河南省周口市项城市四校2024届高三12月学情调研考试试题物理试卷及答案

物理

试卷满分：110分考试时间90分钟

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2.全部答案在答题卡上完成，答在本试卷上无效。

3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后,

再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案用0.5mm黑色笔迹签字笔写在答题卡上。

4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第卜8题只有一项符合

题目要求，第｝12题有多项符合题目要求、全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得。分。

1.张老师利用频闪照相仪研究小球的竖直上抛运动，频闪仪的频率为50Hz,如图甲是频闪仪拍

到小球上升过程中的5个位置，£=0时刻对应第一个位置为小球的抛出点，绘制小球的M图

像如图乙，第3个位置对应!■时刻，重力加速度g=10m/s2,则下列说法正确的是（）

A.小球到达第五个位置前后，速度方向不变

B「］=0.08s

C.第2个位置与第3个位置之间的距离为0.002m

D.小球上升过程中距抛出点的最大距离为0.03m

2.如图所示，将一小球从斜面顶端以初速度％=3m/s水平抛出，同时一束平行光射向小球，在

斜面上留下小球的影子，斜面足够长，斜面倾角6=30°,小球从抛出到落到斜面上的过程中,

影子的平均速度大小为（）

口2百,

A.2y/3m/sB.------m/s

3

C.3A/3m/sD.4A/3m/s

3.如图所示,用轻质的细绳AB、AC水平悬挂轻质细杆，杆的中间位置固定有一个质量为加的小球,

两条绳与水平方向的夹角均为30°,杆和小球均处于静止状态，绳AB的拉力为（）

A冬gB.氏mg

C.mgD冬g

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4.2023年10月26日搭载神州十七号秋人《船的长征二号F遥十七运战火情作酒泉H星发射中

心点火发射成功,神州十七号飞船在完成入轨任务后,并成功与距地向400km的天和核心舱

前向端口进行对接，我国的空间站将会再度开后新形态，变成二舱三船结合体结构,下列说

法正确（）

甲乙

A神州十七号在加速升空过程中处于失重状态

B神州十七号在变轨过程中，机械能增加

C神州十七号在完成对接后，天和核心舱的质量变大，轨道半径变小

D对接完成后，天和核心舱的运行周期大于月球的运行周期

5.如图所示，小明设计了一个自动制动装置，A、B两物块放置在斜面上，与A相连的轻绳穿过

中间有小孔的B与水平面固定的电动机相连，轻绳与B之间无力的作用，用另一根轻绳连接B,

使B静止在斜面上，物块A、B与斜面间的动摩擦因数〃=0.5,斜面倾角6=37°。现电动

机以额定功率尸=16W牵引物块A,使物块A从静止出发，以最大速度与物块B发生碰撞并

粘在一起，碰撞时间极短，碰撞的瞬间电动机自动切断电源不再对A提供牵引力，运动到达斜

面顶端时A、B速度刚好为零，0.2kg,g=10m/s2,sin8=0.6,cos6=0.8.

下列说法正确的是（）

A.在电动机的牵引下，物块A的加速逐渐变大

B.电动机启动后对物块A的牵引力一直不变

C.物块A的最大速度20m/s

D.物块B距斜面顶端的距离为0.8m

6.如图所示，空间中存在沿x轴方向的电场，一个质量为？"的带电小球在光滑的水平面上，仅

在电场力的作用下从A点以初速度％向右运动，到达B点时速度刚好为0,AO两点的电势差

为"A。，OB两点的电势差为《B，小球在运动过程中，下面说法正确的是（）

A.小球带正电

B.小球在A点的电势能大于小球在B点的电势能

C.小球从A点运动到B点时，电势能减少了-m片

2

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7.如图所示，轻杆CD固定于水平地面上且不可转动，在D端固定一个光滑定滑轮，轻杆EF用

