2023-2024年河南省周口市項(xiàng)城市第一中學(xué)高三上學(xué)期11月期中物理試題（解析版）

2023-2024學(xué)年高三上期第四次段考物理試題一、選擇題（每小題4分，共48分.1-8題為單選題.9-12題為多選題，全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全得2分，有錯(cuò)選得0分.）1.兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)由靜止開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng)，它們的位移x隨時(shí)間t變化的圖像均為拋物線。t0時(shí)刻它們的速度大小分別為vI和vII，加速度分別為aI和aII。則（）A.vI<vII，aI<aII B.vI>vII，aI<aII C.vI<vII，aI>aII D.vI>vII，aI>aII【答案】D【解析】【詳解】?jī)少|(zhì)點(diǎn)的位移x隨時(shí)間t變化的圖像均為拋物線，可知兩質(zhì)點(diǎn)均做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，x-t圖像斜率代表速度，可知vI>vII根據(jù)v=at可知aI>aII故選D。2.某可調(diào)式升降臺(tái)構(gòu)造如圖所示，升降臺(tái)的下面是一個(gè)弧形滑道，通過(guò)向右或向左旋轉(zhuǎn)螺母即可實(shí)現(xiàn)升降臺(tái)的上升或下降。當(dāng)過(guò)螺母頂端的半徑與水平方向的夾角為時(shí)，升降臺(tái)下降的速度大小為，則此刻螺母向左運(yùn)動(dòng)的速度大小為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】設(shè)經(jīng)過(guò)極短時(shí)間，則螺母頂端右端點(diǎn)向左位移為，升降臺(tái)下降的位移為，由題中角度關(guān)系可得得故選C。3.如題圖1所示，x軸上和處分別固定A、B兩點(diǎn)電荷，取電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸正方向?yàn)檎?，x軸上區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度分布如題圖2所示，放入其中的電荷僅受電場(chǎng)力作用，由此可知（）A.A、B兩點(diǎn)電荷電性相同B.A、B兩點(diǎn)電荷電荷量大小之比C.在有限范圍內(nèi)，x軸上僅有一處電場(chǎng)強(qiáng)度為零D.將一正點(diǎn)電荷從處由靜止釋放，僅在電場(chǎng)力作用下還能回到處【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)圖2可知，處的電場(chǎng)強(qiáng)度為0，則A、B兩點(diǎn)電荷電性必定相反，A錯(cuò)誤；B．由于處的電場(chǎng)強(qiáng)度為0，則有解得B錯(cuò)誤；C．由于處的電場(chǎng)強(qiáng)度為0，可知，A帶正電，B帶負(fù)電，則在AB之間A的電場(chǎng)方向向右，B的電場(chǎng)方向也向右，即AB之間電場(chǎng)的方向始終不可能為0，A的電荷量大一些，A的左側(cè)電場(chǎng)由A電荷決定，即A左側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度也不可能為0，即在有限范圍內(nèi)，x軸上僅有位置一處電場(chǎng)強(qiáng)度為零，C正確；D．根據(jù)圖像，將一正點(diǎn)電荷從處由靜止釋放，所受電場(chǎng)力方向始終沿x軸正方向，即該電荷將在電場(chǎng)力作用下沿x軸正方向做加速運(yùn)動(dòng)，不可能回到處，D錯(cuò)誤。故選C。4.“天狼星”是除太陽(yáng)外人用肉眼能看到的最亮的恒星，“天狼星”實(shí)際上是一個(gè)雙星系統(tǒng)，它由恒星“天狼星”A和白矮星“天狼星”B組成?！疤炖切恰盇和“天狼星”B均繞它們連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)，它們的軌道半徑分別為、，如圖所示．已知引力常量為G，則“天狼星”A的質(zhì)量為（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】對(duì)“天狼星”B，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得解得“天狼星”A的質(zhì)量為故選C。5.如圖所示，a、b、c、d是某勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，它們是一個(gè)四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)，ab∥cd，ab⊥bc，2ab＝cd＝bc＝2l，電場(chǎng)方向與四邊形所在平面平行。