河南省许昌高中2023-2024学年高三上期阶段测试（11月）物理试题（解析版）

这是一份河南省许昌高中2023-2024学年高三上期阶段测试（11月）物理试题（解析版），共19页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1. 在人类对微观世界进行探索的过程中，许多科学家作出了不可磨灭的贡献，卢瑟福就是杰出代表之一。关于卢瑟福在物理学上的成就，下列说法正确的是（）
A. 粒子散射实验的重要发现是电荷的量子化，并且发现了中子
B. 卢瑟福用粒子轰击氮核发现了质子，核反应方程为
C. 卢瑟福根据粒子散射实验的结果，提出了原子核的结构模型
D. 卢瑟福根据粒子散射实验的结果，发现原子核由质子和中子组成
【答案】B
【解析】
【详解】AC．卢瑟福根据粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构模型，中子是查德威克发现的，故AC错误；
B．卢瑟福用粒子轰击氮核，发现了质子，核反应方程为，故B正确；
D．粒子散射实验不能说明原子核内存在中子和质子，故D错误。
故选B。
2. “时节序鳞次，古今同雁行。甘英穷四海，四万到洛阳”。雁群在天空中行进时，一般都是排成“人”字阵或“一”字斜阵，如图所示，这是雁群为了长途迁徙而采取的有效措施。下列说法正确的是（ ）
A. 研究雁群的行进情况，一定以地面作为参考系
B. 雁群的行进情况与参考系的选取无关
C. 研究头雁扇动翅膀产生气流的影响时，可以将头雁看作质点
D. 研究雁群从北方迁往南方所用的时间时，可以将雁群看作质点
【答案】D
【解析】
【详解】A．参考系的选择可以是任意的，研究雁群的行进情况，不一定以地面作为参考系，故A错误；更多课件教案等优质滋源请 家 威杏 MXSJ663 B．物体的运动状态与参考系的选取有关，故B错误；
C．研究头雁扇动翅膀产生气流的影响时，不能忽略头雁的形状大小，所以不能将头雁看作质点，故C错误；
D．研究雁阵从北方迁往南方的时间时，雁阵的形状大小可以忽略，所以可以将雁阵看作一个质点，故D正确。
故选D。
3. 无人驾驶汽车通过车载传感系统识别道路环境，自动控制车辆安全行驶。无人驾驶有很多优点，如从发现紧急情况到车开始减速，无人车需要0.2s，比人快了1s。人驾驶汽车以某速度匀速行驶，从发现情况到停下的运动距离为44m，汽车减速过程视为匀减速运动，其加速度大小为。同样条件下，无人驾驶汽车从发现情况到停下的运动距离为（ ）
A. 24mB. 26mC. 28mD. 30m
【答案】A
【解析】
【详解】设汽车运动的速度为v0，则人驾驶时发现情况到停下的运动距离为
即
解得
v0=20m/s
无人驾驶汽车时发现情况到停下的运动距离为
故选A。
4. 地球刚诞生时自转周期约是8小时，因为受到月球潮汐的影响，自转在持续减速，现在地球自转周期是24小时。与此同时，在数年、数十年的时间内，由于地球板块的运动、地壳的收缩、海洋、大气等一些复杂因素以及人类活动的影响，地球的自转周期会发生毫秒级别的微小波动。科学研究指出，若不考虑月球的影响，在地球的总质量不变的情况下，地球上的所有物质满足m1ωr12 + m2ωr22 + ….+ miωri2 = 常量，其中m1、m2、…… mi表示地球各部分的质量，r1、r2、…… ri为地球各部分到地轴的距离，ω为地球自转的角速度，如图所示。根据以上信息，结合所学，判断下列说法正确的是（ ）
A. 月球潮汐的影响使地球自转的角速度变大
B. 若地球自转变慢，地球赤道处的重力加速度会变小
C. 若仅考虑A处的冰川融化，质心下降，会使地球自转周期变小
D. 若仅考虑B处板块向赤道漂移，会使地球自转周期变小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．地球自转周期与角速度的关系为
由题意知T变大，则自转的角速度变小，选项A错误；
B．在赤道处万有引力提供向心力和重力有
若地球自转变慢，即角速度变小，则重力加速度会变大，选项B错误；
C．由m1ωr12 + m2ωr22 + ….+ miωri2 = 常量知，质心下降，会使变大，T变小，选项C正确；
D．若B处板块向赤道漂移，相当于地球一部分半径变大，角速度变小，则周期变大，选项D错误。
故选C。
5. 如图甲所示，x轴上有一固定的场源点电荷（未画出）及a、b两点，在a点放入带正电的试探电荷，规定静电力的正方向沿x轴正向，得到试探电荷受到的静电力F随其电荷量q变化的图像如图乙中的a图线所示，将该试探电荷放到b点可得图乙中的b图线。关于场源点电荷的说法正确的是（ ）
A. 带正电，位于a、b两点之间
B. 带负电，位于a、b两点之间
C. 带正电，位于a点左边
D. 带负电，位于b点右边
【答案】B
【解析】
