2024-2025学年河南省商丘市部分学校高三(上)期中考联考物理试卷(解析版)

这是一份2024-2025学年河南省商丘市部分学校高三(上)期中考联考物理试卷(解析版)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1. 物理学中有一些经典实验通过巧妙的设计使用简陋的器材揭示了深刻的物理本质。伽利略的斜面实验揭示了匀变速直线运动规律。某同学用现代实验器材改进伽利略的经典斜面实验。如图甲所示，他让一小球从固定斜面顶端O处静止释放，小球经过A处到达斜面底端B处，通过A、B两处安装传感器测出A、B间的距离x及小球在AB段运动的时间t。改变A点及A处传感器的位置，重复多次实验，计算机作出—t图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 小球在斜面上运动的平均速度大小为6m/s
B. 小球运动到斜面底端时速度大小为0.6m/s
C. 小球在斜面上运动的加速度大小为0.6m/s2
D. 小球在斜面上运动的时间为1s
【答案】D
【解析】AC．根据匀变速直线运动公式
联立可得
由图可知，纵轴截距为B点速度
在由平均速度公式
故AB错误；
C．由图可知，图象斜率
故C错误；
D．由速度公式
故D正确。
故选D。
2. “神舟十号”飞船太空授课中，航天员王亚平曾演示了太空中采用动力学方法测量质量的过程．如图所示是采用动力学方法测量“天宫一号”空间站质量的原理图，若已知飞船质量为3.5×103kg，其推进器的平均推力为1560N，在飞船与空间站对接后，推进器工作了7s，在这段时间内，飞船和空间站速度变化了0.91m/s，则空间站的质量约为（ ）
A. 1.2×104kgB. 8.5×103kgC. 1.6×104kgD. 5.0×103kg
【答案】B
【解析】由运动学公式
对整体，由牛顿第二定律
F=（m1+m2）a
解得
；
故ACD错误，B正确，
故选B。
3. 用力拉纸带，纸带将会从重物下抽出，解释这中现象的正确说法是（ ）
A. 在缓慢拉动纸带时，纸带给物体的摩擦力大
B. 在迅速拉动纸带时，纸带给物体的摩擦力小
C. 在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量小
D. 在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小
【答案】D
【解析】AB．用水平力F慢慢拉动纸带，重物跟着一起运动，重物与纸片间是静摩擦力；若迅速拉动纸带，纸带会从重物下抽出，重物与纸片间是滑动摩擦力；滑动摩擦力约等于最大静摩擦力；故快拉时摩擦力大。故A、B错误；
CD．纸带对重物的合力等于摩擦力，慢拉时滑动摩擦力作用时间长，故慢拉时纸带给重物的摩擦力的冲量大，由于作用时间长，支持力的冲量也大，故慢拉时，纸带给重物的冲量大，故C错误、D正确。
故选D。
4. 将带正电的甲球放在乙球的左侧，两球在空间形成了如图所示的稳定的静电场，实线为电场线，虚线为等势线．A、B两点与两球球心的连线位于同一直线上，C、D两点关于直线AB对称，则( )
A. 乙球一定带负电
B. C点和D点的电场强度相同
C. 正电荷在A点具有的电势能比其在B点具有的电势能小
D. 把负电荷从C点移至D点，电场力做的总功为零
【答案】D
【解析】由图可得，电场线从左侧入乙球，电场线又从乙球的右侧出来，指向无穷远处，所以乙球整体可能不带电．故A错误；因为电场强度是矢量，C点与D点方向不同，所以电场强度不同，故B错误．由图可得A比B点处于离正电荷更近的等势面上，所以A点的电势高于B点的电势，正电荷在A点具有的电势能比其在B点具有的电势能大，所以C错误．CD在同一电势能面上，移动电荷不做功，所以D正确．故选D．
5. “娱乐风洞”是一项新型娱乐项目，在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来，使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图，一质量为m的游客恰好静止在半径为R的圆柱形竖直风洞内，已知气流密度为ρ，游客在这种姿势下的受风面积（游客在垂直于风力方向的投影面积）为S，风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定。假设气流吹到人身上后速度变为零，重力加速度为g，不考虑气体重力，下列说法正确的是（ ）
A. 风速不变，游客受风面积变化时仍能静止
B. 气流速度大小为
C. 若风速变为原来的，则游客向下加速，加速度大小为
D. 若风速变为原来的2倍，则游客向上加速，加速度大小为3g
【答案】D
【解析】B．对时间内吹向游客空气，设气体质量为，则
则风的动量变化为
以时间内吹向游客的空气为研究对象，由动量定理可得
由于游客处于静止状态，则
F=mg
联立得
故B错误；
A．由B项解析可知，游客静止时，风速
可知游客在受风面积变化时，要使游客静止，风速一定要发生变化，故A错误；
C．若风速变为原来的，则风力为，则
由动量定理可知
根据牛顿第二定律可知
联立解得
游客向下加速，故C错误；
D．若风速变为原来的2倍，则风力为，则
由动量定理可知
根据牛顿第二定律可知
联立解得
游客向上加速，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，在竖直平面内有半径为R和1.5R的两个圆，两圆的最高点相切，切点为a，b和c分别是小圆和大圆上的两个点，其中ab长为1.6R，ac长为3R。现沿ab和ac建立两条光滑轨道，自a处由静止释放小球，已知小球沿ab轨道运动到b点所用时间为t1，沿ac轨道运动到c点所用时间为t2，则t1与t2之比为（ ）
