河南省郑州市宇华实验学校2024-2025学年高三下学期开学物理试题

这是一份河南省郑州市宇华实验学校2024-2025学年高三下学期开学物理试题，共18页。试卷主要包含了6g，速度的最大值为，某行星的直径是地球直径的2等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每道选择题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1.如图，一物块以初速度从O点沿斜面向上运动，同时从O点斜向上以相同速度大小抛出一个小球，物块和小球的质量相等，它们在斜面上的P点相遇，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A.小球和物块加速度相等
B.小球运动到最高点时离斜面最远
C.在P点时，小球的动能大于物块的动能
D.小球和物块从O点到P点过程中合外力的功率相等
2.如图所示，竖直平面内有一半圆形支架MCN，圆心为O，半径R=5cm，PQ为水平直径，MN为倾斜直径，PQ与MN间的夹角θ=37°，一条不可伸长的轻绳两端分别固定在支架上的M、N两点，连接了一个质量m=0.2kg的重物的轻质滑轮（大小可忽略）放置在轻绳上，静止时∠MBN=90°，不计滑轮与轻绳间的摩擦。现将支架从图示位置绕圆心O在竖直平面内顺时针缓慢转动，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，下列说法正确的是（ ）
A.轻绳的长度为10cm
B.支架转动前，轻绳的张力大小为2N
C.直径MN水平时，轻绳的张力大小为
D.支架从图示位置顺时针缓慢转过37°的过程中，轻绳的张力一直增大
3.我国的北斗系统主要由地球同步轨道卫星和中轨道卫星组成，若其中两卫星在同一平面内环绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，如图甲所示；两卫星之间的距离Δr随时间变化的关系如图乙所示，图中R为地球半径，地球表面重力加速度大小为g，不考虑两卫星之间的作用力，计算时。下列说法正确的是（ ）
A.中轨道卫星与同步卫星的轨道半径之比为1∶2
B.中轨道卫星的加速度大小为
C.图乙中的T为24小时
D.中轨道卫星的运动周期为
4.将直流电源、电阻、电容器、数字电流表以及单刀双掷开关S组装成如图所示的实验电路。将S拨至1给电容器充电，较长时间后，将S拨至2让电容器放电。已知电源的电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，电阻的阻值为R。下列说法正确的是（ ）
A.充电过程，电流表示数逐渐增大
B.充电过程，电源为整个电路提供的电能为
C.放电过程，通过电阻R的电流方向向左
D.放电过程，通过电阻R的电荷量为
5.如图所示，质量为m、半径为R的四分之一光滑圆弧轨道小车静置于光滑水平面上，圆弧轨道最低点切线水平。一质量也为m的小球以水平初速度冲上小车，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A.小球冲上小车的过程小球和小车组成的系统动量守恒
B.小球返回到小车左端时，小车将向左运动
C.无论小球初速度多大，小球最终都会从小车上返回
D.小球返回到小车左端后将相对地面向左做平抛运动
6.如图所示，一根足够长的粗糙绝缘细直杆，固定在竖直平面内，与水平面的夹角为，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场充满直杆所在的空间，杆与磁场方向垂直。质量为m的带负电小环（可视为质点）套在直杆上，与直杆之间有一个极小的空隙，小环与直杆之间动摩擦因数，将小环从直杆上的P点由静止释放，下降高度为h之前速度已达到最大值。已知小环和直杆之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小环的电荷量为，重力加速度大小为g，不计空气阻力，取，下列说法中正确的是（ ）
A.小环释放后，一直做加速度减小的加速运动
B.小环释放后，小环的速度先增大后减小
C.小环释放后，加速度的最大值为0.6g，速度的最大值为
D.小环下降高度h的过程中，因摩擦产生的热量为
7.原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂，这种现象称为塞曼效应。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图甲所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①、②、③，对应频率分别为。若用①照射图乙中的光电管时能发生光电效应，则（ ）
A.频率为的光子的动量为
B.若用②照射该金属表面时，一定不能发生光电效应
C.用①、③两种光分别照射图乙中的光电管，①光对应的遏止电压更大
D.将三束光分别射入同一双缝，②光产生的干涉条纹间距最大
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，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
8.某行星的直径是地球直径的2.5倍，它围绕着一颗恒星做匀速圆周运动的周期为地球绕太阳运动的周期的，该行星的质量为地球质量的5倍，行星到恒星的距离为地球到太阳的距离的4倍，则下列说法正确的是（ ）
A.该行星表面的重力加速度为地球表面重力加速度的
B.该行星的第一宇宙速度为地球第一宇宙速度的2倍
C.该恒星的质量为太阳质量的144倍
D.该行星的密度为地球密度的
9.某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2两端的电压与电流的关系如图所示.用此电源和电阻R1、R2组成电路，R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路.下列说法正确的是( )
A.将R1、R2串联后接到电源两端时，电源的效率为75％
B.将R1、R2并联后接到电源两端时，电源的效率为80％
C.为使电源输出功率最大，可将R1单独接到电源两端
D.为使电源输出功率最大，可将R2单独接到电源两端