【详解】由图像可知，图线斜率表示电场强度，试探电荷在a、b两点的电场强度方向相反，所以场源点电荷位于a、b两点之间。又因为试探电荷带正电且在a点处电场力沿x轴正向，所以场源点电荷带负电。
故选B。
6. 如图所示的装置静止在水平向右的匀强电场中，轻质的细绳与竖直方向的夹角为θ，绝缘轻质弹簧与竖直方向的夹角为，A、B两小球均可视为质点，小球A的质量为m且带电，小球B的质量为且不带电，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）

A. 一定有
B. 小球A一定带负电
C. 剪断细绳瞬间，小球B的加速度大小为
D. 从与B相连处剪断弹簧瞬间，小球B的加速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球A受力平衡，有
研究A、B两小球组成的系统，根据受力平衡有
则有
故A错误；
B．研究A和B两小球组成的系统，由于细绳的拉力有水平向左的分力，因此小球A受到的电场力方向一定水平向右，故小球A一定带正电。故B错误；
C．A和B两小球组成的系统平衡时，细绳的拉力
剪断细绳瞬间，弹簧弹力不变，小球B受到的合外力大小等于F，根据牛顿第二定律可得
解得
故C正确；
D．从与B相连处剪断弹簧瞬间，细绳上的拉力大小发生突变，小球B仅受重力和绳子拉力，将做圆周运动，有
解得
故D错误。
故选C。
7. 如图所示，半径为L的小圆与半径为3L的圆形金属导轨拥有共同的圆心，在小圆与导轨之间的环形区域存在垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现将一长度为3L导体棒置于磁场中，让其一端O点与圆心重合，另一端A与圆形导轨良好接触。在O点与导轨间接入一阻值为r的电阻，导体棒以角速度ω绕O点沿逆时针方向做匀速圆周运动，其他部分电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒O点的电势比A点的电势高
B. 电阻两端的电压为
C. 在导体棒旋转一周的时间内，通过电阻的电荷量为
D. 在导体棒旋转一周的时间内，电阻产生的焦耳热为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由右手定则可知，外电路中感应电流由A流向O，则O点电势比A点电势低，A错误；
B．感应电动势
电阻两端电压
B错误；
C．电路中电流为
周期为
在导体棒旋转一周的时间内，通过电阻的电荷量为
C正确；
D．在导体棒旋转一周的时间内，电阻产生的焦耳热为
D错误。
故选C。
8. 甲、乙两车同时从M处由静止开始沿平直公路运动，均先做匀加速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动直至静止，两车先后停在N处，假设两车在各自匀加速阶段和匀减速阶段的加速度大小相等，甲、乙两车全程经历的时间分别为、，甲、乙两车加速度大小分别为、，最大速度分别为、，则（ ）
A.
B.
C. 甲车运动了时，两车相距最远
D. 甲车运动了时，两车相距最远
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．根据题意，画出甲、乙两车运动的图像，如图所示

甲、乙两车运动的位移相等，则有
可得
甲的加速度大小为
乙的加速度大小为
可得
故A正确，B错误；
CD．甲、乙两车速度相等时两车相距最远，设甲车达到最大速度后，再经过时间，两车速度相等，则有
又
，
联立解得
则甲车运动了
两车相距最远，故C错误，D正确。
故选AD。
9. 如图所示，在水平桌面上有一个固定竖直转轴且过圆心的转盘，转盘半径为r，边缘绕有一条足够长的细轻绳，细绳末端系住一木块。已知木块与桌面之间的动摩擦因数。当转盘以角速度旋转时，木块被带动一起旋转，达到稳定状态后，二者角速度相同。已知，下列说法正确的是（ ）
A. 当稳定时，木块做圆周运动的半径为2m
B. 当稳定时，木块线速度与圆盘边缘线速度大小之比为
C. 要保持上述的稳定状态，角速度
D. 无论角速度多大，都可以保持上述稳定状态
【答案】AC
【解析】
【详解】设小木块的质量为，做圆周运动的半径为，对木块受力分析，如图所示
根据几何关系有
，
根据题意,物块的切向加速度为零，则有
根据几何关系有
物块做匀速圆周运动有
联立解的
AB．当稳定时，代入数据解的，木块做圆周运动的半径为
木块的线速度与圆盘边缘线速度大小之比为
故B错误A正确；
CD．要保持上述的稳定状态，由
可知
解得
故D错误C正确。
故选AC。
10. 如图所示，在坐标轴和处，分别放电荷量为的两点电荷A、B，测得C处（）电场强度为0，不考虑其他电场的影响，则下列说法正确的是（ ）
A. A和B带异种电荷
B.
