2023-2024年河北省唐山市迁安市高三上学期期中考试物理试卷(解析版)

迁安市2023-2024学年度第一学期期中考试高三物理试卷一、单选题1.一位同学在水平地面上做立定跳远，他从位置②起跳，到位置⑤落地，位置③是他在空中的最高点，以下说法正确的是（）A.该同学下蹲过程中对地面的压力先大于重力后小于重力B.该同学起跳过程中支持力对人做正功C.①位置到⑤位置过程中该同学的机械能守恒D.该同学在最高点③位置重力的瞬时功率为【答案】D【解析】该同学下蹲过程中先加速下降后减速下降，该同学先失重后超重，对地面的压力先小于重力后大于重力，故A错误；人起跳的过程中，受到的支持力竖直向上，支持力的作用点在脚底，此过程中，脚的位移为零，所以支持力对人做功为零，故B错误；人跳离地面的过程中，人本身消耗内能转化为人的机械能，则机械能会增加，故该同学从①位置到⑤位置过程中的机械能不守恒，故C错误；该同学在最高点③位置速度方向水平向右，重力方向与速度方向垂直，重力的瞬时功率为，故D正确。故选D。2.建筑工人用如图所示的方式将重物从平台缓慢下放到地面上，固定重物的光滑圆环套在轻绳上，轻绳的一端固定在竖直墙上，工人手握的部分有足够长的绳子，工人站在平台上的位置保持不变，缓慢拉起手中的绳子，重物缓慢上升，则在重物上升的过程中（）A.平台对工人的支持力保持不变B.工人对绳的拉力不变C.绳对圆环的作用力逐渐减小D.平台对工人的摩擦力逐渐减小【答案】A【解析】设重物重力为，绳与竖直方向的夹角为，绳的拉力为，根据力的平衡可知，缓慢拉起手中的绳子，圆环两侧绳间夹角变大，绳上拉力变大，对工人研究可知，即平台对工人的支持力保持不变，故A正确，B错误；绳对圆环的作用力等于重物的重力，保持不变，故C错误；平台对工人的摩擦力等于绳的拉力的水平分力，即，因此平台对工人的摩擦力逐渐增大，故D错误。故选A。3.年，物理学家劳伦斯发明了世界上第一台回旋加速器，因此获得年诺贝尔物理学奖。回旋加速器的基本结构如图，两个正对着的型金属盒处在垂直底面的匀强磁场中，两个型盒之间的狭缝连接高压交流电源，整个装置处在真空环境中，实现对带电粒子的加速，且加速过程中忽略相对论效应和重力的影响。下列说法正确的是（）A.带电粒子加速获得的能量来自于磁场B.随着带电粒子加速，带电粒子在磁场中做圆周运动的周期将减小C.仅减小型盒的半径，带电粒子加速所获得的最大动能减小D.加速质子（）的交流电，也可以用来加速氘（）原子核【答案】C【解析】磁场仅改变粒子的运动方向，不对粒子做功，粒子的能量来自于电场，故A错误；根据洛伦兹力提供向心力可得，，解得，粒子在磁场中做圆周运动的周期与粒子的速度无关，故B错误；根据，得，当粒子做圆周运动的半径减小时，速度减小，动能减小，运动的半径最大时，粒子运动的速度最大，动能最大，因此仅减小型盒的半径，带电粒子加速所获得的最大动能减小，C项正确；为保证粒子经过电场获得加速，交流电的周期要与圆周运动的周期相等，与在磁场中做圆周运动的周期不同，则加速它们的交流电周期也不同，D项错误。故选C。4.疫情期间，某小区用无人机投送小型急救包，无人机在离地高度以恒定速度向目标位置匀速水平飞行，在离目标位置水平距离为时投送急救包，结果急救包刚好落到目标位置，若无人机飞行高度降为，飞行速度不变，要使急救包也刚好落到目标位置，无人机投送急救包时的位置离目标位置水平距离为（不考虑空气阻力的影响）（）A. B. C. D.【答案】C【解析】无人机在离地高度时，落地的时间，飞行速度，无人机在离地高度时，落地的时间，要使急救包也刚好落到目标位置，无人机投送急救包时的位置离目标位置水平距离为，故选C。5.年月日，我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射，实现了对太阳探测的跨越式突破。“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动，距地面高度约为，运行一圈所用时间约为分钟。如图所示，为了随时跟踪和观测太阳的活动，“夸父一号”在随地球绕太阳公转的过程中，需要其轨道平面始终与太阳保持固定的取向，使太阳光能照射到“夸父一号”。下列说法正确的是（）A.“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度大于B.“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度C.给出万有引力常量和地球半径再结合题干信息，可以估算出地球的质量D.由题干信息，根据开普勒第三定律，可求出日地间平均距离【答案】C【解析】是第一宇宙速度，是最大的环绕速度，所以“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度小于，故A错误；根据万有引力与向心力和重力的关系有，，解得，，可知“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故B错误；由万有引力提供向心力可得，解得地球的质量，所以给出万有引力常量和地球半径再结合题干信息，可以估算出地球的质量，故C正确；“夸父一号”绕地球公转，根据开普勒第三定律无法求出日地间平均距离，故D错误。故选C。6.如图所示，、、是竖直面内三根固定的光滑细杆，、、、位于同一圆周上，点为圆周的最高点，点为最低点。每根杆上都套着一个小滑环（图中未画出），三个滑环分别从处释放（初速为），用、、依次表示各滑环到达、、所用的时间，则（）A. B. C. D.【答案】B【解析】以点为最高点，取合适的竖直直径作圆，如图虚线所示：

