2024-2025学年福建省泉州市五校高三（上）期中物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年福建省泉州市五校高三（上）期中物理试卷（含答案），共9页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列情形中，可以把人或物体看成质点的是( )
A. 研究地球的自转B. 研究跳水运动员的空中姿态
C. 测量马拉松运动员的比赛时间D. 观察苏炳添百米赛跑的起跑动作
2.小凡和小成用软件模拟抛体运动过程，如图所示，在一个倾角为θ的斜面上，以一与斜面成α角的初速度抛出一个小球，他们发现当满足tanθ⋅tanα=12(不考虑小球的二次反弹)时，小球落回斜面时速度与斜面垂直。若已知tanθ=12，小球的初速度大小为v0，重力加速度取g，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 改变抛出角度α，使得小球水平落到斜面上，则tan(α+θ)=2
B. 改变抛出角度α，使得小球水平落到斜面上，小球距离斜面最远距离为 5v0210g
C. 改变抛出角度α，使得小球垂直落到斜面上，小球运动的时间为 10v04g
D. 改变抛出角度α，使得小球垂直落到斜面上，落球点与抛出点距离为 5v024g
3.踢毽子是一种深受学生喜爱的体育运动。在无风天气里，毽子受到的空气阻力大小与其下落的速度大小成正比。一毽子从很高处由静止竖直下落到地面的过程中，运动的时间为t，下落的高度ℎ、速度大小为v、重力势能为Ep、动能为Ek。以地面的重力势能为零。则下列图像中可能正确的是( )
A. B. C. D.
4.某同学用300N的力将质量为0.46kg的足球踢出，足球以10m/s的初速度沿水平草坪滚出60m后静止，则足球在水平草坪上滚动过程中克服阻力做的功是( )
A. 23JB. 46JC. 132JD. 18000J
5.如图所示是甲、乙两个点电荷电场的电场线，P、Q为同一电场线上的两点，下列说法正确的是( )
A. P点的电场强度小于Q点
B. P点的电势高于Q点
C. 电子在P点时的电势能大于在Q点时的电势能
D. 若电子从Q点由静止释放，只受电场力作用，则电子会沿电场线运动到P点
6.如图甲所示，100匝总阻值为0.3kΩ的圆形线圈两端M、N与一个阻值为1.2kΩ的电压表相连，其余电阻不计，线圈内有垂直纸面指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。下列说法正确的是( )
A. 线圈中产生的感应电流沿顺时针方向B. 电压表的正接线柱接线圈的N端
C. 线圈中磁通量的变化率为0.05Wb/sD. 电表的读数为40V
7.小明同学在空气干燥的教室里进行一个小实验，将一塑料扁带撕成细丝后，一端打结，做成“章鱼”的造型，用毛巾顺着细丝向下捋几下，同样用毛巾来回摩擦PVC(塑料)管。将“章鱼”抛向空中，然后把PVC管从下方靠近它，直到“章鱼”处于悬停状态，则下列正确的是( )
A. PVC管带电方式属于感应起电
B. 塑料扁带丝由于带上异种电荷会向四周散开
C. 用毛巾摩擦后，“章鱼”与PVC管带同种电荷
D. PVC管与“章鱼”相互靠近过程中，两者间相互吸引
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.很多电风扇都可以在吹风的同时左右摇头，如图甲所示为电风扇摇头齿轮传动的部分结构图，如图乙所示为其中销钉小齿轮与曲柄齿轮的传动示意图，其中销钉小齿轮的齿数为12，曲柄齿轮的齿数为60，A、B分别为销钉小齿轮和曲柄齿轮边缘上两点，则两齿轮匀速转动时( )
A. 销钉小齿轮与曲柄齿轮的转动周期之比为1：5
B. 销钉小齿轮与曲柄齿轮的转动周期之比为5：1
C. A、B两点做圆周运动的向心加速度之比为1：5
D. A、B两点做圆周运动的向心加速度之比为5：1
9.如图所示，空间中有正交的匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，匀强电场方向竖直向下，电场强度为E，将一质量为m，带电荷量为+q的小球水平向左射入场区中，速度大小为v。已知E=Bv=mgq，g为重力加速度，电磁场空间范围足够大。则在小球之后运动的过程中，以下说法正确的是( )
A. 电场力对小球做正功，故小球机械能一直增大
B. 小球运动过程中的最大速度为5v
C. 小球运动过程连续两次速度最大时的位置间的距离为4mvBq
D. 小球偏离入射方向的最大距离为6mvBq
10.如图所示，一小物块(不计重力)以大小为a=4m/s2的向心加速度做匀速圆周运动，半径R=1m，则下列说法正确的是( )
A. 小物块运动的角速度为2 rad/s
B. 小物块做圆周运动的周期为π s
C. 小物块在t=π4 s内通过的位移大小为π20 m
D. 小物块在π s内通过的路程为零
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
11.某同学为研究“合力做功和物体功能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：

A.按如图1所示摆好实验装置
B.将质量M=0.20kg的小车拉到打点计时器附近，并按住小车
C.在质量m分别为10g、30g、50g的三种钩码中，挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线的挂钩上
D.接通打点计时器的电源(电源频率为f=50Hz)，然后释放小车，打出一条纸带
(1)多次重复实验，从中挑选一条点迹清晰的纸带如图2所示，把打下的第一点记作“0”，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用毫米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为a1=0.80cm，d2=3.00cm，d3=6.80cm，d4=12.00cm，d5=18.80cm，d6=27.00cm，他把钩码重力(当地重力加速度g=9.8m/s2)作为小车所受合力算出打下“0”点到打下“5”点合力做的功，则合力做功W= ______J，(结果均保留2位有效数字)，打下“0”点到打下“5”点，小车动能的改变量ΔEk=0.056J。
(2)此次实验研究的结果，他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”的结论，且误差很大，显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素，请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因可能是______。
A.钩码质量没有远小于小车质量
B.小车释放时离打点计时器太近
C.钩码质量太小
D.小车与长木板间有摩擦
12.某同学利用图甲所示装置探究弹簧弹力与形变量的关系。把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端在刻度尺的位置。在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧的长度。以弹簧的弹力F为纵轴，弹簧的长度x为横轴建立直角坐标系，绘制的F−x图像如图乙所示。由图像可知，该弹簧的劲度系数为______N/m(计算结果保留3位有效数字)。

