河南省2022-2023学年高三物理上学期期中考试试题（Word版附解析）

河南2022—2023学年高三年级上学期期中考试物理一、选择题：本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一个选项符合题目要求，第7~10题有多个选项符合要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.甲、乙两个质点沿着同一直线运动，其中质点甲做匀速直线运动，质点乙做初速度为零的匀加速直线运动，它们的位置x随时间t变化规律如图所示，下列判断正确的是（　　）A.甲的速度大小为B.时刻，乙的速度大小为C.时刻，两质点之间的距离为D.两质点相遇时，乙的速度大小为【答案】C【解析】【详解】A．图像斜率表示速度，则甲的速度大小为故A错误；BD．根据可知则时刻，两质点相遇，乙的速度大小为 故BD错误；C．时刻，两质点位置两质点之间的距离为故C正确。故选C。2.科技馆中有一个球体上移的装置，一个球体放在一个架子上，架子是倾斜的，球可以从架子的低处向高处滚动。简化装置如图所示，两条支撑杆是向上抬起的，但是杆间距离在不断增大，在球向高处滚动的过程中，不计—切阻力，下列说法正确的是（　　）A.球的重心升高B.杆的支持力逐渐增大C.杆的支持力方向垂直于杆竖直向上D.违背了能量守恒定律【答案】B【解析】【详解】AD．该过程满足能量守恒定律，向高处滚的过程中，实际上重心在降低，重力势能减小，动能增大，故AD错误；BC．对小球受力分析可知，杆的支持力垂直于杆指向小球球心，与水平方向夹角为，满足滚动过程中在减小，则支持力在逐渐增大，故B正确，C错误。故选B。3. 很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况，用手掌托着智能手机，打开加速度传感器，把手机向上抛出，然后又在抛出点接住手机，得到如图所示的加速度随时间变化的图像，图中，，，，取重力加速度，由此可判断出（　　）A.时刻手机的速度最大B.时刻手机离开手掌C.时刻手机处于超重状态D.手机离开手掌后上升的高度为0.45m【答案】D【解析】【详解】A．时刻手机的加速度最大，方向向上，与速度方向相同，手机向上加速，则速度不是最大，故A错误；B．时刻，加速度为0，合力为0，则不可能脱落手掌，故B错误；C．时刻，加速度方向向下，处于失重状态，故C错误；D．手机在离开手掌后做竖直上抛运动，被接住，则上升高度故D正确。故选D。4.某同学根据打夯机（一种用于夯实路面的机械，多用于建设时对地基进行打平、夯实）原理制成了如图所示仪器，底座与支架连在一起，支架的上方有一转轴，轴上连有一根轻杆，杆的另一端固定一铁球，球转动半径为r，底座和支架的质量为M，铁球的质量为m，其余各部件的质量都忽略不计，忽略空气阻力和转轴摩擦力，重力加速度为g。铁球在最低点时给铁球一水平初速度v0，铁球在竖直平面内做圆周运动，底座始终处于静止状态，则（） A.铁球在最低点时，底座对地面的压力大小为B.铁球在最高点时，底座对地面的压力大小为C.初速度最大值为D.底座与地面之间始终没有摩擦力【答案】C【解析】【详解】A．铁球在最低点时受杆向上的拉力F和重力，由牛顿第二定律解得杆的拉力F为则轴受杆向下的拉力为F，对底座受力分析，由平衡条件由牛顿第三定律，底座对地面压力大小为，故A错误；B．铁球在最高点时受杆向下的拉力和重力，由牛顿第二定律又由机械能守恒解得则杆对轴的拉力大小为，方向向上，对底座受力分析，由平衡条件 由牛顿第三定律，底座对地面的压力大小为，当时初速度的值最大，为故B错误，C正确；D．当小球不在最低点和最高点时，小球水平方向有分加速度，杆对小球水平方向有作用力，则轴就受到水平方向作用力，对底座由平衡条件知，底座与地面之间有摩擦力，故D错误。故选C。5.我国载人登月计划的核心技术是“绕、落、回”，先绕月球运行，然后软着陆到月球表面，最后从月球表面返回地球。已知月球的质量只有地球质量的，月球半径为地球半径的，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是（　　）A.月球表面的重力加速度约为B.登月火箭的发射速度应大于11.2km/sC.飞船返回地球时从月球发射的速度应大于7.9km/sD.若知道飞船近月环绕的周期，就可以求出月球的密度【答案】D【解析】【详解】A．根据可知故A错误；B．登月火箭的发射没有脱离地球束缚，速度应小于11.2km/s，故B错误；C．地球第一宇宙速度，根据可得 同理可得，月球第一宇宙速度故飞船返回地球时从月球发射的速度应大于1.68km/s，故C错误；D．根据可得故月球密度故D正确。故选D。6.如图所示，物体从固定的粗糙斜面顶端A点无初速度下滑，压缩轻质弹簧到最低点C，然后被弹回最高到达D点，已知B点为弹簧原长所在位置，D点为A、B中点，物体可看作质点，则下列说法正确的是（　　）A.