三个滑环从静止释放到达虚线圆上、、的时间设为，杆与竖直方向的夹角为，虚线圆的直径为。根据位移时间公式可得，解得，则知虚线圆为等时圆，即从到、、是等时的，比较图示位移，，故推得，故B正确，ACD错误。故选B。7.如图，电荷量分别为和点电荷固定在边长为的正方体的两个顶点上，是正方体的另一个顶点，如果点电荷、连线中点的电场强度大小是，则正方体点的电场强度大小是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】根据几何知识得点到两个电荷的距离都是，即点场强为，点电场，故选B。二、多选题8.如图所示，一辆质量为的汽车在外高内低的路面转弯，路面倾角为，转弯轨道半径为，已知重力加速度为，下列说法正确的是（）A.若汽车速度大于，汽车所受侧向摩擦力向外B.若汽车速度大小为，汽车不受侧向摩擦力C.只要汽车速度大于，汽车就会向外侧滑D.若汽车速度小于，汽车所受侧向摩擦力向外【答案】B、D【解析】若汽车不受侧向摩擦力，则，解得汽车速度大小为，选项B正确；若汽车速度大于，则重力和支持力的合力不足以提供汽车做圆周运动的向心力，则汽车有沿路面向外运动的趋势，则汽车所受侧向摩擦力向内，但是汽车不一定向外产生滑动，选项AC错误；若汽车速度小于，则重力和支持力的合力大于汽车做圆周运动所需的向心力，则汽车有沿路面向内运动的趋势，汽车所受侧向摩擦力向外，选项D正确。故选BD。9.如图，在一个边长为的正六边形区域内，存在磁感应强度为、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，三个相同的带正电粒子，比荷为，先后从点沿方向以大小不等的速率射入匀强磁场区域，已知粒子只受磁场的作用力，则（）A.从点飞出磁场的粒子速度大小为B.所有从边上飞出磁场的粒子，在磁场中的运动时间都相同C.从点飞出磁场的粒子，在磁场中的运动时间为D.从边上的某一点垂直飞出磁场的粒子，其轨道半径为【答案】B、C、D【解析】从点飞出的粒子在正六边形区域磁场中做圆周运动的半径为，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得，由几何关系可得，联立解得，故A错误。粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为，所有从边上飞出磁场的粒子，在磁场中转过的圆心角均为，则在磁场中的运动时间均为，故B正确；由几何关系可得，从点飞出的粒子在磁场中转过的圆心角，粒子在磁场中的运动时间为，故C正确；由几何关系可得，从边上的某一点垂直飞出磁场的粒子，在磁场中转过的圆心角为，则有，，故D正确。故选BCD。10.某型号扫地机器人的铭牌信息如下表。已知扫地机器人剩余电量为时，机器人自动停止扫地并返回充电基座充电。该型号扫地机器人（）A.扫地时额定电流为B.内部电路的总电阻为C.可以连续扫地的时间为D.每次扫地释放的电能最多约为【答案】A、C【解析】扫地机器人扫地时工作电流为，由，代入数据解得，故A正确；扫地机器人为非纯电阻元件，由扫地机器人铭牌数据不能得出扫地时机器人电阻，故B错误；根据电池容量，扫地机器人剩余电量为时，机器人自动停止扫地并返回充电基座充电，工作过程中消耗电量为，可以连续扫地的时间为，故C正确；每次扫地释放的电能最多约为，故D错误。故选AC。三、非选择题11.如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置。接下来的实验步骤如下：步骤1：不放小球，让小球从斜槽上点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；步骤2：把小球放在斜槽末端边缘位置，让小球从点由静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置、、离点的距离，即线段、、的长度。（1）上述实验除需测量线段、、的长度外，还需要测量的物理量有________。A.、两点间的高度差B.点离地面的高度C.小球和小球的质量、D.小球和小球的半径（2）该实验需要满足的实验条件为________。A.