河南省2024-2025学年高三上学期11月期中联考物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024~2025年度河南省高三期中考试物理本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4.本试卷主要考试内容：人教版必修第一册，必修第二册，必修第三册第九章至第十章，选择性必修第一册第一章。一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题所给的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1.如图是高中物理必修第一册封面上的沙漏照片，若近似认为砂粒下落的初速度为0，出砂口到落点的距离为20cm，忽略空气阻力，不计砂粒间的相互影响，设砂粒随时间均匀漏下，同学们有以下推断，其中正确的是（）A.落点处砂粒的速度约为1m/sB.砂粒从出口到落点的时间约为2sC.出口下方10cm处砂粒的速度约是5cm处砂粒速度的2倍D.出口下方0~2cm范围内的砂粒数比10cm~12cm范围内的砂粒数多【答案】D【解析】A．根据落点处砂粒的速度故A错误；B．砂粒从出口到落点的时间故B错误；C．出口下方10cm处砂粒的速度5cm处砂粒速度即出口下方10cm处砂粒的速度约是5cm处砂粒速度的倍，故C错误；D．自由落体运动速度越来越大，相等位移所用时间越来越小，因砂粒随时间均匀漏下，可知出口下方0~2cm范围内的砂粒数比10cm~12cm范围内的砂粒数多，故D正确。故选D。2.如图甲所示，半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角，另一端点D与圆心O等高，点C为轨道的最低点。质量的物块（可视为质点）从空中A点以速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道，物块进入轨道后开始计时，轨道受到的压力F随时间t的关系如图乙所示，重力加速度g取，则（）A.物块从D点离开轨道时速度大小为B.的大小为C.的大小为D.物块在段运动过程中重力的瞬时功率一直增大【答案】A【解析】A．由乙图可知，物块从D点离开轨道后到落回轨道所用时间为该过程中物块做竖直上抛运动，有求得故A正确；B．滑块经过C点时，重力和支持力的合力提供向心力，即滑块由C点运动到D点过程中，根据动能定理有两式联立，求得故B错误；C．物块水平抛出后做平抛运动，将物块经过B点时的速度沿着水平方向和竖直方向分解，如图所示由图可知物块由B点运动到D点过程中，根据动能定理有两式联立，求得故C错误；D．物块在段运动过程中，物块竖直方向的速度先增大后减小，因此重力的瞬时功率先增大后减小，故D错误。故选A3.如图所示，某工人在流水线上切割玻璃，在水平工作桌面建立平面直角坐标系，玻璃沿x轴运行的速度u恒定不变，切割时刀头相对桌面的初速度沿y轴方向，运动过程中刀头相对玻璃的速度方向保持不变且逐渐减小到零，在此过程中刀头相对于桌面的速度大小如何变化（）A.一直减小 B.一直增大 C.先减小后增大 D.先增大后减小【答案】C【解析】如图，刚开始刀头相对于玻璃的速度为，运动过程中刀头相对玻璃的速度方向保持不变且逐渐减小到零，任取三个时刻，设刀头随着时间相对于桌面的速度分别为、、，速度、、与的合速度为刀头相对于玻璃的速度，方向不变，大小减小。由图可知，刀头相对于桌面的速度先减小后增大。故选C。4.用高压水枪清洗汽车的照片如图所示。设水枪喷出的水柱沿水平方向，水流速度为，水柱垂直汽车表面，碰后立即沿汽车表面散开没有反弹（可近似认为速度减小为零）。已知水的密度为，由于空中水柱距离较短，不考虑重力的影响，则水柱对汽车产生的压强为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】规定水流的速度方向为正方向，由动量定理得联立解得故选D。