物体运动到B点时速度最大B.第一次经过B点和第二次经过B点的速度大小之比为2：1C.第四次经过B点时的速度为零D.物体由A到B过程中增加的动能大于由B到D的过程中减小的动能【答案】D【解析】 【详解】A．物体运动到B点，弹簧弹力为0，受力分析可知合力沿斜面向下，物块继续做加速运动，故B点速度不是最大，故A错误；B．设AD高为h，长为x，第一次到达B点根据动能定理得第二次到达B点到返回D点根据动能定理得联立得则故故B错误；C．设BC长，再次压缩弹簧长度为，第一次回到D根据动能定理得从D点再次回到B点，正好为第四次到达B点，根据动能定理则故C错误；D．从A到B增加的动能从B到D减小的动能 因为故故D正确。故选D。7.如图所示，质量为m、带有光滑半圆形轨道的小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R。现将质量也为m的小球从A点正上方R处由静止释放，然后由A点进入半圆形轨道后从B点冲出，已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.小球运动到最低点的速度大小为B.小球离开小车后做斜上抛运动C.小球离开小车后上升的高度小于RD.小车向左运动的最大距离为R【答案】AD【解析】【详解】A．小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，则有则知小球水平方向分速度与小车速度时刻大小相等，小球运动到最低点过程有机械能守恒则最低点的速度大小为故A正确；B．小球离开小车后水平方向分速度为0，做竖直上抛运动，故B错误；C．小球离开小车后水平方向分速度为0，小车的速度也为0，根据能量守恒小球离开小车后仍能上到下落 点的高度R，故C错误；D．小球水平方向分速度与小车速度时刻大小相等，则水平位移大小相等，根据几何关系知两者的相对位移为2R，故小车向左运动的最大距离为R，故D正确。故选AD。8.如图所示，虚线为某电场的等势线，实线为正电荷在电场中的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的点，粒子重力不计，下列说法正确的是（）A.a点的电场强度大于b点的电场强度B.a点的电势高于b点的电势C.电荷在a点的动能大于在b点的动能D.电荷在a点的电势能大于在b点的电势能【答案】AC【解析】【详解】AB．根据电场线垂直于等势面，结合做曲线运动的物体所受合外力指向轨迹弯曲的凹侧，画出电场线及方向如图，由电场线的疏密程度表示场强的强弱，则a点的电场强度大于b点的电场强度，a点的电势低于b点的电势，故A正确，B错误；CD．根据，正电荷在a点的电势能小于在b点的电势能，根据能量守恒，电荷在a点的动能大于在b点的动能，故C正确，D错误。故选AC。9.如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴恰好处于静止状态。现将滑动变阻器的滑 片向上移动一段距离，电压表示数变化量的绝对值为，电流表示数变化量的绝对值为，电压表和电流表均视为理想电表，定值电阻，和电池内阻r阻值相等，则（　　）A.电压表示数变小B.液滴将向上运动C.保持不变D.电源的输出功率增大【答案】BC【解析】【详解】A．滑动变阻器的滑片向上移动一段距离，则滑动变阻器阻值增大，总电阻增大，总电流减小，所以电压表的示数根据电压表示数变大，故A错误；B．电压表示数变大，则电容器两极板电压增大，根据可知电场强度变大，液滴受到向上的电场力变大，合力向上，液滴向上运动，故B正确；C．根据可知故C正确；D．当内外电阻相同时，电源输出功率最大，因为可知滑动变阻器阻值增大，电源的输出功率减小，故D错误。故选BC。 10.如图所示的虚线为边长为L的正三角形，在正三角形区域内存在垂直纸面的匀强磁场（图中未画出），d、e为ab、bc边的中点。一重力不计的带正电粒子（粒子的比荷为k），由d点垂直ab以初速度进入磁场，从e点射出磁场，则（　　）A.磁场的方向垂直纸面向外B.磁感应强度大小C.粒子在磁场中运动的时间D.若粒子射入速度大小变为，方向不变，在磁场运动的时间为【答案】BC【解析】【详解】A．带正电粒子由d点进入磁场e点射出磁场，则电场力方向从a指向b，根据左手定则可知，磁场方向垂直直面向里，故A错误；B．粒子运动轨迹为圆心，为半径，则解得故B正确；C．粒子在磁场中运动的时间故C正确； D．当粒子速度变为远来一半，根据可知半径变为原来一半，轨迹如图所示粒子在磁场中运动的时间故D错误。故选BC。二、非选择题：本题共6小题，共60分。11.某物理实验小组利用图1所示装置研究加速度与合外力的关系，一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，调整滑轮使细线与木板水平。小车在重物的拉力作用下做加速运动，已知重物质量远小于小车质量，重力加速度为g。