2024~2025学年河南金科大联考高三(上)11月质量检测物理试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年河南金科大联考高三(上)11月质量检测物理试卷(解析版)，共24页。试卷主要包含了2m时，其速度大小为等内容，欢迎下载使用。

全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示为一趣味比赛的情景，一轻绳两端分别系在甲、乙两人的腰间，两人手中各持有一个木槌，面前各悬挂一铜锣，且人与铜锣的距离相等，比赛开始后，两人奋力向前拉绳，以最先击打铜锣者为胜。在比赛中，绳始终在同一水平面内，则下列说法正确的是（ ）
A. 若甲的质量更大，则甲一定能取得胜利
B. 若乙与地面间的动摩擦因数更大，则乙一定能取得胜利
C. 若两人奋力拉绳时，绳始终静止不动，则两人受到的摩擦力大小一定相等
D. 若甲最终取得胜利，则乙受到的绳的拉力可能比甲的大
【答案】C
【解析】A．若甲取得胜利，说明甲与地面间的摩擦力大于乙与地面间的摩擦力，而甲与地面间的摩擦力的大小不仅与其重力有关，还与甲和地面间的动摩擦因数有关，故A错误；
B．结合以上分析可知，若乙与地面间的动摩擦因数大，但乙与地面间的摩擦力不一定大，则乙不一定能取得胜利，故B错误；
C．绳静止不动时，由于绳对两人的拉力大小相等，根据二力平衡可知，两人受到的摩擦力大小相等，故C正确；
D．根据牛顿第三定律可知，无论谁取得胜利，甲、乙受绳的拉力大小都相等，故D错误。
故选C 。
2. 2024年6月25日，嫦娥六号探测器携带月球背面月壤顺利返回，为我国未来载人登月奠定了一定基础。假设未来我国航天员登上月球后，将一物体从距月球表面一定高度以某一速度水平抛出，已知月球表面的重力加速度约为地球表面的，不计大气阻力的影响，则与在地球上将等质量的物体以同样条件抛出相比，下列说法正确的是（ ）
A. 在地球上抛出的物体的水平射程大
B. 在月球上抛出的物体落地时，速度方向与水平方向的夹角大
C. 在月球上抛出的物体的速度改变量大
D. 均取抛出点为零重力势能参考点，两个物体落地时的机械能相等
【答案】D
【解析】A．设物体下落的高度为，水平射程为，则有
，
联立可得
可知越大，越小，故A错误；
B．物体落地时，速度方向与水平方向夹角的正切值为
可知越大，越大，故B错误；
C．速度的改变量为
可知越大，越大，故C错误；
D．两物体运动过程中机械能守恒，取抛出点为零重力势能点时，两物体抛出时的机械能相等，因而两物体落地时的机械能也相等，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，平静湖面上静止的小船的船头直立一垂钓者，距离船头右侧处有一株荷花，当此人沿直线走到船尾时，船头恰好到达荷花处。若已知人的质量为，船长为，不计水的阻力，则船的质量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】船和垂钓者组成的系统动量守恒，故每时每刻均有
进而有
也有
即
且有，
联立可解得
故选A。
4. 近年来，轨道“小火车”在各大旅游景区深受游客的喜爱。图为“小火车”的简化示意图，车头共拖着5个车厢，车头与车厢、车厢与车厢间均用轻杆（始终与轨道平行）相连，已知车头、每节车厢（含游客）的质量均为，车头、每节车厢与轨道间的摩擦力大小均为，行驶过程中车厢之间轻杆的作用力大小为，车厢之间轻杆的作用力大小为，车头的额定功率为，车厢无动力系统，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 当“小火车”水平直轨道上匀加速行驶时，
B. 当“小火车”沿倾斜直轨道向上匀加速行驶时，
C. 当“小火车”在水平直轨道上行驶时，“小火车”行驶的最大速率为
D. 当“小火车”从静止开始沿水平直轨道匀加速行驶的加速度大小为时，该过程持续的最长时间为
【答案】D
【解析】A．设“小火车”在水平直轨道上匀加速行驶时的加速度大小为，则对节车厢有
对节车厢有
联立可解得
可得
A错误；
B．当“小火车”在倾斜直轨道上匀加速行驶时，对节车厢有
对节车厢有
可解得
可得
B错误；
C．“小火车”在水平直轨道上以最大的速度匀速行驶时，有
即
C错误；
D．“小火车”从静止开始沿水平直轨道匀加速运动过程结束时，功率达到额定功率，有
联立可求得
D正确。
