2023-2024学年河南省安阳市林州市重点中学高三上学期12月阶段测试 物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年河南省安阳市林州市重点中学高三上学期12月阶段测试 物理试卷（含解析），共9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4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一个选项符合题目要求，第8～10题有多个选项符合要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1、高空作业的电业工人，在操作时不慎将一螺母由静止从高处脱落，它在落到地面前的1 s内下落了25 m，不计空气阻力，g取．则螺母( )
A．在空中下落的总时间为2 s
B．在空中下落的总时间为3 s
C．在脱落后的第1 s内与第2 s内的位移大小之比为1:2
D．在脱落后的第1 s末与第2 s末的速度大小之比为
2、两物体同时从同一位置出发，二者的速度随时间变化的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．时，两物体相遇
B．相遇前，在时两物体间距离最大
C．时，两物体相距0．5 m
D．时，两物体相距1．5 m
3、如图所示，在一端封闭、长约蜡块1 m的玻璃管内注满清水，水中放置一个蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，然后将这支玻璃管倒置，在蜡块沿玻璃管竖直上升的同时，将玻璃管水平向右移动，并开始计时。已知蜡块在玻璃管内每1 s上升的高度都是10 cm，玻璃管由静止开始向右做匀加速直线运动，第1 s内通过的水平距离为2．5 cm，则( )
A．蜡块的竖直速度大小为2．5 m/sB．蜡块的加速度大小为
C．蜡块在第4 s末的速率为0．3 m/sD．蜡块前4 s内的位移大小为
4、如图所示，小强在某次篮球训练时，将篮球由M点沿与水平方向成α角的方向以大小为的速度斜向上抛出，一段时间后篮球以大小为v的速度垂直篮板撞击到其上N点。忽略一切阻力，下列说法正确的是( )
A．若将篮球由N点以大小为v的速度向左水平抛出，篮球一定经过位于同一水平面上的M点的右侧一点
B．若将篮球由N点以大小为v的速度向左水平抛出，篮球一定经过位于同一水平面上的M点的左侧一点
C．若将篮球由N点以大小为的速度向左水平抛出，篮球一定经过位于同一水平面上的M点的左侧一点
D．若将篮球由N点以大小为的速度向左水平抛出，篮球一定经过位于同一水平面上的M点的右侧一点
5、半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷．点将圆环三等分，取走处两段弧长均为的小圆弧上的电荷．将一点电荷q置于OC延长线上距O点为的D点，O点的电场强度刚好为零．圆环上剩余电荷分布不变，q为( )
A．正电荷，B．正电荷，
C．负电荷，D．负电荷，
6、如图所示，在圆心O固定一个带正电的点电荷，同时在空间中施加一与AC方向平行、大小为的匀强电场，A点的合电场强度刚好为零，其中EF也是圆的一条直径，，则下列说法中正确的是( )
A．两点的电场强度相同
B．F点的电场强度的大小为
C．
D．
7、如图所示为发电站远距离高压输电示意图．已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和．在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为10:1和1:10，各互感器和电表均为理想状态，则下列说法正确的是( )
A．电压互感器起降压作用，电流互感器起增大电流作用
B．若电压表的示数为200 V，电流表的示数为5 A，则线路输送电功率为200 kW
C．若保持发电机输出电压和用户数不变，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率增大
D．若发电机输出电压一定，仅增加用户数，为维持用户电压不变，可将滑片P下移
8、如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间的弹力大小为，小球在最高点的速度大小为v，其图像如图乙所示，则( )
A．小球的质量为