已知a點(diǎn)電勢(shì)為24V，b點(diǎn)電勢(shì)為28V，d點(diǎn)電勢(shì)為12V。一個(gè)質(zhì)子(不計(jì)重力)經(jīng)過(guò)b點(diǎn)的速度大小為v0，方向與bc成45°，一段時(shí)間后經(jīng)過(guò)c點(diǎn)，則下列說(shuō)法不正確的是（）A.c點(diǎn)電勢(shì)為20VB.質(zhì)子從b運(yùn)動(dòng)到c所用的時(shí)間為C.場(chǎng)強(qiáng)的方向由a指向cD.質(zhì)子從b運(yùn)動(dòng)到c電場(chǎng)力做功為8eV【答案】C【解析】【詳解】A．作如圖e點(diǎn)，ab間電勢(shì)差為4V，可求得e點(diǎn)電勢(shì)為20V，即eb間電勢(shì)差為8V，所以dc間電勢(shì)差也為8V，故c點(diǎn)電勢(shì)為20V，A正確，不符合題意；C．連接bd，可得bd中點(diǎn)O處的電勢(shì)為20V，所以O(shè)c為等勢(shì)面，根據(jù)幾何知識(shí)可得bd⊥Oc，所以bd為一條電場(chǎng)線，b點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)，所以電場(chǎng)方向?yàn)閺腷到d，C錯(cuò)誤，符合題意；B．質(zhì)子與bc成45°方向拋出時(shí)，電場(chǎng)力沿bd方向，則質(zhì)子從b→c做類平拋運(yùn)動(dòng)，沿初速度方向分位移為，此方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則B正確，不符合題意；D．電勢(shì)差則質(zhì)子從b→c電場(chǎng)力做功為8eV，D正確，不符合題意。故選C。6.如圖甲所示，將一圓環(huán)套在固定的足夠長(zhǎng)的水平桿上，環(huán)的內(nèi)徑略大于桿的截面直徑，對(duì)環(huán)施加一斜向上與桿的夾角為的拉力F，當(dāng)拉力逐漸變大時(shí)環(huán)的加速度隨拉力F的變化規(guī)律如圖乙所示。最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取重力加速度大小，下列說(shuō)法正確的是（）A.圓環(huán)的質(zhì)量為B.圓環(huán)與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2C.當(dāng)時(shí)，圓環(huán)的加速度大小為D.當(dāng)圓環(huán)受到的摩擦力大小為時(shí)，圓環(huán)的加速度大小可能為【答案】C【解析】【詳解】AB．F在內(nèi)時(shí)，對(duì)圓環(huán)受力分析可得當(dāng)拉力超過(guò)5N時(shí)，支持力方向相反，所以，當(dāng)拉力為5N時(shí)帶入圖中數(shù)據(jù)，聯(lián)立求解可得故AB錯(cuò)誤；C．當(dāng)對(duì)圓環(huán)受力分析可得當(dāng)拉力為10N時(shí)，圓環(huán)的加速度大小為，故C正確；D．當(dāng)圓環(huán)受到的摩擦力大小為，且拉力小于2N時(shí)，對(duì)圓環(huán)受力分析可知解得此時(shí)，圓環(huán)的加速度為0；當(dāng)圓環(huán)受到的摩擦力大小為，且時(shí)，可知解得當(dāng)圓環(huán)受到的摩擦力大小為，且時(shí)，可知解得故D錯(cuò)誤。故選C。7.如圖所示，兩原長(zhǎng)均為L(zhǎng)、勁度系數(shù)相等的絕緣輕彈簧懸掛于O點(diǎn)，其另外一端各連接一個(gè)帶電小球，平衡時(shí)A球靠在光滑絕緣豎直墻上，長(zhǎng)為且豎直；B球懸于空中，長(zhǎng)為。兩小球的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，則兩球間的庫(kù)侖力大小為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】設(shè)夾角為，B球的受力如圖甲所示，構(gòu)成的力的矢量三角形與相似，則有即可得對(duì)AB兩帶電小球整體受力分析如圖乙，根據(jù)平衡條件可得兩彈簧完全相同則解得在力的矢量三角形中，應(yīng)用余弦定理有故B正確。8.如圖所示，斜面體ABC固定在水平地面上，斜面的高AB為2m，傾角為θ=37°，且D是斜面的中點(diǎn)，在A點(diǎn)和D點(diǎn)分別以相同的初速度水平拋出一個(gè)小球，結(jié)果兩個(gè)小球恰能落在地面上的同一點(diǎn)，則落地點(diǎn)到C點(diǎn)的水平距離為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】設(shè)AB高為h，則從A點(diǎn)拋出的小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間從D點(diǎn)拋出的小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間在水平方向上有代入數(shù)據(jù)得x=m故A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選A。