四、简答题：本大题共1小题，共14分。
13.如图甲所示，曲线OP上方有沿−y方向的匀强电场，其场强大小为E1，曲线左侧有一粒子源AB，B端位于x轴上，能够持续不断地沿+x方向发射速度为v0、质量为m、电荷量为q的粒子束，这些粒子经电场偏转后均能够通过O点，已知从A点入射粒子恰好从P点进入电场，不计重力及粒子间的相互作用。
(1)写出匀强电场边界OP段的边界方程(粒子入射点的坐标y和x间的关系式)；
(2)若第四象限内存在边界平行于坐标轴的矩形匀强磁场B1(未画出)，磁场方向垂直纸面向外。自O点射入的粒子束，经磁场偏转后均能够返回y轴，若粒子在第四象限运动时始终未离开磁场，求磁场的最小面积；
(3)若第一象限与第四象限间存在多组紧密相邻的匀强磁场B2和匀强电场E2(如图乙)，电磁场边界与y轴平行，宽度均为d，长度足够长。匀强磁场B2=mv0qd，方向垂直纸面向里，匀强电场E2=mv024qd，方向沿x轴正方向。现仅考虑自A端射入的粒子，经匀强电场E1偏转后，恰好与y轴负方向成θ=45°从O点射入，试确定该粒子将在第几个磁场区域拐弯(即速度恰好与y轴平行)。
五、计算题：本大题共2小题，共28分。
14.如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a=1m，b=0.2m，c=0.1m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其U−I图线如图乙所示，当U=10V时，求电解液的电阻率ρ是多少？
15.水平放置的两块平行金属板板长l=5.0cm，两板间距d=1.0cm，两板间电压为90V，且上板为正极板，一个电子沿水平方向以速度v0=2.0×107 m/s，从两板中间射入，如图所示，不计电子的重力，电子的质量为m=9.0×10−31 kg、电荷量为e=−1.6×10−19 C，求：
(1)电子偏离金属板的侧位移是多少？
(2)电子飞出电场时的速度大小是多少？(保留二位有效数字)
(3)电子离开电场后，打在屏上的P点，若s=10cm，求OP之长．
参考答案
1.C
2.D
3.A
4.A
5.B
6.D
7.C
8.AD
9.BD
10.AB
AD
12.43.8
13.解：(1)对从P(x,y)点射入电场的粒子，在电场中做类平抛运动，则有：
y=12at2
x=v0t
a=qE1m
联立解得边界方程为：y=qE12mv02⋅x2
(2)设粒子从O点射入磁场时，速度v与x轴正方向的夹角为β，则有：
v0=vcsβ

设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律有
qvB=mv2r，解得：r=mvqB
根据几何关系可得，粒子在磁场中的运动轨迹对应的弦长为：d=2rcsβ
解得：d=2mv0qB
可见d为定值，即所有粒子从y轴上的同一点射出磁场。
可得沿+x方向入射的粒子的运动轨迹离y轴最远，只要此方向入射的粒子在第四象限运动时未离开磁场，其它粒子均可满足要求。
此方向入射的粒子的运动半径为：r1=mv0qB
磁场的最小面积为；Smin=dr1=2m2v02q2B2
(3)自A端射入的粒子恰好与y轴负方向成θ=45°从O点射入，易知入射速度大小等于 2v0，已知匀强磁场B2=mv0qd，根据r=mvqB，可得在第一列磁场中的运动半径为R1= 2d，粒子轨迹如下图所示，粒子逆时针偏转45°角沿+x方向进入第一列电场，做匀加速直线运动直到进入第二列磁场，从此处开始计数，令n=1(即第二列磁场被计数为n=1)。

经电场n次加速后粒子速度大小为vn，由动能定理得：
nqE2d=12mvn2−12m( 2v0)2，已知：E2=mv024qd
解得：vn= n+42v0
则在第n列磁场(实际是第n+1列)中的运动半径为Rn= n+42d……①
假设粒子在第n列磁场区域拐弯时轨迹恰好与边界相切，根据图中的几何关系可得：
Rn−Rnsinαn=d……②
粒子在第n次被加速过程沿+y方向的分速度不变，可得：
vn−1sinγ=vnsinαn
代入得： n+32v0sinγ= n+42v0sinαn
可得：sinγ= n+4n+3sinαn
在第n−1列磁场中圆周运动过程，由几何关系得：
Rn−1sinγ−Rn−1sinαn−1=d
又有：Rn−1= n+32d
联立整理可得： n+4sinαn− n+3sinαn−1= 2
因粒子沿+x方向进入和射出第一列电场，故sinα1=0。可得：
n=2时，sinα2=1 3= 2 6
n=3时，sinα3=2 2 7
n=3时，sinα4=3 2 8
……
归纳可得：sinαn=(n−1) 2 n+4……③
联立①②③式得： n+42[1−(n−1) 2 n+4]=1
整理得： n+42−n=0
解得：n=1+ 334(另一解为负值，舍去)，因1