2023-2024年河北省唐山市遷安市高三上學(xué)期期中考試物理試卷(解析版)

遷安市2023-2024學(xué)年度第一學(xué)期期中考試高三物理試卷一、單選題1.一位同學(xué)在水平地面上做立定跳遠(yuǎn)，他從位置②起跳，到位置⑤落地，位置③是他在空中的最高點，以下說法正確的是（）A.該同學(xué)下蹲過程中對地面的壓力先大于重力后小于重力B.該同學(xué)起跳過程中支持力對人做正功C.①位置到⑤位置過程中該同學(xué)的機(jī)械能守恒D.該同學(xué)在最高點③位置重力的瞬時功率為【答案】D【解析】該同學(xué)下蹲過程中先加速下降后減速下降，該同學(xué)先失重后超重，對地面的壓力先小于重力后大于重力，故A錯誤；人起跳的過程中，受到的支持力豎直向上，支持力的作用點在腳底，此過程中，腳的位移為零，所以支持力對人做功為零，故B錯誤；人跳離地面的過程中，人本身消耗內(nèi)能轉(zhuǎn)化為人的機(jī)械能，則機(jī)械能會增加，故該同學(xué)從①位置到⑤位置過程中的機(jī)械能不守恒，故C錯誤；該同學(xué)在最高點③位置速度方向水平向右，重力方向與速度方向垂直，重力的瞬時功率為，故D正確。故選D。2.建筑工人用如圖所示的方式將重物從平臺緩慢下放到地面上，固定重物的光滑圓環(huán)套在輕繩上，輕繩的一端固定在豎直墻上，工人手握的部分有足夠長的繩子，工人站在平臺上的位置保持不變，緩慢拉起手中的繩子，重物緩慢上升，則在重物上升的過程中（）A.平臺對工人的支持力保持不變B.工人對繩的拉力不變C.繩對圓環(huán)的作用力逐漸減小D.平臺對工人的摩擦力逐漸減小【答案】A【解析】設(shè)重物重力為，繩與豎直方向的夾角為，繩的拉力為，根據(jù)力的平衡可知，緩慢拉起手中的繩子，圓環(huán)兩側(cè)繩間夾角變大，繩上拉力變大，對工人研究可知，即平臺對工人的支持力保持不變，故A正確，B錯誤；繩對圓環(huán)的作用力等于重物的重力，保持不變，故C錯誤；平臺對工人的摩擦力等于繩的拉力的水平分力，即，因此平臺對工人的摩擦力逐漸增大，故D錯誤。故選A。3.年，物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明了世界上第一臺回旋加速器，因此獲得年諾貝爾物理學(xué)獎。回旋加速器的基本結(jié)構(gòu)如圖，兩個正對著的型金屬盒處在垂直底面的勻強磁場中，兩個型盒之間的狹縫連接高壓交流電源，整個裝置處在真空環(huán)境中，實現(xiàn)對帶電粒子的加速，且加速過程中忽略相對論效應(yīng)和重力的影響。下列說法正確的是（）A.帶電粒子加速獲得的能量來自于磁場B.隨著帶電粒子加速，帶電粒子在磁場中做圓周運動的周期將減小C.僅減小型盒的半徑，帶電粒子加速所獲得的最大動能減小D.加速質(zhì)子（）的交流電，也可以用來加速氘（）原子核【答案】C【解析】磁場僅改變粒子的運動方向，不對粒子做功，粒子的能量來自于電場，故A錯誤；根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得，，解得，粒子在磁場中做圓周運動的周期與粒子的速度無關(guān)，故B錯誤；根據(jù)，得，當(dāng)粒子做圓周運動的半徑減小時，速度減小，動能減小，運動的半徑最大時，粒子運動的速度最大，動能最大，因此僅減小型盒的半徑，帶電粒子加速所獲得的最大動能減小，C項正確；為保證粒子經(jīng)過電場獲得加速，交流電的周期要與圓周運動的周期相等，與在磁場中做圓周運動的周期不同，則加速它們的交流電周期也不同，D項錯誤。故選C。4.疫情期間，某小區(qū)用無人機(jī)投送小型急救包，無人機(jī)在離地高度以恒定速度向目標(biāo)位置勻速水平飛行，在離目標(biāo)位置水平距離為時投送急救包，結(jié)果急救包剛好落到目標(biāo)位置，若無人機(jī)飛行高度降為，飛行速度不變，要使急救包也剛好落到目標(biāo)位置，無人機(jī)投送急救包時的位置離目標(biāo)位置水平距離為（不考慮空氣阻力的影響）（）A. B. C. D.【答案】C【解析】無人機(jī)在離地高度時，落地的時間，飛行速度，無人機(jī)在離地高度時，落地的時間，要使急救包也剛好落到目標(biāo)位置，無人機(jī)投送急救包時的位置離目標(biāo)位置水平距離為，故選C。