A. 2：3B. 5：8C. 15：16D.
【答案】D
【解析】设ab和ac间的夹角为θ，根据几何关系可知
cs
小球沿ab做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得
a=
根据运动学基本公式得
1.6R=
小球从a运动到c做自由落体运动，则有
3R=
解得
故选D。
7. 若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为。已知月球半径为R，万有引力常量为G。则下列说法正确的是（ ）
A. 月球表面的重力加速度B. 月球的质量
C. 月球的自转周期D. 月球的平均密度
【答案】D
【解析】A．小球在月球表面平抛，有
得
选项A错误；
B．若在月球表面的物体，质量为m，有
得
选项B错误；
C．月球的自转周期，本题中的信息无法求出，当然我们知道，月球的自转跟月球绕地球公转同步，选项C错误；
D．月球的密度
选项D正确。
故选D。
8. “复兴号”动车是我国自主研发，具有完全知识产权的新一代高速列车。某“复兴号”动车组由8节车厢编组而成，其中第1、3、5、7节为动力车厢，其余为无动力车厢。已知每节动力车厢有2400kW的大型电动机提供动力，每节车厢除了行驶中受恒定的摩擦阻力外，还会受到风阻作用，第1节列车所受风阻，其余每节车厢所受的风阻，表达式中v表示动车行驶速度，k为比例系数，为84N·s/m。下列说法正确的是（ ）
A. 该型号动车组最大行驶速率为120m/s
B. 若关闭两个电动机，动车组最大速度为原来一半
C. 以最大速率匀速行驶时，第1节车厢所受总阻力为25200N
D. 以最大速率匀速行驶时，第3节车厢对第2节车厢作用力为12600N
【答案】D
【解析】A．根据题意动车组总功率
匀速行驶时受阻力之和
又
解得
故A错误；
B．由
解得
故B错误（亦可定性分析）；
C．第1节车厢受总阻力
故C错误；
D．对前两节车厢为整体分析：电动机牵引力
车厢所受阻力为
所以第三节车厢还需提供推力
故D正确。
故选D。
二、多选题（共4小题，每小题4分，共16分。选对但不全得2分，全对得4分，有错选不得分）
9. 如图所示，一质量M=3.0 kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m=1.0 kg的小木块A，同时给A和B以大小均为4.0 m/s，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，A始终没有滑离B板，在小木块A做加速运动的时间内，木板速度大小可能是( )
A. 2.1 m/sB. 2.4 m/sC. 2.8 m/sD. 3.0 m/s
【答案】AB
【解析】以A、B组成的系统为研究对象，系统动量守恒，取水平向右方向为正方向，从A开始运动到A的速度为零过程中，由动量守恒定律得
，
代入数据解得
，
当从开始到AB速度相同的过程中，取水平向右方向为正方向，由动量守恒定律得
代入数据解得：，则在木块A正在做加速运动的时间内B的速度范围为：
，
故选AB。
10. 纸面内存在沿某方向的匀强电场，在电场中取O点为坐标原点建立x轴，以O为圆心、R为半径，从x轴上的a点开始沿逆时针方向作圆，是圆周上的8个等分点，如图（a）所示；测量圆上各点的电势与半径同x轴正方向的夹角，描绘的图像如图（b）所示，下列说法正确的是（ ）

A. 电场强度的大小为
B. O点的电势为
C. a、e两点的电势差为
D. 从e到f，电势一直降低，从g到h，电势一直升高
【答案】AC
【解析】A．由题图可知圆周上电势最高的点和电势最低的点所在的直径与x轴夹角为
且电势差的值为
由匀强电场的电场强度和电势差的关系，可得电场强度的大小
方向与x轴正方向夹角为，故A正确；
D．根据选项A分析，可画出如图所示电场线
根据沿着电场线方向电势逐渐降低，可知从e到f，电势先降低再升高，从g到h，电势一直升高，故D错误；
B．根据匀强电场电势分布特点，O点的电势
故B错误；
C．a、e两点的电势差
