河南省南阳市2024-2025学年高三(上)期中考试物理试卷(解析版)

这是一份河南省南阳市2024-2025学年高三(上)期中考试物理试卷(解析版)，共19页。试卷主要包含了保持卡面清洁，不折叠，不破损等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号；非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效。
4．保持卡面清洁，不折叠，不破损。
5．本试卷分试题卷和答题卷两部分，满分100分，考试时间75分钟。
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1. 某人拿着绳子左侧上下做简谐运动，某时刻，绳波如图所示，a、b为绳波中的两个质点。则（ ）
A. a质点正向上振动B. a质点的速度正在减小
C. b质点的加速度正在减小D. b质点的速度正在减小
【答案】C
【解析】A．由图可知，波的传播方向向右，根据同侧法可知此时a质点正在向下振动，A错误；B．此时a质点正在向下振动，平衡位置速度最大，加速度为零，故a质点正在向下加速振动，B错误；C D．质点b正在向平衡位置振动，则其加速度变小速度变大，C正确，D错误。故选C。
2. 如图，小明分别在篮筐正前方的a、b位置投掷篮球，出手时篮球的高度相同，最终都垂直击中篮板上的同一点。不考虑篮球旋转且不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 在a处投掷时，篮球从出手到击中篮筐的时间更长
B. 在b处投掷时，篮球击中篮框的速度更大
C. 在a处和b处篮球出手时的速率相比，b处的出手速率大
D. 在a处和b处篮球出手后到垂直击中篮板的过程中，篮球的速度变化率相同
【答案】D
【解析】AD．由逆向思维可知，篮球从篮筐到a或b做平抛运动，由于出手时篮球的高度相同，所以在无论篮球在a处投掷还是在b处投掷，篮球从出手到击中篮筐的时间相等，根据加速度的定义可知：在a处和b处篮球出手后到垂直击中篮板的过程中，篮球的速度变化率相同，故A错误，D正确；
BC．篮球从在a处投掷运动的水平位移大于在b处投掷运动的水平位移，水平方向，篮球做匀速直线运动，则
x=vt
由于篮球运动时间相同，所以
篮球击中篮筐时的速度为水平方向的出手速度，所以在a处投掷时，篮球击中篮框的速度更大，a处出手的速率大，故BC错误。
故选D。
3. 如图甲，水平轨道固定在地面上，右侧固定一磁铁。右端粘有磁铁的小车以初速度v0沿轨道向右运动，两磁铁间有相互排斥的作用力。某科研小组利用该实验装置研究小车在变力作用下的运动情况，无线传感器记录作用过程中小车的v-t图像如图乙，记录小车所受斥力大小F随时间t的变化图像如图丙。不计小车所受摩擦阻力及空气阻力，则（ ）
A. 小车速度为零时所受合外力也恰好为零
B. 小车质量m约为300g
C. 小车在t1到t2向右做匀减速直线运动
D. 小车磁铁相互作用过程中机械能守恒
【答案】B
【解析】A．依题意，小车向右运动过程中受斥力作用，t2时刻小车所受合外力最大，说明两磁铁靠的最近，此时小车速度为零，故A错误；
B．根据动量定理
可知丙图中图线与时间轴所围面积表示小车所受斥力的冲量，取水平向右为正方向，则有
解得
故B正确；
C．由乙、丙图可知在到时间内斥力逐渐增大，小车做加速度增大的减速直线运动，故C错误；
D．根据图乙可知，小车的动能先减小后增大，重力势能保持不变，所以小车的机械能不守恒，故D错误。
故选B。
4. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，开关S闭合后，平行板电容器中的带电液滴M处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，则（ ）
A. R4的滑片向上端移动时，电流表示数减小，电压表示数增大
B. R4的滑片向上端移动时，R2功率增大
C 若仅将电容器下极板稍微向下平移，带电液滴M将向上极板运动
D. 若将开关S断开，带电液滴M将向下极板运动
【答案】A
【解析】AB. 的滑片向上端移动时，滑动变阻器接入电路阻值增大，电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流减小，路端电压增大；则两端电压减小，两端电压增大，通过的电流增大，则通过、支路的电流减小，即电流表示数减小，根据
可知功率减小；由于减小，两端电压减小，根据
可知两端电压增大，即电压表示数增大，故A正确，B错误；
C．若仅将电容器下极板稍微向下平移，由于电容器两端电压不变，根据
可知板间场强减小，微粒受到的电场力减小，带电液滴M将向下极板运动，故C错误；
D．若将开关S断开，电容器电压等于电源电动势，即电容器两端电压增大，板间场强增大，微粒受到的电场力增大，带电液滴M将向上极板运动，故D错误。
故选A
