精品解析：辽宁省葫芦岛市2023-2024学年高三上学期1月期末考试物理试题（解析版）

2024年1月葫芦岛市普通高中学业质量监测考试高三物理注意事项：1.满分：100分。考试时间75分钟。2.答卷前，考生务必将自己的姓名代码，准考证号，涂写在答题卡上。3.每小题选出答案后，用铅笔把答题卡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。不能答在试卷上。一、选择题（本题共10小题，共46分。第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分）1.有些餐厅使用机械人为顾客上菜，不仅节省了人力，也增添了用餐的乐趣。如图所示，机械人用水平的托盘托举菜盘先匀速前行，此时托盘对菜盘的作用力大小为；机械人快到餐桌前变为减速向前运动，此时托盘对菜盘的作用力大小为，下列说法正确的是（ ）A.和的方向相同 B.和的方向相同C.和的方向不相同 D.和的方向不相同【答案】C【解析】【详解】机械人托举菜盘先匀速前行，此时托盘对菜盘的作用力大小等于菜盘的重力，方向竖直向上；即在机械人快到餐桌前变为减速向前运动过程中，此时菜盘为研究对家，菜盘受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，且有还受到一个与运动方向相反的摩擦力，此时托盘对菜盘的作用力为与的合力，即方向背离餐桌方向斜向上。故选C。2.我国某些农村地区人们仍用手抛撒种子进行水稻播种。某次同时抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O、且轨迹交于P点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是（ ）A.谷粒2在最高点的速度等于 B.谷粒2在最高点的速度小于C.两谷粒同时到达Р点 D.谁先到Р点取决于谷粒的质量【答案】B【解析】【详解】CD．根据图像可知，谷粒1做平抛运动，谷粒2做斜抛运动，令谷粒2抛出速度与水平方向夹角为，从O到P过程，对谷粒1、2分别有，解得，则有可知，故粒1先到达P点，运动时间与谷粒质量无关，故CD错误；AB．结合上述，两谷粒在水平方向做匀速直线运动，则有，由于则有即谷粒2在最高点的速度小于，故A错误，B正确。故选B。3.闭合回路中的交变电流在1个周期内的i—t图像如图所示，其中图线的ab段和bc段均为正弦曲线的四分之一，则该交变电流的有效值为（ ）A. B. C.1A D.【答案】A【解析】【详解】根据有效值的定义可知，令该交变电流的有效值为I，则有解得故选A。4.2023年10月1日在杭州亚运会田径铁饼赛场上，几只电子机器狗来来回回运送铁饼，这是体育赛事中的首次。已知裁判员将铁饼放在机器狗背部的铁饼卡槽中，机器狗从静止开始，沿直线奔跑70m恰好停到投掷点，其运动过程的a—x图像如图所示。则下列说法正确的是（ ）A.机器狗奔跑过程中的最大速度为3m/sB.机器狗在63~68m的过程中做匀速运动C.机器狗在68~70m的过程中做匀减速运动D.机器狗奔跑过程中，地面对其产生滑动摩擦力的作用【答案】A【解析】【详解】A．根据图像可知，机器狗先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动，再做匀减速直线运动，最后做加速度减小的变减速直线运动，可知机器狗在位移为5m时速度达到增大，则有解得故A正确；B．根据图像可知，机器狗在63~68m的过程中，加速度为一恒定的负值，加速度方向与速度方向相反，可知，此过程机器狗做匀减速直线运动，故B错误；C．机器狗在68~70m的过程中，加速度为负值，表明方向与速度方向相反，加速度大小逐渐减小，表明机器狗做加速度减小的变减速直线运动，故C错误；D．机器狗奔跑过程中，其脚底与地面的接触部分始终与地面保持相等静止，但是有相对运动的趋势，可知地面对其产生静摩擦力的作用，故D错误。故选A。5.2023年4月14日，我国首颗太阳探测卫星“夸父一号”准时观测了部分数据，实现了数据共享。