前郭尔罗斯蒙古族自治县第五高级中学2023-2024学年高三上学期第三次考试
物理试卷
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1.某科学小组研制了一种探测器，其速度大小可随运动情况进行调节．如图所示，在某次实验中，该探测器从原点一直沿轴正向运动，且其速度与位移成反比．已知探测器在、两点的速度分别为和，点到点的位移为，则探测器从点运动到点的时间为
A. B. C. D.
2.如图所示，某粮库使用电动传输机向粮垛上输送麻袋包，现将一麻袋包放置在倾斜的传送带上，与传送带一起斜向上匀速运动，其间突遇故障，传送带减速直至停止。若上述匀速和减速过程中，麻袋包与传送带始终保持相对静止，则下列说法正确的是( )
A. 匀速运动时，麻袋包只受重力与支持力作用
B. 匀速运动时，传送带受到的摩擦力一定沿传送带向上
C. 减速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向下
D. 减速运动时，传送带受到的摩擦力可能沿传送带向上
3.日本政府将核废水排放到大海中，废水中含铯、锶、氚等多种放射性物质，将对太平洋造成长时间的污染，这引起了全球社会各界的高度关注和深切担忧。其中有放射性，会发生衰变并释放能量，其半衰期为年，衰变方程为，以下说法正确的是( )
A. 衰变所释放的高速电子流是由氚核的核外电子形成的
B. 衰变前氚的质量大于衰变后和的总质量
C. 废水排入太平洋后，其中氚将在年后衰变完毕
D. 由于海水的稀释，氚因浓度降低而半衰期变长，从而降低了放射性
4.关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是( )
A. 物体是由大量分子组成的，分子是不可再分的最小单元
B. 宏观物体的温度是物体内大量分子的平均动能的标志
C. 分子做永不停息的无规则热运动，布朗运动就是分子的热运动
D. 分子间的斥力和引力总是同时存在的，且随着分子之间的距离增大而增大
5.如图所示，有一重力不计的方形容器，被水平力压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到注满为止，此过程中容器始终保持静止，则下列说法中正确的是( )
A. 容器受到的摩擦力不断增大 B. 容器受到的摩擦力不变
C. 水平力必须逐渐增大 D. 容器受到的合力逐渐增大
6.一对等量正点电荷电场的电场线实线和等势线虚线如图所示，图中、两点电场强度分别是、，电势分别是、，负电荷在、时的电势能分别是、，下列判断正确的是( )
A. ，，
B. ，，
C. ，，
D. ，，
7.质量均为的两个星球和，相距为，它们围绕着连线中点做匀速圆周运动。观测到两星球的运行周期小于按照双星模型计算出的周期，且。于是有人猜想在，连线的中点有一未知天体，假如猜想正确，则的质量为( )
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）
8.如图，水平传送带以恒定速率，逆时针转动，传送带左端有一挡板，一根水平轻弹簧左端固定在挡板上。现将质量为的小物块轻放在传送带右端，随传送带向左运动，与弹簧接触后压缩弹簧，压缩弹簧的最大形变量为。已知重力加速度为，物块在接触弹簧前已经匀速运动，物块与传送带之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。从开始接触弹簧到弹簧第一次到达最大形变量的过程中( )
A. 小物块一直做减速运动
B. 摩擦力对物块一直做负功
C. 滑动摩擦力对物块做的功
D. 弹簧弹性势能的最大值
9.我国航天事业持续飞速发展，月日梦天实验舱与长征五号遥四运载火箭组合体已转运至发射区，计划于近日择机发射。年底前还计划实施天舟五号、神舟十五号飞行和神舟十四号返回等任务，完成空间站建造。假设飞船质量正以速度在轨运行，为了与天宫号对接进行微调，在非常短的时间内将质量可认为飞船质量不变的气体垂直于飞船运行方向以速度喷出，则( )
A. 飞船也可相对空间站更低轨道减速后实现对接
B. 飞船也可相对空间站更高轨道减速后实现对接
C. 喷出气体后飞船速度变为
D. 飞船受到因喷出气体产生的平均作用力为
