2023-2024年河南省周口市项城市第一中学高三上学期11月期中物理试题（解析版）

2023-2024学年高三上期第四次段考物理试题一、选择题（每小题4分，共48分.1-8题为单选题.9-12题为多选题，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选得0分.）1.两质点同时由静止开始做直线运动，它们的位移x随时间t变化的图像均为抛物线。t0时刻它们的速度大小分别为vI和vII，加速度分别为aI和aII。则（）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】【详解】两质点的位移x随时间t变化的图像均为抛物线，可知两质点均做匀变速直线运动，x-t图像斜率代表速度，可知vI>vII根据v=at可知aI>aII故选D。2.某可调式升降台构造如图所示，升降台的下面是一个弧形滑道，通过向右或向左旋转螺母即可实现升降台的上升或下降。当过螺母顶端的半径与水平方向的夹角为时，升降台下降的速度大小为，则此刻螺母向左运动的速度大小为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】设经过极短时间，则螺母顶端右端点向左位移为，升降台下降的位移为，由题中角度关系可得得故选C。3.如题图1所示，x轴上和处分别固定A、B两点电荷，取电场强度沿x轴正方向为正，x轴上区域的电场强度分布如题图2所示，放入其中的电荷仅受电场力作用，由此可知（）A.A、B两点电荷电性相同B.A、B两点电荷电荷量大小之比C.在有限范围内，x轴上仅有一处电场强度为零D.将一正点电荷从处由静止释放，仅在电场力作用下还能回到处【答案】C【解析】【详解】A．根据图2可知，处的电场强度为0，则A、B两点电荷电性必定相反，A错误；B．由于处的电场强度为0，则有解得B错误；C．由于处的电场强度为0，可知，A带正电，B带负电，则在AB之间A的电场方向向右，B的电场方向也向右，即AB之间电场的方向始终不可能为0，A的电荷量大一些，A的左侧电场由A电荷决定，即A左侧的电场强度也不可能为0，即在有限范围内，x轴上仅有位置一处电场强度为零，C正确；D．根据图像，将一正点电荷从处由静止释放，所受电场力方向始终沿x轴正方向，即该电荷将在电场力作用下沿x轴正方向做加速运动，不可能回到处，D错误。故选C。4.“天狼星”是除太阳外人用肉眼能看到的最亮的恒星，“天狼星”实际上是一个双星系统，它由恒星“天狼星”A和白矮星“天狼星”B组成。“天狼星”A和“天狼星”B均绕它们连线上的O点做匀速圆周运动，运动周期为T，它们的轨道半径分别为、，如图所示．已知引力常量为G，则“天狼星”A的质量为（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】对“天狼星”B，根据万有引力提供向心力可得解得“天狼星”A的质量为故选C。5.如图所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们是一个四边形的四个顶点，ab∥cd，ab⊥bc，2ab＝cd＝bc＝2l，电场方向与四边形所在平面平行。已知a点电势为24V，b点电势为28V，d点电势为12V。一个质子(不计重力)经过b点的速度大小为v0，方向与bc成45°，一段时间后经过c点，则下列说法不正确的是（）A.c点电势为20VB.质子从b运动到c所用的时间为C.场强的方向由a指向cD.质子从b运动到c电场力做功为8eV【答案】C【解析】【详解】A．作如图e点，ab间电势差为4V，可求得e点电势为20V，即eb间电势差为8V，所以dc间电势差也为8V，故c点电势为20V，A正确，不符合题意；C．连接bd，可得bd中点O处的电势为20V，所以Oc为等势面，根据几何知识可得bd⊥Oc，所以bd为一条电场线，b点电势高于d点，所以电场方向为从b到d，C错误，符合题意；B．质子与bc成45°方向抛出时，电场力沿bd方向，则质子从b→c做类平抛运动，沿初速度方向分位移为，此方向做匀速直线运动，则B正确，不符合题意；D．电势差则质子从b→c电场力做功为8eV，D正确，不符合题意。故选C。6.如图甲所示，将一圆环套在固定的足够长的水平杆上，环的内径略大于杆的截面直径，对环施加一斜向上与杆的夹角为的拉力F，当拉力逐渐变大时环的加速度随拉力F的变化规律如图乙所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，下列说法正确的是（）A.圆环的质量为B.圆环与杆之间的动摩擦因数为0.2C.当时，圆环的加速度大小为D.当圆环受到的摩擦力大小为时，圆环的加速度大小可能为【答案】C【解析】【详解】AB．F在内时，对圆环受力分析可得当拉力超过5N时，支持力方向相反，所以，当拉力为5N时带入图中数据，联立求解可得故AB错误；C．当对圆环受力分析可得当拉力为10N时，圆环的加速度大小为，故C正确；D．