9.今年我國(guó)南方多地出現(xiàn)重度氣象干旱，鄱陽(yáng)湖、洞庭湖等湖泊水位持續(xù)走低。為了緩解氣候干燥，環(huán)保部門(mén)每天派出大量灑水車(chē)上街進(jìn)行空氣凈化、除塵。灑水車(chē)正常工作時(shí)始終以較小的速度勻速運(yùn)動(dòng)，水在水泵作用下，以霧狀均勻噴出（不考慮反沖作用），如圖所示。已知灑水車(chē)受到的阻力與自身受到的重力成正比，則灑水車(chē)正常工作時(shí)（）A.動(dòng)能不斷增大B.受到的阻力不斷減小C.牽引力的功率隨時(shí)間均勻減小D.牽引力的大小跟灑水時(shí)間成反比【答案】BC【解析】【詳解】A．灑水車(chē)的質(zhì)量在減小，根據(jù)可知，灑水車(chē)的動(dòng)能在減小，故A錯(cuò)誤；B．灑水車(chē)受到的阻力與其受到的重力成正比，灑水車(chē)的質(zhì)量在減小，重力減小，故摩擦阻力在減小，故B正確；D．灑水車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則牽引力為水在水泵作用下，以霧狀均勻噴出，即灑水車(chē)的質(zhì)量隨灑水時(shí)間均勻減小，則牽引力的大小也隨灑水時(shí)間均勻減小，但不成反比，故D錯(cuò)誤；C．根據(jù)解得可知，水在水泵作用下，以霧狀均勻噴出，即灑水車(chē)的質(zhì)量隨灑水時(shí)間均勻減小，則牽引力的功率也隨時(shí)間均勻減小，故C正確。故選BC。10.如圖所示，小球（視為質(zhì)點(diǎn)）套在光滑的豎直桿上，輕彈簧一端固定于O點(diǎn)另一端與小球相連?，F(xiàn)將小球從M點(diǎn)（高于O點(diǎn)）由靜止釋放，它在下降的過(guò)程中經(jīng)過(guò)了N點(diǎn)。已知在M、N兩點(diǎn)處，彈簧對(duì)小球的彈力大小相等。且彈簧在M點(diǎn)時(shí)的長(zhǎng)度小于在N點(diǎn)時(shí)的長(zhǎng)度。下列判斷正確的是（）A.在小球從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小B.在小球從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中，小球的最大加速度一定大于重力加速度C.在小球從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中，彈簧彈力對(duì)小球做功的功率可能一直增大D.在小球到達(dá)N點(diǎn)后向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中。小球的速度可能先增大后減小【答案】BD【解析】【詳解】A．在小球從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中，彈簧的壓縮量先增大后減小，彈性勢(shì)能先增大后減小，彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)后，彈性勢(shì)能再增大，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)彈簧對(duì)小球的彈力斜向下時(shí)，小球的加速度大于重力加速度，故B正確；C．當(dāng)彈簧對(duì)小球的彈力與桿垂直時(shí)，彈力對(duì)小球做功的功率為0，故C錯(cuò)誤；D．若小球在N點(diǎn)受到的彈簧的彈力在豎直方向的分力小于其受到的重力，則小球先向下做加速運(yùn)動(dòng)，到最低點(diǎn)時(shí)，小球的速度為0，故D正確。故選BD。11.如圖所示，對(duì)電容器充電完畢后，將電容器和電源斷開(kāi)。若其他條件不變，僅減小兩極板的正對(duì)面積，則下列說(shuō)法正確的是（）A.電容器的電荷量不變B.電容器的電容增大C.靜電計(jì)指針的張角減小D.電容器內(nèi)部電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度增大【答案】AD【解析】【詳解】A．電容器充電后與電源斷開(kāi)，存儲(chǔ)的電荷量Q不變，故A正確；B．根據(jù)減小兩極板的正對(duì)面積，電容器的電容減小，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)電容器兩極板間的電壓增大，靜電計(jì)指針的張角增大，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)電容器內(nèi)部電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度增大，故D正確。