5.如图，O为抛物线OM的顶点，A、B为抛物线上两点，O点的切线水平。从A、B两点分别以初速度v1，v2水平抛出两质量相等的小球，同时击中O点，不计空气阻力，则两球（）A.必须同时抛出 B.击中O点时重力的瞬时功率相等C.初速度v1与v2相等 D.击中O点时速度大小相等【答案】C【解析】AC．已知O为抛物线OM顶点，则以O为原点建立xOy直角坐标系，如图则设OM为则两平抛运动在竖直方向为自由落体运动，有联立解得所以在A点的小球要先抛出才能使两小球同时击中O点。又由平抛在水平方向为匀速直线运动，有联立可得整理可得故A错误，C正确；D．因，但竖直方向有故两分速度合成后可知击中O点的速度不同，故D错误；B．两球在O点重力瞬时功率为即击中O点时重力的瞬时功率不相等，故B错误。故选C。6.“天问一号”从遥远的火星传来新春的大礼，2021年2月10日晚，“天问一号”探测器在火星附近的某点（称为“捕获点”）成功被火星引力“捕获”实现变轨，开始在火星赤道所在面内绕火星运行，2月15日，“天问一号”探测器实现了完美的“侧手翻”，将轨道调整为经过火星两极的环火星轨道。将“天问一号”绕火星的运动看作匀速圆周运动，已知“天问一号”绕火星运动的轨道半径为，“天问一号”相对于火星的张角为，如图所示，火星的平均密度为，万有引力常量为G，则（）A.“天问一号”要实现被火星引力“捕获”需要在“捕获点”加速B.“天问一号”在“侧手翻”前瞬间的加速度大于“侧手翻”后瞬间的加速度C.“天问一号”绕火星做圆周运动的周期为D.火星表面的重力加速度为【答案】C【解析】A．“天问一号”要实现被火星引力“捕获”需要在“捕获点”减速，减小需要的向心力才能实现绕火星运动，A错误B．火星对“天问一号”的万有引力为“天问一号”的合力，在“侧手翻”变轨前后瞬间火星对“天问一号”的万有引力相同，根据牛顿第二定律，则加速度相同，B错误C．“天问一号”相对于火星的张角为，根据几何关系可得火星半径为设火星的质量为，则设“天问一号”的质量为，周期为，根据万有引力提供向心力，有与联立解得“天问一号”的周期C正确D．质量为的物体在火星表面，有火星的质量为两式联立解得火星表面的重力加速度为将火星半径为代入上式解得火星表面的重力加速度为D错误故选C。7.如图所示，表面光滑的圆锥固定在水平面上，底面半径为，顶角为60°。有一个质量为的弹性圆环，弹性圆环的弹力与形变量之间满足胡克定律，且始终在弹性限度内。弹性圆环处于自然状态时半径为，现将弹性圆环套在圆锥上，稳定时弹性圆环处于水平状态，且到底面的距离为圆锥高线的，重力加速度为。则弹性圆环的劲度系数为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】取圆环上很小一段分析，设对应圆心角为θ，分析微元受力有重力m0g、支持力N、两边圆环其余部分对微元的拉力T，由平衡条件有α=60°由于微元很小，则对应圆心角很小，则sin=m0=其中r为圆环拉伸后的半径，代入数据有T==由题知，稳定时弹性圆环处于水平状态，且到底面的距离为圆锥高线的，则有h=Rtan60°=Rr=根据胡克定律有T=kxx=2π(r-)计算有k=故选C。8.校运动会铅球比赛中，忽略空气阻力，关于推出的铅球到最高点之后的速度、动量、动能、重力势能的变化率随时间变化的图线，下列可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】CD【解析】A．推出的铅球到最高点之后小球做平抛运动，其速度变化率可知图像是平行于t轴的直线，故A错误；B.小球做平抛运动，由动量定理解得其动量的变化率为可知图像是平行于t轴的直线，故B错误；C．小球做平抛运动，根据动能定理解得可得可知图像是过原点的直线，故C正确；D．小球做平抛运动，根据重力做功与重力势能的变化关系可得解得解得可知可知图像是过原点为负值的直线，故D正确。