当圆环受到的摩擦力大小为，且拉力小于2N时，对圆环受力分析可知解得此时，圆环的加速度为0；当圆环受到的摩擦力大小为，且时，可知解得当圆环受到的摩擦力大小为，且时，可知解得故D错误。故选C。7.如图所示，两原长均为L、劲度系数相等的绝缘轻弹簧悬挂于O点，其另外一端各连接一个带电小球，平衡时A球靠在光滑绝缘竖直墙上，长为且竖直；B球悬于空中，长为。两小球的质量均为m，重力加速度为g，则两球间的库仑力大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】设夹角为，B球的受力如图甲所示，构成的力的矢量三角形与相似，则有即可得对AB两带电小球整体受力分析如图乙，根据平衡条件可得两弹簧完全相同则解得在力的矢量三角形中，应用余弦定理有故B正确。8.如图所示，斜面体ABC固定在水平地面上，斜面的高AB为2m，倾角为θ=37°，且D是斜面的中点，在A点和D点分别以相同的初速度水平抛出一个小球，结果两个小球恰能落在地面上的同一点，则落地点到C点的水平距离为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】设AB高为h，则从A点抛出的小球运动的时间从D点抛出的小球运动的时间在水平方向上有代入数据得x=m故A正确，BCD错误。

故选A。9.今年我国南方多地出现重度气象干旱，鄱阳湖、洞庭湖等湖泊水位持续走低。为了缓解气候干燥，环保部门每天派出大量洒水车上街进行空气净化、除尘。洒水车正常工作时始终以较小的速度匀速运动，水在水泵作用下，以雾状均匀喷出（不考虑反冲作用），如图所示。已知洒水车受到的阻力与自身受到的重力成正比，则洒水车正常工作时（）A.动能不断增大B.受到的阻力不断减小C.牵引力的功率随时间均匀减小D.牵引力的大小跟洒水时间成反比【答案】BC【解析】【详解】A．洒水车的质量在减小，根据可知，洒水车的动能在减小，故A错误；B．洒水车受到的阻力与其受到的重力成正比，洒水车的质量在减小，重力减小，故摩擦阻力在减小，故B正确；D．洒水车做匀速直线运动，则牵引力为水在水泵作用下，以雾状均匀喷出，即洒水车的质量随洒水时间均匀减小，则牵引力的大小也随洒水时间均匀减小，但不成反比，故D错误；C．根据解得可知，水在水泵作用下，以雾状均匀喷出，即洒水车的质量随洒水时间均匀减小，则牵引力的功率也随时间均匀减小，故C正确。故选BC。10.如图所示，小球（视为质点）套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点另一端与小球相连。现将小球从M点（高于O点）由静止释放，它在下降的过程中经过了N点。已知在M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等。且弹簧在M点时的长度小于在N点时的长度。下列判断正确的是（）A.在小球从M点运动到N点的过程中，弹簧的弹性势能先增大后减小B.在小球从M点运动到N点的过程中，小球的最大加速度一定大于重力加速度C.在小球从M点运动到N点的过程中，弹簧弹力对小球做功的功率可能一直增大D.在小球到达N点后向下运动的过程中。小球的速度可能先增大后减小【答案】BD【解析】【详解】A．在小球从M点运动到N点的过程中，弹簧的压缩量先增大后减小，弹性势能先增大后减小，弹簧恢复原长后，弹性势能再增大，故A错误；B．当弹簧对小球的弹力斜向下时，小球的加速度大于重力加速度，故B正确；C．当弹簧对小球的弹力与杆垂直时，弹力对小球做功的功率为0，故C错误；D．若小球在N点受到的弹簧的弹力在竖直方向的分力小于其受到的重力，则小球先向下做加速运动，到最低点时，小球的速度为0，故D正确。故选BD。11.如图所示，对电容器充电完毕后，将电容器和电源断开。若其他条件不变，仅减小两极板的正对面积，则下列说法正确的是（）A.电容器的电荷量不变B.电容器的电容增大C.静电计指针的张角减小D.电容器内部电场的电场强度增大【答案】AD【解析】【详解】A．电容器充电后与电源断开，存储的电荷量Q不变，故A正确；B．根据减小两极板的正对面积，电容器的电容减小，故B错误；C．根据电容器两极板间的电压增大，静电计指针的张角增大，故C错误；D．根据电容器内部电场的电场强度增大，故D正确。故选AD。12.使用无人机植树时，为保证树种的成活率，将种子连同营养物质包进一个很小的荚里。播种时，在离地面15m高处、以15m/s的速度水平匀速飞行的无人机中，播种器利用空气压力把荚以10m/s的速度（相对播种器）竖直向下射出，荚进入地面下20cm深处完成一次播种。已知荚的总质量为20g，不考虑荚所受大气阻力及进入土壤后重力的作用。取g=10m/s2，则（）A.离开无人机后，荚在空中运动的时间为1sB.射出荚的过程中，播种器对荚做的功为1JC.荚在土壤内受到平均阻力的大小为25ND.土壤对荚冲量的大小为【答案】ABC【解析】【详解】A．根据动力学公式可知解得离开无人机后，荚在空中运动的时间为故A正确；B．射出荚的过程中，播种器对荚做的功为故B正确；D．