故選AD。12.使用無(wú)人機(jī)植樹(shù)時(shí)，為保證樹(shù)種的成活率，將種子連同營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包進(jìn)一個(gè)很小的莢里。播種時(shí)，在離地面15m高處、以15m/s的速度水平勻速飛行的無(wú)人機(jī)中，播種器利用空氣壓力把莢以10m/s的速度（相對(duì)播種器）豎直向下射出，莢進(jìn)入地面下20cm深處完成一次播種。已知莢的總質(zhì)量為20g，不考慮莢所受大氣阻力及進(jìn)入土壤后重力的作用。取g=10m/s2，則（）A.離開(kāi)無(wú)人機(jī)后，莢在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為1sB.射出莢的過(guò)程中，播種器對(duì)莢做的功為1JC.莢在土壤內(nèi)受到平均阻力的大小為25ND.土壤對(duì)莢沖量的大小為【答案】ABC【解析】【詳解】A．根據(jù)動(dòng)力學(xué)公式可知解得離開(kāi)無(wú)人機(jī)后，莢在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為故A正確；B．射出莢的過(guò)程中，播種器對(duì)莢做的功為故B正確；D．莢落地時(shí)的豎直方向速度為莢落地時(shí)的合速度為根據(jù)動(dòng)量定理可得土壤對(duì)莢沖量的大小為，故D錯(cuò)誤；C．進(jìn)入土壤后，莢豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng)可得莢進(jìn)入土壤后運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為根據(jù)動(dòng)量定理有可得莢在土壤內(nèi)受到平均阻力大小為25N，故C正確。故選ABC。二、實(shí)驗(yàn)題（共16分）13.圖甲為某實(shí)驗(yàn)小組“探究物體加速度與所受合外力關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置．調(diào)整長(zhǎng)木板和輕滑輪，使長(zhǎng)木板及細(xì)線均水平，細(xì)線另一端懸掛二個(gè)鉤碼，接通電源，釋放滑塊，得到如圖乙所示的一條紙帶．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）測(cè)出紙帶上A、B、C、D、E相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為、、、．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源的頻率為，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，根據(jù)以上信息可知滑塊的加速度大小________；（保留三位有效數(shù)字）（2）改變懸掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)并記錄傳感器的示數(shù)F，通過(guò)紙帶求出對(duì)應(yīng)的滑塊加速度大小a，以傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)、滑塊的加速度大小a為縱坐標(biāo)，畫(huà)出的圖像是斜率為k、縱截距為的一條直線，如圖丙所示．已知重力加速度天小為g，則滑塊和傳感器的總質(zhì)量________，滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)________．【答案】①.2.23②.③.【解析】【詳解】（1）相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為由逐差法可得滑塊的加速度為（2）由牛頓第二定律得整理得題中圖像的斜率為所以滑塊和傳感器的總質(zhì)量為滑塊受到的摩擦力大小為解得14.某同學(xué)根據(jù)機(jī)械能守恒定律，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究彈簧的彈性勢(shì)能與壓縮量的關(guān)系。（1）如圖（a），將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺(tái)，在上端的托盤(pán)中依次增加祛碼，測(cè)得相應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表，由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)______。