河南省2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期11月期中聯(lián)考物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE12024~2025年度河南省高三期中考試物理本試卷滿分100分，考試用時75分鐘。注意事項：1.答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號、考場號、座位號填寫在答題卡上。2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。4.本試卷主要考試內(nèi)容：人教版必修第一冊，必修第二冊，必修第三冊第九章至第十章，選擇性必修第一冊第一章。一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題所給的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，第8~10題有多項符合題目要求。全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。）1.如圖是高中物理必修第一冊封面上的沙漏照片，若近似認(rèn)為砂粒下落的初速度為0，出砂口到落點(diǎn)的距離為20cm，忽略空氣阻力，不計砂粒間的相互影響，設(shè)砂粒隨時間均勻漏下，同學(xué)們有以下推斷，其中正確的是（）A.落點(diǎn)處砂粒的速度約為1m/sB.砂粒從出口到落點(diǎn)的時間約為2sC.出口下方10cm處砂粒的速度約是5cm處砂粒速度的2倍D.出口下方0~2cm范圍內(nèi)的砂粒數(shù)比10cm~12cm范圍內(nèi)的砂粒數(shù)多【答案】D【解析】A．根據(jù)落點(diǎn)處砂粒的速度故A錯誤；B．砂粒從出口到落點(diǎn)的時間故B錯誤；C．出口下方10cm處砂粒的速度5cm處砂粒速度即出口下方10cm處砂粒的速度約是5cm處砂粒速度的倍，故C錯誤；D．自由落體運(yùn)動速度越來越大，相等位移所用時間越來越小，因砂粒隨時間均勻漏下，可知出口下方0~2cm范圍內(nèi)的砂粒數(shù)比10cm~12cm范圍內(nèi)的砂粒數(shù)多，故D正確。故選D。2.如圖甲所示，半徑的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，軌道的一個端點(diǎn)B和圓心O的連線與水平方向間的夾角，另一端點(diǎn)D與圓心O等高，點(diǎn)C為軌道的最低點(diǎn)。質(zhì)量的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從空中A點(diǎn)以速度水平拋出，恰好從軌道的B端沿切線方向進(jìn)入軌道，物塊進(jìn)入軌道后開始計時，軌道受到的壓力F隨時間t的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g取，則（）A.物塊從D點(diǎn)離開軌道時速度大小為B.的大小為C.的大小為D.物塊在段運(yùn)動過程中重力的瞬時功率一直增大【答案】A【解析】A．由乙圖可知，物塊從D點(diǎn)離開軌道后到落回軌道所用時間為該過程中物塊做豎直上拋運(yùn)動，有求得故A正確；B．滑塊經(jīng)過C點(diǎn)時，重力和支持力的合力提供向心力，即滑塊由C點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)過程中，根據(jù)動能定理有兩式聯(lián)立，求得故B錯誤；C．物塊水平拋出后做平拋運(yùn)動，將物塊經(jīng)過B點(diǎn)時的速度沿著水平方向和豎直方向分解，如圖所示由圖可知物塊由B點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)過程中，根據(jù)動能定理有兩式聯(lián)立，求得故C錯誤；D．