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    2025长春东北师大附中高三上学期第二次摸底考试物理试题含解析

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    2025长春东北师大附中高三上学期第二次摸底考试物理试题含解析

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    一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,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,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
    1. 如图所示为两个电荷量均为的带电小球A和B(均可视为质点),球A固定在点的正下方处,球B用长为的细线悬挂在点,静止时,细线与竖直方向的夹角为。已知静电常量为,重力加速度为,下列说法正确的是( )
    A. B的质量为B. B的质量为
    C. 点处的电场强度的大小为D. 点处的电场强度的大小为
    【答案】C
    【解析】
    【详解】AB.对B受力分析,如图所示
    由几何关系可知,三个力之间的夹角均为,则有

    则B质量为
    故AB错误;
    CD.根据点电荷电场强度公式,A、B在O点产生的电场强度大小都为
    又两电场强度方向间夹角为,结合平行四边形定则得O点处的电场强度的大小为
    故C正确,D错误。
    故选C。
    2. 某兴趣小组研究一遥控无人机的水平飞行运动,根据记录的数据作出该无人机运动的图像和图像,如图所示。其中图像中的时刻对应抛物线的最高点,。下列说法正确的是( )
    A. 无人机的加速度为
    B. 无人机的初位置
    C. 无人机飞回坐标原点的时刻
    D. 无人机飞回坐标原点的时刻
    【答案】D
    【解析】
    【详解】A.根据速度-时间图像的斜率表示加速度,则有
    故A错误;
    B.由速度-时间图像可知无人机的初速度为4m/s,0-2s内无人机向正方向做匀减速直线运动,t=2s到达最大位置处,则0-2s内运动的位移为
    故初位置为
    故B错误;
    CD.设无人机经时间从最大位置处回到坐标原点,由速度-时间图像可知,返回坐标原点的加速度大小为2m/s2,则有
    解得
    故无人机回到坐标原点的时间为
    故D正确。
    故选D。
    3. 如图所示,平行板电容器的电容为,正极板带电量为,负极板接地,两极板间距离为,今在距两极板间离负极板处放一正点电荷。已知静电力常数为,下列说法正确的是( )
    A. 由于负极板接地所以负极板带电荷量为零
    B. 所在处的电势是
    C. 点电荷所受电场力的大小为
    D. 点电荷所受电场力的大小为
    【答案】B
    【解析】
    【详解】A.负极板带电荷量为。故A错误;
    C.带电金属板不能看做点电荷,故不能根据库仑定律求解q所受的电场力。故C错误;
    D.电容器两板电势差
    两板间电场场强
    则q所受电场力的大小为
    故D错误;
    B.所在处的电势是
    故B正确。
    故选B。
    4. 体育课上两名同学用篮球做抛球游戏,小强将球甲从高为处以速度水平抛出,同时小伟将球乙从水平地面以的初速度竖直上抛,两球在空中相遇,不计空气阻力,忽略两球的大小,重力加速度为,下列说法正确的是( )
    A. 球乙在上升过程中遇到球甲B. 相遇点离地高度为
    C. 从抛出到相遇的时间为D. 抛出时,两球之间的水平间距为
    【答案】D
    【解析】
    【详解】AC.由题意可知,若两物体在空中能够相遇,则在竖直方向应满足
    则相遇时间为
    乙上升时间为
    由于
    所以在乙下降过程中相遇,故AC错误;
    B.相遇点离地高度
    故B错误;
    D.抛出时,两球之间的水平间距为
    故D正确。
    故选D。
    5. 某星系中有一颗质量分布均匀的行星,其半径为R,将一质量为m的物块悬挂在弹簧测力计上,在该行星极地表面静止时,弹簧测力计的示数为F;在赤道表面静止时,弹簧测力计的示数为。已知引力常量为G。下列说法正确的是( )
    A. 该行星的自转周期为B. 该行星的质量为
    C. 该行星赤道处的重力加速度为D. 该行星的密度为
    【答案】D
    【解析】
    【详解】物块在该行星极地表面静止时,万有引力等于重力
    在赤道表面静止时,万有引力和重力的合力提供向心力
    其中
    联立解得
    A.根据向心力公式可得,该行星的自转周期为
    故A错误;
    B.物块在该行星极地表面静止时,万有引力等于重力
    解得
    故B错误;
    C.在赤道表面静止时,根据平衡条件,重力等于弹簧测力计的拉力,即
    解得
    故C错误;
    D.根据可知,该行星的密度为
    故D正确。
    故选D。
    6. 有一种测量物体重力的电子秤,其电路原理图如图中的虚线所示,主要由三部分构成:踏板、压力传感器(实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器)、显示体重的仪表(实质上是电流表)。不计踏板的质量,已知电流表的量程为,内阻为,电源电动势为,内阻为,电阻随压力变化的函数式为(和的单位分别为和)。下列说法中正确的是( )
    A. 该秤能测量的最大体重是
    B. 电流表的量程越大,则能测量的最大体重越小
    C. 该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘的处
    D. 该秤可以通过电路规律转换成关系进行刻度转换
    【答案】C
    【解析】
    【详解】A.电路中最大电流为2 A,由闭合电路欧姆定律
    可解得压力传感器R的最小值为4Ω,由电阻R随压力F变化的函数式为
    可得压力最大
    F=2600 N
    即该秤能测量的最大体重是2600 N,故A错误;
    B.由闭合电路欧姆定律和电阻R随压力F变化的函数式

