河北省九师联盟2023-2024学年高三上学期11月质量检测物理试卷（解析版）

这是一份河北省九师联盟2023-2024学年高三上学期11月质量检测物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了 答题前，考生务必用直径0， 本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
1. 本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2. 答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3. 考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4. 本卷命题范围：必修第一册，必修第二册，必修第三册第九章~第十章，动量。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。 每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 如图所示是某科技馆的静电体验区，当体验者进入一个金属笼后，金属笼外面用特斯拉线圈产生200多万伏的高压，与金属笼之间发生火花放电，但人在金属笼内是非常安全的。则火花放电过程中（ ）
A. 笼体不带电荷
B. 体验者和笼体带同种电荷
C. 体验者不可与金属笼内壁接触，否则会发生触电
D. 金属笼内部场强为零，笼体的电势可能不为零
【答案】D
【解析】
【详解】A．金属笼处于静电平衡，笼体表面有感应电荷，故A错误；
B．笼体内部没有电场，因此体验者不带电，故B错误；
C．体验者与笼体等势体，体验者与金属笼内壁接触不会形成电流，不会发生触电，故C错误；
D．金属笼内部场强为零，由于电势为相对量，因此笼体的电势不一定不为零，故D正确。
故选D。
2. 一个质点从静止开始做直线运动，0~2t0时间内质点的加速度随时间变化的规律如图所示，在0~t0时间内位移大小为x1，速度变化量大小为Δv1，在t0~2t0时间内位移大小为，速度变化量大小为△v2，则下列说法正确的是（ ）更多课件教案等优质滋源请 家 威杏 MXSJ663
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】CD．图像与坐标轴所围的面积大小表示速度变化量的大小，故
故CD错误；
AB．将a-t图像转化为v-t图像如图所示
图像与坐标轴所围的面积大小表示位移大小，故据图可知
故A错误，B正确。
故选B。
3. 如图所示，一条宽度为d的小河，水流速度恒为，小船渡河时在水流作用下的分位移为，在静水中的分位移为BC，合位移为AC，已知矢量三角形ABC中的为直角，下列说法正确的是（ ）
A. 小船在静水中的速度方向与水流速度的方向之间的夹角为
B. 小船渡河的合位移为
C. 小船渡河的合速度为
D. 小船渡河的时间为
【答案】A
【解析】
【详解】A．在矢量三角形ABC中，有
可得
小船在渡河时船头指向上游，在静水中的速度方向与水流速度的方向之间的夹角为，故A正确；
B．小船渡河的合位移等于河宽，故B错误；
CD．由小船沿河岸的分运动，易知小船的渡河时间为
则小船的合速度大小为
故CD错误。
故选A。
4. 下列四幅物理量与时间的图像，能表示机车以恒定功率启动的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．在A图中，开始一段时间，机车的功率逐渐增大，则机车的功率不恒定，故A不符合题意；
B．在B图中，开始一段时间，机车的速度随时间均匀增大，加速度是定值，机车是以恒定的加速度启动，不是以恒定的功率启动，故B不符合题意；
C．若机车以恒定功率启动，则其速度增加，牵引力减小，当牵引逐渐减小到与阻力等大时，机车以最大的速度做匀速运动，故C符合题意；
D．在D图中，开始一段时间，机车的加速度是定值，机车是以恒定的加速度启动，不是以恒定的功率启动，故D不符合题意。
故选C。
5. 如图所示，三个质量均为m的小球A、B、C用三个相同的轻弹簧（重力不计）连接，用细线悬于O点处于静止状态，此时三个轻弹簧的长度相同，重力加速度为g，A球不带电，B、C是带电小球，重力加速度为g，不计小球的大小，则下列判断正确的是（ ）
A. B、C两个小球带异种电荷
B. B、C两个小球带等量的电荷
C. B、C两球间的库仑力大小为mg