B．当地的重力加速度大小为
C．当时，在最高点杆对小球的弹力方向向上
D．当时，小球处于完全失重状态
9、如图所示，完全相同的物块叠放在一起，放在水平转台上随转台一起绕过转台中心的竖直轴做匀速圆周运动，它们和转台保持相对静止，以下说法正确的是( )
A．B所需的向心力比A所需的向心力大
B．图示时刻A对B的摩擦力是水平向左的
C．两物块各自所受合外力大小始终是相等的
D．转台对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍
10、如图所示为火星探测器着陆火星表面前的变轨轨道示意图，图中两点分别为椭圆轨道3与圆轨道1、2的切点，且圆轨道1、2的公转半径分别为，轨道1、2、3的轨道平面与火星赤道平面重合。已知火星的自转周期为，火星探测器在圆轨道1上运行时，每经的时间刚好7次经过火星赤道上某点的正上方，且火星探测器环绕方向与火星自转方向相同。假设火星探测器在圆轨道1的环绕周期为T（T未知），探测器在椭圆轨道3上由M到N的时间为t（t未知）。则( )
A．B．
C．D．
二、非选择题：本题共6小题，共70分。
11、（10分）某实验小组利用如图甲所示实验装置验证机械能守恒定律，水平桌面上固定一倾角为θ的气垫导轨；导轨上A点处有一带遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，遮光片的宽度为d，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过光电门的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动。
（1）用游标卡尺测出遮光片宽度d，如图乙所示，则_______mm。
（2）某次实验中，测得，则遮光片通过光电门的瞬时速度大小_______m/s（保留三位有效数字）。
（3）该实验小组同学将滑块从不同位置释放，测出释放点A点到光电门B处的距离L，若作出L（为纵坐标）与_______（填“t”“”或“”）的图像是过原点的一条倾斜直线，且直线的斜率为_______，则滑块和小球组成的系统满足机械能守恒定律（用题中已知物理量的字母表示）。
（4）下表为小华同学记录的实验结果整理后得出的实验数据：
他发现表中的与之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的。你是否同意他的观点？请说明理由：_____________________。
12、（8分）某科学兴趣小组为测定一根长度为l的电阻丝的电阻率，将该电阻丝截成等长的8份小电阻丝（不考虑电阻丝的变形），通过以下实验器材测量电阻丝的电阻率。
A．理想电流表A
B．电源（电动势为E，内阻为r）
C．滑动变阻器
D．开关S
E．游标卡尺
F．导线若干
（1）将8份小电阻丝并排后，用游标卡尺测量并排后的总直径，测量结果如图甲所示，则该电阻丝的直径______mm。
（2）为了测量小电阻丝的电阻，现将一根小电阻丝接入图乙所示电路后，调节滑动变阻器，读出电流表示数，然后将第二根与第一根小电阻丝并联，读出此时电流表示数，再将第三根并联进去，读出电流表示数……最后画出图像，测得图像斜率为k，则一根小电阻丝的电阻______，电阻率______（上述两个结果用题中所给的物理量符号表示）。若考虑电流表内阻，测量值与实标值相比______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
13、（12分）如图所示，半圆玻璃砖的半径，折射率为，直径EF与屏幕垂直并接触于F点．平行玻璃砖和半圆形玻璃砖材料相同，AB面与直径EF平行，EF与AB间距为，平行玻璃砖宽度为面和屏幕接触，不考虑AB面和CD面对激光的反射，一细束激光a以入射角射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在屏幕MN上出现两个光斑．求两个光斑之间的距离L．
14、（12分）一列汽车车队以的速度匀速直线行驶，相邻两车间距为25 m，后面有一辆摩托车以的速度同向行驶，当它离车队最后一辆车25 m时开始刹车，以大小为的加速度做匀减速运动，摩托车在车队旁边行驶而过，设车队车辆数n足够多．
（1）试通过计算说明摩托车能否追上倒数第3辆汽车？
（2）摩托车最多与几辆汽车相遇？
（3）摩托车从赶上车队到离开车队，共经历多长时间？