    可得
    可知电流表的量程越大,I越大,则能测量的最大体重F越大,故B错误;
    C.踏板空载时,F=0,R=30Ω,由闭合电路欧姆定律
    解得
    I=0.375 A
    故C正确;
    D.由闭合电路欧姆定律和电阻R随压力F变化的函数式

    可得
    变形得
    故D错误。
    故选C。
    7. 一列简谐横波在时刻的波动图像如图1所示,质点、刚好在平衡位置,质点在波峰。质点的振动图像如图2所示,则下列说法正确的是( )
    A. 波沿轴负方向传播B. 质点的平衡位置坐标
    C. 质点在时位移为D. 时点和点的位移相同
    【答案】D
    【解析】
    【详解】A.由图2可知,时刻质点N向下振动,根据同侧法可知,波沿x轴正方向传播,故A错误;
    C.由图2可知周期为,由图1可知波长为,质点N的振动图像表达式为
    质点N在时位移为
    质点M、N平衡位置相差,为半波长,则质点M、N振动步调相反,质点M在时位移为0.02m,故C错误;
    B.时刻的波动图像表达式为
    将代入可得
    当时,解得

    故B错误;
    D.当时,波动图像表达式为
    将,代入可得
    故当时P点和M点的位移相同,故D正确。
    故选D。
    8. 接地导体球壳外固定放置着一个点电荷,空间电场线的分布如图所示,、为点电荷与球壳球心连线上的两点,点在点电荷左侧,点在点电荷右侧,、两点到点电荷的距离相等。下列说法正确的是( )
    A. 点的电场强度比点的小B. 该点电荷带负电
    C. 点的电势大于零D. 导体球壳内的电场强度等于零
    【答案】ACD
    【解析】
    【详解】A.电场线越密,场强越大,可知a点的电场强度比b点的小。故A正确;
    B.电场线由正电荷出发,可知点电荷带正电。故B错误;
    C.因球壳接地,则球壳处的电势为零,沿电场线方向电势降低,则b点的电势大于零。故C正确;
    D.由静电屏蔽知,导体球壳内的电场强度处处为零。故D正确。
    故选ACD。
    9. 空间中存在平行于纸面的匀强电场,在纸面内取点为坐标原点建立轴,如图甲所示。现有一个质量为、电量为的试探电荷,在时刻以一定初速度从轴上的点开始沿顺时针做匀速圆周运动,圆心为、半径为。已知图中圆为试探电荷运动轨迹,为圆轨迹的一条直径;除电场力外微粒还受到一个变力,不计其它力的作用;测得试探电荷所处位置的电势随时间的变化图像如图乙所示,其中。下列说法正确的是( )
    A. 电场强度的方向与轴正方向成
    B. 从点到点做功
    C. 圆周运动的过程中变力的最大值为
    D. 圆周运动的过程中变力的最大值为
    【答案】ABD
    【解析】
    【详解】A.由乙图可知,带电微粒在转动过程中,电势最高值为,电势最低值为,最高点、最低点分别位于轨迹直径的两端,将直径取四等分点,找到与a点电势相同的点A,如图aA垂直于电场线
    设电场强度的方向与x轴正方向为,由几何关系
    解得
    故A正确;
    B.由上述分析可知
    从a点到b点由动能定理