技链连接于地面上,F端连接两条轻蛆，一条轻绳绕过滑轮后悬挂质加为加的物块A,另一

条轻绳悬挂空沙桶B,纯BF与杆EF夹角为30°,绳DF与杆EF互相垂直，绳AD与杆CD

的夹角为a,纯DF与杆CD的夹角为/?,重力加速度为g,整个系统处于静止状态，缓慢向

沙桶B加入沙子,沙桶B未落地，则下列说法正确的是（）

A.空沙桶B的质盘为1m

B.a一定等于0

C.物块A受到轻绳的作用力逐渐增加

D.轻杆CD受到绳子的作用力不变

8.如图所示，长为L的细线一端固定在拉力传感器上，另一端系若质珏为m的小球.通过拉力

传感器可直接读取细绳对小球的拉力，小球从与竖直方向的夹角为30。的位置静止释放，忽略

空气阻力，重力加速度为g,小球在运动过程中，正确的是（）

A.小球在从最低点上升的过程中处于超重状态

B.小球位于最高点时，速度为0,加速度为;g

C.小球在上升过程中传感器示数逐渐变大

D.小球在最低点时，拉力传感器的示数为F=2mg-6mg

9.如图所示，真空中两个电荷垃分别为+。的点电荷分别位于A、B两点，OA=OB.CDEF为

正方形，D、F为OA和OB的中点，在E点放置一个点电荷。।,C点的场强为0.取无穷远

的电势为零，下列说法正确的是（）

A.E点放置的点电荷带负电/£、、

B.D点的电势小于O点的电势一^—■水二2—*~

C.负电荷在D点的电势能小于在O点的电势能'、'、、,/

D.把一个负电荷沿直线从D到F,电场力先做正功再做负功

10.跑道式回旋加速擀其工作原理如图所示，两个匀强磁场区域I、II的边界平行，相距为〃磁

感应强度大小相同均为8,方向垂直纸面向里。两条横向虚绡之间的区域内存在水平向右、场

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强大小为E的匀强电场（虚线之间的距离忽略不计），方向与磁场边界垂直。质加为掰、电荷

量为+q的粒子从电场的P端飘入电场（初速度忽略不计），多次经过电场加速和磁场偏转后,.

.

从位于边界上的出射•口C射出，CQ=d，不计粒子的重力，下列说法正确的是（）O

.

.

O

A.粒子第一次加速后的速度v=.

.

B.增加匀强电场E,粒子最终从C射出的速度变大.

.

.

C.粒子从C射出的速度大小与磁场的距离CQ无关.

.

D.该粒子加速n=砂^次后从C射出.

.

匀强电场£.

8mEL.

11.如图所示，研究电容器的充放电，电源的电动势为E,内阻忽略不计，电路中连接着两个相同.

密

的电容器C1、Cz，电压表和电流表为理想电表，把开关S掷向1,电路稳定后，把开关S掷向2,.

.

电路再次稳定后断开开关，则下列正确的是（）.

.

1.

.

.

9

.

.

.

.

.

.

.

A.两次充电过程中，电流表的电流方向不变.

封

B.把开关S掷向2,电路稳定后，电压表的示数变为原来的一半.

.

3.

C.再次重复上述操作，电容器C?的电荷量变为原来的a.

.

3.

D.再次重复上述操作，电容器C?的电荷量变为原来的,.

Q

12.如图所示，半径为R的竖直光滑圆环ABCD,质量为2m的球1穿在竖直圆环.

.

上，质量为机的球2的穿在竖直杆上，球1、球2通过带有钱链的轻杆相连，2（）.

.

，：.

球1初始在A位置。给球1一个轻微的扰动，使其沿竖直圆环运动，轻杆长?.

.

3R,重力加速度为g,不计一切摩擦，下列说法正确的是（）\.

线

A.球1从A-C运动过程中，轻杆对球2做功为ImgR

B.球1运动过程中有两个位置与球2的速度大小相同

C.球1运动到D点的速度为

D.球1的最大速度为正前

二、非选择题：本题共5小题，共62分0

13.（6分）小红设计实验验证力的平行四边形定则，实验装置如图所示，实验步骤如下：①细绳

OA、OC、0B系与0点，0A一端与力的传感器连接，0C的一端与钩码连接，0B绕过定滑

轮悬挂钩码；②系统静止后，记录结点。的位置，记录OA、OB、0C的方向，记录OB、0C

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钩码数量为4、3,记录力的传感器的示数；每个钩码的质斑恤=50g,重力加速度

