广东省广州市三校2023-2024高三上学期期中考试物理试卷（答案）

2023-2024 学年上学期期中三校（广外 铁一 广大附）联考
高三物理问卷
本试卷共 5 页，15 小题，满分 100 分。考试用时 75 分钟。
一、单项选择题：本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分。在每小题给出的四个选项中，只有 一项是符合题目要求的。
1 ．“天宫课堂”第四课于 2023 年 9 月 21 日 15 时 45 分开课，神舟十六号航天员景海鹏，朱杨柱、桂海潮在 中国空间站梦天实验舱面向全国青少年进行太空科普授课。在奇妙“乒乓球”实验中，航天员朱杨柱从水袋挤 出了一些水，形成一颗水球，桂海潮用白毛巾包好的球拍击球，水球被弹开。对于该实验说法正确的是
( )
A ．击球过程中，水球所受弹力是由于水球发生形变产生的
B ．梦天实验舱内可进行牛顿第一定律的实验验证
C ．梦天实验舱内，水球体积越大其惯性越大
D ．击球过程中，水球对“球拍” 的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对平衡力
2 ．如图甲所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒内的衣物随滚筒在竖直面内做匀速圆周运动，可简化为如图乙所 示模型，A 、C 两点分别为衣物运动的最高点和最低点，B 、D 两点与圆筒圆心等高，则对脱水过程。下列 说法正确的是( )
A ．从 A 到 C 衣物处于失重状态
B ．在 B 、D 两点衣物的加速度相同
C ．脱水效果最好的位置在 C 点
D ．已脱水的衣物在 A 点受到的合力最小
3 ．如图所示，图甲为沿 x 轴传播的一列简谱横波在 t=0 时刻的波动图像，图乙为质点 P 的振动图像，则下 列说法中正确的是( )
A ．该波沿 x 轴正方向传播
B ．t= 1s 时，a 质点向y 轴负方向运动
C ．0~2s 时间内，质点 P 沿 x 轴向左运动了 4m
D ．从 t=0 时起，a、b、c 三质点中质点 b 最先回
到平衡位置
4 ．建筑工人用如图所示的方式将重物从平台缓慢下放到地面上，固定重物的光滑圆环套在轻绳上，轻绳的 一端固定在竖直墙上，工人手握的部分有足够长的绳子，工人站在平台上的位置保持不变，缓慢释放手中
的绳子，重物缓慢下降，则在重物下降的过程中( )
A ．绳对圆环的作用力逐渐减小
B ．工人对绳的拉力不变
C ．平台对工人的支持力逐渐增大
D ．平台对工人的摩擦力逐渐减小
三校联考 高三物理试卷 第 1页（共 5 页）
5 ．某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术，汽车的位置 x 与时间 t 的关系如图所示，则汽车 行驶速度 v 、加速度a 与时间 t 的关系图像可能正确的是( )
A B C D
6.近年来我国航天事业取得了举世瞩目的成就，例如 2023 年 10 月 26 日神州十六号、神州十七号航天员胜 利会师于轨道高度约 400 km 的“天宫” 空间站，空间站绕地球做匀速圆周运动，如图甲所示；还有我国自主 研发的北斗卫星导航系统已于 2020 年服务全球，该系统由 5 颗同步卫星、30 颗非静止轨道卫星组成，主要 应用于三维卫星定位与通信，如图乙所示。下列说法正确的是( )
甲 乙
A ．“天宫” 空间站的运行周期大于北斗同步卫星的运行周期
B ．“天宫” 空间站里的宇航员处于悬浮状态时不受重力的作用
C ．北斗导航系统中所有同步卫星受到地球的万有引力大小相等
D ．北斗同步卫星的发射速度大于“天宫” 空间站的发射速度
7 ．曲柄连杆机构是发动机的主要运动机构，其功能是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，从而驱动 汽车车轮转动，其结构示意图如图所示。 曲轴可绕固定的O 点自由转动，连杆两端分别连接曲轴上的A 点 和活塞上的B 点，若曲轴绕 O 点做匀速圆周运动，转速n = 1800r / min ， OA = 20cm, AB = 60cm 。下列说法 正确的是( )
A ．活塞在水平方向上做匀速直线运动
B ．当OA 竖直时，活塞的速度为12πm / s
C ．当OA 与 AB 共线时，活塞的速度为12πm / s
D ．当OA 与AB 垂直时，活塞的速度为4πm / s
二、多项选择题：本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分。在每小题给出的四个选项中，有多 项符合题目要求。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。