故选D。
5. 人造卫星在绕地球运转时，卫星会出现“白天”和“黑夜”。秋分这天，太阳光可认为直射地球赤道，位于赤道上空的两颗卫星这天的“白天”与“黑夜”的时间之比分别为和，视卫星做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星的轨道半径比卫星的小B. 卫星的向心加速度比卫星的大
C. 两卫星的线速度大小之比为D. 两卫星的周期之比为
【答案】D
【解析】A．如图所示
设图中虚线圆为卫星的运转轨道，卫星在间（小圆弧）运动时处于“黑夜”，因其“白天”与“黑夜”的时间比为，可知，若设地球半径为，可求得卫星的轨道半径
同理，可求得卫星的轨道半径
故A错误；
B．对两卫星有
即
可知越大，越小，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力有
可有
即
所以有
可求得
故C错误；
D．根据万有引力提供向心力有
可有
因而有
故D正确。
故选D。
6. 图示电路中，和为滑动变阻器，为定值电阻，为电容器的上、下极板，二极管为理想二极管，闭合开关S后，处于之间的带电液滴静止不动。下列说法正确的是（ ）
A. 仅将滑片向左移动少许，液滴仍静止不动
B. 仅将滑片向上移动少许，液滴仍静止不动
C. 仅将板向上移动少许，液滴将向下运动
D. 仅将板向右移动少许，板的电势将降低
【答案】A
【解析】A．仅将滑片向左移动时，电路中总电阻将增大，电流将减小，与电容器并联部分电阻的电压将减小，电容器本应放电，但由于二极管的存在，电容器不能放电，因而电容器两极板电压不变，板内电场强度不变，液滴仍静止不动，A正确；
B．仅将滑片向上移动时，电路总电阻不变，电流不变，与电容器并联部分电阻的电压增大，从而将对电容器充电，使电容器板内的电场强度增大，液滴将向上运动，B错误；
C．仅将板向上移动时，据可知将减小，再据，因二极管的存在，不能减小而将保持不变，将增大，则有定值，说明液滴仍静止不动，C错误；
D．仅将板向右移动时，据可知将减小，同理可知不变，增大，而，说明板的电势将升高，D错误。
故选A 。
7. 图所示，竖直面内光滑的圆形轨道，半径为，圆心为，为水平直径，给处于轨道最低点的小球（质量为，可视为质点）一水平向右的初速度，小球沿轨道上升到点上方的某一位置时，小球与轨道间恰好无弹力，设此时小球与的连线与的夹角为，已知重力加速度为，则小球在最低点获得的动能与的关系图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】如图所示，设小球运动到点时，小球与轨道间恰好无弹力，设此时小球的速度为，则有
小球从最低点运动至点时有
联立可得
当时
当时
故选B。
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 机器人送餐车依靠“视觉系统”发现前方有障碍物时，会立即启动刹车系统制动减速，某次直线制动时，测得机器人开始制动后的内，平均速度大小，最后的内平均速度的大小，若视机器人制动后做匀减速直线运动，则在此过程中下列说法正确的是（ ）
A. 机器人的加速度大小为B. 机器人的初速度大小为
C. 机器人运动的时间为1.25sD. 机器人通过的距离为3.125m
【答案】CD
【解析】A．机器人通过最后的所用的时间
中间时刻的速度
求得
故A错误；
B．机器人通过开始所用的时间
中间时刻的速度
求得
B错误；
CD．对全程有
则有
故CD正确；
故选CD。
9. 如图所示，足够长的水平杆和竖直杆固定于，三个质量相等的小球分别套在竖直杆和水平杆上，小球和之间通过铰链用长度均为的轻杆相连。初始时，三个小球均静止，轻杆与水平杆的夹角，已知，重力加速度，不计一切摩擦及小球的大小，则小球从释放到到达点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小球的加速度不可能大于
B. 小球的机械能先减小后增大
C. 小球向左移动0.2m时，其速度大小为
D. 小球的最大速度为
【答案】BC
【解析】AB．小球初始时速度为零，当小球到达点时，小球的速度仍为零，表明两小球先加速运动，后减速运动，进而表明两细杆对两小球先有推力，后有拉力，可知在此过程中某时刻两细杆的作用力大小为零，在此时刻之后的一段时间内，小球的加速度大于，细杆先对小球做负功，后做正功，因而小球的机械能先减小后增大，故A错误，B正确；