（g取，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）砝碼質(zhì)量（g）50100150彈簧長(zhǎng)度（）8.627.636.66（2）取下彈簧，將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè)，如圖（b）所示；調(diào)整導(dǎo)軌，使滑塊自由滑動(dòng)時(shí)，通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的速度大小______。（3）用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x；釋放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后的速度v，釋放滑塊過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____。（4）重復(fù)（3）中的操作，得到v與x的關(guān)系如圖（c）。由圖可知，v與x成______關(guān)系，由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論：對(duì)同一根彈簧，彈性勢(shì)能與彈簧的_______成正比。【答案】①.51②.相等③.動(dòng)能④.正比⑤.形變量的平方【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)胡克定律有由表格數(shù)據(jù)有解得（2）[2]當(dāng)氣墊導(dǎo)軌調(diào)整導(dǎo)軌至水平時(shí)，滑塊自由滑動(dòng)時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的速度大小相等。（3）[3]釋放滑塊過(guò)程中，彈簧形變量減小，彈性勢(shì)能減小，速度增大，動(dòng)能增大，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為滑塊的動(dòng)能。（4）[4]圖（c）中v與x的圖線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，則由圖可知，v與x成正比關(guān)系；[5]由于滑塊動(dòng)能在釋放滑塊過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為滑塊的動(dòng)能，而速度v與形變量x成正比關(guān)系，則可得結(jié)論：對(duì)同一根彈簧，彈性勢(shì)能與彈簧的形變量的平方成正比。三、解答題（共46分）15.如圖所示，半徑均為R=1m、質(zhì)量均為M=2kg、內(nèi)表面光滑的兩個(gè)完全相同的圓槽A和B并排放在光滑的水平面上，圖中a、c分別為A、B槽的最高點(diǎn)，b、b?分別為A、B槽的最低點(diǎn)，A槽的左端緊靠著豎直墻壁，一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的小球C從圓槽A頂端的a點(diǎn)無(wú)初速度釋放。重力加速度為g=10m/s2，求：（1）小球C從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)的速度大小及A槽對(duì)地面的壓力大?。唬?）小球C在B槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到最大高度；（3）B槽的最大速度的大小?！敬鸢浮浚?），50N；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）由動(dòng)能定理可得解得小球在b點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律解得所以A槽對(duì)地面壓力大小為（2）當(dāng)小球與槽B的速度相同時(shí)達(dá)到最大高度，根據(jù)水平方向動(dòng)量守恒，有聯(lián)立解得（3）當(dāng)小球回到槽B最低點(diǎn)時(shí)B的速度最大，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有解得16.如圖所示，有四塊相同的矩形金屬薄板M、N、P、Q，其中M、N（正中間均開(kāi)有小孔）豎直平行放置，P、Q水平平行放置，金屬板M接電源正極，N接電源負(fù)極，電源電壓可調(diào)，金屬板P帶正電、Q帶等量負(fù)電，電荷量保持不變，其右下方有一水平放置、半徑為R的圓形檢測(cè)板，檢測(cè)板圓心到金屬板P、Q中心的水平距離為b．比荷為的帶正電粒子從小孔飄入（初速度近似為零）金屬板M、N，當(dāng)金屬板M、N所接電源的電壓為時(shí)，粒子經(jīng)加速、偏轉(zhuǎn)后恰好能打到檢測(cè)板的圓心處．不計(jì)粒子受到的重力，忽略極板的邊緣效應(yīng)．（1）求粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度大小；（2）要使帶電粒子能夠打在檢測(cè)板上，求M、N兩板所接電源電壓的取