10.如图所示，水平线、、、为匀强电场中的等差等势线，一个质量为，电荷量绝对值为的粒子在匀强电场中运动，、为其运动轨迹上的两个点，已知该粒子在点的速度大小为，在点的速度大小为，且方向与等势线平行，、连线长为，连线与竖直方向的夹角为，粒子所受重力忽略不计，则
( )
A. 该粒子一定带正电
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 粒子在点的电势能一定大于在点的电势能
D. 等势线的电势比等势线的电势高
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
11.为探究某新材料的部分特性，一学习小组设计了如下实验，在水平桌面上平放一直尺，紧靠刻度线的一侧放大小相同的实心铁球黑色和新材料实心球白色，让球以某一速度向静止的球运动，碰撞前后的频闪照片如图所示。已知频闪仪每隔闪光一次，铁的密度为，请回答下列问题：
碰撞前球速度大小为________；
球材料的密度为________。结果均保留位有效数字
12.如图所示是一种测量电容器电容的实验电路图，实验是通过对高阻值电阻放电的方法，测出电容器充电至电压时所带电荷量，从而求出待测电容器的电容。某同学在一次实验时的情况如下：
A.按如图甲所示的电路图接好电路；
B.接通开关，调节电阻箱的阻值，使电流表的指针偏转接近满刻度，记下此时电流表的示数是，电压表的示数；
C.断开开关，同时开始计时，每隔测读一次电流的值，将测得数据填入表格，并标示在图乙的坐标纸上时间为横坐标，电流为纵坐标，如图乙中小黑点所示。
在图乙中画出图线；
图乙中图线与坐标轴所围成面积的物理意义是______；
该电容器电容为______结果保留两位有效数字；
若某同学实验时把电压表接在、两端，则电容的测量值比它的真实值______选填“大”“小”或“相等”。
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
13.一定量的理想气体从状态开始，经历、、三个状态变化，其压强与体积的关系图像如图所示。已知状态的温度为。
求状态的温度
类比直线运动中根据速度时间图像求位移的方法，求过程，气体对外界做的功
求过程中，气体从外界吸收的热量。
14.如图所示，质量的长木板在光滑的水平面上以速度向右做匀速直线运动某时刻，将一质量的小金属块放在长木板上距木板左端的位置，此时可认为的速度为若小金属块刚好不会从木板上滑出，取，求：
小金属块最后能达到的速度
小金属块在木板上滑动的过程中产生的热量
、之间的动摩擦因数．
15.如图所示，在场强为的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板，在金属板的正上方高为处有一个小的放射源，放射源上方有一铅板，使放射源可以向水平及斜下方各个方面释放质量为、电量为、初速度为的带电粒子，粒子最后落在金属板上，不计粒子重力．试求：
粒子打在板上时的动能；
粒子下落至金属板运动的最长时间；
计算落在金属板上的粒子图形的面积大小．
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
根据题述条件求出速度位移的关系式，求出位移，做出的图象，根据图象的面积求时间。
本题有一定的难度，关键是做出的图象以及根据图象求时间，本题有一定的创新，是一道好题。
【解答】
根据题述的速度与位移成反比，
可画出随位移变化的图线，如下图所示，根据可得，
点到点的位移为。根据随位移变化的图线与横轴围成的
“面积”等于时间可得探测器从点运动到点的时间为，选项A正确。
故选A。
2.【答案】
【解析】【分析】
麻袋相对皮带静止，随传送带一起向上匀速运动时，麻袋受力平衡，根据平衡条件来确定物体的受力情况．当麻袋加速运动时，加速度沿传送带向上，根据牛顿第二定律分析摩擦力。
本题运用平衡条件和牛顿第二定律分析物体的受力情况，考查分析实际问题的能力。
【解答】
传送带匀速向上运动时，麻袋包受力平衡，麻袋包除受重力、支持力外，还受沿传送带向上的静摩擦力作用，由牛顿第三定律可得，传送带受到沿传送带向下的静摩擦力，、选项均错误；
当传送带向上减速运动时，麻袋包具有沿传送带向下的加速度，由 ， ， 三种可能知，麻袋包将不受摩擦力，受沿传送带向上的摩擦力，受沿传送带向下的摩擦力三种可能，由牛顿第三定律可知，传送带所受摩擦力的方向可能沿传送带向上，或沿传送带向下，选项C错误，D正确。