    解得
    故B正确;
    CD.由乙图可知,微粒做圆周运动的周期为
    速度为
    电场强度为
    圆周运动的过程中电势为时变力F达到最大值,有
    解得
    故D正确,C错误。
    故选ABD。
    10. 如图所示,以的速度顺时针匀速转动的水平传送带,左端与粗糙的弧形轨道平滑对接,右端与光滑水平面平滑对接。水平面上有位于同一直线上、处于静止状态的5个相同小球,小球质量。质量的物体从轨道上高的点由静止开始下滑,滑到传送带上的A点时速度大小,物体和传送带之间的动摩擦因数,传送带之间的距离。物体与小球、小球与小球之间发生的都是弹性正碰,重力加速度。下列说法正确的是( )
    A. 物体从点下滑到A点的过程中,克服摩擦力做的功为
    B. 物体第一次向右通过传送带的过程中,摩擦生热为
    C. 第1个小球最终的速度大小为
    D. 物体第一次与小球碰撞后,在传送带上向左滑行的最大距离为
    【答案】ABD
    【解析】
    【详解】A.物体由P到A的过程,满足
    解得
    则克服摩擦力做的功为1.55J。故A正确;
    B.物体滑上传送带后,在滑动摩擦力作用下匀减速运动,加速度大小为
    减速至与传送带速度相等时所用时间
    匀减速运动的位移
    传送带位移
    物体第一次向右通过传送带的过程中,摩擦生热为
    故B正确;
    D.物体与小球1发生弹性正碰,设物体反弹回来的速度大小为,小球1被撞后的速度大小为,由动量守恒和能量守恒定律得

    解得

    物体被反弹回来后,在传送带上向左运动过程中,由运动学公式得
    解得
    故D正确;
    C.由于小球质量相等,且发生的都是弹性正碰,它们之间将进行速度交换。由C可知,物体第一次返回还没到传送带左端速度就减小为零,接下来将再次向右做匀加速运动,直到速度增加到,再跟小球1发生弹性正碰,同理可得,第二次碰后,物体和小球的速度大小分别为

    以此类推,物体与小球1经过n次碰撞后,他们的速度大小分别为

    第1个小球最终的速度大小不可能为5m/s。故C错误。
    故选ABD。
    二、非选择题:本题共5小题,共54分。
    11. 某实验小组探究单摆做简谐运动的周期和小球的质量、单摆摆长的关系。
    (1)小组内的两位同学各自组装了一套实验装置,分别如图甲、乙所示。为了保证小球在确定的竖直面内摆动,应选用图_____(选填“甲”或“乙”)所示的实验装置。
    (2)关于该实验,下列说法正确的是_____。
    A. 该探究方法为控制变量法
    B. 实验所用小球的质量要尽量大,体积要尽量小
    C. 实验时细线的最大摆角约为
    D. 测量小球的摆动周期时,应该从小球处上最高点时开始计时
    (3)当小球的质量一定,探究单摆做简谐运动的周期和摆长的关系时,该小组同学利用正确装置通过改变摆长进行了多次实验,画出的图像如图丙所示,由图丙可得小球的质量一定时,周期和摆长的关系为_____(用、、表示)。
    【答案】(1)乙 (2)AB
    (3)
    【解析】
    【小问1详解】
    为了保证小球在确定的竖直面内摆动,应选用图乙所示的实验装置。
    【小问2详解】
    A.探究单摆做简谐运动的周期和小球的质量关系时,应控制单摆摆长相同;探究单摆做简谐运动的周期和单摆摆长的关系,应控制小球的质量相同,故该探究方法为控制变量法。故A正确;
    B.为减小空气阻力的影响,实验所用小球的质量要尽量大,体积要尽量小。故B正确;
    C.小球做单摆运动,实验时细线的最大摆角约为5°。故C错误;
    D.测量小球的摆动周期时,应该从小球处于最低点时开始计时。故D错误。
    故选AB。
    【小问3详解】
    根据图像可得
    可得周期T和摆长l的关系为
    12. 如图所示是验证动量守恒定律的实验装置,气垫导轨上安装了1、2两个光电门,两滑块上固定着相同的竖直遮光条,实验主要步骤如下:

