福州市五校2023-2024学年高三上学期期中联考
物理试卷
（满分：100 分；考试时间：75 分钟）
班级 姓名 座号
一、单项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分）
1．如图所示，是一位同学进行立定跳远测试的运动过程，下列说法正确的是（ ）
A．起跳瞬间地面对同学的支持力大于同学对地面的压力
B．起跳瞬间地面对同学的摩擦力方向水平向右
C．同学在空中阶段处于超重状态
D．整个运动过程同学平均速度的大小小于平均速率
2. 如图所示，一束光由半圆形玻璃砖的右侧面沿半径射入，经AB界面折射后分为a、b两束光，则下列说法正确的是( )
A．玻璃对b光的折射率小于对a光的折射率
B．现将入射光绕O点逆时针转动，则b光先消失
C．在半圆形玻璃中，b光的传播时间小于a光的传播时间
D．分别用a、b光在同一个装置上做双缝干涉实验，a光的干涉条纹间距小于b光的
3．如图甲所示，线圈套在长玻璃管上，线圈的两端与电流传感器（可看作理想电流表）相连。将强磁铁从长玻璃管上端由静止释放，磁铁下落过程中将穿过线圈，并不与玻璃管摩擦。实验观察到如图乙所示的感应电流随时间变化的图像，从上往下看线圈中顺时针为电流的正方向。下列判断正确的是（ ）
A．本次实验中朝下的磁极是N极
B．t1~t2与t2~t3两段时间里图线与坐标轴围成的面积相等
C．磁铁下落过程减少的重力势能等于增加的动能
D．磁铁若从更高处释放，t2时刻穿过线圈的磁通量更大
4．四旋翼无人机通过改变前后端的旋翼转速，形成前后旋翼升力差，使机体倾斜，产生垂直于机体指向前上方的力，实现朝前飞行。一架重为G的四旋翼无人机正匀速朝前飞行，机体与水平方向夹角为θ已知空气阻力的大小与其速度大小成正比，比例系数为k，方向与运动方向相反。则无人机的飞行速度大小为（ ）
A． B． C． D．
二、多项选择题（本大题共4小题，每小题6分，共24分）
5．静电纺纱利用了高压静电场的两个电极使单纤维两端带上异种电荷，如图所示，则（ ）
A．图中虚线是电场线，电势ΦA =ΦB
B．图中虚线是等势线，电场强度EA =EB
C．电子在A点的电势能大于其在D点的电势能
D．将一电子从C移动到D，电场力做功为零
6．田径运动会上正进行接力比赛。如图所示，静止在O处等待接棒的运动员甲，观察到乙以大小为v的速度运动到P处时，甲从静止开始以大小为a的加速度匀加速直线运动，当甲速度达到v时，运动员乙恰好追上甲。在此过程中运动员乙做匀速直线运动，则（ ）
A．运动员甲的运动时间为 B．运动员甲的运动时间为
C．OP距离为 D．OP距离为
7．图甲为某感温式火灾报警器，其简化电路如图乙所示。理想变压器原线圈接入电压有效值不变的正弦交流电源，副线圈连接报警系统，RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R1为定值电阻，滑动变阻器R0用于设定报警温度。当流过R1的电流大于设定临界值时就会触发报警。那么出现火情时（ ）
A．副线圈两端电压不变
B．通过R1的电流减小
C．原线圈输入功率变大
D．R0滑片下移一点可以提高报警温度
8．渔业作业中，为了实现了机械化分离鱼和虾、降低人工成本，某科学小组设计了“鱼虾分离装置”模型如图所示：足够长的传送带与水平方向成倾角37°、顺时针转动速度v=2m/s，分离器出口与传送带有一定的高度差，鱼虾落到斜面时有沿着斜面向下的初速度v0=1m/s，鱼和虾与传送带之间的滑动摩擦系数分别为0.8和0.5，不考虑鱼和虾之间的相互作用，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（ ）
A．虾掉落到传送带后，先要向下减速
B．鱼掉落到传送带后，先要向下减速
C．掉落点距离传送带底端不少于1.25m才能成功分离
D．要使鱼匀速到达顶端，传送带的斜面长度至少5m
三、填空题（本大题共3小题，每小题3分，共9分）
9. 如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t＝1s时刻的波动图像，图乙为质点P的振动图像。这列波的波速为_______m/s，沿______方向传播（填“+x”或“-x”）。
10．在升降机中挂一个弹簧秤，下吊一个小球，当升降机静止时，弹簧伸长4 cm.当升降机运动时弹簧伸长2 cm，若弹簧秤质量不计，g取10m/s2，则升降机的加速度大小为________m/s2，小球处于________状态（填“超重”或“失重”）。
11．如图，光滑固定斜面的倾角为30°，A、B两物体的质量之比为4∶1。B用不可伸长的轻绳分别与A和地面相连，开始时A、B离地高度相同。此时B物体上、下两绳拉力之比为 ，在C处剪断轻绳，当B落地前瞬间，A、B的速度大小之比为 。
四、实验题（本大题共2小题，共14分）
12．利用如图甲所示的实验装置探究加速度与合外力的关系，实验中认为细绳对木块的拉力等于砝码和砝码桶的总重力。请思考探究思路并回答下列问题。
（1）下列做法正确的是 （填字母代号）
A．在找不到合适的学生电源的情况下，可以使用四节干电池串联作为打点计时器的电源
B．平衡摩擦力的方法是悬挂砝码桶但不得在砝码桶中添加砝码，使木块能拖着纸带匀速滑动
C．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
D．实验时，先接通打点计时器的电源再放开木块
（2）如图乙所示，是挂上砝码桶，装入适量砝码，按实验要求打出的一条纸带：A、B、C、D、E是纸带上选取的五个计数点，相邻两个计数点之间还有四个计时点未画出。用刻度尺测出各计数点到A点之间的距离，已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端。其中打出计数点C时木块的速度vC= m/s，木块的加速度a= m/s2（结果均保留两位有效数字）。