2

g=10m/so

(1)力的传感器示数与A满足范围，可让结点0处于平衡状态。

(2)关于实验的操作步骤，下列说法正确是

A.细绳OA、0B的夹角一定为90°

B：改变钩码数量，重复实验再次进行验证时，结点O的位置必须保持不变

C.细绳OA、OB、OC需要在竖直面内

D.若将细绳OA换成橡皮绳，对实验结果没有影响

(3)在实验过程中，增加细绳OB上的钩码数量，再次平衡时，力的传感器的示数

(填“不变”“变大”“变小”“无法判断”)

14.(9分)某实验小组设计实验来测定一段金属丝尺的电阻，定值电阻的阻值叫=20。，电压

表为理想电压表，为单刀开关，S2为单刀双掷开关，E为电源，R为滑动变阻器，电路图如

图甲所示

甲乙

(1)用螺旋测微器测得金属丝的直径d=mm

(2)闭合开关前，滑动变阻器滑片置于(填“左端”“右端”“中间”)

(3)闭合开关S1,将开关邑掷于1端，改变滑动变阻器触头的位置，记下此时电压表的示数

为G，然后将开关S,掷于2端，记下此时电压表的示数为《，重复以上步骤，测量多组

［、4的值。

⑷做。2-4图像，如图丙所示，金属丝的电阻《=。。

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51V

15.（12分）如图所示，一个倾斜的长为25m的传送带AB,倾角。=37°,以恒定的速度

v=4m/s顺时针运动，一个质量m=2kg的物块无初速度的从传送带的底端A滑上传送带,

滑块与传送带间的动摩擦因数4=0.8,传送带的B端平滑的相切着一个半径为R=0.5m的

光滑圆弧轨道，圆弧轨道的最高点C与圆心的连线水平，重力加速度g=10m/s2,

sin。=0.6,cos。=0.8,求：

（1）物块从传送带的底端A运动到顶端B点的时间；

（2）物块对圆轨道上C点的压力大小。

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16.（15分）如图甲为一个粒子加速装置，该装置由多个横被面积相同的金属圆筒依次排列，其中

心轴线在同一直线上，序号为奇数的阿简和交变电源的一个极相连，序号为仙数的圆筒和该

电源的另一个极相连，交变电源的变化规律如图乙，U=5V,周期T=0.02s。/=0时刻比

荷为且=IxK/c/kg的带负电的粒子从序号为0的金麻板的中央静止开始加速，沿中心轴线

m

冲进圆筒1,粒子在圆筒内匀速运动，通过改变圆筒长度，让粒子在圆筒间的间隙中都恰好加

速，粒子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计，当圆筒数吊〃=10时，加速后的粒子以％从F

点垂直AB水平射入电场如图丙，恰好打在CD，边上，立方体空间存在竖宜向上的电场

£=1X103N/C,不计粒子的重力及粒子相互间的作用力，求：

（1）粒子经过加速装置后，射入电场的速度%和第10个例筒的长度；

（2）立方体的边长。

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17.(20分)如图所示，固定的竖直光滑圆轨道与倾斜光滑直轨道相切与C点，轨道半径

R=0.5m,直轨道倾角。=37°,质量加=0.2kg的小球B锁定在C点，固定的水平发射装Q

置发射小球A,小球A以最小速度和B发生碰撞，小球A与小球B碰撞前瞬间，小球B解除

锁定，两小球质量相等，碰后两个小球粘在一起，沿光滑轨道在D点无能盘损失的滑上小车,

小车放在光滑水面上，右端固定一个轻弹簧，弹簧原长为EF,小车DE段粗糙，小球与DE

段的动摩擦因数〃=0.25,EF段光滑，小车的质量〃=lkg,重力加速度g=10m/s2,

sin9=0.6,cos。=0.8,求

密

(1)水平弹簧装置具有弹性势能Ep

(2)小球恰好不从小车上滑下，小车DE段的长度L;