5. 内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐。如图为岩盐晶体结构中相邻的四个离子处于正方形的四个顶点，O点为正方形中心，A、B、C、D为四边中点，M点为A、O的中点，N点为O、D的中点，取无穷远处电势为零，关于这四个离子形成的电场，下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点电场强度相同
B C、D两点电势不相等
C. 沿M→O→N移动电荷，电场力不做功
D. 把一个负点电荷从A点沿直线移到C点，电势能先增大后减小
【答案】C
【解析】A．将四个电荷看成两组等量异种电荷，根据电场强度的矢量叠加可知A点的电场强度竖直向下，B 点的电场强度竖直向上，故A 错误；
B．将四个电荷看成两组等量异种电荷，CD两点的连线在等量异种电荷的连线的中垂线上，电场强度的方向与CD的连线垂直，故C、D两点的电势相等，故B错误；
C．将四个电荷看成两组等量异种电荷，AMOB的连线与COND的连线均与电场强度垂直，所以沿M→O→N移动电荷，电场力不做功，C正确；
D．把一个负点电荷从A点沿直线移到C点，先离正电荷近后离正电荷远，电势先增大后减小，所以负点电荷的电势能先减小后增大，故D错误。
故选C。
6. 如图甲所示，倾角为37°的传送带在电动机带动下沿顺时针方向匀速转动，将一质量m=5kg的货物（可视为质点）轻放到传送带底端A，货物运动的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，t=10s时货物到达传送带顶端B，g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，货物从A端运动到B端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 货物受到的摩擦力大小始终为32N
B. 货物受到的摩擦力做的功为160J
C. 货物受到的合力做的功为460J
D. 因为传送货物，电动机对传送带多做功620J
【答案】D
【解析】A．速度时间图像斜率表示加速度，图乙可知，前5s内货物加速运动，物体受到重力mg、滑动摩擦力和支持力 QUOTE FN FN，由牛顿第二定律得
其中加速度为
联立以上解得
匀速后，平衡条件可知，静摩擦力等于沿斜面向下的重量分力，即
故A错误；
B．速度时间图像与横轴围成的面积表示位移，故前5s和后5s位移分别为
，
故货物从A端运动到B端的过程中，货物受到的摩擦力做的功为
代入数据得
故B错误；
C．图像可知货物到B端时速度v=5m/s，所以货物从A端运动到B端的过程中，由动能定理可知，货物受到的合力做的功为
故C错误；
D．图像可知传送带速度为2m/s，由能量守恒可知，因为传送货物，电动机对传送带多做功
其中s1、s2分别为
，
联立得
故D正确。
故选 D。
7. 汽车工程学中将汽车加速度随时间的变化率称为急动度k，急动度k是评判乘客是否感到舒适的重要指标，按照这一指标，具有零急动度时的汽车乘客最舒适。如图所示为一辆汽车在启动过程中的急动度随时间变化的关系，已知汽车质量m=3×103kg，启动过程中所受阻力f，启动瞬间加速度为零，在该过程中（ ）
A. 汽车在9s时恰好停下
B. 从6s到9s，汽车速度变化量为4.5m/s
C. 从0到3s，汽车牵引力小于f
D. 从6s到9s，汽车牵引力小于f
【答案】B
【解析】AB．由题意可知k-t图像的面积表示加速度的变化量，那么a-t图像为
a-t图像的面积表示汽车速度的变化量，可知汽车汽车9s时速度最大，从6s到9s，汽车速度变化量为4.5m/s ，故A错误，B正确；
CD．从0到3s汽车做加速度增加的加速直线运动，所以汽车牵引力大于f，从6s到9s，汽车做加速度减小的加速运动，汽车牵引力仍大于f，故CD错误。
故选B。
二、多项选择题（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，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）
8. 2024年5月太阳爆发大级别耀斑，引发地磁暴，使得近地空间气体密度增大，航天器的运行阻力随之增加，我国空间站的轨道高度在5月11日当天下降了约1公里。假定轨道降低前后空间站均可视为做匀速圆周运动，则与轨道降低前相比，轨道降低后空间站的（ ）
A. 动能减小B. 加速度增大
C. 周期减小D. 机械能增大
【答案】BC
【解析】ABC．设地球质量为M、空间站轨道半径为r、空间站质量为m、线速度为v、圆周运动周期为T、加速度为a，分析可知万有引力提供空间站做圆周运动的向心力
解得
，，
题意知r减小，故v增加（即动能增加）、T减小、a增大，故A错误，BC正确；
D．航天器的运行过程中，阻力对其做负功，故机械能减小，故D错误。
故选 BC。
9. 空间中存在沿x轴方向的静电场，电子以一定的初速度沿x轴从O点运动到x4处，电子仅受电场力，电子的电势能变化如图所示，已知电子在x1处电势能最大，则（ ）
A. 在x1处电场方向发生变化
B. 在x1~x2过程，电势逐渐降低
C. 在x3处电子的加速度方向发生变化
D. 在O~x4过程，电子动能先减小后增大
【答案】AD