物塊在段運(yùn)動過程中，物塊豎直方向的速度先增大后減小，因此重力的瞬時功率先增大后減小，故D錯誤。故選A3.如圖所示，某工人在流水線上切割玻璃，在水平工作桌面建立平面直角坐標(biāo)系，玻璃沿x軸運(yùn)行的速度u恒定不變，切割時刀頭相對桌面的初速度沿y軸方向，運(yùn)動過程中刀頭相對玻璃的速度方向保持不變且逐漸減小到零，在此過程中刀頭相對于桌面的速度大小如何變化（）A.一直減小 B.一直增大 C.先減小后增大 D.先增大后減小【答案】C【解析】如圖，剛開始刀頭相對于玻璃的速度為，運(yùn)動過程中刀頭相對玻璃的速度方向保持不變且逐漸減小到零，任取三個時刻，設(shè)刀頭隨著時間相對于桌面的速度分別為、、，速度、、與的合速度為刀頭相對于玻璃的速度，方向不變，大小減小。由圖可知，刀頭相對于桌面的速度先減小后增大。故選C。4.用高壓水槍清洗汽車的照片如圖所示。設(shè)水槍噴出的水柱沿水平方向，水流速度為，水柱垂直汽車表面，碰后立即沿汽車表面散開沒有反彈（可近似認(rèn)為速度減小為零）。已知水的密度為，由于空中水柱距離較短，不考慮重力的影響，則水柱對汽車產(chǎn)生的壓強(qiáng)為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】規(guī)定水流的速度方向為正方向，由動量定理得聯(lián)立解得故選D。5.如圖，O為拋物線OM的頂點(diǎn)，A、B為拋物線上兩點(diǎn)，O點(diǎn)的切線水平。從A、B兩點(diǎn)分別以初速度v1，v2水平拋出兩質(zhì)量相等的小球，同時擊中O點(diǎn)，不計空氣阻力，則兩球（）A.必須同時拋出 B.擊中O點(diǎn)時重力的瞬時功率相等C.初速度v1與v2相等 D.擊中O點(diǎn)時速度大小相等【答案】C【解析】AC．已知O為拋物線OM頂點(diǎn)，則以O(shè)為原點(diǎn)建立xOy直角坐標(biāo)系，如圖則設(shè)OM為則兩平拋運(yùn)動在豎直方向為自由落體運(yùn)動，有聯(lián)立解得所以在A點(diǎn)的小球要先拋出才能使兩小球同時擊中O點(diǎn)。又由平拋在水平方向為勻速直線運(yùn)動，有聯(lián)立可得整理可得故A錯誤，C正確；D．因，但豎直方向有故兩分速度合成后可知擊中O點(diǎn)的速度不同，故D錯誤；B．兩球在O點(diǎn)重力瞬時功率為即擊中O點(diǎn)時重力的瞬時功率不相等，故B錯誤。故選C。6.“天問一號”從遙遠(yuǎn)的火星傳來新春的大禮，2021年2月10日晚，“天問一號”探測器在火星附近的某點(diǎn)（稱為“捕獲點(diǎn)”）成功被火星引力“捕獲”實現(xiàn)變軌，開始在火星赤道所在面內(nèi)繞火星運(yùn)行，2月15日，“天問一號”探測器實現(xiàn)了完美的“側(cè)手翻”，將軌道調(diào)整為經(jīng)過火星兩極的環(huán)火星軌道。將“天問一號”繞火星的運(yùn)動看作勻速圓周運(yùn)動，已知“天問一號”繞火星運(yùn)動的軌道半徑為，“天問一號”相對于火星的張角為，如圖所示，火星的平均密度為，萬有引力常量為G，則（）A.“天問一號”要實現(xiàn)被火星引力“捕獲”需要在“捕獲點(diǎn)”加速B.“天問一號”在“側(cè)手翻”前瞬間的加速度大于“側(cè)手翻”后瞬間的加速度C.“天問一號”繞火星做圓周運(yùn)動的周期為D.火星表面的重力加速度為【答案】C【解析】A．“天問一號”要實現(xiàn)被火星引力“捕獲”需要在“捕獲點(diǎn)”減速，減小需要的向心力才能實現(xiàn)繞火星運(yùn)動，A錯誤B．火星對“天問一號”的萬有引力為“天問一號”的合力，在“側(cè)手翻”變軌前后瞬間火星對“天問一號”的萬有引力相同，根據(jù)牛頓第二定律，則加速度相同，B錯誤C．“天問一號”相對于火星的張角為，根據(jù)幾何關(guān)系可得火星半徑為設(shè)火星的質(zhì)量為，則設(shè)“天問一號”的質(zhì)量為，周期為，根據(jù)萬有引力提供向心力，有與聯(lián)立解得“天問一號”的周期C正確D．