湖南省永州市宁远县第一中学2024-2025学年高三上学期期中考试物理试卷

这是一份湖南省永州市宁远县第一中学2024-2025学年高三上学期期中考试物理试卷，共11页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（1-6为单选题，每个4分，7-10为多选、每小题5分，选对但不全的得3分共44分）
1．在东汉王充所著的《论衡·状留篇》中提到“是故湍濑之流，沙石转而大石不移。何者？大石重而沙石轻也。”从物理学的角度解释正确的是（ ）
A．沙石很小可以视为质点所以容易被冲走
B．说明力是改变物体运动状态的原因，有力作用物体才会运动，无力作用物体不会运动
C．“大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力
D．“大石不移”是因为大石受到的阻力等于水的冲力
2．如图所示，小车停在光滑水平面上，车上的人持枪向车内竖直挡板连续平射，子弹全部嵌在挡板内，射击停止后，小车（ ）
A．速度为零B．向射击方向运动
C．向射击的反方向运动D．无法确定
3．某物体位置随时间的关系为，则关于其速度与1s内的位移大小，下列说法正确的是（ ）
A．速度是刻画物体位置变化快慢的物理量，1s内的平均速度大小为6m/s
B．速度是刻画物体位移变化快慢的物理量，1s内的平均速度大小为6m/s
C．速度是刻画物体位置变化快慢的物理量，1s内的平均速度大小为5m/s
D．速度是刻画物体位移变化快慢的物理量，1s内的平均速度大小为5m/s
4．小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，动能一直增加。如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力，下列四幅图可能正确的是( )
A B
C D
5.(单选）图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象．则下列说法正确的是( )
A． 该波的速度为1.6 m/s，沿x轴负方向传播
B． 该波的速度为20 m/s，沿x轴正方向传播
C． 经过0.2 s，质点P沿x轴的正方向迁移了4 m
D． 经过0.1 s，质点Q的运动方向沿y轴正方向
6．如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为30°，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为45°。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为( )
A．12dB．22d
C．dD．2d
7．(人教版选择性必修第二册改编)(多选)如图所示，一个质量为m、电荷量为q、不计重力的带电粒子从x轴上的P点沿与x轴成60°的方向射入第一象限的磁场方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴的N点(图中未画出)射出第一象限。已知OP＝a，则( )
A．粒子带负电荷
B．粒子速度大小为qBam
C．粒子在磁场中运动的轨道半径为a
D．N与O点相距 3a
8．如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1上绕地球E运行，在A点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A．在轨道1上，卫星在A点的速度大于在B点的速度
B．卫星在轨道2上的周期大于在轨道1上的周期
C．在轨道1和轨道2上，卫星在A点的速度大小相同
D．在轨道1和轨道2上，卫星在A点的加速度大小不同
9．如图，两对等量异号点电荷＋q、－q(q＞0)固定于正方形的4个顶点上。L、N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点，O为内切圆的圆心，M为切点。则( )
A．L和N两点处的电场方向相互垂直
B．M点的电场方向平行于该点处的切线，方向向左
C．将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做正功
D．将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功为零
10. 如图甲所示，光滑水平面与竖直面内的粗糙程度均匀的半圆形导轨在点平滑相接，半圆形导轨半径，为半圆形导轨的中点。一质量为的物体（可视为质点）将弹簧压缩到点后由静止释放，在弹力作用下获得向右的速度后脱离弹簧，从点进入半圆形导轨，物体在半圆形导轨上运动时速度的平方与其上升高度的关系如图乙所示，重力加速度，则（ ）
A. 弹簧压缩到点时弹簧的弹性势能为
B. 物体运动到点时对半圆形导轨的压力大小为
C. 物体从运动到的过程中，合力对物体做的功为
D. 物体从运动到的过程中，物体的机械能减少了
二、实验题（满分20分，每空2分）
11．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．
(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量 (填选项前的符号)，间接地解决这个问题．
A．小球开始释放高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP.