5.年月日，我國綜合性太陽探測衛(wèi)星“夸父一號”成功發(fā)射，實現(xiàn)了對太陽探測的跨越式突破。“夸父一號”衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，距地面高度約為，運行一圈所用時間約為分鐘。如圖所示，為了隨時跟蹤和觀測太陽的活動，“夸父一號”在隨地球繞太陽公轉(zhuǎn)的過程中，需要其軌道平面始終與太陽保持固定的取向，使太陽光能照射到“夸父一號”。下列說法正確的是（）A.“夸父一號”繞地球做圓周運動的速度大于B.“夸父一號”繞地球做圓周運動的向心加速度大于地球表面的重力加速度C.給出萬有引力常量和地球半徑再結(jié)合題干信息，可以估算出地球的質(zhì)量D.由題干信息，根據(jù)開普勒第三定律，可求出日地間平均距離【答案】C【解析】是第一宇宙速度，是最大的環(huán)繞速度，所以“夸父一號”繞地球做圓周運動的速度小于，故A錯誤；根據(jù)萬有引力與向心力和重力的關(guān)系有，，解得，，可知“夸父一號”繞地球做圓周運動的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故B錯誤；由萬有引力提供向心力可得，解得地球的質(zhì)量，所以給出萬有引力常量和地球半徑再結(jié)合題干信息，可以估算出地球的質(zhì)量，故C正確；“夸父一號”繞地球公轉(zhuǎn)，根據(jù)開普勒第三定律無法求出日地間平均距離，故D錯誤。故選C。6.如圖所示，、、是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，、、、位于同一圓周上，點為圓周的最高點，點為最低點。每根桿上都套著一個小滑環(huán)（圖中未畫出），三個滑環(huán)分別從處釋放（初速為），用、、依次表示各滑環(huán)到達(dá)、、所用的時間，則（）A. B. C. D.【答案】B【解析】以點為最高點，取合適的豎直直徑作圓，如圖虛線所示：

三個滑環(huán)從靜止釋放到達(dá)虛線圓上、、的時間設(shè)為，桿與豎直方向的夾角為，虛線圓的直徑為。根據(jù)位移時間公式可得，解得，則知虛線圓為等時圓，即從到、、是等時的，比較圖示位移，，故推得，故B正確，ACD錯誤。故選B。7.如圖，電荷量分別為和點電荷固定在邊長為的正方體的兩個頂點上，是正方體的另一個頂點，如果點電荷、連線中點的電場強度大小是，則正方體點的電場強度大小是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】根據(jù)幾何知識得點到兩個電荷的距離都是，即點場強為，點電場，故選B。二、多選題8.如圖所示，一輛質(zhì)量為的汽車在外高內(nèi)低的路面轉(zhuǎn)彎，路面傾角為，轉(zhuǎn)彎軌道半徑為，已知重力加速度為，下列說法正確的是（）A.若汽車速度大于，汽車所受側(cè)向摩擦力向外B.若汽車速度大小為，汽車不受側(cè)向摩擦力C.只要汽車速度大于，汽車就會向外側(cè)滑D.若汽車速度小于，汽車所受側(cè)向摩擦力向外【答案】B、D【解析】若汽車不受側(cè)向摩擦力，則，解得汽車速度大小為，選項B正確；若汽車速度大于，則重力和支持力的合力不足以提供汽車做圓周運動的向心力，則汽車有沿路面向外運動的趨勢，則汽車所受側(cè)向摩擦力向內(nèi)，但是汽車不一定向外產(chǎn)生滑動，選項AC錯誤；若汽車速度小于，則重力和支持力的合力大于汽車做圓周運動所需的向心力，則汽車有沿路面向內(nèi)運動的趨勢，汽車所受側(cè)向摩擦力向外，選項D正確。故選BD。9.如圖，在一個邊長為的正六邊形區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強度為、方向垂直于紙面向里的勻強磁場，三個相同的帶正電粒子，比荷為，先后從點沿方向以大小不等的速率射入勻強磁場區(qū)域，已知粒子只受磁場的作用力，則（）A.從點飛出磁場的粒子速度大小為B.所有從邊上飛出磁場的粒子，在磁場中的運動時間都相同C.從點飛出磁場的粒子，在磁場中的運動時間為D.