質(zhì)量為的物體在火星表面，有火星的質(zhì)量為兩式聯(lián)立解得火星表面的重力加速度為將火星半徑為代入上式解得火星表面的重力加速度為D錯誤故選C。7.如圖所示，表面光滑的圓錐固定在水平面上，底面半徑為，頂角為60°。有一個質(zhì)量為的彈性圓環(huán)，彈性圓環(huán)的彈力與形變量之間滿足胡克定律，且始終在彈性限度內(nèi)。彈性圓環(huán)處于自然狀態(tài)時半徑為，現(xiàn)將彈性圓環(huán)套在圓錐上，穩(wěn)定時彈性圓環(huán)處于水平狀態(tài)，且到底面的距離為圓錐高線的，重力加速度為。則彈性圓環(huán)的勁度系數(shù)為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】取圓環(huán)上很小一段分析，設(shè)對應(yīng)圓心角為θ，分析微元受力有重力m0g、支持力N、兩邊圓環(huán)其余部分對微元的拉力T，由平衡條件有α=60°由于微元很小，則對應(yīng)圓心角很小，則sin=m0=其中r為圓環(huán)拉伸后的半徑，代入數(shù)據(jù)有T==由題知，穩(wěn)定時彈性圓環(huán)處于水平狀態(tài)，且到底面的距離為圓錐高線的，則有h=Rtan60°=Rr=根據(jù)胡克定律有T=kxx=2π(r-)計算有k=故選C。8.校運(yùn)動會鉛球比賽中，忽略空氣阻力，關(guān)于推出的鉛球到最高點(diǎn)之后的速度、動量、動能、重力勢能的變化率隨時間變化的圖線，下列可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】CD【解析】A．推出的鉛球到最高點(diǎn)之后小球做平拋運(yùn)動，其速度變化率可知圖像是平行于t軸的直線，故A錯誤；B.小球做平拋運(yùn)動，由動量定理解得其動量的變化率為可知圖像是平行于t軸的直線，故B錯誤；C．小球做平拋運(yùn)動，根據(jù)動能定理解得可得可知圖像是過原點(diǎn)的直線，故C正確；D．小球做平拋運(yùn)動，根據(jù)重力做功與重力勢能的變化關(guān)系可得解得解得可知可知圖像是過原點(diǎn)為負(fù)值的直線，故D正確。故選CD。9.由多個點(diǎn)電荷組成的系統(tǒng)的電勢能與它們的電荷量和相對位置有關(guān)。如圖甲所示，a、b、c三個質(zhì)量均為m、帶等量正電荷的小球，用長度相等不可伸長的絕緣輕繩連接，靜置于光滑絕緣水平面上，設(shè)此時系統(tǒng)的電勢能為?，F(xiàn)剪斷a、c兩小球間的輕繩，一段時間后c球的速度大小為v，方向如圖乙所示。關(guān)于這段時間內(nèi)的電荷系統(tǒng)，下列說法中正確的是（）A.動量守恒 B.機(jī)械能守恒C.c球受到的電場力沖量大小為 D.圖乙時刻系統(tǒng)的電勢能為【答案】AD【解析】A．系統(tǒng)受合外力為零，則系統(tǒng)的動量守恒，故A正確；B．電場力做正功，則系統(tǒng)的機(jī)械能增加，故B錯誤；C．根據(jù)動量定理，c球受到的電場力和細(xì)繩拉力的合力的沖量等于c球動量變化，大小為mv，故C錯誤；D．由對稱性可知，a球的速度大小也為v，方向與ac連線成30°角斜向左下方，因系統(tǒng)動量守恒，則b球的速度方向垂直ac向上，由動量守恒解得則此時三個小球的動能為因系統(tǒng)的電勢能和動能之和守恒，則圖乙時刻系統(tǒng)的電勢能為故D正確。故選AD10.一質(zhì)量為m的重物，沿與豎直方向成角的直線做勻加速運(yùn)動，加速度大小為，整個過程重物下降的高度為H，則在此過程中（）A.重物重力勢能減少 B.重物機(jī)械能增加C.合外力對重物做功 D.重物動能增加【答案】ABD【解析】A．重力勢能減少故A正確；B．