C．据题中条件可知初始时，当小球向左移动0.2m时，可求得此时细杆与水平方向的夹角
如图所示
三小球组成的系统机械能守恒，则有
且有
联立解得
故C正确；
D．小球到达点时的速度最大，对三个小球组成的系统有
解得
故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，矩形区域存在竖直向上的匀强电场，竖直线上的相邻两点的间距均为1.5cm，水平线上的相邻两点的间距均为。一电子沿某一方向通过边进入电场时的动能，经过矩形内点正上方时的动能，且此时速度方向恰好水平向右，已知点所在的等势面的电势，电子始终在下方的区域内运动，电子电荷量大小为，不计电子的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 电子经过边时的速度方向与水平方向的夹角为
B. 电子可能从点离开电场
C. 若电子从点离开电场，则其经过点时的电势能一定为
D. 若电子从进入电场，则它一定从点离开电场
【答案】AC
【解析】A．如图甲所示
设电子从边进入电场时，设速度方向与水平方向的夹角为，则有
，，
联立可解得
即
故A正确；
B．设电子进入电场后经过时间运动到最大高度，水平位移为，则有
因电子经过点正上方时速度沿水平方向，表明电子进入电场的最高位置为点，此时电子的水平位移最大，如图乙所示，据初速度为零的匀变速直线运动的特点可知，竖直方向电子从运动到的时间和电子从到出电场的时间相等，所以电子离开电场时距点最远点为点，故B错误；
CD．电子在运动过程中电势能与动能之和守恒，电子从运动到克服电场力做功为
而从运动到点电场力做的正功
所以电子经过点时电势能
故C正确；
D．由上述分析可知，若电子从点离开电场，电子应从点进入电场，故D错误。
故选C。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学利用图示半圆形轨道（可不计摩擦）装置验证动量守恒定律，为水平直径，为轨道的最低点，为表面涂有不同颜料的小球，它们沿轨道运动时，可在轨道上留下印迹，测得的质量分别为，初始时球位于点。
（1）在适当的位置由静止释放小球，在点与球碰撞后，两小球均沿圆弧上升，则________（填“＞”“=”或“<”）。
（2）测得小球在点左右两侧印迹的竖直高度分别为和，小球在点右侧印迹的竖直高度为（未到达点），若碰撞过程中两小球的动量守恒，则应满足的关系式为________。（用题中所给的字母表示）
（3）若碰撞过程中两小球无机械能损失，则应满足的关系式为________。（用、表示）
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
若两小球碰撞过程中动量守恒，且无机械能损失，则有
联立可解得
要使小球碰后沿圆弧上升，需满足，即
小问2详解】
据机械能守恒定律有
解得
结合
求得
【小问3详解】
碰撞过程动量守恒有
机械能无损失有
联立可解得
即
也即
12. 某型号的热敏电阻在范围内阻值的标称值如表中所示，小组同学欲利用电路对标称值进行核实。由于电流表内阻未知，先用图甲电路测量电流表的内阻。
（1）在图甲电路中，调节滑动变阻器使其接入电路的阻值最大，只闭合，调节，使电流表指针满偏，闭合，只调节电阻箱，使电流表指针半偏，此时电阻箱示数为，则电流表内阻______。
（2）电流表内阻的测量值理论上与真实值相比略______（填“偏大”“偏小”或“相等”）。
（3）再用图乙所示的电路图核实标称值，忽略以上测量的误差值，实验时与电压表相连的导线的端应接在图中的______（填“P”或“Q”）点。正确连接电路后，小组同学发现只有温控室内的温度为时，热敏电阻的测量值与标称值不符，此时电压表的示数为，电流表的示数为，则此温度下热敏电阻的阻值为______（保留3位有效数字）。
（4）请依据热敏电阻核实后的阻值，在图丙坐标纸上补齐数据点，并作出图像______。
（5）当热敏电阻的阻值为时，热敏电阻的温度为______℃（保留两位有效数字）。
【答案】（1）2.0 （2）偏小
（3）Q 500
（4）如图所示
（5）54
【解析】（1）当电流表半偏时，说明与电流表分流相等，故；
（2）在认为并联上后电路中的电流不变时，据并联电路的特点可有，而实际上并联后，电路的总电阻将减小，电路中的总电流将增大，通过的电流大于通过的电流，可推知
故测量值偏小；