從邊上的某一點垂直飛出磁場的粒子，其軌道半徑為【答案】B、C、D【解析】從點飛出的粒子在正六邊形區(qū)域磁場中做圓周運動的半徑為，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得，由幾何關(guān)系可得，聯(lián)立解得，故A錯誤。粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期為，所有從邊上飛出磁場的粒子，在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角均為，則在磁場中的運動時間均為，故B正確；由幾何關(guān)系可得，從點飛出的粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角，粒子在磁場中的運動時間為，故C正確；由幾何關(guān)系可得，從邊上的某一點垂直飛出磁場的粒子，在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角為，則有，，故D正確。故選BCD。10.某型號掃地機(jī)器人的銘牌信息如下表。已知掃地機(jī)器人剩余電量為時，機(jī)器人自動停止掃地并返回充電基座充電。該型號掃地機(jī)器人（）A.掃地時額定電流為B.內(nèi)部電路的總電阻為C.可以連續(xù)掃地的時間為D.每次掃地釋放的電能最多約為【答案】A、C【解析】掃地機(jī)器人掃地時工作電流為，由，代入數(shù)據(jù)解得，故A正確；掃地機(jī)器人為非純電阻元件，由掃地機(jī)器人銘牌數(shù)據(jù)不能得出掃地時機(jī)器人電阻，故B錯誤；根據(jù)電池容量，掃地機(jī)器人剩余電量為時，機(jī)器人自動停止掃地并返回充電基座充電，工作過程中消耗電量為，可以連續(xù)掃地的時間為，故C正確；每次掃地釋放的電能最多約為，故D錯誤。故選AC。三、非選擇題11.如圖所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系：先安裝好實驗裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙，記下重垂線所指的位置。接下來的實驗步驟如下：步驟1：不放小球，讓小球從斜槽上點由靜止?jié)L下，并落在地面上。重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點圈在里面，其圓心就是小球落點的平均位置；步驟2：把小球放在斜槽末端邊緣位置，讓小球從點由靜止?jié)L下，使它們碰撞，重復(fù)多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點的平均位置；步驟3：用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置、、離點的距離，即線段、、的長度。（1）上述實驗除需測量線段、、的長度外，還需要測量的物理量有________。A.、兩點間的高度差B.點離地面的高度C.小球和小球的質(zhì)量、D.小球和小球的半徑（2）該實驗需要滿足的實驗條件為________。A.斜槽軌道必須是光滑的B.斜槽軌道末端的切線是水平的C.入射球每一次都要從同一高度由靜止?jié)L下D.碰撞的瞬間，入射球和被碰球的球心連線與軌道末端的切線平行（3）當(dāng)所測物理量滿足表達(dá)式________（用所測物理量的字母表示）時，即說明兩球碰撞遵守動量守恒定律。（4）若兩球發(fā)生的為彈性碰撞，不計空氣阻力，下列關(guān)系式正確的是________。A.B.C.（5）完成上述實驗后，某實驗小組對上述裝置進(jìn)行了改造，如圖2所示。使小球仍從斜槽上點由靜止?jié)L下，重復(fù)實驗步驟1和2的操作，得到兩球落在圓弧的平均落點、、，測量斜槽末端邊緣位置與、、三點的連線與豎直方向的夾角分別為、、。則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達(dá)式________（用所測物理量字母表示）?！敬鸢浮竣?C；②.BCD；③.；④.B；⑤.