河南省2022-2023学年高三物理上学期期中考试试题（Word版附解析）

这是一份河南省2022-2023学年高三物理上学期期中考试试题（Word版附解析），共3页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一个选项符合题目要求，第7~10题有多个选项符合要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 甲、乙两个质点沿着同一直线运动，其中质点甲做匀速直线运动，质点乙做初速度为零的匀加速直线运动，它们的位置x随时间t变化规律如图所示，下列判断正确的是（ ）
A. 甲的速度大小为B. 时刻，乙的速度大小为
C. 时刻，两质点之间的距离为D. 两质点相遇时，乙的速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．图像斜率表示速度，则甲的速度大小为
故A错误；
BD．根据
可知
则时刻，两质点相遇，乙的速度大小为
故BD错误；
C．时刻，两质点位置
两质点之间的距离为
故C正确。
故选C。
2. 科技馆中有一个球体上移的装置，一个球体放在一个架子上，架子是倾斜的，球可以从架子的低处向高处滚动。简化装置如图所示，两条支撑杆是向上抬起的，但是杆间距离在不断增大，在球向高处滚动的过程中，不计—切阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 球的重心升高B. 杆的支持力逐渐增大
C. 杆的支持力方向垂直于杆竖直向上D. 违背了能量守恒定律
【答案】B
【解析】
【详解】AD．该过程满足能量守恒定律，向高处滚的过程中，实际上重心在降低，重力势能减小，动能增大，故AD错误；
BC．对小球受力分析可知，杆的支持力垂直于杆指向小球球心，与水平方向夹角为，满足
滚动过程中在减小，则支持力在逐渐增大，故B正确，C错误。
故选B。
3. 很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况，用手掌托着智能手机，打开加速度传感器，把手机向上抛出，然后又在抛出点接住手机，得到如图所示的加速度随时间变化的图像，图中，，，，取重力加速度，由此可判断出（ ）
A. 时刻手机的速度最大B. 时刻手机离开手掌
C. 时刻手机处于超重状态D. 手机离开手掌后上升的高度为0.45m
【答案】D
【解析】
【详解】A．时刻手机的加速度最大，方向向上，与速度方向相同，手机向上加速，则速度不是最大，故A错误；
B．时刻，加速度为0，合力为0，则不可能脱落手掌，故B错误；
C．时刻，加速度方向向下，处于失重状态，故C错误；
D．手机在离开手掌后做竖直上抛运动，被接住，则上升高度
故D正确。
故选D。
4. 某同学根据打夯机（一种用于夯实路面的机械，多用于建设时对地基进行打平、夯实）原理制成了如图所示仪器，底座与支架连在一起，支架的上方有一转轴，轴上连有一根轻杆，杆的另一端固定一铁球，球转动半径为r，底座和支架的质量为M，铁球的质量为m，其余各部件的质量都忽略不计，忽略空气阻力和转轴摩擦力，重力加速度为g。铁球在最低点时给铁球一水平初速度v0，铁球在竖直平面内做圆周运动，底座始终处于静止状态，则（ ）
A. 铁球在最低点时，底座对地面的压力大小为
B. 铁球在最高点时，底座对地面的压力大小为
C. 初速度最大值为
D. 底座与地面之间始终没有摩擦力
【答案】C
【解析】
【详解】A．铁球在最低点时受杆向上的拉力F和重力，由牛顿第二定律
解得杆的拉力F为
则轴受杆向下的拉力为F，对底座受力分析，由平衡条件
由牛顿第三定律，底座对地面压力大小为，故A错误；
B．铁球在最高点时受杆向下的拉力和重力，由牛顿第二定律
又由机械能守恒
解得
则杆对轴的拉力大小为，方向向上，对底座受力分析，由平衡条件
由牛顿第三定律，底座对地面的压力大小为，当时初速度的值最大，为
故B错误，C正确；
D．当小球不在最低点和最高点时，小球水平方向有分加速度，杆对小球水平方向有作用力，则轴就受到水平方向作用力，对底座由平衡条件知，底座与地面之间有摩擦力，故D错误。
故选C。
5. 我国载人登月计划的核心技术是“绕、落、回”，先绕月球运行，然后软着陆到月球表面，最后从月球表面返回地球。已知月球的质量只有地球质量的，月球半径为地球半径的，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. 月球表面的重力加速度约为
B. 登月火箭的发射速度应大于11.2km/s
C. 飞船返回地球时从月球发射的速度应大于7.9km/s
D. 若知道飞船近月环绕的周期，就可以求出月球的密度
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据
可知
故A错误；
B．登月火箭的发射没有脱离地球束缚，速度应小于11.2km/s，故B错误；
C．地球第一宇宙速度，根据
可得
同理可得，月球第一宇宙速度
故飞船返回地球时从月球发射的速度应大于1.68km/s，故C错误；
D．根据
可得
故月球密度
故D正确。
故选D。
6. 如图所示，物体从固定的粗糙斜面顶端A点无初速度下滑，压缩轻质弹簧到最低点C，然后被弹回最高到达D点，已知B点为弹簧原长所在位置，D点为A、B中点，物体可看作质点，则下列说法正确的是（ ）