如图，“夸父一号”卫星和另一颗卫星分别沿圆轨道、椭圆轨道绕地球沿逆时针运动，圆的半径与椭圆的半长轴相等，两轨道相交于A、B两点，某时刻两卫星与地球在同一直线上，下列说法中正确的是（ ）A.两颗卫星的运动周期B.两卫星在图示位置的速度C.两卫星在A处受到的万有引力D.两颗卫星在A或B点处不可能相遇【答案】D【解析】【详解】A．由于圆的半径与椭圆的半长轴相等，根据开普勒第三定律可知，两颗卫星的运动周期故A错误；B．以地球中心为圆心，以图中卫星在椭圆的位置到地心间距为半径做一个圆，如图所示令该圆轨道上卫星的线速度为，由于该圆相对于椭圆是高轨道，由椭圆变轨到该圆轨道上，需要在切点加速，即有对于圆轨道，万有引力提供向心力，则有解得轨道半径越大，线速度越小，则有可知故B错误；C．根据万有引力定律有两卫星在A处距离地心间距相等，由于两卫星的质量关系不确定，则两卫星受到的万有引力关系也不确定，故C错误；D．由于两卫星军沿逆时针运动，周期相等，某时刻两卫星与地球在同一直线上，两轨道相交于A、B两点，夸父一号刚开始到达B点的时间小于半个周期，刚开始到达A点的时间大于半个周期，而椭圆上的卫星刚开始到达B点的时间大于半个周期，刚开始到达A点的时间小于半个周期，可知，两颗卫星不可能同时到达A点或B点，即两颗卫星在A或B点处不可能相遇，故D正确。故选D。6.如图所示，竖直面内有一匀强电场，其方向与x轴夹角为37°。现有质量为m的一带负电的小球，从О点以速度竖直向下抛出。已知小球的加速度沿x轴方向。sin37°=0.6，cos37°=0.8，则关于带电小球运动过程中的说法正确的是（ ）A.小球加速度可能沿x轴负方向 B.小球机械能一直在减少C.小球的电势能一直在增加 D.小球所受电场力的大小为【答案】D【解析】【详解】A．小球带负电，所受电场力方向与电场强度方向相反，对小球进行分析，受到电场力与重力，根据矢量合成规律可知，小球的加速度一定沿x轴正方向，故A错误；BC．结合上述可知，小球的加速度方向与初速度方向垂直，可知，小球做类平抛运动，若过O点做电场线的垂线，可知，小球先在垂线的左侧远离该垂线，后靠近垂线，越过垂线后，在垂线右侧又远离该垂线，可知，电场力先做负功，后做正功，则电势能先增大后减小，即机械能先减小后增大，故BC错误；D．根据上述，小球所受到电场力与重力的合力方向沿x轴正方向，根据矢量合成可知故D正确。故选D。7.如图所示，在第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场（坐标轴上无磁场），位于x轴上的Р点有一粒子发射器，沿与x轴正半轴成60°角方向发射不同速率的电子，已知当速度为时，粒子恰好从О点沿y轴负方向离开坐标系，则下列说法正确的是（ ）A.如果，则粒子速度越大，在磁场中运动的时间越长B.如果，则粒子速度越大，在磁场中运动的时间越短C.如果，则粒子速度越大，在磁场中运动的时间越长D.如果，则粒子速度越大，在磁场中运动的时间越短【答案】B【解析】【详解】AB．当速度为时，粒子恰好从О点沿y轴负方向离开坐标系，作出此时的轨迹如图所示该轨迹恰好与y轴相切，若，粒子速度越大，轨迹半径越大，轨迹飞出点逐渐从上述轨迹的切点位置上移，可知，对应轨迹圆心角越小，根据可知，粒子在磁场中运动的时间越短，故A错误，B正确；CD．若，结合上述可知，粒子轨迹为一段优弧，粒子从x轴正方向射出，根据单边有界磁场的对称性，飞出的速度方向与x轴正方向夹角仍然等于60°，根据几何关系可知，轨迹所对应的圆心角始终为240°，根据可知，如果，则在磁场中运动的时间一定，与速度大小无关，故CD错误。故选B。8.渔业作业中，鱼虾捕捞上来后，通过“鱼虾分离装置”，实现了机械化分离鱼和虾，大大地降低了人工成本。某科学小组将“鱼虾分离装置”简化为如图所示模型，分离器出口与传送带有一定的高度差，鱼虾落在斜面时有沿着斜面向下的初速度。下列说法正确的是（ ）A.“虾”可能沿着传送带向下做匀加速直线运动B.“鱼”在传送带上一定做匀变速直线运动C.“虾”在传送带上运动时，摩擦力对“虾”做负功D.“鱼”在传送带运动时，加速度方向沿传送带先向下后向上【答案】AC【解析】【详解】A．