（1）一次实验中获得的纸带如图2所示，已知所用电源的频率为50Hz，每5个点取一个计数点，A、B、C、D、E、F、G为所取计数点，由图中数据可求得打点计时器打B点时小车的速度大小为______m/s，小车的加速度大小为______；（均保留2位有效数字）（2）实验小组保持小车质量不变，改变重物的质量m，得到a随m变化的规律如图3 所示，由图可知，小车的质量为______，小车运动过程受到的摩擦阻力为______。【答案】①.0.10②.0.18③.④.【解析】【详解】（1）[1]电源频率为50Hz，每5个点取一个计数点，则则B点速度[2]加速度（2）[3][4]已知重物质量远小于小车质量，则可知即，解得，12.某实验小组要测量一电池的电动势及内阻，要求测量结果尽量准确，实验器材如下： 电流表A（量程100mA，内阻为10）；定值电阻（阻值为10）；定值电阻（阻值为20）；电阻箱R（最大阻值999.9）；待测电池（电动势约为7V）；开关S一个，导线若干。按图1所示电路图连接电路，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电流表的相应读数I，利用测量数据，作图线，如图2所示，图像与纵轴截距为，则E=_______V，r=______。（均保留2位有效数字）【答案】①.7.4②.12【解析】【详解】[1][2]根据电路图可知化简为则，代入数据解得， 13.如图所示，长为L=4m的水平传送带以v=5m/s的速度匀速转动，右端有一倾角为37°且足够长的粗糙斜面，斜面底端C与水平面BC平滑连接，水平面BC长度为x=0.5m。把一小滑块轻轻放在传送带的最左端，滑块从传送带最右端滑出后进入水平面，然后冲上斜面。已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为，滑块与水平面、斜面之间的动摩擦因数均为，重力加速度g取，sin37°=0.6，求滑块最终静止的位置到C点的距离。【答案】【解析】【详解】小滑块在传送带上有解得则说明小滑块在传送带上一直匀加速直线运动，到B点的速度为设滑块最终静止的位置到C点的距离为s，则从B点到静止位置由动能定理有解得14.如图所示，光滑弧面模型固定在水平地面上，质量为M=1kg的长木板B紧靠弧面模型静止在水平地面上。一质量为m=1kg的滑块A从弧面静止释放，释放点距离长木板上表面竖直高度为h=0.45m，冲上长木板后恰好没有从长木板上滑下来。已知滑块与长木板之间的动摩擦因数为，长木板与水平地面之间的动摩擦因数为，重力加速度g取，求长木板的长度。 【答案】【解析】【详解】滑块下落到弧面底端，根据动能定理得滑到B上，对A和B分别受力分析得，代入数据解得，共速时解得，木板长度15.如图所示，半径R=0.4m的竖直半圆形光滑轨道BC与水平面AB相切，AB间距离x=4.4m。一质量为的小滑块从A点以的初速度在水平面上滑行，质量为的小球放在B点，滑块和小球发生弹性正撞，碰撞时间极短，碰后小球滑上半圆形轨道，然后从C点抛出，落到水平面上D点。滑块最终静止在E点。已知滑块与水平面之间的动摩擦因数，重力加速度g取0，滑块和小球均可视为质点，求：（1）小球运动到C点时对轨道的压力；（2）小球落地点D到E点的距离。 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）滑块从A运动到B根据动能定理得滑块和小球发生弹性正碰联立解得小球从B到C根据动能定理得对C点受力分析得联立解得，根据牛顿第三定律得，小球对轨道压力（2）平抛运动滑块匀减速位移 故小球落地点D到E点的距离16.如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二象限内存在水平向右的匀强电场，第一象限和第四象限存在垂直于坐标平面向外的相同匀强磁场，第三象限内存在垂直坐标平面向外的有界圆形匀强磁场（图中未画出）。质量为m、电荷量为q的带正电粒子从x轴上A点以初速度沿y轴正方向射入匀强电场，然后从y轴上的M点（0，2L）射入第一象限，经磁场偏转后从y轴上的N点（0，－2L）射入第三象限，经第三象限圆形有界磁场偏转后垂直打到x轴上的A点，不计粒子重力，求：（1）匀强电场的电场强度大小E；（2）第一、四象限磁场磁感应强度大小；（3）若圆形有界磁场的磁感应强度，求此圆形磁场区域的最小面积。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据题意可知，带电粒子做类平抛运动，联立解得（2）类平抛运动速度反向延长线过水平位移中点，如图 由几何关系可知，则末速度带电粒子在磁场中做圆周运动，由几何关系得，则根据则（3）第三象限运动时，半径由于要从A点垂直射出，则先进入第三象限做匀速直线运动到E点，最后进入圆形磁场偏转，由几何关系可知，最小磁场面积以AE为直径的圆，由几何关系可知所以最小面积为