D. 细线上的张力大于3mg
【答案】C
【解析】
【详解】A．三个弹簧相同，A、B间，A、C间弹簧伸长，由于三个弹簧长度相同，因此B、C间弹簧也伸长，则B、C带同种电荷，故A错误；
B．两个球的带电量不一定相同，故B错误；
C．对C球研究，根据力的平衡可知，竖直方向
水平方向
联立两式解得
故C正确；
D．根据整体法可知，细线上的张力大小等于3mg，故D错误。
故选C。
6. 如图所示，曲线为一个带电粒子在某点电荷电场中仅在电场力作用下的运动轨迹。MN为轨迹的对称轴，B点为轨迹与MN的交点，A、C是轨迹上两点并关于MN对称的两点，则下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子一定与场源电荷电性相同
B. 带电粒子从A、C两点速度不同
C. 带电粒子在A点速度一定比B点速度大
D. 带电粒子在A点加速度一定比B点加速度大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧，可知带电粒子所受的电场力向下，带电粒子的电性不知，故带电粒子与场源电荷电性可能相同也可能相反，故A错误；
B．曲线运动速度方向为运动轨迹的切线方向，根据对称性可知，带电粒子在A、C两点速度大小相等，方向不同，故B正确；
C．带电粒子所受的电场力向下，从B点到A点运动过程中，电场力方向与速度方向的夹角小于，电场力做正功，粒子速度增大，故带电粒子在A点速度一定比B点速度大，故C正确；
D．若场源电荷带正电，带电粒子带正电，则场源电荷位于轨迹的上方，则B点靠近场源电荷，B点处的电场强度较大，根据
此时带电粒子在A点加速度比B点加速度小，故D错误。
故选BC。
7. 某静电场中的x轴上，一个带电粒子在O点由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正向运动，带电粒子的电势能随粒子在x轴上的位置变化规律如图所示，则下列判断正确的是（ ）

A. 带电粒子带负电B. 带电粒子先做加速运动后做减速运动
C. 带电粒子运动的加速度不断减小D. 带电粒子的电势能先减小后增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．由于电场方向不确定，因此粒子的电性无法确定，故A错误；
BD．由图象可知粒子的电势能一直减小，所以粒子的动能一直增加，即粒子一直做加速运动，故BD错误；
C．由于电场力
因此图象的切线斜率大小反映电场力大小也反映加速度大小，由图象可知粒子运动过程中加速度一直减小，故C正确。
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。 在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。 全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，带电的平行板电容器上、下两板水平放置，下板接地，上板与静电计的小球连接，静电计外壳接地。一带负电的油滴静止于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是（ ）
A. 静电计的指针带负电B. 油滴将向下移动
C. 静电计的指针张角变大D. P点的电势升高
【答案】CD
【解析】
【详解】A．带负电的油滴静止于P点，则电容器的上极板带正电，因而静电计的指针也带正电，故A错误；
B．由于电容器带电量一定，下板下移后根据
，,
可知两板间的电场强度为
所以两极板间电场强度不变，因此油滴仍处于静止状态，故B错误；
CD．由
可知，电容器两板的电压增大，静电计的指针张角变大；同理可知，P点与下板间的电势差变大，但由于电场方向向下，因此P点的电势升高，故CD正确。
故选CD。
9. 我国空间站正运行在离地面约400km的轨道上，运行的周期为T，已知引力常量为G，假设我国空间站运行的轨道为圆轨道，则下列判断正确的是（ ）
A. 空间站运行的线速度大小可能为8.0km/s
B. 地球的密度大于
C. 航天员在空间站中所受合力比静止在地面上时大
D. 航天员在空间站中所受地球引力比静止在地面上时大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．第一宇宙速度为7.9km/s，是卫星的最大运行速度，所以空间站的线速度一定小于7.9km/s，
故A错误；