13．某实验小组的同学在实验室找到了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，设计了如图甲所示的电路进行了实验探究，其中MN为电阻丝，R0是阻值为0.40Ω的定值电阻。正确接线后，闭合开关S，调节滑片P，记录多组U、I的值。
（1）本实验中该同学选用0.6A挡。实验过程中，测得某次电流表的示数如图乙所示，则此时电流大小为 A；
（2）根据实验数据绘出的图像如图丙所示，由图丙可得电池的电动势 V，内阻 。（结果均保留两位有效数字）；由于电表内阻的影响，通过图像法得到的电动势的测量值 其真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）
五、计算题（本大题共3小题，共37分）
14. （11分）2023年9月26日，中国国家太空实验室内，航天员桂海潮和朱杨柱正在进行动量守恒实验。事先在舱门上布置了小方格为10cm×10cm的网格布。在其正前方进行实验：
将质量为500g的钢球1推出、正碰撞击另一个相同质量的钢球2，观察到碰后钢球1停下，钢球2向前运动。如图a所示，小张同学从视频中截取三个时刻的画面，分别是：球1离手瞬间、撞击瞬间、碰后某个时刻，请通过截图估算证明实验现象满足动量守恒和弹性碰撞规律；
接着桂海潮换用质量为100g的钢球3正碰撞击钢球2，如图b所示在视频中截取三个瞬间：球3离手瞬间、撞击瞬间、碰后某个时刻，请通过截图估算碰后42.00s时刻钢球3的位置，再画在图b上；
在这个实验中，网格布起到什么作用？在问题解决中钢球能否视为质点？
图a 图b
15. （14分）2023年7月19日，由中国科学院空间应用工程与技术中心研制的电磁弹射微重力实验装置启动试运行。如图所示，装置就像一个大电梯、原理是通过电磁弹射系统将实验舱从静止开始向上视为做匀加速运动，达到最大速度后实验舱在竖直轨道上经历上升和下落的“微重力”过程。据报道该装置目前达到了4秒的微重力时间、10μg微重力水平、加速过程的加速度不超过5g，实验舱的质量500kg，重力加速度g取10m/s2，根据以上信息，求：
弹射达到的最大速度；
装置至少有多高；
每次弹射最多需要消耗多少电能；
每次弹射系统对实验舱的最大冲量大小。
16．（12分）如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为，宽度为，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为。导体棒垂直于导轨放置，质量为，电阻为，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5。在整个导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为。将导体棒由静止释放，运动后，小灯泡稳定发光，此后导体棒的运动速度保持不变，（重力加速度取，，），求：
（1）导体棒速度为时棒的加速度大小；
（2）导体棒匀速运动时的速度大小；
（3）导体棒从静止到匀速的过程中小灯泡产生的焦耳热。福州市五校2023-2024学年高三上学期期中联考
物理参考答案及评分标准
1 2 3 4 5 6 7 8
D B B D AC AD AC BCD
9. 2 +x （各1.5分）
10. 5 失重 （各1.5分）
11. 2：1 1：2 （各1.5分）
12. CD 0.54 1.0 （各2分，漏选得1分、错选不得分）
13. 0.30 1.5 0.60 小于 （各2分）
14.
【解】
（1）从图a中可知
碰前球1速度v1=10/（12.32-11.67）cm/s=10/0.66 cm/s
碰后球1静止，球2速度v2=10/（12.99-12.32）cm/s=10/0.66cm/s （2分）
可得碰撞前后m v1=m v2，1/2m v12=1/2m v22 机械能不损失 （2分）
即满足动量守恒定律，弹性碰撞规律
（2）从图b中可知
碰前球3速度v3=10/（41.00-40.67）cm/s=10/0.33cm/s
碰后球2速度v2’=10/（42.00-41.00）cm/s=10/1.00cm/s≈1/3v3
由动量守恒定律1/5m v3= m v2’+1/5m v3’ （2分）
得碰后球3速度v3’= - 2 v2’
碰后球3反弹距离为20cm （2分）
（1分）
（3） 网格布作为参考系，可以显示和读取钢球的位置和位移； （1分）
钢球不能视为质点。 （1分）
15.
【解】
（1）10μg微重力过程的阻力可以忽略，上抛的上升和下落时间各t=2s
最大速度即v=gt ，得v=20m/s （3分）
（2）上抛阶段高度H1=1/2gt2，得H1= 20m （2分）
弹射阶段取最大加速度a=5g，高度H2=v2/2a =4m （2分）
装置至少高度为H=H1 +H2=24m （1分）
（3）能量守恒有 电能E=mgH=1.2×105J （3分）
（4）弹射阶段时间t1=v/a，得t1=0.4s
从静止到最高点，动量定理有 I - mg（t1+t）=0 （2分）
得I=1.2×104N·s （1分）
16.
【解】
（1）导体棒速度为时，感应电动势为 （1分）
根据闭合回路欧姆定律，此时电路中电流大小为 （1分）
此时的安培力大小为 （1分）
根据楞次定律可得，安培力的方向为沿斜面向上，设此时的加速度为a，根据牛顿第二定律得解得 （2分）
（2）当导体棒匀速运动时，设此时的安培力大小为，
根据受力平衡可得 （2分）
解得由前面分析可得解得 （2分）
（3）导体棒从静止到匀速的过程中，设回路中产生的总的焦耳热为，
根据功能关系可得 （2分）
由题意可知，解得
由于回路中电流处处相等，根据焦耳热公式可得，
小灯泡产生的焦耳热为 （1分）