8 ．越野滑雪运动员利用工作起来似巨型“ 陀螺” 的圆盘滑雪机模拟一些特定的训练环境和场景。某次训练过 程简化为如图模型：圆盘滑雪机绕垂直于盘面的固定转轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离转轴距离为 10m 处的运动员（保持如图滑行姿势，可看成质点）与圆盘始终保持相对静止，运动员质量为 60kg ，与盘面间 的动摩擦因数为 0.5 ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面的夹角为 15° , g 取 10m/s2 ，已知
sin15°≈0.260 ，cos15°≈0.966 。则下列说法正确的是( )
A ．运动员随圆盘做匀速圆周运动时，一定始终受到两个力的作用
B . ω 的最大值约为 rad/s
C . ω取不同值时，运动员在最高点所受摩擦力一定随ω 的增大而增大
D ．运动员由最低点运动到最高点的过程中摩擦力所做的功约为 3120J
三校联考 高三物理试卷 第 2页（共 5 页）
9．智能手机安装适当的软件后，可随时测量手机的加速度大小。某同学手
持这样一部手机，站在水平地面上，完成一次下蹲后又起立的运动，得到
其加速度随时间的变化关系如图所示。设竖直向上为正方向，下列关于该
同学的说法正确的是( )
A ．由 a 到 c 的过程中处于失重状态
B ．c 点时重心最低
C ．e 点时处于起立过程且速度最大
D ．由 e 到f 的过程中地面对其支持力小于重力
10 ．使甲、乙两个电性相反的带电体静止于水平桌面上， 甲的质量大于乙
的质量，两者与桌面绝缘且与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲
和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻( )
A ． 甲的速度大小比乙的大
B ． 甲的动量大小比乙的小
C ． 甲的动量大小与乙的相等
D ． 甲和乙的动量之和不为零
三、实验题：每空 2 分，共 16 分。
11 ．为了探究平抛运动的规律，某小组做了以下实验：
（1）如图甲是实验装置示意图，在此实验中，为得到平抛运动轨迹，下列说法正确的是 （只有一 项正确）。
A ．斜槽轨道必须光滑
B ．安装斜槽轨道时，其末端需保持水平
C ．图中水平挡板 MN 必须等间距下移
（2）一位同学做实验时，未标记平抛运动的抛出点，只记录了轨迹上 A 、B 、C 三点。现取 A 点为坐标原
点，建立了如图乙所示的坐标系，平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出，由此可计算得出小球在 B 、C 两 点之间运动的时间间隔为 s ，小球平抛的初速度大小为 m/s 。（取g = 9.8m / s2 ，计算结果
均保留两位有效数字）
三校联考 高三物理试卷 第 3页（共 5 页）
12．在“观察电容器的充、放电现象”实验中，某研究小组同学按照图甲所示连接电路，并将传感器与计算机 相连。实验时，先将开关 S 掷向 1 ，一段时间后，将开关掷向 2 ，传感器将信息传入计算机屏幕上，显示出 电流或电压随时间变化的图线。
（1） 由电路图可知，传感器 1 应为 ，传感器 2 应为 。
A ．电流传感器 B ．电压传感器 C ．温度传感器 D ．压力传感器
（2）用 U 表示电容器两端的电压，I 表示电路中的电流，当开关掷向 1 后的一段时间里，下列图像正确的 有 。
A B C D
（3）开关掷向 2 后，通过 R 的电流方向为 （填“ 向上”或“ 向下” ）。
（4）若电源电动势为 2V ，开关掷向 2 后，通过 R 的电流大小的变化图像如图乙所示，则该电容器的电容 约为 F 。（结果保留两位有效数字）
四、计算题：共 38 分。
13 ．（10 分）冰壶是冬季奥运会上非常受欢迎的体育项目。如图所示，运动员在水平冰面上将冰壶 A 推到 M 点放手，此时 A 的速度v0 = 2m / s ，匀减速滑行x1 = 16.8m 到达 N 点时，队友用毛刷开始擦 A 运动前方的 冰面，使 A 与NP 间冰面的动摩擦因数减小，A 继续匀减速滑行x2 = 3.5m ，与静止在 P 点的冰壶 B 发生正 碰，碰后瞬间 A、B 的速度分别为vA = 0.05m / s和vB = 0.55m / s ，方向相同。已知 A、B 质量相同，A 与MN 间冰面的动摩擦因数μ1 = 0.01 ，重力加速度g 取10m / s2 ，运动过程中两冰壶均视为质点，A 、B 碰撞时间极 短。求冰壶 A
（1）在 N 点的速度v1 的大小；
（2）与NP 间冰面的动摩擦因数μ2 。
三校联考 高三物理试卷 第 4页（共 5 页）
14 ．（12 分）如图甲所示，一质量M = 0.5kg 的物块放在足够大的粗糙水平面上的 O 点，物块与水平面间 的动摩擦因数μ = 0.2 。长l = 1m 的轻质细线上端固定，下端系着一质量m = 0.5kg 的小球，小球静止时位于 O 点，小球与物块均视为质点。以 O 为原点，水平向右为x 轴建立坐标。O 点右侧空间有一特殊的水平外