B．设近地卫星的运行周期为T0，对于近地卫星有
所以地球的密度为
空间站的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，所以空间站的运行周期T大于T0，所以
故B正确；
C．若不考虑地球自转，航天员静止在地面时，所受合力为零，航天员在空间站中做匀速圆周运动，航天员所受的合力为地球对航天员的万有引力，则航天员在空间站中所受合力比静止在地面上时大，故C正确；
D．由万有引力公式得
航天员在空间站中离地球球心的距离大于在地面上时离球心的距离，则所受地球引力比静止在地面上时小，故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直面内，在圆环的顶端O固定一个光滑的小环，绕过小环的细线两端分别连接着质量为m的小球A和质量为2m的小球B，A、B两球套在圆环上，开始时细线绷紧，两个球所在位置的连线是圆环的水平直径，由静止释放两个小球到小球B第一次运动到圆环最低点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 当小球B运动到圆环最低点时，小球A刚好运动到圆环最高点
B. 当小球B运动到圆环最低点时，A球速度为零
C. 小球B减少的重力势能等于两个小球动能的增量
D. 当小球B第一次运动到圆环最低点时，小球B的速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由几何关系可知，细线长为，当小球B到最低点时，小球B到小环的距离为2R，小于，因此小球A还未到圆环最高点，故A错误；
BC．对AB组成得系统，只有重力做功，根据系统机械能守恒可知小球B减少的重力势能等于两个小球动能的增量及小球A重力势能的增加量；当小球B运动到圆环最低点时，连接小球B的细线沿竖直方向，则小球B的速度沿细线方向的分量为零，小球A与小球B沿绳方向的分速度相等，即为零，所以此时小球A的合速度为零，故B正确，C错误；
D．对AB组成的系统根据机械能守恒有
解得
故D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验，装置如图所示，所用刻度尺为毫米刻度尺，刻度尺的零刻度与弹簧的上端对齐，重力加速度
（1）不挂钩码时，弹簧下端固定的指针所指的位置如图乙所示，则弹簧的原长为L0=__________cm。
（2）依次增加钩码的个数，记录每次增加钩码后悬挂钩码的总质量m及弹簧的长度L，用x=__________，求出对应长度的伸长量x，作m-x图像如图丙所示，根据图像求得该弹簧的劲度系数k=__________N/m（结果保留两位有效数字）。
（3）由（1）（2）所测得数据可知，弹簧中弹力的大小F跟弹簧总长度L之间的函数关系为__________，弹簧自重对测得的劲度系数__________（填“有”或“无”）影响。
【答案】 ①. 12.00 ②. L-L0 ③. 5.0 ④. F=5L-0.6 ⑤. 无
【解析】
【详解】（1）[1]由乙图可知，刻度尺的最小分度值为1mm，弹簧的原长为
（2）[2][3]弹簧的伸长量为
根据平衡条件有
解得
结合图像有
（3）[4][5]弹簧中弹力大小F跟弹簧总长度L之间的函数关系为
由可知，弹簧自重对测得的劲度系数无影响。
12. 某物理兴趣小组用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。 实验器材有：一端带有滑轮的长木板，带有遮光板的小车，光电门（连接计算机），小桶，一元硬币若干，刻度尺。

（1）为了补偿阻力，应_________（填“挂上”或“不挂”）小桶，然后将长木板左端垫到适当高度；
（2）用刻度尺测量遮光片的宽度，如图所示，则遮光片的宽度_________；
（3）连接好器材并固定光电门，将1枚硬币放入小桶中，由静止释放小车，并记录下小车由静止释放的位置和遮光时间；
（4）保持小车质量不变，然后在桶中分别放入第2枚硬币、第3枚硬币、……、第n枚硬币，由相同的初始位置由静止释放小车，分别记录遮光时间；
以上实验过程在保证小车的质量远大于小桶和桶内硬币的总质量的前提下，回答下列问题：
①以n为横坐标，以_________为纵坐标，根据实验测得的数据作出图像，若得到一条倾斜的直线，则表明物体的质量一定时，加速度与所受合外力成正比。
②请写出一条产生实验误差的原因__________________。
