆表表盘刻度的特点知，指针的偏转角度过小，说明电阻的阻值较大，因此应换更高倍率的挡位，即选“”挡，每次换挡后，都需要进行欧姆调零；题图2中，指针指示的刻度值为“12”，又倍率为“”，则电阻的测量结果为。
（3）欧姆表的黑表笔接内部电源的正极，因此黑表笔应与电解电容器的“+”引脚相连。
（5）结合上述步骤中的实验操作和实验现象可知，定值电阻、电容器和电源均正常，则电路中出现故障的仪器可能是灵敏电流计G。
13.（1）小球的运动可分解为沿水平方向的匀加速直线运动和沿竖直方向的自由落体运动，设小球打在右极板前瞬间，小球的水平速度为，竖直速度为，速度与水平方向的夹角为
由知，板间距（1分）
小球水平抛出后，水平方向上有（2分）
由牛顿第二定律有（1分）
竖直方向上有（1分）
则（1分）
解得（1分）
（2）设极板长度为，则水平方向有（1分）
解得
竖直方向有（2分）
解得（1分）
14.（1）若斜面光滑，滑块和弹簧组成的系统机械能守恒，则当滑块压缩弹簧到点时弹簧的弹性势能最大，由能量守恒定律可得（3分）
解得（2分）
（2）设滑块与斜面间的动摩擦因数为，滑块由点下滑，压缩弹簧弹回后运动到、中点的过程，由动能定理有（3分）
对滑块由点下滑到第2次经过点过程，由动能定理可得
（2分）
联立解得（2分）
15.（1）对小球由释放至碰前的运动过程，由动能定理可得（2分）
解得
小球在碰前瞬间，由向心力公式有（2分）
解得（1分）
（2）小球和滑块发生弹性正撞，由动量守恒定律和能量守恒定律分别有
（1分）
（1分）
联立解得（1分）
滑块在传送带上第一次减速到零，由动能定理可得（1分）
解得（1分）
（3）设滑块在传送带上运动的加速度大小为，滑块在传送带上第一次减速到零过程的位移大小为，时间为，在传送带上第一次加速过程的位移大小为，时间为；在传送带上第二次减速过程的位移、时间分别为、，第二次加速过程的位移、时间分别为、，后面依次类推……
滑块在传送带上，由牛顿第二定律有
第一次减速过程时间
第一次减速过程位移
第一次加速过程时间
第一次加速过程位移
第一次减速和加速过程，传送带的位移分别为，（1分）
则摩擦产生热量为（2分）
第一次返回轨道后，滑块与挡板相碰，速度变为原来的一半，滑块每次在传送带上的运动过程都是先做匀减速运动至速度为零再做匀加速运动返回传送带左端，则滑块每次在传送带上往返过程的位移为零，传送带的位移即为二者的相对位移。滑块第二次在传送带上往返的过程，（1分）
此后时间和位移均变为上一次的，则滑块从第二次滑上传送带至最终静止，滑块与传送带间因摩擦产生的热量为（2分）
从滑块开始运动到最终静止的过程，滑块与传送带因摩擦产生的热量（1分）
注：其他解法可参照，酌情给分。