【解析】A．图像的斜率的绝对值表示电场力大小，电子在x1处电势能最大，即在x1处图像的斜率为零，则电子在该处所受电场力为零，该处的电场强度为零，电场方向发生变化，故A正确；
B．由图像可知，在x1~x2过程，减小，所以电场力做正功，电子所受电场力向右，电场线方向向左，电势逐渐升高， 故B错误；
C．在x3处电子的电势能为零，但该处图像的斜率不为零，所受电场力不为零，电场力方向不变，加速度方向不变，故C错误；
D．在O~x4过程，电势能先增大后减小，由于只有电场力做功，动能和电势能总和不变，电子的动能先减小后增大，故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，质量为2m的光滑物块a静止在光滑水平面上，物块a左侧面为圆弧面且与水平面相切，质量为m的滑块b以初速度v0向右运动滑上a，沿a左侧面上滑一段距离后又返回，最后滑离a，不计一切摩擦，滑块b从滑上a到滑离a的过程中（ ）
A. 滑块b沿a上升的最大高度为
B. 物块a运动的最大速度为
C. 物块a对滑块b所做的功为
D. 物块a对滑块b的冲量大小
【答案】AC
【解析】A．滑块b沿a上升的最大高度时两者速度相等，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
故A正确；
B．滑块b从滑上a到滑离a时，物块a运动的速度达到最大，则有
，
解得
，
故B错误；
C．结合上述可知，滑块b从滑上a到滑离a的过程中，根据动能定理可知，物块a对滑块b所做的功为
结合上述解得
故C正确；
D．结合上述可知，滑块b从滑上a到滑离a的过程中，根据动量定理可知，合力的冲量
解得
由于滑块b从滑上a到滑离a的过程中受到重力与物块a的弹力作用，可知，物块a对滑块b的冲量不等于，故D错误。
故选AC。
三、实验题（本题共2小题，共14分。把答案填在答题卡上对应位置）
11. 如图所示，将打点计时器固定铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律。
（1）实验中需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h，某同学对实验得到的纸带设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是______。
A. 用刻度尺测出物体下落的高度h，由打点间隔数计算出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v
B. 用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v
C. 用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v
D. 根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算得出高度h
（2）安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带如图，图中O点为打点起始点，且速度为零。选取纸带上打出的连续点A、B、C、…作为计数点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3。已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，计时器打点周期为T，为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从O点到F点的过程中：动能的增加量ΔEk=______，重锤重力势能的减少量ΔEp=______。（用题中所给字母表示）
【答案】（1）C （2）
【解析】【小问1详解】
ABC．实验中物体做匀加速直线运动，所以物体的瞬时速度通过某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度去求解,不能根据v=gt和求解，否则就默认了机械能守恒，失去验证机械能守恒的意义，故AB错误，C正确；
D．实验中,用刻度尺测量物体下落的高度,不能根据计算得出高度h，故D错误。
故选C。
【小问2详解】
[1][2]重锤经过F点时的速度为
O点到F点的过程中：重锤动能的增加量为
重锤重力势能的减少量为
12. 某兴趣小组测定某圆柱形电阻的电阻率，图甲所示为电阻的长度，图乙所示为电阻直径。
（1）电阻的长度为______cm，电阻的直径为______mm；
（2）用欧姆表粗测该电阻的阻值为65Ω。为精确测量该电阻Rx，请从下列实验仪器中选择合适的仪器，其中定值电阻应选______（填R1或R2），在虚线框中画出实验电路图并标明所选仪器的符号______。
A.电源E（电动势约3V，内阻约为0.5Ω）
B.电流表A1（量程0~15mA，内阻r1=10Ω）
C.电流表A2（量程0~60mA，内阻r2约为1.5Ω）
D.定值电阻R1（阻值R1=190Ω）
E.定值电阻R2（阻值R2=590Ω）