故选CD。9.由多个点电荷组成的系统的电势能与它们的电荷量和相对位置有关。如图甲所示，a、b、c三个质量均为m、带等量正电荷的小球，用长度相等不可伸长的绝缘轻绳连接，静置于光滑绝缘水平面上，设此时系统的电势能为。现剪断a、c两小球间的轻绳，一段时间后c球的速度大小为v，方向如图乙所示。关于这段时间内的电荷系统，下列说法中正确的是（）A.动量守恒 B.机械能守恒C.c球受到的电场力冲量大小为 D.图乙时刻系统的电势能为【答案】AD【解析】A．系统受合外力为零，则系统的动量守恒，故A正确；B．电场力做正功，则系统的机械能增加，故B错误；C．根据动量定理，c球受到的电场力和细绳拉力的合力的冲量等于c球动量变化，大小为mv，故C错误；D．由对称性可知，a球的速度大小也为v，方向与ac连线成30°角斜向左下方，因系统动量守恒，则b球的速度方向垂直ac向上，由动量守恒解得则此时三个小球的动能为因系统的电势能和动能之和守恒，则图乙时刻系统的电势能为故D正确。故选AD10.一质量为m的重物，沿与竖直方向成角的直线做匀加速运动，加速度大小为，整个过程重物下降的高度为H，则在此过程中（）A.重物重力势能减少 B.重物机械能增加C.合外力对重物做功 D.重物动能增加【答案】ABD【解析】A．重力势能减少故A正确；B．由平行四边形定则可知，物体除受重力外还受到与水平方向成角斜向右上方的作用力，大小与重力大小相等，机械能的增加等于此力所做的功即为故B正确；C．合力为合外力对物体做功故C错误；D．由动能定理可知，物体动能的增加量等于合外力所做的功即为，故D正确。故选ABD。二、非选择题（本题共5小题，共60分）11.某同学用如图所示装置来探究“在外力一定时，物体的加速度与其质量之间的关系”。(1)下列说法正确的是_________A.连在小车这一侧的细线可不平行于木板B.平衡摩擦力时，小车前面不与砂桶连接，后面应固定条纸带，纸带穿过打点计时器C.小车释放前应靠近打点计时器，且先释放小车后接通打点计时器的电源(2)若将砂和砂桶的总重力mg近似地当成小车所受的拉力，需满足的条件：_________(选填“远大于”或“远小于”)小车质量M。若小车所受拉力的真实值为F真，为了使<5%，则M与m应当满足的条件是<___________(3)某同学根据测量数据作出的a－F图象如图所示，实验中可能存在的问题是：__________。【答案】(1)B(2)远小于0.05(3)平衡摩擦力时斜面的倾角过大【解析】(1)[1]A．细线不平行木板时，细线拉力变化，故A错误；B．平衡摩擦力时，小车后面应固定一条纸带，纸带穿过打点计时器，故B正确；C．小车释放前应靠近打点计时器，且先接通打点计时器的电源后释放小车，故C错误；(2)[2]在本实验中认为细线的拉力F等于砂和砂桶的总重力，由此造成的误差是系统误差，对小车，根据牛顿第二定律得对整体，根据牛顿第二定律得，且解得(3)[3]由图可知，当F为0时，已具有加速度，说明平衡摩擦力时斜面的倾角过大12.某同学设计了如图装置来验证碰撞过程遵循动量守恒。在离地面高度为h的光滑水平桌面上，放置两个小球a和b、其中b与轻弹簧紧挨着但不拴接，弹簧左侧固定，自由长度时离桌面右边缘足够远，起初弹簧被压缩一定长度并锁定。a放置于桌面边缘，球心在地面上的投影点为O点。实验时，先将a球移开，弹簧解除锁定，b沿桌面运动后水平飞出。再将a放置于桌面边缘，弹簧重新锁定。解除锁定后，b球与a球发生碰撞后，均向前水平飞出。重复实验10次。实验中，小球落点记为A、B、C。（1）若a球质量为，半径为；b球质量为，半径为。b球与a球发生碰撞后，均向前水平飞出，则___________。A.， B.，C.， D.，（2）为了验证碰撞过程遵循动量守恒，本实验中必须测量的物理量有___________。（填选项前的字母）A.小球a的质量和小球b的质量 B.小球飞出的水平距离、、C.桌面离地面的高度h D.