15、（15分）如图甲所示为一种叫“魔力陀螺”的玩具，其简化结构如图乙所示。质量为M、半径为R的铁质圆轨道用支架固定在竖直平面内，陀螺在轨道内、外两侧均可以旋转。陀螺的磁芯质量为m，其余部分质量不计。陀螺磁芯对轨道的吸引力始终沿轨道的半径方向，大小恒为。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。
（1）若陀螺在轨道内侧运动到最高点时的速度为，求此时轨道对陀螺的弹力大小；
（2）要使陀螺在轨道外侧运动到最低点时不脱离轨道，求陀螺通过最低点时的最大速度的大小；
（3）若陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时速度为，求此时固定支架对轨道的作用力大小。
16、（13分）如图所示，一静止的电子经过电压为U的电场加速后，立即从A点射入匀强电场中，射入方向与匀强电场的方向垂直，最终电子从B点离开电场．已知匀强电场的电场强度大小为E，宽度为L，方向竖直向上，电子的电荷量为e，质量为m，重力及空气阻力忽略不计．
（1）求电子在匀强电场中的偏转距离；
（2）若仅将加速电场的电压提高为原来的2倍，使电子仍经过B点，求匀强电场的电场强度大小．
答案以及解析
1、答案：B
解析：设螺母下落的总时间为t，则有，解得，故A错误，B正确；根据初速度为零的匀加速直线运动，在连续相等时间内的位移大小之比规律，可知在脱落后的第1 s内与第2 s内的位移大小之比为1:3，故C错误；在脱落后的第1 s末的速度大小为，在脱落后的第2 s末的速度大小为，则在脱落后的第1 s末与第2 s末的速度大小之比为，故D错误．
2、答案：D
解析：图像与时间轴所围图形的面积表示位移，由题图可知，时，两物体的位移不相等，没有相遇，A错误；相遇前，两物体速度相等时距离最大，故在时两物体间距离最大，故B错误；根据图像与时间轴所围图形的面积表示位移，时，两物体相距，故C错误；时，两物体相距，故D正确．
3、答案：D
解析：蜡块的竖直速度大小，A错误；蜡块的加速度大小，B错误；蜡块在第4 s末的水平速度大小，则在第4 s末的速率，C错误；蜡块前4 s内的竖直分位移大小，水平分位移大小，则蜡块前4 s内的位移大小，D正确。
4、答案：C
解析：篮球从M点到N点的斜上抛运动可视为从N点到M点的平抛运动的逆运动，若将篮球由N点以大小为v的速度向左水平抛出，篮球一定经过M点，AB错误；若将篮球由N点以大小为的速度向左水平抛出，因为，所以篮球一定经过位于同一水平面上的M点的左侧一点，C正确，D错误。
5、答案：C
解析：若将处电荷补上，由对称性可知，关于O点对称的两点处的电荷在O处产生的场强大小相等，方向相反，故O处场强为零，现取走两处电荷，则圆环上剩余电荷在O处产生的场强与取走的处的电荷在O处产生的合场强大小相等，方向相反．圆环上电荷均匀分布，则处取走的电荷量均为，则，如图所示，取走的电荷在O处产生的合场强大小为，方向水平向左．因为D点的点电荷q和圆环上剩余电荷在O处产生的场强为零，故点电荷q在O处产生的场强大小和方向与相同，则有，联立解得，为负电荷．
6、答案：B
解析：由题可知，点电荷在圆上各点产生的电场强度大小为，方向沿半径方向向外，匀强电场的方向水平向右，可知两点的电场强度大小相等，但方向不同，A错误；F点的电场是由点电荷产生的电场与匀强电场矢量叠加而成，如图所示，根据余弦定理可知，B正确；取一正的试探电荷从E点移动到C点，位于O点的点电荷产生的电场不做功，而匀强电场做正功，因此电势能减小，电势降低，即，C错误；同理可知，D错误．
7、答案：C
解析：电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用，A错误；电压互感器原线圈两端电压，电流互感器原线圈中的电流，对于理想变压器，线路输送电功率，B错误；仅将滑片Q下移，相当于增加了升压变压器副线圈的匝数，根据理想变压器的规律，升压变压器副线圈两端的电压增大；降压变压器原线圈两端电压增大，副线圈两端电压增大，通过负载的电流，又用户数不变，即负载总电阻R不变，则增大，降压变压器原线圈中的电流，匝数比不变，增大，则输电线上损耗功率增大，C正确；仅增加用户数，即负载总电阻R减小，若降压变压器副线圈两端电压不变，则通过副线圈的电流增大，降压变压器原线圈中的电流增大，输电线上的电压损失增大；原线圈两端电压将减小，根据可知，当减小时，减小可以使不变，所以要将降压变压器的滑片P上移，D错误．
8、答案：BD