A. 物体运动到B点时速度最大
B. 第一次经过B点和第二次经过B点的速度大小之比为2：1
C. 第四次经过B点时的速度为零
D. 物体由A到B过程中增加的动能大于由B到D的过程中减小的动能
【答案】D
【解析】
【详解】A．物体运动到B点，弹簧弹力为0，受力分析可知合力沿斜面向下，物块继续做加速运动，故B点速度不是最大，故A错误；
B．设AD高为h，长为x，第一次到达B点根据动能定理得
第二次到达B点到返回D点根据动能定理得
联立得
则
故
故B错误；
C．设BC长，再次压缩弹簧长度为，第一次回到D根据动能定理得
从D点再次回到B点，正好为第四次到达B点，根据动能定理
则
故C错误；
D．从A到B增加的动能
从B到D减小的动能
因为
故
故D正确。
故选D。
7. 如图所示，质量为m、带有光滑半圆形轨道的小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R。现将质量也为m的小球从A点正上方R处由静止释放，然后由A点进入半圆形轨道后从B点冲出，已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 小球运动到最低点的速度大小为B. 小球离开小车后做斜上抛运动
C. 小球离开小车后上升的高度小于RD. 小车向左运动的最大距离为R
【答案】AD
【解析】
【详解】A．小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，则有
则知小球水平方向分速度与小车速度时刻大小相等，小球运动到最低点过程有机械能守恒
则最低点的速度大小为
故A正确；
B．小球离开小车后水平方向分速度为0，做竖直上抛运动，故B错误；
C．小球离开小车后水平方向分速度为0，小车的速度也为0，根据能量守恒小球离开小车后仍能上到下落点的高度R，故C错误；
D．小球水平方向分速度与小车速度时刻大小相等，则水平位移大小相等，根据几何关系知两者的相对位移为2R，故小车向左运动的最大距离为R，故D正确。
故选AD。
8. 如图所示，虚线为某电场的等势线，实线为正电荷在电场中的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的点，粒子重力不计，下列说法正确的是（ ）
A. a点的电场强度大于b点的电场强度
B. a点的电势高于b点的电势
C. 电荷在a点的动能大于在b点的动能
D. 电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．根据电场线垂直于等势面，结合做曲线运动的物体所受合外力指向轨迹弯曲的凹侧，画出电场线及方向如图，由电场线的疏密程度表示场强的强弱，则a点的电场强度大于b点的电场强度，a点的电势低于b点的电势，故A正确，B错误；
CD．根据，正电荷在a点的电势能小于在b点的电势能，根据能量守恒，电荷在a点的动能大于在b点的动能，故C正确，D错误。
故选AC。
9. 如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴恰好处于静止状态。现将滑动变阻器的滑片向上移动一段距离，电压表示数变化量的绝对值为，电流表示数变化量的绝对值为，电压表和电流表均视为理想电表，定值电阻，和电池内阻r阻值相等，则（ ）
A. 电压表示数变小B. 液滴将向上运动
C. 保持不变D. 电源的输出功率增大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．滑动变阻器的滑片向上移动一段距离，则滑动变阻器阻值增大，总电阻增大，总电流减小，所以电压表的示数根据
电压表示数变大，故A错误；
B．电压表示数变大，则电容器两极板电压增大，根据
可知电场强度变大，液滴受到向上的电场力变大，合力向上，液滴向上运动，故B正确；
C．根据
可知
故C正确；
D．当内外电阻相同时，电源输出功率最大，因为
可知滑动变阻器阻值增大，电源的输出功率减小，故D错误。
故选BC。
10. 如图所示的虚线为边长为L的正三角形，在正三角形区域内存在垂直纸面的匀强磁场（图中未画出），d、e为ab、bc边的中点。一重力不计的带正电粒子（粒子的比荷为k），由d点垂直ab以初速度进入磁场，从e点射出磁场，则（ ）
A. 磁场的方向垂直纸面向外
B. 磁感应强度大小
C. 粒子在磁场中运动的时间
D. 若粒子射入速度大小变为，方向不变，在磁场运动的时间为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．带正电粒子由d点进入磁场e点射出磁场，则电场力方向从a指向b，根据左手定则可知，磁场方向垂直直面向里，故A错误；
B．粒子运动轨迹为圆心，为半径，则
解得
故B正确；
C．粒子在磁场中运动的时间
故C正确；
D．当粒子速度变为远来一半，根据
可知半径变为原来一半，轨迹如图所示
粒子在磁场中运动的时间
故D错误。
故选BC。
二、非选择题：本题共6小题，共60分。
11. 某物理实验小组利用图1所示装置研究加速度与合外力的关系，一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，调整滑轮使细线与木板水平。小车在重物的拉力作用下做加速运动，已知重物质量远小于小车质量，重力加速度为g。