小球飞行的时间（3）关于本实验的实验操作，下列说法中不正确的是___________。（填选项前的字母）A.重复操作时，弹簧每次被锁定的长度应相同B.重复操作时发现小球的落点并不完全重合，说明实验操作中一定出现了错误C.用半径尽量小圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置D.仅调节桌面的高度，桌面越高，线段的长度越长（4）在实验误差允许的范围内，当所测物理量满足表达式___________，即说明碰撞过程遵循动量守恒。（用题中已测量的物理量表示）（5）该同学还想探究弹簧锁定时具有的弹性势能，他测量了桌面离地面的高度h，该地的重力加速度为g，则弹簧锁定时具有的弹性势能为___________。（用题中已测量的物理量表示）【答案】（1）A（2）AB（3）B（4）（5）【解析】【小问1详析】为保证两球碰后均向前水平飞出，则必须满足，为保证两球发生对心正碰，则必须满足。故选A。【小问2详析】小球沿桌面飞出后做平抛运动，水平方向有求得由于各小球沿桌面飞出后竖直方向下落的高度相等，所以在空中运动的时间t相等，本实验需要验证的表达式为即即因此，本实验中必须测量的物理量有小球a的质量和小球b的质量，小球飞出的水平距离、、。故选AB。【小问3详析】A．为保证小球b每次与小球a碰撞前的速度相等，所以重复操作时，弹簧每次被锁定的长度应相同，故A正确；B．因实验存在误差，所以重复操作时小球的落点并不完全重合，这是正常现象，并不说明实验操作中一定出现了错误，故B错误；C．用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置，故C正确；D．由于小球b在未与小球a碰撞的情况下沿桌面水平飞出时的速度相同，桌面越高，小球b在空中运动时间越长，线段的长度就越长，故D正确。故选B。【小问4详析】由（2）的推导可得，本实验最终需要验证的表达式为【小问5详析】根据机械能守恒，可得根据平抛运动知识，可得联立，求得13.如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R。A、B、C的质量都为m，与地面间的动摩擦因数均为μ。现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面。整个过程中B保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：（1）未拉A时，C受到B作用力的大小F；（2）动摩擦因数的最小值【答案】（1）；（2）【解析】（1）对C受力分析，如图所示根据平衡条件有解得（2）C恰好降到地面时，此时受力分析可知解得此时B受地面的摩擦力对A、B、C整体受力分析可知，地面对整体的支持力则B受地面的支持力整个过程中FN不变，根据题意，B保持静止，则解得14.如图所示，左边竖直半圆光滑绝缘轨道与水平光滑绝缘轨道相切于A点，整个空间有斜向左上方的匀强电场，与水平方向夹角，电场强度，B点是轨道的最高点，半圆半径。在水平轨道上距A点m的C处由静止释放一质量m=2×10-4kg、电荷量的带正电小球P，沿水平轨道运动一段时间，从A点冲上圆弧轨道，并沿圆弧轨道到达圆弧最高点B，取A点电势为零，重力加速度g取。求在圆弧轨道上运动过程中（1）电势能的最小值；（2）最大速度的大小。【答案】（1）-6×10-3J；（2）10m/s【解析】（1）过O点，沿电场线与圆弧的交点E点电势能最低，OE与竖直方向成，0，从C到E过程中，根据功能关系有电场力做功联立得（2）从C到A过程中，根据动能定理有EqLcosθ=m因为mg=Eq，夹角所以合力为F合=mg，方向斜向左下与水平方向成60o，因速度最大值在D点，OD与OA成，从A到D过程中，根据动能定理有联立得所以最大速度为15.如图甲所示，B物块静止在足够长的固定斜面上，时刻将质量为m的A物块从距离B物块L处由静止释放，时刻A、B发生第一次碰撞