然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是 ．(填选项前的符号)
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量小球m1开始释放的高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．分别找到m1、m2相碰后落地点的平均位置M、N
E．测量平抛射程OM、ON
(3)经测定，m1＝45.0 g，m2＝7.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示．碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1′，则p1∶p1′＝ ∶11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′∶p2′＝11∶ .实验结果表明，碰撞前、后总动量的比值eq \f(p1,p1′＋p2′)为 (结果保留三位有效数字)．
12．为研究某金属导线材料的电阻率，实验器材如下：
待测金属导线一根；
电压表（量程0~3V，内阻约为）；
电流表（量程0~0.6A，内阻约为）；
滑动变阻器（阻值范围，允许通过的最大电流为0.1A）；
滑动变阻器（阻值范围，允许通过的最大电流为1A）；
两节干电池，开关，导线若干，螺旋测微器，刻度尺。
（1）如图甲，用螺旋测微器测金属导线的直径d时，如图乙所示，则________mm。
（2）用如图丙所示电路进行实验，图丁为实物图，调节金属导线上可动接线柱Q的位置（金属导线的总阻值约），可以改变导线接入电路的长度，可动接线柱Q有一定的电阻，但阻值未知。滑动变阻器应该选________（选填“”或“”），将实物图连线连接完整。
多次改变导线接入电路的长度L，测量不同长度时的电阻，作图像如图戊所示，测得图像中直线的斜率为k，纵坐标截距为b，则该金属材料的电阻率为________，可动接线柱Q处的电阻为________（用k、b和d表示）。
计算题（10分）需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）
13．如图所示，光滑轨道的左端为圆弧形，右端为水平面，二者相切，水平面比水平地面高H=0.8m，一质量为的小球A从距离水平面高h=0.45m处由静止开始滑下，与静止于水平面上的质量为的小球B发生弹性正碰，碰后小球B做平抛运动，落地时发生的水平位移为x=1.6m，重力加速度。求：
（1）两球碰前A球的速度大小；
（2）碰后瞬间B球的速度大小；
（3）B球的质量。
宁远一中高三物理期中考试答案
1．D【解析】A．沙石被冲走与沙石是否可以视为质点无关，A错误；B．B错误；
CD．“大石不移”是因为水的冲力等于大石受到的阻力，大石所受的合外力为零，C错误，D正确。
故选D。
2. 【答案】A
【详解】整个系统水平方向上不受外力，动量守恒，由于初动量为零，因此当子弹向右飞行时，车一定向左运动，当子弹射入挡板瞬间，车速度立即减为零，因此射击停止后，车速度为零。
故选A
3. 3．C【解析】根据速度的定义式表明，速度等于位移与时间的比值。位移是物体在一段时间内从一个位置到另一个位置的位置变化量，而时间是这段时间的长度。这个定义强调了速度不仅描述了物体运动的快慢，还描述了物体运动的方向。因此，速度是刻画物体位置变化快慢的物理量。再根据物体位置随时间的关系，可知开始时物体的位置，1s时物体的位置，则ls内物体的位移为
故平均速度为5m/s故选C。
4. D [由题干中的信息知，小车的动能一直增加，可知合力使小车的速度增大，又曲线运动中合力改变运动的方向，根据运动的合成与分解可知，合力方向与速度的夹角应小于90°，又速度沿轨迹的切线方向，合力指向轨迹的凹侧，故D正确。]
5. 【答案】 B
【解析】 简谐横波的波长λ＝4 m，T＝0.2 s，则波速v＝＝20 m/s，A错，B对；根据简谐波“前带后，后随前”带动原则可知：该波沿x轴正方向传播；质点不“随波逐流”，所以C错误；质点Q此时向上振动，经过0.1 s，即半个周期后质点Q的运动方向沿y轴负方向，D错．
6.．C [由几何关系知入射光线SN的入射角为30°，折射角为45°，则楔形玻璃对光线的折射率n＝sin 45°sin 30°＝2，设光在楔形玻璃中发生全反射的临界角为C，则有sin C＝1n＝22，所以C＝45°，当光从S射到OQ边的入射角小于45°时光都可射出，则OQ边上有光射出部分的长度L＝2×dsin 30°tan 45°＝d，C正确，A、B、D错误。]
7. AD [由左手定则知粒子带负电，A正确；粒子运动轨迹如图所示，由牛顿第二定律得qvB＝mv2r，r sin 60°＝a，联立解得r＝233a，v＝23qBa3m，故B、C错误，N点到O点距离NO＝r＋r cs 60°＝3a，D正确。]