由平行四邊形定則可知，物體除受重力外還受到與水平方向成角斜向右上方的作用力，大小與重力大小相等，機(jī)械能的增加等于此力所做的功即為故B正確；C．合力為合外力對物體做功故C錯誤；D．由動能定理可知，物體動能的增加量等于合外力所做的功即為，故D正確。故選ABD。二、非選擇題（本題共5小題，共60分）11.某同學(xué)用如圖所示裝置來探究“在外力一定時，物體的加速度與其質(zhì)量之間的關(guān)系”。(1)下列說法正確的是_________A.連在小車這一側(cè)的細(xì)線可不平行于木板B.平衡摩擦力時，小車前面不與砂桶連接，后面應(yīng)固定條紙帶，紙帶穿過打點(diǎn)計時器C.小車釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計時器，且先釋放小車后接通打點(diǎn)計時器的電源(2)若將砂和砂桶的總重力mg近似地當(dāng)成小車所受的拉力，需滿足的條件：_________(選填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”)小車質(zhì)量M。若小車所受拉力的真實值為F真，為了使<5%，則M與m應(yīng)當(dāng)滿足的條件是<___________(3)某同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a－F圖象如圖所示，實驗中可能存在的問題是：__________。【答案】(1)B(2)遠(yuǎn)小于0.05(3)平衡摩擦力時斜面的傾角過大【解析】(1)[1]A．細(xì)線不平行木板時，細(xì)線拉力變化，故A錯誤；B．平衡摩擦力時，小車后面應(yīng)固定一條紙帶，紙帶穿過打點(diǎn)計時器，故B正確；C．小車釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計時器，且先接通打點(diǎn)計時器的電源后釋放小車，故C錯誤；(2)[2]在本實驗中認(rèn)為細(xì)線的拉力F等于砂和砂桶的總重力，由此造成的誤差是系統(tǒng)誤差，對小車，根據(jù)牛頓第二定律得對整體，根據(jù)牛頓第二定律得，且解得(3)[3]由圖可知，當(dāng)F為0時，已具有加速度，說明平衡摩擦力時斜面的傾角過大12.某同學(xué)設(shè)計了如圖裝置來驗證碰撞過程遵循動量守恒。在離地面高度為h的光滑水平桌面上，放置兩個小球a和b、其中b與輕彈簧緊挨著但不拴接，彈簧左側(cè)固定，自由長度時離桌面右邊緣足夠遠(yuǎn)，起初彈簧被壓縮一定長度并鎖定。a放置于桌面邊緣，球心在地面上的投影點(diǎn)為O點(diǎn)。實驗時，先將a球移開，彈簧解除鎖定，b沿桌面運(yùn)動后水平飛出。再將a放置于桌面邊緣，彈簧重新鎖定。解除鎖定后，b球與a球發(fā)生碰撞后，均向前水平飛出。重復(fù)實驗10次。實驗中，小球落點(diǎn)記為A、B、C。（1）若a球質(zhì)量為，半徑為；b球質(zhì)量為，半徑為。b球與a球發(fā)生碰撞后，均向前水平飛出，則___________。A.， B.，C.， D.，（2）為了驗證碰撞過程遵循動量守恒，本實驗中必須測量的物理量有___________。（填選項前的字母）A.小球a的質(zhì)量和小球b的質(zhì)量 B.小球飛出的水平距離、、C.桌面離地面的高度h D.小球飛行的時間（3）關(guān)于本實驗的實驗操作，下列說法中不正確的是___________。（填選項前的字母）A.重復(fù)操作時，彈簧每次被鎖定的長度應(yīng)相同B.重復(fù)操作時發(fā)現(xiàn)小球的落點(diǎn)并不完全重合，說明實驗操作中一定出現(xiàn)了錯誤C.用半徑盡量小圓把10個落點(diǎn)圈起來，這個圓的圓心可視為小球落點(diǎn)的平均位置D.僅調(diào)節(jié)桌面的高度，桌面越高，線段的長度越長（4）在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，當(dāng)所測物理量滿足表達(dá)式___________，即說明碰撞過程遵循動量守恒。