3.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查原子核的衰变、质量亏损以及半衰期。核反应中释放能量，发生质量亏损；半衰期由原子核本身性质决定；经过一个半衰期，原子核有半数发生衰变，由此分析即可正确求解。
【解答】
A.衰变所释放的高速电子流是由于氚核中的中子转变为质子和电子，故A错误；
B.核反应中，因质量亏损，反应物的总质量应该大于生成物的总质量，故B正确；
半衰期的概念为反应物总数目为原来一半时所需要的时间，适用于统计学规律，且与一切外在因素无关，故经过．年后，剩余反应物数目应为原来的 ，故CD错误。
4.【答案】
【解析】、物体是由大量分子组成的，分子可再分为原子，故错误。
、根据温度的微观意义可知，物体的温度是物体内大量分子的平均动能的标志，故正确。
、布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，反映的是液体分子的永不停息的无规则热运动，故错误。
、分子间的斥力和引力总是同时存在的，且随着分子之间的距离增大而减小，故错误。
故选。
用分子间作用力与距离的关系分析；知道布朗运动反映的是液体分子的无规则运动；温度是平均动能的标志。
该题考查分子动理论以及分子势能等，明确温度是分子平均动能的标志，注意是大量分子的统计规律。
5.【答案】
【解析】【分析】
本题考查摩擦力的大小以及物体的受力平衡，基础题。
由平衡条件可得，墙对容器的静摩擦力，墙对容器的静摩擦力随水的重力的增加而增大，因注水过程中容器始终静止，故容器受到的合力始终为零。
【解答】
由平衡条件可得，墙对容器的静摩擦力随的增大而增大，故A正确、B错误；
C.设动摩擦因数，只要容器便可保持静止，可知水平力不一定增大，故C错误；
D.因注水过程中容器始终静止，故容器受到的合力始终为零，故D错误。
故选A。
6.【答案】
【解析】解：根据电场线疏密表示电场强度的大小，可知，根据顺着电场线方向电势逐渐降低，可知，负电荷所在处电势越高电势能越小，所以选项A正确。
故选：。
电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加．
电场线与等势面垂直．在两个等量同号点电荷连线上中点的电场强度为零，在连线的中垂线上，关于连线中点对称有两点电场强度最大，且方向相反．
7.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了万有引力定律及其应用、向心力；本题是双星问题，要抓住双星系统的条件：角速度与周期相同，再由万有引力充当向心力进行列式计算即可。
双星绕两者连线的中点做圆周运动，由相互之间万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律求解运动理论周期；
假定在，连线的中点有一未知天体，由天体对双星的作用与双星之间的万有引力的合力提供双星的向心力，结合，由此可以得到双星运行的进而的质量。
【解答】
两星的角速度相同，根据万有引力充当向心力知可得：，
两星绕连线的中点转动，则有：，
所以，
由于的存在，双星的向心力由两个力的合力提供，则：，
又：，
解得：，故A正确，BCD错误。
8.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了静摩擦力、牛顿第二定律、动能定理、功能关系；解决本题的关键理清滑块在整个过程中的运动情况，结合牛顿第二定律、动能定理进行求解，过程较为复杂，要求同学们能够细心分析，难度较大。
【解答】
A.物块刚接触到弹簧时，水平方向受到向右的弹力和向左的静摩擦力，物块做匀速运动，当摩擦力达到最大静摩擦力时，物块开始减速直至速度为零，故 A错误
B.在物块接触到弹簧做匀速运动阶段，摩擦力对物块做正功，故 B错误
C.物块受到滑动摩擦力的过程中，运动的位移小于，所以滑动摩擦力对物块做的功，故C正确
D.对物块由动能定理有，，所以，即，选项D正确。
9.【答案】
【解析】【分析】
要实现变轨对接，可以在高轨道减速或低轨道加速。喷气过程，根据动量守恒定律列式，再结合数学知识得出喷气后分成的速度。
本题考查单方向动量守恒和流体的动量定理和飞船的变轨问题的综合题目，简单。
【解答】要实现变轨对接，可以在高轨道减速或低轨道加速，故A错误，B正确。