(3)为保证小球既要挤压弹簧又不滑离小车，小车DE段的长度L的取值范围。

封

线

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物理

参考答案、解析、评分细则

LB解析：由于第3个位置的时刻为根据图位置可得’3正好为竖直上抛到最高点的中间

时刻，可知第1个位置为抛出的0时刻，第5个位置为最高点，速度为0,之后速度方向发生改

变，A错误；4时刻对应第5个位置，正好是竖直上抛的最高点，由于频闪仪的频率为50Hz,

可以任意两个小球的时间间隔为加=0.02s,=4Ar=0.08s,B选项正确；第2个位置与第

3个位置之间的距离为》=58（34）2-58（2加）2=0.01111,C选项错误；D小球上升过程中距

抛出点的最大距离为4=—g（4加）2=0.032m,D选项错误。

22c

2.A解析：小球以初速度水平抛出，落到斜面上，速度与水平方向夹角满足tana=2tan9=*,

3

V

竖直方向的速度为匕=%tana,落到斜面上的时间/=上，小球落到斜面上时影子的位移

g

s匕，该过程中影子的平均速度；=色=20m/s,A选项正确。

cos6t

3.C解析：通过受力分析可知，绳对杆的拉力和小球的重力，延长线交于一点，可知三个力为共点

力平衡，可知机g=2的sin30°,FT=mg,C选项正确。

4.B解析：神州十七号在加速升空过程中，加速度有竖直向上的分量，飞船处于超重状态，A选项

错误;飞船在变轨过程中克服万有引力做功，在每个变轨点都需要点火加速变轨，机械能在增加,

GMmv24工、.、“）

B选项正确；飞船在完成对接后，由于天和核心舱绕地球做圆周运动,—厂=机一轨道半径

rr

GMm4万2

与天和核心舱的质量无关，轨道半径不变，C选项错误；由于—；—=m—丁r,可得

r2T2

7=2万］」一，由于天和核心舱的轨道半径小于月球的轨道半径，天和核心舱的运行周期小于

\GM

月球的运行周期，D选项错误。

5.D解析：由于电动力以额定功率启动，根据尸=外，随着速度的增加牵引力逐渐减小，物块A

的加速度逐渐减小，A、B错误；电动机的输出功率恒定不变，当物块A速度最大时受力平衡,

P

F^=mgsin0+jumgcos0=2N,根据P=Fv,可得vm=——=8m/s,C选项错误；物块A、

F隼

B碰后粘在一起，由%=（%+%）v,可得碰后速度n=4m/s,由题可知A、B做匀减速

直线运动，运动的加速度a=gsin9+〃gcos6=10m/s2,到斜面顶端时速度刚好为零，可得

v2=lax,x=0.8m,D选项正确。

6.D解析：由E-x图像可知，电场方向为x轴的正方向，小球只在电场力的作用下做减速运动，小

球带负电，A选项错误；由能量守恒可得，动能的减少量等于电势能的增加量，电势能增加了

物理第1页（共4页）

1,一

根4，小球在B点的电势能大于在A点的电势能，BC选项错误；由E-x图像面积表示电势

差大小，|UAO|<|°OB|，D选项正确。

7.A解析：未加沙子时，对F点受力分析可得7%g=一"不=2机g,空沙桶B的质量为2加，A

sin30°

选项正确；同一条绳的力大小相等，合力一定在其角平分线上，由于杆CD不可转动，杆CD对

结点D的作用力不一定沿杆，a不一定等于（3,B选项错误；由于缓慢向沙桶B加入沙子，

整个系统仍然处于平衡状态，物块A受到轻绳的作用力不变为A物体的重力，C选项错误；缓

慢向沙桶中加入沙子，轻杆EF顺时针转动，绳子对轻杆CD作用力的夹角变小，轻绳的作用力

不变，绳子对CD杆的作用力变大，D选项错误。

8.B解析：小球在上升过程中竖直方向的速度先增加后减小，竖直方向加速度方向先竖直向上后竖

直向下，小球先超重后失重，A选项错误；小球位于最高点时，速度为0,加速度为重力加速度

沿切线方向的分量，a=gsin30°=1g,B选项正确；小球在上升过程中速度逐渐减小，向心