解析：在最高点，若，则弹力与重力平衡，有，若，此时，重力恰好提供向心力，有，解得B正确，A错误；当时，在最高点杆对小球的弹力方向向上，当时，在最高点杆对小球的弹力方向向下，所以，当时，在最高点杆对小球弹力方向向下，C错误；当时，重力恰好提供向心力，加速度为重力加速度，小球处于完全失重状态，D正确。
9、答案：CD
解析：由向心力公式，可知完全相同的物块叠放在一起做圆周运动时所需的向心力相等，A错误。A做圆周运动所需的向心力是B对A的摩擦力提供的，题图所示时刻B对A的摩擦力水平向左，所以A对B的摩擦力是水平向右的，B错误。两物块均由所受的合外力提供向心力，向心力相等，故两物块各自所受的合外力大小始终相等，C正确。物块A所受的摩擦力，转台对B的摩擦力和A对B的摩擦力的合力提供物体B所需的向心力，则与等大，所以，转台对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍，D正确。
10、答案：BC
解析：由题意，火星探测器在圆轨道1上运行时，每经的时间刚好7次经过火星赤道上某点的正上方，则，解得，A错误。B正确；由开普勒第三定律可知，由以上各式整理得，C正确，D错误。
11、答案：（1）1．30
（2）0．112
（3）；
（4）见解析
解析：（1）游标卡尺的读数为。
（2）滑块通过光电门的速度大小。
（3）根据题意知滑块经过光电门的速度为，若滑块和小球组成的系统满足机械能守恒定律，则应有，整理得，作出L与的图像是过原点的一条倾斜直线，直线的斜率为。
（4）不同意，因为空气阻力会造成小于，但表中大于。
12、答案：（1）3．725
（2）；；不变
解析：（1）由题图甲可知，副尺第8个刻度与主尺对齐，则长度为，因此一根电阻丝的直径。
（2）由并联电路的电阻规律可知，即随着小电阻丝逐渐并联到电路中，接入到电路中的电阻大小与根数的关系为，由闭合电路欧姆定律可得，变形得，则图像的斜率为，即，解得，则电阻率。若考虑电流表内阻，则由闭合电路欧姆定律可得，变形得，即斜率不变，测量值与实际值相比不变。
13、答案：
解析：解：由题意知光路图如图所示，EF面的反射光线射在光屏P点，EF面的折射角设为α
根据折射定律
解得
折射光线射入平行玻璃砖AB面，入射角为
根据折射定律
解得
同理CD界面的入射角为，折射角为
两光斑之间距离
14、
（1）答案：能；见解析
解析：设摩托车从初速度减速到和汽车车队速度相同所需时间为t，则，解得，摩托车的位移，汽车车队的位移，
摩托车和倒数第3辆汽车的初始距离，
由于，所以摩托车能追上倒数第3辆汽车．
（2）答案：4辆
解析：由于摩托车和汽车速度相等时位移差为，则，所以摩托车最多可以和4辆汽车相遇．
（3）答案：
解析：摩托车赶上车队时是最后一辆汽车，离开时也是最后一辆汽车(即尾车)，故经历的时间为与最后一辆汽车相遇两次的时间差，摩托车的位移，
最后一辆汽车的位移，
摩托车与最后一辆汽车相遇必须满足，
解得追上最后一辆汽车的时间为，
离开最后一辆汽车的时间为，
则摩托车从赶上车队到离开车队，共经历的时间为．
15、答案：(1)
(2)
(3)
解析：解：(1)当陀螺在轨道内侧运动到最高点时，设轨道对陀螺的吸引力为，轨道对陀螺的支持力为，受力分析如图1所示。
设陀螺在最高点的速度为，由牛顿第二定律得
代入数据解得
(2)设陀螺在轨道外侧运动到最低点时，轨道对陀螺的吸引力为，轨道对陀螺的支持力为，受力分析如图2所示。
设陀螺在最低点的速度为，由牛顿第二定律得
由题意可知，当时，陀螺通过最低点时的速度为最大值。
代入数据解得最大速度
(3)设陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时，轨道对陀螺的吸引力为，轨道对陀螺的支持力为，受力分析如图3所示。
则陀螺所需向心力
可得
则固定支架对轨道的水平方向的作用力大小
固定支架对轨道的作用力大小为
可得
16、答案：(1)
(2)
解析：(1)设电子在加速电场中加速后的速度为，由动能定理得，解得，
设电子在匀强电场中的偏转距离为y，根据类平抛运动规律可得，
由牛顿第二定律得，
联立解得．
(2)由(1)可得电子在匀强电场中运动，有，
在加速电场中运动时有，
由牛顿第二定律得，
联立解得，
根据题意可知加速电场的电压增大到原来的2倍，则匀强电场的电场强度也增大为原来的2倍，即．
4．99
9．98
14．8
19．6
29．4
5．14
10．3
15．1
20．0
29．7