（用題中已測量的物理量表示）（5）該同學(xué)還想探究彈簧鎖定時具有的彈性勢能，他測量了桌面離地面的高度h，該地的重力加速度為g，則彈簧鎖定時具有的彈性勢能為___________。（用題中已測量的物理量表示）【答案】（1）A（2）AB（3）B（4）（5）【解析】【小問1詳析】為保證兩球碰后均向前水平飛出，則必須滿足，為保證兩球發(fā)生對心正碰，則必須滿足。故選A?！拘?詳析】小球沿桌面飛出后做平拋運(yùn)動，水平方向有求得由于各小球沿桌面飛出后豎直方向下落的高度相等，所以在空中運(yùn)動的時間t相等，本實驗需要驗證的表達(dá)式為即即因此，本實驗中必須測量的物理量有小球a的質(zhì)量和小球b的質(zhì)量，小球飛出的水平距離、、。故選AB。【小問3詳析】A．為保證小球b每次與小球a碰撞前的速度相等，所以重復(fù)操作時，彈簧每次被鎖定的長度應(yīng)相同，故A正確；B．因?qū)嶒灤嬖谡`差，所以重復(fù)操作時小球的落點(diǎn)并不完全重合，這是正常現(xiàn)象，并不說明實驗操作中一定出現(xiàn)了錯誤，故B錯誤；C．用半徑盡量小的圓把10個落點(diǎn)圈起來，這個圓的圓心可視為小球落點(diǎn)的平均位置，故C正確；D．由于小球b在未與小球a碰撞的情況下沿桌面水平飛出時的速度相同，桌面越高，小球b在空中運(yùn)動時間越長，線段的長度就越長，故D正確。故選B。【小問4詳析】由（2）的推導(dǎo)可得，本實驗最終需要驗證的表達(dá)式為【小問5詳析】根據(jù)機(jī)械能守恒，可得根據(jù)平拋運(yùn)動知識，可得聯(lián)立，求得13.如圖所示，兩個半圓柱A、B緊靠著靜置于水平地面上，其上有一光滑圓柱C，三者半徑均為R。A、B、C的質(zhì)量都為m，與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ?，F(xiàn)用水平向右的力拉A，使A緩慢移動，直至C恰好降到地面。整個過程中B保持靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g。求：（1）未拉A時，C受到B作用力的大小F；（2）動摩擦因數(shù)的最小值【答案】（1）；（2）【解析】（1）對C受力分析，如圖所示根據(jù)平衡條件有解得（2）C恰好降到地面時，此時受力分析可知解得此時B受地面的摩擦力對A、B、C整體受力分析可知，地面對整體的支持力則B受地面的支持力整個過程中FN不變，根據(jù)題意，B保持靜止，則解得14.如圖所示，左邊豎直半圓光滑絕緣軌道與水平光滑絕緣軌道相切于A點(diǎn)，整個空間有斜向左上方的勻強(qiáng)電場，與水平方向夾角，電場強(qiáng)度，B點(diǎn)是軌道的最高點(diǎn)，半圓半徑。在水平軌道上距A點(diǎn)m的C處由靜止釋放一質(zhì)量m=2×10-4kg、電荷量的帶正電小球P，沿水平軌道運(yùn)動一段時間，從A點(diǎn)沖上圓弧軌道，并沿圓弧軌道到達(dá)圓弧最高點(diǎn)B，取A點(diǎn)電勢為零，重力加速度g取。求在圓弧軌道上運(yùn)動過程中（1）電勢能的最小值；（2）最大速度的大小。【答案】（1）-6×10-3J；（2）10m/s【解析】（1）過O點(diǎn)，沿電場線與圓弧的交點(diǎn)E點(diǎn)電勢能最低，OE與豎直方向成，0，從C到E過程中，根據(jù)功能關(guān)系有電場力做功聯(lián)立得（2）從C到A過程中，根據(jù)動能定理有EqLcosθ=m因為mg=Eq，夾角所以合力為F合=mg，方向斜向左下與水平方向成60o，因速度最大值在D點(diǎn)，OD與OA成，從A到D過程中，根據(jù)動能定理有聯(lián)立得所以最大速度為15.如圖甲所示，B物塊靜止在足夠長的固定斜面上，時刻將質(zhì)量為m的A物塊從距離B物塊L處由靜止釋放，時刻A、B發(fā)生第一次碰撞