加速逐渐减小，拉力传感器的示数逐渐减小，C选项错误；小球在最低点的速度为

«g（L-Lcos300）=|«v2,八冲胃；,可得尸=3眼-百忆D选项错误。

9.AC解析：两个电荷量分别为+Q的点电荷对C点的合场强方向竖直向上，E点引入点电荷。1带

负电，A选项正确；根据等量同种电荷电场线的分布可知，一对等量同号电荷产生的电势D点

大于O点，由于E点的点电荷带负电，距离它越近电势越低，D点的合电势大于O点的合电势，

负电荷在D点的电势能小于O点的电势能，B选项错误，C选项正确；把一个负电荷沿直线从

D到F,三个电荷对负电荷的电场力与运动方向夹角先为钝角之后为锐角，电场力先做负功再

做正功，D选项错误。

10.AD解析：粒子第一次加速后，可得=V=,A选项正确；粒子从C点射

出的半径与磁场满足的关系,粒子从C点射出粒子的速度为5=幽，由磁场的距离

2qB2m

CQ与磁场强度有关，与场强£无关，B选项错误，C选项正确；粒子经过n次加速后，满足

nqEL=—mv1,可得〃=''",D选项正确。

n.BD解析：开关S掷向1,G充电过程中电流从右向左流过电流表，把开关S掷向2,C?充电过

程中电流从左向右流过电流表，电流表的电流方向改变，A选项错误；把开关S掷向2,电路稳

定后，由于两个电容器电容一样，J的电荷量均分到两个电容器上，根据0=CU,电压表的

示数变为原来的一半，B选项正确；开关S掷向1,&的电荷量为01=CE,开关S掷向2,

G电荷量均分0=gc£,再次重复两个充电器充电的过程，开关S掷向I,G的电荷量

还是为a=CE,开关S掷向2,C「G电荷量均分0=驾2=?CE,电容器的电荷量为

3

原来的一，D选项正确，C选项错误。

2

12.BC球1在A点时，球2的速度为0,球运动到C点时，球2的速度也为0,对球2列动能定理

物理第2页（共4页）

得机g2R+%=0,可得％=-机g2R,A选项错误；球1到达B、D两点时两圆环的速度大

小相同，B选项正确；球到达D点时两个球沿杆的速度分量为%cos。=匕cos。，可得％=丫2,

由机械t舒恒得2机gR+mg（47?-yj9R2-R2）=g2mvf+gmv[,可得％=v=gR,

2J2

C选项正确；球1到达最低点时速度最大，球2的速度为0,由机械能守恒可得

2mg2R+mg2R=-^2mv2,可得v=,6gR,D选项错误。

13.（l）0.5N<%<3.5N（2分）（2）CD（2分）（3）无法判断（2分）

F

解析：（1）根据三力平衡可得，力的传感器示数F0A的大小与F°B、oc的合力等大反向，由于

每个钩码的质量为%=50g,可知F℃—F°B<F0A<F℃+FOB,可得0.5N<%<3.5N

（2）细绳OA、OB的夹角不一定为90°,A选项错误;改变钩码数量，重复实验再次进行验证时,

结点O的位置可以改变，B选项错误；该实验过程中细绳OA、OB、OC需要在竖直面内进行,

C选项正确；若将细绳OA换成橡皮绳，对实验结果没有影响，D选项正确。

（3）在实验过程中，增加细绳OB上的钩码数量，再次平衡时，细绳OA、OB的夹角变大，OC

上的钩码数量不变，OA、OB的合力不变，OA上的拉力无法判断。

14.（1）1.845mm（3分）（2）左端（3分）（4）10Q（3分）

解析：（1）螺旋测微器读数d=l.5mm+0.01x34.5mm=1.845mm

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片置于最左端

（4）闭合开关即，将开关S?掷于1端，■测的定值电阻的阻值&=20Q两端的电压，然后将

开关》掷于2端，L测为&与凡两端的电压，尺两端的电压6的电流为色，可

得用,变形可得。2=由。2—U1图像可知左=一；凡=L5，可

得用=10Q

15.（1）11.25s（2）32N

解析：（1）通过受力分析可知，物块做匀加速直线运动，