    (1)接通气源,将一滑块放置在导轨上,轻推一下使其先后通过两个光电门1、2,发现滑块经过光电门1,2的时间,故应将________(填“水平螺丝Q”或“水平螺丝P”)调低些,使滑块通过两个光电门的时间相同。
    (2)用天平测出滑块1、2(包含遮光条)的质量、,本实验________(填“需要”或“不需要”)测出遮光条的宽度。
    (3)将滑块2放置在光电门1、2之间,将滑块1放置在光电门1的右侧,轻推滑块1,使其与滑块2发生碰撞,光电门1记录的时间为,光电门2先后记录的时间为和。
    (4)若关系式________________(用上面所测物理量字母表示)成立,则说明碰撞过程动量守恒。
    【答案】 ①. 水平螺丝P ②. 不需要 ③.
    【解析】
    【详解】(1)[1],说明导轨右端较高,应将水平螺丝调低些,使滑块通过两个光电门的时间相同。
    (2)[2]根据动量守恒有
    消掉可得
    则不需要测量遮光条的宽度。
    (4)[3]根据前面分析可知,满足的关系式为
    则说明碰撞过程动量守恒。
    13. 如图所示,一列向右传播的简谐横波在时刻恰好传到A点,此时波峰对应的横坐标为,波谷对应的横坐标为,已知波速大小,质点的横坐标为,振幅为,求:
    (1)该列波的周期;
    (2)时间内,质点振动所产生的路程。
    【答案】(1)
    (2)
    【解析】
    【小问1详解】
    由图像可知,波长
    周期为
    【小问2详解】
    由图像可知,A点的横坐标
    波传播到P点时间为
    ,质点振动从平衡位置开始运动,运动时间
    时间内,质点振动所产生的路程
    14. 汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶,行驶过程中司机忽然发现前方有一警示牌,立即刹车。刹车过程中,汽车加速度的大小随位移变化的关系如图所示。段为司机的反应阶段,在这段时间内汽车仍保持匀速行驶,段为刹车系统的启动阶段,从位置开始,汽车的刹车系统稳定工作,直至汽车停止。已知从位置开始计时,汽车第内的位移为,第内的位移为。
    (1)求汽车刹车系统稳定工作后加速度的大小;
    (2)若段位移大小为,汽车质量为,求汽车刹车启动阶段合外力冲量大小。
    【答案】(1)
    (2)
    【解析】
    【小问1详解】
    设第内汽车未停止,根据匀变速直线推论可得
    可得汽车刹车系统稳定工作后加速度的大小为
    根据逆向思维可知,汽车最后一秒内位移应为
    假设成立。
    【小问2详解】
    设位置汽车的速度大小为,根据位移时间公式可得
    解得
    设位置汽车的速度大小为,根据位移速度公式
    可知段,图像与横轴围成的面积表示

    联立解得
    汽车刹车启动阶段,根据动量定理可得
    则汽车刹车启动阶段合外力冲量大小为。
    15. 如图所示,水平地面上放置一长度、质量的长木板。一可视为质点、质量、带电量的小物块放在木板上,小物块到木板右端距离。在距木板右端的虚线右侧,存在宽度的匀强电场,场强,方向竖直向下。匀强电场右侧存在宽度的匀强电场,场强方向竖直向上。从时刻起,水平恒力作用在长木板上,末撤去。已知物块与长木板间的动摩擦因数,长木板与水平地面间的动摩擦因数,物块带电量始终不变,重力加速度取,求:
    (1)物块运动多长时间进入匀强电场;
    (2)从物块进入匀强电场到离开匀强电场的过程,小物块对长木板的摩擦力所用的功;
    (3)物块离开匀强电场时,其离木板右端的距离。
    【答案】(1)
    (2)
    (3)
    【解析】
    小问1详解】
    在物块未进入电场时设其最大加速度大小为,则由牛顿第二定律有
    解得
    当给木板施加恒力时,假设物块和木板能够保持相对静止,一起做匀加速直线运动,设共同加速度的加速度大小为,则对整体由牛顿第二定律有
    代入数据解得
    则假设成立,在未撤去力F的时间内物块的位移
    可知
    则可知在力F撤去前的某一时间内物块已经进入电场,设从开始运动到物块进入电场的施加为,由位移与时间的关系可得
    解得
    【小问2详解】
    当物块进入电场后由于电场力竖直向下,增加了物块对木板的正压力同时也增加了木板对地面的正压力,因此可知木块仍相对于木板静止,在电场中,在力F未撤去时,设物块和木板共同运动的加速度大小为,由牛顿第二定律有
    解得
    即在物块进入电场中的1s时间内物块和木板一起做匀速直线运动,物块对长木板的摩擦力所用的功为
    【小问3详解】
    此时距进入电场的距离为
    设在这段位移内物块和木板共同运动的加速度大小为,由牛顿第二定律有
    解得
    设物块和木板共同进入电场时的速度大小为,则由速度与位移的关系可得
    解得
    当进入匀强电场,电场力竖直向上,对物块在竖直方向有
    可知,物块在电场中做匀速直线运动,因此,物块离开匀强电场时速度的大小为。设物块出电场所用的时间为,在物块出电场的过程中木板在电场中做匀减速直线运动的加速度大小为,则
    解得

    设该过程中木板的位移为,可得
    则可得物块出电场时距离木板右端的距离为

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