虾落在斜面时有沿着斜面向下的初速度，虾相对传送带向下运动，传送带对虾的摩擦力沿皮带向上，若滑动摩擦力小于虾重力沿传送带向下的分力，则虾向下做匀加速直线运动，故A正确；B．根据图像可知，鱼最终向上运动，表明传送带对鱼的滑动摩擦力大小大于鱼重力沿传送带向下的分力，鱼先向下做匀减速直线运动，减速至0后，又沿传送带向上做匀加速直线运动，若鱼的初速度大于传送带的速度，则鱼加速至与传送带速度相等后与传送带保持相对静止，与最后向上做匀速直线运动，若鱼的初速度小于传送带的速度，与可能一直向上做匀加速直线运动，即与可能做匀变速直线运动，也可能先做匀变速直线运动，后做匀速直线运动，故B错误；C．根据上述，虾向下运动，传送带对虾的摩擦力方向沿皮带向上，可知，“虾”在传送带上运动时，摩擦力对“虾”做负功，故C正确；D．根据上述可知，鱼的加速度方向可能一直沿传送带向上，也可能先沿传送带向上，后为0，故D错误。故选AC。9.某磁悬浮列车的刹车原理可以简化为如图所示：将匝数为N的矩形线框固定在车身下方，当线框进入磁场时，会受到安培力的作用，这种力会辅助列车进行刹车。已知列车的质量为m，车身长为s，ab和cd长度均为L（L小于磁场的宽度），线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长，磁感应强度的大小为B，方向竖直向上。车头刚进入磁场时速度为，列车停止前所受铁轨阻力及空气阻力的合力恒为f。车尾进入磁场瞬间，列车恰好停止。下列说法正确的是（）A.列车进站过程中电流方向为abcdB.列车ab边进入磁场瞬间，线框的电流大小为C.列车ab边进入磁场瞬间，加速度大小为D.列车从进站到停下来的过程中，减少的动能等于线框产生的焦耳热【答案】AC【解析】【详解】A．列车进站过程中穿过线框的磁通量变大，由楞次定律及安培定则可知列车进站过程中电流方向为abcd，故A正确；BC．列车ab边进入磁场瞬间产生的感应电动势为由闭合电路欧姆定律得对列车由牛顿第二定律得联立解得B错误，C正确；D．列车从进站到停下来的过程中，减少的动能等于线框产生的热量与克服空气阻力产生的摩擦生热，故D错误。故选AC。10.如图，原长为的轻质弹簧，一端固定在О点，另一端与质量为m的小球相连。小球套在竖直固定的粗糙杆上，与杆之间的动摩擦因数为0.2。杆上M、N两点与O点的距离均为，P点到О点的距离为。OP与杆垂直。当小球置于杆上P点时恰好能保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现将小球以某一初速度从M点向下运动到N点。在此过程中，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（ ）A.弹簧的最大弹力为5mgB.小球在Р点下方处的加速度大小为C.小球从M到N点的过程中受到的摩擦力先变小再变大D.小球从M到Р点和从Р到N点的过程中动能的变化量【答案】ABD【解析】【详解】A．小球在M点时，弹簧的形变量为小球在P点时，弹簧的形变量为可知小球在P点时，弹簧弹力最大，由于小球置于杆上P点时恰好能保持静止，根据平衡条件有，解得弹簧弹力的最大值为故A正确；B．小球在Р点下方处，弹簧与杆之间的夹角为，弹簧的弹力弹簧处于压缩状态，结合上述解得对小球进行分析，根据平衡条件有，解得故B正确；C．弹簧在M点处于拉伸状态，弹簧在P点处于压缩状态，可知，在弹簧与杆之间的夹角为30°时，弹簧处于原长，此时弹簧弹力为0，导致杆与小球之间的弹力为0，此时摩擦力为0，同理可知，当弹簧处于P点下方运动时，弹簧先处于压缩，后处于拉伸，在弹簧与杆之间的夹角为30°时，弹簧处于原长，此时弹簧弹力为0，导致杆与小球之间的弹力为0，此时摩擦力也为0，由于弹簧弹力在水平方向上的分力大小等于杆对小球的弹力，可知小球从M到N点的过程中，杆对小球的弹力先减小，再增大，随后减小，最后增大，可知小球受到的摩擦力先减小，再增大，随后减小，最后增大，故C错误；D．结合上述，弹簧在M点与N点时，弹簧均处于拉伸状态，拉伸形变量相等，弹簧在P点时，弹簧处于压缩状态，在P点的形变量大于M点与N