故C正确。
故选AC。
11. 波源和垂直于纸面做简谐运动，振动周期相同，但步调正好相反，所激发的横波在均匀介质中沿纸面向四周传播。图甲为两简谐波在时的俯视图，实线圆表示波峰，虚线圆表示波谷。该介质中某点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 两简谐波波速为0.15m/s
B. 图甲中的B点为振动减弱点
C. 图乙可能是A点的振动图像
D. 时刻，C点可能位于波谷
【答案】BC
【解析】A．由图甲可知，两简谐波的波长为
由图乙可知周期为，两简谐波的波速为
故A错误；
B．波源和振动步调相反，B点到两波源的距离相等，为振动减弱点，故B正确；
C．由图甲可知，时，A点位于波谷，故图乙可能是A点振动图像，故C正确；
D．由图甲可知，时刻，C点位于平衡位置，根据平移法可知，时刻，即时刻前，C点位于波峰，故D错误。
故选BC。
12. 如图所示，一辆质量为M的小车静止在光滑的水平面上，在小车两侧立柱的横梁上固定一条长为L不可伸长的水平轻细绳，细绳另一端系有质量为m的小球，小球由静止释放，此后小车做往复运动．不计一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g．那么，在小车往复运动的过程中（ ）
A. 在任意时刻，小球和小车在水平方向动量一定大小相等、方向相反
B. 小球第一次在O点右侧能到达的最高点，可能比初始释放点低，原因是M、m的大小关系未知，可能出现到右侧最高点时小球的速度为零而小车的速度不为零
C. 小车运动的动能最大时，小球的重力势能最小
D. 小车往复运动的振幅恒为
【答案】AC
【解析】A.系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒，所以小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反,故A正确
B.系统水平方向动量守恒，所以小球到右侧最高点时，小车速度一定为零，故B错误
C. 小球在最低点时，小球重力势能最小．此时绳子对小车的拉力的水平分力刚好为零，此时小车速度达到最大．故C正确
D.根据水平方向动量守恒结合人船模型分析：，，小车向左运动最大位移为，所以振幅应为，故D错误
三、实验题（共2小题，共16分）
13. 如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置．
(1)通过研究重物自由下落过程中增加的__________与减小的重力势能的关系，从而验证机械能守恒定律．
(2)实验中打点计时器应接__________ （选填“直流”或“交流”）电源．正确操作得到的纸带如图所示，O点对应重物做自由落体运动的初始位置，从合适位置开始选取的三个连续点 A、B、C 到O点的距离如图，已知重物的质量为m，重力加速度为g．则从打下 O点到B点的过程中，重物减少的重力势能为________．
【答案】(1)动能 (2)交流 mgh2
【解析】(1)[1] 通过研究重物自由下落过程中增加的动能与减少的重力势能是否相等，验证机械能守恒；
(2)[2][3] 打点计时器应接交流电源，从打下O点到B点的过程中，重物减少的重力势能△Ep=mgh2
14. 某同学设计如下步骤测量金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图甲所示，其直径为_____。
(2)测量该金属丝的电阻率，可供选择的仪器有：
A.电流表A1（量程0~10mA，内阻约几欧） B.电流表A2（量程0~0.6A，内阻约几欧）
C.电压表V1（量程0~3V，内阻约几千欧） D.电压表V2（量程0~15V，内阻约几千欧）
E.电源电动势为4.5V，内阻较小。
实验中按如图乙所示接好电路，闭合S1后，把开关S2拨至a时发现，电压表与电流表的指针偏转都在满偏的处。再把S2拨至b时发现，电流表指针几乎还在满偏的处，电压表指针则偏转到满偏的处，由此确定正确的电路连接方式并进行实验。完成下列问题。所选电压表为____（填V1或V2），此时电压测量值为_____。所选电流表为____（填A1或A2），此时电流测量值为_____。