C. 坐标轴上与处的电场强度大小相等
D. 坐标轴上处电强度方向向右
【答案】AB
【解析】
【详解】A．如果A和B带同种电荷，则其在C处产生的电场强度方向相同，合电场强度的大小不可能为0，故A和B带异种电荷，故A正确；
B．C处电场强度为0，根据
有
可得
故B正确；
C．由以上分析可知A和B带异种电荷，则点电荷A、B在处产生的电场强度方向相同，在处产生的电场强度方向相反，设两处的电场强度大小分别为，有
可知有，即与处电场强度大小不相等，故C错误；
D．如果A带负电荷，B带正电荷，则在处的电场强度
在处的合电场强度方向向左，故D错误。
故选AB。
二、非选择题：本题共6小题，共70分。
11. 如图甲所示，一打点计时器固定在斜面上端，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上端匀加速滑下。由于实验者不小心将纸带弄成了三段，并把中间一段丢失了，图乙所示为剩下的两段。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，请回答下列问题：
(1)根据匀变速直线运动的规律可求得：打点计时器打A点时小车的瞬时速度vA=______m/s，纸带上D、E两点之间的距离xDE=______cm，小车的加速度a=______m/s2（结果保留三位有效数字）；
(2)丢失的中间一段纸带上应该有______个计时点。
【答案】 ①. 1.36 ②. 8.23 ③. 3.88 ④. 3
【解析】
【详解】(1)[1]纸带上每两个相邻计时点间的时间间隔为
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上A点时小车的瞬时速度大小为
[2]根据匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，即
有
即
解得
[3]根据
可得
(2)[4]依题意，有
则可知，丢失的中间一段纸带上应该有三个计时点。
12. 可选用器材：
①电阻箱甲，最大阻值为99999.9Ω；
②电阻箱乙，最大阻值为2kΩ；
③电源E，电动势约为6V，内阻不计；
另外有开关2个，导线若干，量程为1mA的电流表。
现采用如图所示的电路图测电流表的内阻rg。
（1）实验步骤的顺序为________；
①合上S1，调节R，使表A满偏
②合上S2，调节R1，使表A半偏，则rg＝R1
③断开S1、S2，将R调到最大
（2）可变电阻R1应选择①、②中的________（填“①”或“②”）。为使结果尽可能准确，可变电阻R应选________（填“①”或“②”）。
（3）认为内阻，此结果与rg的真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。
【答案】 ①. ③①② ②. ② ③. ① ④. 偏小
【解析】
【详解】（1）[1]半偏法测电流表内阻的步骤为：③断开S1、S2，将R调到最大；①合上S1，调节R，使表A满偏；②合上S2，调节R1，使表A半偏，则
（2）[2][3]此实验为半偏法测电流表内阻rg，由半偏法原理可知，当S2闭合后，干路电流应恒定，由闭合电路欧姆定律
知，当
时，才能尽可能减小R1并入电路后的影响，所以R应选①，R1选②。
（3）[4]闭合S2，由于并联上R1，干路电流略增大些，电流表电流为，R1上电流略大于，则R1的电阻略小于rg，即测量值小于真实值。
13. 陶瓷艺术成型或艺术设计、施釉装饰之后，需经过一系列高温烧制的检验，所谓“匣器调色，与书家不同，器上诸色，必出火而后定”（朱琰《陶说》）。我们采用电加温式气窑对上釉后的陶瓷胚体进行烧制处理形成陶瓷制品，气窑结构如图所示，主要包括炉体外壳，外壳内衬为绝热材料，构成加温室，胚体放在加温室炉蓖的支架上，加温室内设置电加热丝加温，以及在外壳的顶部安装单向排气阀。烧制开始前，加温室与外界连通，若本次胚体需要烧制到1227℃，烧制开始后气窑封闭，当加温室气压达到外界大气压强的2倍时，窑顶两个单向排气阀开始工作，向外界排气至一收集装置并保持加温室内气体压强不变。（外界环境温度恒为27℃，外界大气压强为，气体可视为理想气体）求：