荚落地时的竖直方向速度为荚落地时的合速度为根据动量定理可得土壤对荚冲量的大小为，故D错误；C．进入土壤后，荚竖直方向做匀加速运动可得荚进入土壤后运动的时间为根据动量定理有可得荚在土壤内受到平均阻力大小为25N，故C正确。故选ABC。二、实验题（共16分）13.图甲为某实验小组“探究物体加速度与所受合外力关系”实验装置．调整长木板和轻滑轮，使长木板及细线均水平，细线另一端悬挂二个钩码，接通电源，释放滑块，得到如图乙所示的一条纸带．请回答下列问题：（1）测出纸带上A、B、C、D、E相邻计数点间的距离分别为、、、．打点计时器所接电源的频率为，相邻两计数点之间有四个点未画出，根据以上信息可知滑块的加速度大小________；（保留三位有效数字）（2）改变悬挂钩码的数量，重复实验并记录传感器的示数F，通过纸带求出对应的滑块加速度大小a，以传感器的示数F为横坐标、滑块的加速度大小a为纵坐标，画出的图像是斜率为k、纵截距为的一条直线，如图丙所示．已知重力加速度天小为g，则滑块和传感器的总质量________，滑块与长木板间的动摩擦因数________．【答案】①.2.23②.③.【解析】【详解】（1）相邻计数点间的时间间隔为由逐差法可得滑块的加速度为（2）由牛顿第二定律得整理得题中图像的斜率为所以滑块和传感器的总质量为滑块受到的摩擦力大小为解得14.某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。（1）如图（a），将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加祛码，测得相应的弹簧长度，部分数据如下表，由数据算得劲度系数______。（g取，结果保留两位有效数字）砝码质量（g）50100150弹簧长度（）8.627.636.66（2）取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图（b）所示；调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小______。（3）用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为______。（4）重复（3）中的操作，得到v与x的关系如图（c）。由图可知，v与x成______关系，由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的_______成正比。【答案】①.51②.相等③.动能④.正比⑤.形变量的平方【解析】【详解】（1）[1]根据胡克定律有由表格数据有解得（2）[2]当气垫导轨调整导轨至水平时，滑块自由滑动时做匀速直线运动，则通过两个光电门的速度大小相等。（3）[3]释放滑块过程中，弹簧形变量减小，弹性势能减小，速度增大，动能增大，弹簧的弹性势能转化为滑块的动能。（4）[4]图（c）中v与x的图线是一条过原点的直线，则由图可知，v与x成正比关系；[5]由于滑块动能在释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为滑块的动能，而速度v与形变量x成正比关系，则可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的形变量的平方成正比。三、解答题（共46分）15.如图所示，半径均为R=1m、质量均为M=2kg、内表面光滑的两个完全相同的圆槽A和B并排放在光滑的水平面上，图中a、c分别为A、B槽的最高点，b、bʹ分别为A、B槽的最低点，A槽的左端紧靠着竖直墙壁，一个质量为m=1kg的小球C从圆槽A顶端的a点无初速度释放。重力加速度为g=10m/s2，求：（1）小球C从a点运动到b点时的速度大小及A槽对地面的压力大小；（2）小球C在B槽内运动所能达到最大高度；（3）B槽的最大速度的大小。【答案】（1），50N；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由动能定理可得解得小球在b点，根据牛顿第二定律解得所以A槽对地面压力大小为（2）当小球与槽B的速度相同时达到最大高度，根据水平方向动量守恒，有联立解得（3）当小球回到槽B最低点时B的速度最大，根据动量守恒定律，有解得16.如图所示，有四块相同的矩形金属薄板M、N、P、Q，其中M、N（正中间均开有小孔）竖直平行放置，P、Q水平平行放置，金属板M接电源正极，N接电源负极，电源电压可调，金属板P带正电、Q带等量负电，电荷量保持不变，其右下方有一水平放置、半径为R的圆形检测板，检测板圆心到金属板P、Q中心的水平距离为b．比荷为的带正电粒子从小孔飘入（初速度近似为零）金属板M、N，当金属板M、N所接电源的电压为时，粒子经加速、偏转后恰好能打到检测板的圆心处．不计粒子受到的重力，忽略极板的边缘效应．（1）求粒子进入偏转电场时的速度大小；（2）要使带电粒子能够打在检测板上，求M、N两板所接电源电压的取