【答案】(1)0. 470 (2)V1 1. 5V A2 0. 3A
【解析】(1)[1]用螺旋测微器测量金属丝的直径为：0+0.01mm×47.0=0.470mm；
(2)[2][3][4][5]电源的电动势为4.5V，则所选电压表为V1；由实验中两电表的指针偏转情况可知，两次电流表读数几乎不变，而电压表读数变化明显，说明电流表的分压作用不可忽略，电流表内阻不能忽略，即应该采用电流表外接电路，则S2应该接a端；此时电压测量值为 。当S2由a端转向b端时，电压表读数从1.5V变到2.5V，则说明在电流表上大约有1 V的电压，而电流表内阻为几欧姆，可知电流表的量程为0.6A，所选电流表应该为A2，此时电流测量值为。
四、解答题（共3小题，共36分）
15. 河南省商丘市规定在市区部分区域内全天禁止电动三轮车通行。政策实施后，许多人开始使用排子车，如图所示，人用斜向上的力拉排子车在平直的土路上行走，排子车的质量为40kg，货物的质量为260kg，拉力与水平方向的夹角为53°，排子车所受阻力是其对接触面压力的倍。若人用1200N的拉力由静止拉排子车，经过12s时间达到最大速度。重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cs53°=0.6。求：
（1）人拉排子车的加速度大小；
（2）从静止开始到最大速度过程中，人的平均速度的大小。
【答案】（1）；（2）0.8m/s
【解析】（1）以排子车和货物为整体，竖直方向根据受力平衡可得
水平方向根据由牛顿第二定律得
又
联立解得
（2）经过12s时间达到最大速度，由匀变速直线运动规律得
人的平均速度的大小为
16. 如图甲所示，在一固定斜面上物体A通过光滑定滑轮与物体B相连，A、B均保持静止，已知A的质量，斜面倾角。
（1）若斜面光滑，求物体B的质量；
（2）若斜面由特殊材料制成，A、B仍保持静止，A向上运动时动摩擦因数，向下运动时动摩擦因数，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求物体质量的范围；
（3）如图乙所示，若在P点对B施加一水平外力，A、B仍保持静止，细线OP与竖直方向夹角，物体B质量，求A受到的摩擦力。
【答案】（1）3kg （2）
（3）5N，方向沿斜面向上
【解析】【小问1详解】
若斜面光滑，对AB物体整体受力分析，由平衡条件可得
代入数据解得，物体B的质量为
【小问2详解】
若最小时，对AB物体整体受力分析，由平衡条件
解得
若最大时，对AB物体整体受力分析，由平衡条件
解得
故物体B的质量范围为
【小问3详解】
对结点P受力分析，由平衡条件
解得
对物体A受力分析，由平衡条件
解得A受到的摩擦力大小为
方向沿斜面向上。
17. 如图所示，粗糙的水平轨道的左端有一压缩的弹簧，弹簧左端固定，右端放一个质量的小物块（可视为质点），物块与弹簧不粘连．若释放弹簧，物块离开弹簧后从点进入半径为的光滑竖直圆轨道，在圆轨道最高点处对轨道的压力，物块离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到点时，与长木板发生弹性碰撞，碰撞时间极短，碰撞后长木板开始进入足够长的水平粗糙轨道．已知长木板的质量，水平轨道长，长木板的长度，小物块与轨道间、长木板与轨道间的动摩擦因数均为，取．求：
（1）初始压缩的弹簧储存的弹性势能；
（2）碰撞后瞬间小物块的速度和长木板的速度；
（3）长木板右端点在轨道上运动的距离．
【答案】（1）21J（2）-5m/s；1m/s（3）0.34m
【解析】(1)物块m1 运动到C点时：
由牛顿第三定律有'
物块m1 由A运动到C：
解得：
(2)物块m1 由C运动到D：
物块m1 与长木板m2弹性碰撞时：
解得：

(3)长木板m2进入粗糙区域的过程中：
长木板m2全部进入粗糙区域后：
解得