斜槽轨道必须是光滑的B.斜槽轨道末端的切线是水平的C.入射球每一次都要从同一高度由静止滚下D.碰撞的瞬间，入射球和被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行（3）当所测物理量满足表达式________（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。（4）若两球发生的为弹性碰撞，不计空气阻力，下列关系式正确的是________。A.B.C.（5）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图2所示。使小球仍从斜槽上点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在圆弧的平均落点、、，测量斜槽末端边缘位置与、、三点的连线与竖直方向的夹角分别为、、。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式________（用所测物理量字母表示）。【答案】①.C；②.BCD；③.；④.B；⑤.【解析】（1）根据动量守恒得，所以除了测量线段、、的长度外，还需要测量的物理量是小球和小球的质量、。故选C。（2）实验要保证入射球到达斜槽末端时的速度相等，实验时入射球要从斜槽的同一高度由静止释放，斜槽轨道是否光滑对实验没有影响，故A错误，C正确；小球离开轨道后做平抛运动，斜槽轨道末端的切线是水平的，故B正确；为保证两球发生对心正碰，碰撞后两球做平抛运动，碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行，故D正确。故选BCD。（3）设碰撞前小球的速度为，碰撞后小球的速度为，小球的速度为，两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得，两边同时乘以时间可得，即。（4）如果碰撞是弹性碰撞，碰撞过程系统机械能守恒，由机械能守恒定律得，解得，故选B。（5）小球离开轨道后做平抛运动，设运动时间为，小球做平抛运动的初速度为，斜面末端与小球落点连线与竖直方向的夹角为，圆弧的半径为，小球在水平方向的位移，小球在竖直方向的位移，小球做平抛运动的初速度，越大，小球离开轨道时的速度越大，两球碰撞后小球的速度变小，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，是碰撞后小球的落点位置，是碰撞前小球的落点位置，是碰撞后小球的落点位置，碰撞前小球的速度，碰撞后小球的速度，碰撞后小球的速度，两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得，整理得。12.某多用表内部的部分电路如图所示，已知微安表表头内阻，满偏电流，定值电阻，，电源电动势，则该多用表（1）接线柱应该是与________（填“红”或“黑”）表笔连接；（2）当选择开关接________（填“”或“”）档时其对应的电阻档的倍率更高；（3）若选档测量电阻，则原表盘，对应的电阻刻度值应当为________；原表盘的刻度，对应的电阻刻度值应当为________。【答案】①.黑；②.b；③.；④.【解析】（1）为了保证表头正常工作，内部电源正极应与黑表笔连接，故接线柱应接黑表笔；（2）开关接时，与电流表串联后与并联，接时，与串联后与表头并联，则可知接时满偏电流较小，由闭合电路欧姆定律可知，对应的电阻较大，对应的倍率更高，故对应较大的倍率；（3）若选挡测量电阻时，与电流表串联后与并联，满偏电流为，故内电阻为，当电流表指针为时，此时电流为满偏电流的一半，故测量电阻与欧姆表内电阻相等，故对应的阻值为。[4]原表盘的刻度，电流为，对应的电阻刻度值应当为。13.珍爱生命安全驾驶越来越引起人们重视，在城市道路上一辆长途客车正在以的速度匀速行驶，突然，司机看见车的正前方处有一只狗，如图甲所示，司机立即采取制动措施。若从司机看见狗开始计时（），长途客车的速度—时间图像如图乙所示。（1）求长途客车减速前进的距离；（2）若长途客车司机看见狗时，狗正以的初速度，加速度与长途客车同向奔跑，则狗能否摆脱被撞的噩运？【答案】（1）；（2）能【解析】（1）因图像的面积等于位移，则长途客车减速前进的距离。（2）汽车做减速运动的加速度，若长途客车司机看见狗时，经过时间汽车与狗共速，则，解得，，此时汽车的位移，狗的位移，因，则狗能摆脱被撞的噩运。14.如图所示，足够长的光滑水平直轨道上有物块、、，质量分别为、、，的左侧固定一轻弹簧（不与固定），、共同以速度向运动，弹簧处于原长，静止，、间发生弹性碰撞。求：（1）、第一次碰撞后，的速度大小；（2）弹簧具有的最大弹性势能；（3）、、最后的稳定速度。【答案】（1）；（2）；（3），，【解析】（1）、发生弹性碰撞，碰撞过程系统在水平方向动