【答案】 ①. 不挂 ②. 0.60##0.59##0.61 ③. ④. 产生误差的原因可能有每枚硬币的质量并不严格相等，滑轮和细绳间有摩擦力，滑轮和细绳的质量不能忽略等
【解析】
【详解】（1）[1]为了补偿阻力，应不挂小桶，然后将长木板左端垫到适当高度；
（2）[2]图中刻度尺分度值为，需要估读到下一位，则遮光片的宽度为
（4）①[3]设桶的质量为，每枚硬币的质量为，小车质量为，根据牛顿第二定律有
根据运动学公式可得
又
联立可得
故与成一次函数，因此应以为纵坐标；
②[4]每枚硬币的质量并不严格相等，滑轮和细绳间有摩擦力，滑轮和细绳的质量不能忽略等都会造成实验误差。
13. 四分之一粗糙圆弧轨道固定于光滑水平桌面上，轨道平面与桌面重合，一质量为的小球静止在水平桌面上，它到轨道端点A的距离为。 现使小球受到水平向右的恒定风力作用，小球能恰好沿圆弧轨道切线方向进入轨道。 已知圆弧轨道半径为，重力加速度g取，小球可看作质点。
（1）求小球刚进入圆弧轨道瞬间，圆弧轨道对小球的弹力大小；
（2）若小球到达圆弧轨道B点的速率恰好与刚进入圆弧轨道时的速率相等，则小球在B点所受圆弧轨道的弹力大小为多大？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据牛顿第二定律有
根据运动学公式有
根据向心力公式有
解得
（2）在B点，根据向心力公式有
解得
14. 如图所示，质量为m的带电小球B用长为0.8L的绝缘细线悬于O点，带电小球A固定在O点正下方某位置，O到A的距离为L，小球B静止时细线与竖直方向的夹角重力加速度为g，静电力常量为k，A、B两球带电量相同，不计小球的大小，求：
（1）细线对小球的拉力大小及小球B的带电量；
（2）若小球B的电量减半，使小球B做水平面内的匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角仍为则小球B做圆周运动的角速度多大？
【答案】（1）0.8mg，；（2）
【解析】
【详解】（1）根据几何关系可知，A、B连线与OB垂直。对小球B研究
T=mgcsθ=0.8mg
由几何关系可知，A、B间的距离
设小球B的电荷量为q，则
解得
（2）若小球B的电量减半，使小球B做水平面内的匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角仍为θ=37°，此时库仑力大小为
小球做圆周运动的半径
设悬线的拉力为，对小球B研究，竖直方向
根据牛顿第二定律有
解得
15. 如图甲所示，长为L、板间距离也为L的平行金属板水平固定放置，两板间加有如图乙所示的交流电压，图中U0未知、T已知，在两板中线左端P点有一个粒子源，不断地从P点沿两板中线向右均匀地射出质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子穿过两板所用的时间为T，从t=0时刻射入两板间的粒子刚好从下板右端边缘射出，在两板右侧竖直虚线MN的右侧有竖直向下的匀强电场，电场中有一长为L、水平放置的荧光屏，荧光屏的上表面与平行板下板的上表面在同一水平面上，荧光屏的左端离MN的距离为在时刻射出的粒子最终恰好打在荧光屏的中点，不计粒子重力，不计粒子间的相互作用，求：
（1）粒子从P点射出的初速度大小及两板间电压U0的大小；
（2）竖直虚线MN右侧匀强电场的场强大小；
（3）屏上能接收到的粒子从两极板间射出的位置范围。
【答案】（1）；；（2）；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）根据题可知，粒子从P点射出的初速度大小为
从t=0时刻射进电场的粒子，刚好从下板右端边缘射出，则粒子在电场运动的加速度大小为
又
解得
（2）由于所有粒子穿过电场的时间均为，因此所有粒子出电场时沿电场方向的速度为零，即所有粒子射出电场时速度大小为v0，方向水平向右。根据对称性，从t=0.5T时刻进入电场的粒子刚好从上板右边缘水平向右射出，即所有粒子射出两板间的区域在两板右端间长为L的区域内，t=0.25T时刻射出的粒子刚好沿两板中线射出，经MN右侧电场偏转后打在荧光屏的中点，设该电场的电场强度大小为E，则
，L=v0t
解得
（3）设打在荧光屏左端的粒子在MN右侧电场中的侧移为y1，则
，
解得
设打在荧光屏左端的粒子在MN右侧电场中的侧移为y2，则
，
解得
因此从上板附近射出的粒子也能打在荧光屏上。屏上能接收到的粒子从两极板间射出的位置范围是：从距下极板右边缘距离为的位置到从上极板右边缘位置射出的粒子均能打在荧光屏上。