（3）[1]因电流表内阻已知，所以电流表应采用内接法，故端应接在点；
[2]当端接在点时，有
代入数据可求得
（4）拟合各点，作出的图像如图所示
（5）由作出的图像可求得，该阻值对应的温度为。
13. 如图所示，一劲度系数的轻质弹簧上端固定，下端连一质量的小球（可视为质点），开始时小球静止于点。现将小球竖直向下缓慢拉至点后由静止释放，若两点的间距，重力加速度，已知弹簧的弹性势能为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。
（1）取所在平面为零重力势能面，求向上运动的过程中小球机械能的最大值；
（2）求小球向上运动过程中的最大速度。
【答案】（1）32J （2）
【解析】【小问1详解】
当弹簧恢复原长时，弹簧释放的弹性势能最多，小球的机械能最大，且两者相等，设初始时弹簧的伸长量为，则有
小球从运动至弹簧原长时，有
联立可求得
根据机械能守恒定律可有
【小问2详解】
当小球运动至点时，其速度最大，据能量守恒定律有
代入数据可解得
14. 如图所示，内壁光滑的绝缘薄壁圆筒倾斜固定在水平地面上，倾角，圆筒的横截面圆的半径为圆筒上横截面圆的圆心，分别为该截面圆的最低点和最高点，为圆筒下横截面圆的圆心，、分别为该截面圆的最低点和最高点，图中与垂直，与垂直。空间存在一沿方向的匀强电场，一带电荷量、质量的小球（可视为质点）自点从圆筒壁内侧以初速度沿与平行的方向抛出后，小球在面内做圆周运动，且恰未离开圆筒内壁，已知，重力加速度。
（1）求的大小；
（2）求的大小；
（3）若撤去电场，在空间施加方向与平行且向上的匀强电场，场强大小，让小球仍从点以同样的速度抛出，则小球将以最短的时间从点离开圆筒，求圆筒的长度（结果可保留）。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】（1）由题得
解得
（2）小球在圆筒内运动经过横截面的最高点时，设其做圆周运动速度大小为，则有
小球从点开始运动到最高点，由机械能守恒定律有
联立解得
（3）加上电场后，小球受到沿向上的电场力
小球的重力沿向下的分量
表明小球在垂直于中轴线的平面内做匀速圆周运动，设其周期为，则有
小球在平行中轴线方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有
由牛顿第二定律
解得
15. 如图所示，在风洞实验中，固定竖直档板右侧存在水平向左的恒定风力，“”形光滑滑板置于光滑水平面上，其左端紧贴挡板，质量，左、右两端相距，可视为质点的物块处于滑板的左侧，其质量。现给物块水平向右的初速度，已知物块与滑板第一次碰后滑板的速度大小为，滑板端对物块所受风力无影响，两物体所受风力始终恒定且相等，碰撞过程中无能量损失，且碰撞时间极短。求；
（1）物块第一次与滑板碰撞前瞬间的速度大小；
（2）恒定风力的大小；
（3）在以后的运动过程中，端离挡板的最大距离及从端开始离开挡板到端再次回到挡板处所经历的时间。
【答案】（1）
（2）
（3），
【解析】
小问1详解】
设物块第一次与滑板碰撞前的速度大小为，碰后的速度大小为，则对物块与滑板碰撞过程满足动量守恒，有
根据能量守恒
解得
【小问2详解】
因滑板内表面光滑，物块在风力作用下向右减速运动时，滑板不动，由动能定理，有
解得
【小问3详解】
第一次碰撞后，物块由静止开始向左做匀加速运动，滑板向右做匀减速运动，直到物块在滑板的左侧与滑板发生第二次碰撞，设两物体的加速度大小为，此过程经历的时间为，则有
物块向左的位移
滑板向右的位移
且有
联立解得
设物块和滑板第二次碰撞前的速度大小分别为和，则有
设物块与滑板碰撞后的速度大小分别为和，根据动量守恒，有
根据能量守恒，有
可解得
方向向右；
方向向左；
设再经过时间物块与滑板在滑板的右侧发生第三次碰撞，物块向右的位移
滑板向左的位移
且有
解得
设物块与滑板从第三次碰撞到第四次碰撞经过的时间为，该过程滑板向右运动的位移为，物块与滑板从第四次碰撞到第五次碰撞经过的时间为，该过程滑板向左运动的位移为，同理可解得
因表明当滑板恰好运动至挡板处时物块与滑板发生第五次碰撞，所以滑板的A端离开挡板的最大距离
从A端开始离开挡板到它再次回到挡板经历的总时间
25.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
900.0
680.0
520.0
390.0
320.0
270.0
240.0