（1）单向排气阀开始工作时加温室内气体温度；
（2）若烧制过程结束后收集装置与加温室内气体压强保持相同，加温室与收集装置体积之比。

【答案】（1）327℃；（2）2:3
【解析】
【详解】（1）对封闭在加温室内的气体，排气前容积不变
由查理定律可知
代入数据可得
（2）开始排气后，加温室内气体维持2p0的压强不变
由盖-吕萨克定律有
解得
14. ETC是电子不停车收费系统，它的应用减少了收费时间，如图所示为ETC通道和人工收费通道的简易图。假设某汽车以的速度行驶，当该汽车走人工收费通道时，汽车先减速至刚好停在收费中心线处，经的时间后开始加速，又经过一段时间速度恢复到；当该汽车走ETC通道时，在距离收费中心线处，汽车的速度减小至，然后匀速行驶，通过中心线后再逐渐加速至速度恢复到。假设汽车减速和加速的过程均做匀变速直线运动，减速和加速时的加速度大小分别为、。问：
（1）汽车从开始减速到恢复原来的速度，走人工收费通道比走ETC通道的位移大多少？
（2）汽车走ETC通道比走人工收费通道节省的时间为多少？

【答案】（1）4m；（2）28.75s
【解析】
【详解】（1）汽车走ETC通道时，匀减速的位移大小
匀加速的位移大小
总位移大小
汽车走人工收费通道时，匀减速的位移大小
匀加速的位移大小
总位移大小
汽车走人工收费通道比走ETC通道的位移大
（2）汽车走ETC通道时，匀减速时间
匀速的时间
匀加速的时间
总时间
汽车走人工收费通道时，匀减速的时间
匀加速的时间
总时间
又
则节省的时间
15. 冰壶运动已列入2022年北京冬奥会运动项目。冰壶运动场地如图a所示，M、N为两个完全相同的冰壶（可视为质点），M、N与营垒圆心在同一条直线上，已知N与投掷线AB距离为32m。一运动员将冰壶M从投掷线AB上投出沿虚线路径向冰壶N撞去，碰撞后冰壶M、N的v-t图象如图b所示。重力加速度g=10m/s2。求：
（1）冰壶N被碰后滑行的距离；
（2）冰壶M从投掷线AB上投出时的速度大小。
【答案】(1)6.48m；(2)5m/s
【解析】
【分析】
【详解】解：(1)根据碰撞的特征和v-t图象可知，碰撞后冰壶N的速度vN大小为1.8m/s，运动7.2s后静止，得

(2)冰壶M、N碰撞过程动量守恒，令冰壶M、N的质量为m，冰壶M投出时速度为v0，与N碰前的速度为v1，碰后的速度为v2，在冰壶N碰后的运动中，有
解得
a=0.25m/s2
则冰壶M碰后的运动中，有
在冰壶M、N碰撞过程中，有
代入数据得
v1=3m/s
在冰壶M碰前的运动中，有
解得
v0=5m/s
16. 如图所示，两平行光滑金属直导轨、固定在绝缘水平面内，导轨间距为、电阻不计且足够长，导轨间存在磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场，导体棒、跨放在金属导轨上，两棒间距为。已知棒质量为，电阻为，棒质量为，电阻为。现给棒一水平向右的初速度，当、棒速度相同时，它们之间的距离为，此时立即锁定棒，同时对棒施加一垂直于棒的水平恒力，使棒经时间速度减为零，同时撤去该恒力，最终、棒之间的距离为。若运动过程中、棒与导轨始终保持垂直且接触良好。求：
（1）从棒开始运动到与棒共速过程中，棒中电流的方向及通过棒的电荷量；
（2）棒开始运动时的速度大小；
（3）全过程回路中产生的焦耳热。
【答案】（1）流向，；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）两棒从开始运动到共速过程中，根据楞次定律可知，棒中电流的方向为流向，根据法拉第电磁感应定律可得
根据闭合电路欧姆定律可得
该过程通过棒的电荷量为
联立解得
（2）设棒开始运动时速度为，两棒从开始运动到共速过程中，两棒组成的系统满足动量守恒，则有
对棒，根据动量定理可得
联立解得棒开始运动时的速度大小
（3）两棒从开始运动到共速过程中，根据能量守恒定律可得
棒减速为零的过程中，根据法拉第电磁感应定律可得
根据闭合电路欧姆定律可得
设恒力为，对棒，根据动量定理可得
联立解得
棒减速为零的过程中，根据能量守恒定律可得
全过程回路中产生的焦耳热为
联立解得