8. AB [在轨道1上，卫星由A点运动到B点，万有引力做正功，动能变大，速度变大，故选项A对；由开普勒第三定律知卫星在轨道2上的周期较大，故选项B正确；卫星由轨道1变到轨道2，需要在A点加速，即在轨道1和轨道2上，卫星在A点的速度大小不相同，故选项C错误；由G Mmr2＝ma得a＝G Mr2，可知在轨道1和轨道2上，卫星在A点的加速度大小相等，故选项D错误。]
9. AB [两正点电荷在N点处产生的场强方向由N指向O，N点处于两负点电荷连线的垂直平分线上，则两负点电荷在N点产生的场强方向由N指向O，则N点处的合场强方向由N指向O，同理可知，两负点电荷在L点处产生的场强方向由O指向L，L点处于两正点电荷连线的垂直平分线上，两正点电荷在L点处产生的场强方向由O指向L，则L点处的合场强方向由O指向L，由于正方形两对角线相互垂直平分，则L和N两点处的电场方向相互垂直，A正确；正方形底边上的等量异号点电荷在M点产生的场强方向向左，而上方的等量异号点电荷在M点产生的场强方向向右，由于M点离上方等量异号点电荷距离较远，则M点的场强方向平行于该点处的切线，方向向左，B正确；由图可知，M和O点位于两对等量异号点电荷的等势线上，即M点和O点电势相等，所以将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做的功为零，C错误；由图结合等量异号点电荷模型可知，L点的电势低于N点电势，则将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做的功不为零，D错误。]
10. 【答案】BC 【详解】A．从图乙可以看出，物体到达点时的速度大小为
由能量守恒定律可知，弹簧的弹性势能
代入数据解得
A错误；
B．从图乙可以看出，到达点时的速度大小为
设运动到点时导轨对物体的弹力为，则由牛顿第二定律可得
代入数据解得
由牛顿第三定律可知，B正确；
C．由动能定理可得，物体从到过程中合外力做的功为
代入数据解得
C正确；
D．由能量守恒定律可知，物体从到过程中减少的机械能为
代入数据可解得
由于物体从到过程中速度一直减小，根据牛顿运动定律分析可知从到的过程中物体对半圆形导轨的压力逐渐减小，由摩擦力公式
可知，物体从到过程中所受的摩擦力大于从到过程中所受的摩擦力，由功能关系可知，物体从到过程中克服摩擦力做的功大于从到过程中克服摩擦力做的功，由于整个过程中机械能减少了，故从到过程中机械能的减少量小于，D错误。
故选BC。
二、实验题
11. 解析：(1)小球离开轨道后做平抛运动，小球抛出的高度相同，故它们在空中的运动时间t相等，水平位移x＝v0t，即水平位移与初速度成正比，故实验中不需要测量时间，也就不需要测量桌面的高度H，只需要测量小球做平抛运动的射程，C正确．
(2)小球离开轨道后做平抛运动，小球抛出点的高度相同，故它们在空中的运动时间t相等，由水平位移x＝v0t，知v0＝eq \f(\x\t(OP),t)，v1＝eq \f(\x\t(OM),t)，v2＝eq \f(\x\t(ON),t)，由动量守恒定律知m1v0＝m1v1＋m2v2，将速度表达式代入得m1eq \f(\x\t(OP),t)＝m1eq \f(\x\t(OM),t)＋m2eq \f(\x\t(ON),t)，即m1eq \x\t(OP)＝m1eq \x\t(OM)＋m2eq \x\t(ON)，故要完成的必要步骤是ADE.
(3)碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1′，由题意知p1＝m1v0＝m1eq \f(\x\t(OP),t)，p1′＝m1v1＝m1eq \f(\x\t(OM),t)，故p1∶p1′＝eq \x\t(OP)∶eq \x\t(OM)＝44.80∶35.20 ＝14∶11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，p2′＝m2v2＝m2eq \f(\x\t(ON),t)，故p1′∶p2′＝m1OM]∶m2eq \x\t(ON)＝11∶2.9，碰撞前、后总动量的比值eq \f(p1,p1′＋p2′)＝eq \f(m1\x\t(OP),m1\x\t(OM)＋m2\x\t(ON))＝1.01.
答案：(1)C (2)ADE (3)14 2.9 1.01
12. 12．（每空2分，共10分）（1）1.200（2） 见解析（3） b
【解析】（1）用此螺旋测微器测得该金属导线的直径d，如图乙所示，则
（2）由实验原理图可知，滑动变阻器采用分压式接法，为了便于调节，应该选最大阻值较小的。
要把实物图连线连接完整，还需从电池负极接线柱引线连接到图中滑动变阻器的左下接线柱。
如图所示：
（3）依题意，可得
整理，可得
结合图戊可知，
三、计算题
13. 【答案】（1）3m/s；（2）4m/s；（3）0.1kg
【详解】（1）A球下滑到圆弧最低点过程有
m1gh=12m1v02
解得
v0=3m/s
（2）碰后B球作平抛运动，根据平抛运动规律
H=12gt2
x=v2t
解得
v2=4m/s
（3）两球发生弹性碰撞，根据能量守恒和动量守恒
12m1v02=12m1v12+12m2v22
m1v0=m1v1+m2v2
解得
m2=0.1kg