【解析】（1）根據(jù)動量守恒得，所以除了測量線段、、的長度外，還需要測量的物理量是小球和小球的質(zhì)量、。故選C。（2）實驗要保證入射球到達(dá)斜槽末端時的速度相等，實驗時入射球要從斜槽的同一高度由靜止釋放，斜槽軌道是否光滑對實驗沒有影響，故A錯誤，C正確；小球離開軌道后做平拋運動，斜槽軌道末端的切線是水平的，故B正確；為保證兩球發(fā)生對心正碰，碰撞后兩球做平拋運動，碰撞的瞬間，入射球與被碰球的球心連線與軌道末端的切線平行，故D正確。故選BCD。（3）設(shè)碰撞前小球的速度為，碰撞后小球的速度為，小球的速度為，兩球碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得，兩邊同時乘以時間可得，即。（4）如果碰撞是彈性碰撞，碰撞過程系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得，解得，故選B。（5）小球離開軌道后做平拋運動，設(shè)運動時間為，小球做平拋運動的初速度為，斜面末端與小球落點連線與豎直方向的夾角為，圓弧的半徑為，小球在水平方向的位移，小球在豎直方向的位移，小球做平拋運動的初速度，越大，小球離開軌道時的速度越大，兩球碰撞后小球的速度變小，小于小球的速度且小于碰撞前小球的速度，因此碰撞后小球的速度最大，碰撞后小球的速度最小，是碰撞后小球的落點位置，是碰撞前小球的落點位置，是碰撞后小球的落點位置，碰撞前小球的速度，碰撞后小球的速度，碰撞后小球的速度，兩球碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得，整理得。12.某多用表內(nèi)部的部分電路如圖所示，已知微安表表頭內(nèi)阻，滿偏電流，定值電阻，，電源電動勢，則該多用表（1）接線柱應(yīng)該是與________（填“紅”或“黑”）表筆連接；（2）當(dāng)選擇開關(guān)接________（填“”或“”）檔時其對應(yīng)的電阻檔的倍率更高；（3）若選檔測量電阻，則原表盤，對應(yīng)的電阻刻度值應(yīng)當(dāng)為________；原表盤的刻度，對應(yīng)的電阻刻度值應(yīng)當(dāng)為________?！敬鸢浮竣?黑；②.b；③.；④.【解析】（1）為了保證表頭正常工作，內(nèi)部電源正極應(yīng)與黑表筆連接，故接線柱應(yīng)接黑表筆；（2）開關(guān)接時，與電流表串聯(lián)后與并聯(lián)，接時，與串聯(lián)后與表頭并聯(lián)，則可知接時滿偏電流較小，由閉合電路歐姆定律可知，對應(yīng)的電阻較大，對應(yīng)的倍率更高，故對應(yīng)較大的倍率；（3）若選擋測量電阻時，與電流表串聯(lián)后與并聯(lián)，滿偏電流為，故內(nèi)電阻為，當(dāng)電流表指針為時，此時電流為滿偏電流的一半，故測量電阻與歐姆表內(nèi)電阻相等，故對應(yīng)的阻值為。[4]原表盤的刻度，電流為，對應(yīng)的電阻刻度值應(yīng)當(dāng)為。13.珍愛生命安全駕駛越來越引起人們重視，在城市道路上一輛長途客車正在以的速度勻速行駛，突然，司機(jī)看見車的正前方處有一只狗，如圖甲所示，司機(jī)立即采取制動措施。若從司機(jī)看見狗開始計時（），長途客車的速度—時間圖像如圖乙所示。（1）求長途客車減速前進(jìn)的距離；（2）若長途客車司機(jī)看見狗時，狗正以的初速度，加速度與長途客車同向奔跑，則狗能否擺脫被撞的噩運？【答案】（1）；（2）能【解析】（1）因圖像的面積等于位移，則長途客車減速前進(jìn)的距離。（2）汽車做減速運動的加速度，若長途客車司機(jī)看見狗時，經(jīng)過時間汽車與狗共速，則，解得，，此時汽車的位移，狗的位移，因，則狗能擺脫被撞的噩運。14.如圖所示，足夠長的光滑水平直軌道上有物塊、、，質(zhì)量分別為、、，的左側(cè)固定一輕彈簧（不與固定），、共同以速度向運動，彈簧處于原長，靜止，、間發(fā)生彈性碰撞。求：（1）、第一次碰撞后，的速度大?。唬?）彈簧具有的最大彈性勢能；（3）、、最后的穩(wěn)定速度。【答案】（1）；（2）；（3），，【解析】（1）、發(fā)生彈性碰撞，碰撞過程系統(tǒng)在水平方向動