（1）一次实验中获得的纸带如图2所示，已知所用电源的频率为50Hz，每5个点取一个计数点，A、B、C、D、E、F、G为所取计数点，由图中数据可求得打点计时器打B点时小车的速度大小为______m/s，小车的加速度大小为______；（均保留2位有效数字）
（2）实验小组保持小车质量不变，改变重物的质量m，得到a随m变化的规律如图3所示，由图可知，小车的质量为______，小车运动过程受到的摩擦阻力为______。
【答案】 ①. 0.10 ②. 0.18 ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]电源频率为50Hz，每5个点取一个计数点，则
则B点速度
[2]加速度
（2）[3][4]已知重物质量远小于小车质量，则
可知
即
，
解得
，
12. 某实验小组要测量一电池的电动势及内阻，要求测量结果尽量准确，实验器材如下：
电流表A（量程100mA，内阻为10）；
定值电阻（阻值为10）；
定值电阻（阻值为20）；
电阻箱R（最大阻值999.9）；
待测电池（电动势约为7V）；
开关S一个，导线若干。
按图1所示电路图连接电路，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电流表的相应读数I，利用测量数据，作图线，如图2所示，图像与纵轴截距为，则E=_______V，r=______。 （均保留2位有效数字）
【答案】 ①. 7.4 ②. 12
【解析】
【详解】[1][2]根据电路图可知
化简为
则
，
代入数据解得
，
13. 如图所示，长为L =4m的水平传送带以v=5m/s的速度匀速转动，右端有一倾角为37°且足够长的粗糙斜面，斜面底端C与水平面BC平滑连接，水平面BC长度为x=0.5m。把一小滑块轻轻放在传送带的最左端，滑块从传送带最右端滑出后进入水平面，然后冲上斜面。已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为，滑块与水平面、斜面之间的动摩擦因数均为，重力加速度g取，sin 37°=0.6，求滑块最终静止的位置到C点的距离。
【答案】
【解析】
【详解】小滑块在传送带上有
解得
则说明小滑块在传送带上一直匀加速直线运动，到B点的速度为
设滑块最终静止的位置到C点的距离为s，则从B点到静止位置由动能定理有
解得
14. 如图所示，光滑弧面模型固定在水平地面上，质量为M=1kg的长木板B紧靠弧面模型静止在水平地面上。一质量为m=1kg的滑块A从弧面静止释放，释放点距离长木板上表面竖直高度为h=0.45m，冲上长木板后恰好没有从长木板上滑下来。已知滑块与长木板之间的动摩擦因数为，长木板与水平地面之间的动摩擦因数为，重力加速度g取，求长木板的长度。
【答案】
【解析】
【详解】滑块下落到弧面底端，根据动能定理得
滑到B上，对A和B分别受力分析得
，
代入数据解得
，
共速时
解得
，
木板长度
15. 如图所示，半径R =0.4 m的竖直半圆形光滑轨道 BC与水平面AB相切，AB间距离x =4.4m。一质量为的小滑块从A点以的初速度在水平面上滑行，质量为的小球放在B点，滑块和小球发生弹性正撞，碰撞时间极短，碰后小球滑上半圆形轨道，然后从C点抛出，落到水平面上D点。滑块最终静止在E点。已知滑块与水平面之间的动摩擦因数，重力加速度g取0，滑块和小球均可视为质点，求：
（1）小球运动到C点时对轨道的压力；
（2）小球落地点D到E点的距离。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）滑块从A运动到B根据动能定理得
滑块和小球发生弹性正碰
联立解得
小球从B到C根据动能定理得
对C点受力分析得
联立解得
，
根据牛顿第三定律得，小球对轨道压力
（2）平抛运动
滑块匀减速位移
故小球落地点D到E点的距离
16. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二象限内存在水平向右的匀强电场，第一象限和第四象限存在垂直于坐标平面向外的相同匀强磁场，第三象限内存在垂直坐标平面向外的有界圆形匀强磁场（图中未画出）。质量为m、电荷量为q的带正电粒子从x轴上A点以初速度沿y轴正方向射入匀强电场，然后从y轴上的M点（0，2L）射入第一象限，经磁场偏转后从y轴上的N点（0，－2L）射入第三象限，经第三象限圆形有界磁场偏转后垂直打到x轴上的A点，不计粒子重力，求：
（1）匀强电场的电场强度大小E；
（2）第一、四象限磁场磁感应强度大小；
（3）若圆形有界磁场的磁感应强度，求此圆形磁场区域的最小面积。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，带电粒子做类平抛运动
，
联立解得
（2）类平抛运动速度反向延长线过水平位移中点，如图
由几何关系可知，则末速度
带电粒子在磁场中做圆周运动，由几何关系得，则
根据
则
（3）第三象限运动时，半径
由于要从A点垂直射出，则先进入第三象限做匀速直线运动到E点，最后进入圆形磁场偏转，由几何关系可知，最小磁场面积以AE为直径的圆，由几何关系可知
所以最小面积为