F.滑动变阻器R（阻值5Ω）
G.开关S，导线若干
（3）经正确操作，读出电流表A1和A2（示数分别为I1和I2）的多组数据，作出如图丙所示的I1-I2关系图像。由图像和其它条件可知电阻率ρ=______Ω·m（π=3.14，结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）2.325 6.700##6.699##6.701
（2）
（3）0.10
【解析】【小问1详解】
[1]图中游标卡尺为20分度，精确度为0.05mm，主尺读数是23mm，游标尺第5个刻度与主尺某刻度线对齐，则游标卡尺的读数为
[2]螺旋测微器的读数为
【小问2详解】
[1]由于未知电阻约为65Ω，则流过最大电流约为
则测量电路中电流表应选用A2，同时应将电流表A1（内阻为r1）改装成电压表，由于电源电动势约为3.0 V，则改装成量程为3.0 V的电压表，需要串联的电阻为
则串联电阻应选；
[2]改装电压表后的内阻为
由于电压表内阻已知，所以采用电流表外接法，则实验电路图为：
【小问3详解】
根据部分电路欧姆定律得
化简得
由关系图像可得
解得
根据电阻定律可得
解得
0.10 Ω·m
四、计算题（本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 如图所示，一条不可伸长的轻质软绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个质量分别为m和2m的小球a和b，用手按住a球静止于地面时，b球离地面的高度为h，两物体均可视为质点，定滑轮的质量及一切阻力均不计，a球与定滑轮间距足够大，不会相碰，释放a球后，重力加速度为g，求：
（1）b球落地前的加速度大小；
（2）b球落地前瞬间，b球重力的功率；
（3）a球离地的最大高度。
【答案】（1）；
（2）；
（3）
【解析】【小问1详解】
设两球的加速度大小为a，把ab作为一个系统，由牛顿第二定律得
解得
【小问2详解】
设b球落地前瞬间ab速度大小为v，对整体研究，由动能定理得
又因为b球重力瞬时功率为
联立解得
【小问3详解】
分析可知球落地后，球继续上升，由匀变速直线运动规律可知，a球继续上升的高度为
球离地的最大高度
14. 如图所示，质量M=2kg木板静止放置于水平地面上，一质量为m=1kg的物块（可看成质点）以速度v0=6m/s从左端冲上木板，物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.5，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1。当物块滑至木板最右端时，两者恰好达到共同速度。g=10N/kg，求：
（1）共同速度v；
（2）木板的长度L；
（3）木板停下之前，木板与地面间因摩擦产生的热量Q。
【答案】（1）
（2）L=3m （3）Q=3J
【解析】【小问1详解】
对分析有
对分析有
M、N共速
联立解得
【小问2详解】
1s后，与不再发生相对运动，故1s内的相对位移是木板长度，1s内的位移
解得
x1=3.5m
的位移
解得
x2=0.5m
木板的长度
解得
L=3m
【小问3详解】
1s后，与一起运动到停止
则
解得
Q=3J
15. 绝缘的粗糙水平地面上方有一竖直方向的矩形区域，该区域由三个边长是L正方形区域组成，从左到右依次为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，且矩形区域的下边OC与地面相接。为方便描述，建立如图所示的平面直角坐标系；区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中分别存在沿y轴负方向、y轴正方向、y轴正方向的匀强电场，其场强大小比例为1∶1∶2。现有一带正电的滑块（可视为质点）以某一初速度从O点沿x轴正方向进入区域Ⅰ，滑块最终从P点（图中未标出）离开区域Ⅲ。已知滑块在区域Ⅰ中所受静电力与所受重力大小相等，地面与滑块间的动摩擦因数为0.25，重力加速度为g。求：
（1）滑块进入区域Ⅲ时的速度大小v1；
（2）滑块在矩形区域运动的总时间；
（3）若滑块以相同大小的初速度从P点沿x轴负方向进入区域Ⅲ，试确定滑块离开电场区域的位置坐标。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
在区域Ⅱ中由于所受静电力与所受重力大小相等，则滑块做匀速直线运动，在区域Ⅲ做类平抛运动，竖直方向加速度为
根据类平抛运动规律，可得
解得
【小问2详解】
滑块进入区域I时，根据动能定理
解得
在区域I运动时间
运动的总时间或
【小问3详解】
从P点沿x轴负方向进入区域III，则在区域III运动时间为
竖直方向偏转
竖直方向速度为
区域II中做匀速直线运动，区域I中做类斜抛运动、水平速度不变，从出区域III到上升到最高点竖直位移
由于
可知上升到最高点之前就从上边缘出电场区域；
则在区域I中，竖直方向运动实际距离
所以滑块在区域I运动的时间设为，满足
滑块在区域I水平方向的位移
故滑块离开电场区域的位置即为