力场，外力F 随位置x 的变化关系如图乙所示。现将小球拉至与竖直方向夹角θ= 53。的位置，由静止释放，
小球与物块发生弹性正碰，不计空气阻力，重力加速度大小g 取10m / s2 , sin53。= 0.8, cos53。= 0.6 。求：
（1）碰撞后瞬间物块的速度大小；
（2）物块第一次运动到x = 1.6m 时的动能。
15 ．（16 分）如图所示，圆心为 O 、半径为 R 的圆形区域内存在一个平行于该区域的匀强电场，MN 为圆 的一条直径。质量为 m 、电荷量为+q 的粒子从 M 点以速度 v 射入电场，速度方向与 MN 夹角θ=45° , 一段 时间后粒子运动到 N 点，速度大小也为 v ，不计粒子重力，规定 M 点电势为零。求：
（1）匀强电场的场强大小；
（2）粒子电势能的最大值；
（3）仅改变粒子速度大小，当粒子离开圆形区域的电势能最小时，粒子射入电场的速度大小。
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2023—2024 学年上学期期中三校联考
高三物理参考答案
1 ．C 2 ．C 3 ．B 4 ．D 5 ．C 6 ．D 7 ．B
8 ．BD 9 ．ACD 10 ．BD
11 ． B 0.10 0.80
12 ． A B AD/DA 向下 0.96X10一6 F - 1. 0X 10一6 F 均可。
13 ．（1） v1 = 0.8m / s ；（2） μ2 = 0.004
【详解】（1）设冰壶质量为m ，A 受到冰面的支持力为N ，由竖直方向受力平衡，有N = mg
设 A 在MN 间受到的滑动摩擦力为f ，则有f = μ1N
设 A 在MN 间的加速度大小为 a ，由牛顿第二定律可得f = ma
联立解得 a = μ1g = 0. 1m / s2 ————————————————2 分
由速度与位移的关系式，有v1 (2) 一 v0 (2) = 一2ax1 ————————————————2 分
代入数据解得v1 = 0.8m / s ———————————————— 1 分
（2）设碰撞前瞬间 A 的速度为v2 ，由动量守恒定律可得mv2 = mvA + mvB ————2 分
解得v2 = 0.6m / s
设 A 在NP 间受到的滑动摩擦力为f , ，则有f, = μ2mg
由动能定理可得一f, . x2 = mv2 (2) 一 mv1 (2)
————————————2 分
联立解得μ2 = 0.004 ———————————————— 1 分
14 ．（1） v2 = 2 m/s ；（2） Ek (') = 0.4J
【详解】（1）设小球运动到 O 点时的速度大小为 v ，在小球释放后至运动到 O 点的过程中，根据动能定理
有mgl (1 一 cosθ) = mv 2 ————————————2 分
设碰撞后瞬间小球与物块的速度分别为 v1 、v2 ，取向右为正方向，根据动量守恒定律有
(
1
2
)mv = mv + Mv ———————————— 1 分
根据机械能守恒定律有 mv2 = mv12 + Mv22 ———————————— 1 分
解得v2 = 2 m/s ———————————— 1 分
（2）F-x 图像与 x 轴围成图形的面积表示 F 做的功，则由题图乙可知碰后物块第一次运动到 x= 1.6 m 过程
三校联考 高三物理试卷 第 6页（共 5 页）
中水平力做的功WF = 0 ；————————————2 分
摩擦力f 做的功为Wf = 一μMgx = 一1.6J ————————————2 分
由动能定理可得WF +Wf = Ek (') 一 Mv2 (2)————————————2 分
代入数据解得Ek (') = 0.4J ———————————— 1 分
(
mv
2
1
2
v
)15 ．（1） E = 2qR ；（2） 4 mv ；（3） v1 = 2
【详解】解：（1）从 M 到 N 粒子动能不变，电场力不做功，所以 MN 为等势线，电场线与 MN 垂直，粒 子做类似斜抛的运动，沿 MN 方向，粒子匀速运动
t = = ————————————2 分
垂直 MN 方向v sin 45。= at ————————————2 分
根据牛顿第二定律qE = ma ————————————2 分
解得E = ———————————— 1 分
（2）粒子垂直 MN 方向速度为 0 时， 电势能最大，根据能量守恒
Ep max = mv2 一 m (v cos 45。)2 = mv2 ————————————3 分
（3）如图所示，当粒子运动到 P 点时，电势能最小，由
联立求得v1 =
v1 cos 45。t ' = R ————————————2 分
一v1 sin 45。t '+ at,2 = R ————————————3 分
———————————— 1 分
三校联考 高三物理试卷 第 7页（共 5 页）