C.喷出气体后根据动量守恒可知飞船侧向获得动量为，可知，根据勾股定理可知喷出气体后飞船速度变为，C正确。
D.飞船对气体的冲量有，可知飞船对气体的平均作用力为，根据力的相互性可知D正确。
故选。
10.【答案】
【解析】【分析】
粒子竖直方向受电场力，做匀加速直线运动；水平方向不受力，故竖直分运动是匀减速直线运动；结合运动的合成与分解的知识得到点速度与点速度的关系，然后对到过程根据动能定理列式求解电场强度。
本题关键是通过运动的合成与分解得到点速度和点速度的关系，然后结合动能定理列式求解即可。
【解答】
A.电场为匀强电场，等势面沿水平方向，则电场线的方向沿竖直方向，粒子弯曲的方向向上，所以粒子受力的方向向上，但由于电场线方向不知，则粒子的电性无法确定，故A错误；
B.在沿电场线的方向的位移：
设、间的电势差为，由动能定理，有：
联立解得：，故B正确；
C.电场为匀强电场，等势面沿水平方向，则电场线的方向沿竖直方向，粒子弯曲的方向向上，所以粒子受力的方向向上，从到的过程中电场力做负功，所以粒子的电势能增加，即在点的电势能一定大于在点的电势能，故C正确；
D.粒子受力的方向向上，若粒子带正电，则电场的方向向上，的电势高于的电势；若粒子带负电，则电场的方向向下，的电势低于的电势，故D错误。
故选BC。
11.【答案】；
【解析】【分析】
由图读出球碰撞前相邻两位置间的距离，根据闪光的时间间隔求出速度大小；
求出碰撞后两球的速度大小，根据动量守恒定律得出两球的质量大小关系，结合两球的体积相等即可求出球的密度。
本题的关键是掌握实验原理，考查学生的实验能力。
【解答】
由图可知，碰撞前球相邻两位置间的距离为，则可得碰撞前球的速度大小为；
由图可知，碰撞后，球相邻两位置间的距离为，球相邻位置间的距离为，则可得两球碰撞后，两球的速度大小分别为，，根据动量守恒定律有：，又有且由题意可知两球的体积相等，则可得，则可得球的密度为。
故答案为：；
12.【答案】【小题】
【小题】
在开始放电时电容器所带的电量
【小题】
【小题】
小
【解析】 【分析】
用平滑的曲线连接，作出图象．
【解答】
用平滑的曲线连接，作出图象如图；
【分析】
电荷量为图象与坐标轴所包围的面积．
【解答】
由知，电荷量为图象与坐标轴所包围的面积：则面积为电容器在开始放电时时所带的电荷量；
【分析】
计算面积时可数格数四舍五入，现由
求得电容．
【解答】
算出格子数，由总格子数乘以每个格子的“面积”值求：，则
【分析】
把电压表接在、两端，电荷是真实值，电压相当于路端电压，比原来小．
本题明确图象的面积的意义，学会面积的估算方法．能根据实验原理，分析实验误差．
【解答】
电容的测量值比它的真实值偏小，原因是若把电压表接在、两端，则电容器在放电时，有一部分电量会从电压表中通过，从而使得通过电流表中的电量小于电容器的带电量，从而使电容的测量值比它的真实值偏小。
13.【答案】解：根据图可知，状态到状态为等压变化，根据盖吕萨克定律可知
，
解得。
根据图像与坐标轴围成的图形的面积表示气体对外做的功，
即过程气体对外做的功为；
根据图像可知，状态和状态气体温度相同，又根据温度决定一定质量的理想气体的内能，可知A、状态下内能相等，即内能的变化量，
根据热力学第一定律，可知
且；
即，气体从外界吸收的热量为；
答：状态的温度为；
对外界做的功为；
气体从外界吸收的热量为。
【解析】由图示图像判断气体的状态变化过程，应用一定质量的理想气体的状态方程判断气体体积如何变化，然后应用热力学第一定律以及图像与坐标轴围成图形的面积表示气体对外界做的功答题。
本题考查气体的状态方程中对应的图象，分析清楚图示图像、知道理想气体内能由气体的温度决定即可解题，解题时要抓住在图像与坐标轴围成图形的面积表示气体对外界做的功。
14.【答案】解：金属块与木板组成的系统动量守恒，根据动量守恒：，
得
根据能量守恒：
，
得
根据，得
【解析】本题考查了滑块、木板模型。
金属块与木板组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律解答；
根据能量守恒解答；
摩擦力做功等于产生的热量，据此计算动摩擦因数。
15.【答案】解：由动能定理知，
初速度水平的粒子运动时间最长，做类平抛运动，
竖直方向：
水平方向，圆形半径
面积
【解析】见答案