10.如图甲所示，粗细均匀的一根木筷，下端绕有铁丝，可使其竖直漂浮于装水的杯中。以竖直向上为正方向，把木筷提起一段距离后放手，木筷的振动图像如图乙所示。关于木筷（含铁丝）下列说法正确的是（ ）
A.在时刻处于超重状态 B.在时刻向下运动
C.在时刻合力为0 D.运动过程中，机械能不变
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（8分）在探究“加速度与力的关系”实验中，某同学设计了甲、乙、丙三种实验方案，试回答下列问题：
(1)关于本实验的要求，下列说法正确的是（ ）
A.甲、乙、丙方案都需要补偿阻力
B.只有甲方案需要补偿阻力
C.只有甲方案必须满足小车的质量远大于重物的质量
D.乙方案中弹簧测力计的示数和丙方案中力传感器的示数均等于小车所受合力的大小
(2)该同学根据乙方案，作出加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图线如图丁所示，若小车质量为m，则该图线斜率k应为 ；
(3)根据甲方案得到的一条纸带如图戊所示， A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，相邻的计数点之间的距离分别为，，未知，，，已知打点计时器的工作频率为50Hz，则小车的加速度大小为 。（结果均保留2位小数）
(4)该同学从打出的纸带中选择一条点迹清晰的纸带，将纸带沿计数点剪断得到6段纸带，由短到长并排贴在坐标中，各段紧靠但不重叠。最后将各纸带上端中心点连起来可得到一条直线，如图。相邻计数点间的距离为，纸带宽度表示相邻计数点间的时间间隔T，用横轴表示时间t。若纵轴表示，则所连直线的斜率表示（ ）
A.各计数点的瞬时速度B.相邻计数点的瞬时速度的变化
C.小车运动的加速度aD.小车运动的加速度的一半即
12.（8分）某同学测量一根粗细均匀的金属丝的电阻率，取长L=400.0m的一段导线绕成线圈。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量数据如图甲所示，则D= mm。
（2）用多用电表“×10”挡粗测线圈的电阻，发现指针偏转角度过大，则应该换用 (选填“×100”或“×1”) 挡。换用合适的挡位，正确操作粗略测得线圈的电阻。
（3）除开关、导线外，实验室提供以下的实验器材，为多测几组数据以便精确测量金属丝电阻。
A.电源E (电动势为3.0V，内阻不计)；
B.滑动变阻器；
C.滑动变阻器；
D.电压表 (量程为0～3V和0～15V，内阻很大)；
E.电流表 (量程为0～0.6A和0～3A，内阻约为2Ω)。
（4）用笔画线代替导线将图乙中的实物图补充完整
（5）测出多组数据后，描绘出U-I图线如图丙所示。根据实验数据，则该金属丝的电阻率约为 (保留1位有效数字)。
13.（10分）如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车，正以20m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的图像如图乙所示（在t=15s处水平虚线与曲线相切）。运动过程中汽车发动机的输出功率保持30kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）各自保持不变。求：
（1）汽车在AB段及BC段上运动时所受的阻力f1和f2；
（2）BC路段的长度。
14.（12分）所示，线圈的面积是，共有100匝；线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速旋转时，若从线圈处于中性面开始计时，求：
(1)线圈转过时电动势的瞬时值多大；
(2)线圈每转过一周，外力所做的功；
(3)线圈转过的过程中流过电阻的电量。
15.（16分）某种弹射装置的示意图如图所示，光滑的水平导轨右端处与倾斜传送带平滑连接，传送带的长度，传送带以恒定速率顺时针转动，三个质量均为的滑块A、B、C（均视为质点）置于水平导轨上，B、C之间有一段轻弹簧刚好处于原长，滑块B与轻弹簧连接，C未连接弹簧，B、C处于静止状态且离点足够远。现让滑块A以大小的初速度沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘在一起，碰撞时间极短。滑块C脱离弹簧后滑上倾角的传送带，并从顶端点沿传送带方向滑出，最后落至水平地面上，已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数，取重力加速度大小。不计空气阻力，不计传送带的传动轮的大小。求：
(1)滑块A、B碰撞过程中损失的机械能；
(2)滑块C从点运动到点的时间；
(3)滑块C距水平导轨的最大高度。
物理参考答案
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1.【答案】C
【解析】B.把小球的运动分解为沿斜面方向和垂直斜面方向，当垂直斜面方向的分速度减为0时，小球离斜面最远，但此时小球不是运动到最高点，故B错误；
C.把小球的速度分解到沿斜面方向和垂直斜面方向，则小球沿斜面方向的速度小于物块的速度，若斜面光滑，则小球和物块沿斜面方向的加速度相同，则不可能在P点相遇，所以斜面是粗糙的；从O点到P点，小球和物块克服重力做功相对，但物块还要克服摩擦力做功，由于初动能相等，根据动能定理可知，在P点时，小球的动能大于物块的动能，故C正确；
D.从O点到P点过程，小球只克服重力做功，物块需要克服重力做功和克服摩擦力做功，则合外力对物块做功的大小大于合外力对小球做功的大小，又所用时间相等，所以小球和物块从O点到P点过程中合外力的功率不相等，故D错误。
A.小球的加速度为
设斜面倾角为，物块与斜面的动摩擦因数为，根据牛顿第二定律可得
可得物块的加速度大小为
不能确定小球和物块加速度是否大小相等，故A错误。
故选C。
2.【答案】D
【解析】A.如图所示
设MB与竖直方向的夹角为α，轻绳的长度为L，支架转动前，滑轮两侧轻绳的拉力大小相等且两拉力的合力与重力二力平衡，∠MBN=90°，可知α=45°，根据几何关系有
解得
选项A错误；
B.根据平衡条件有
解得
选项B错误；
C.设直径MN水平时，滑轮所在位置为，与竖直方向的夹角为，则
轻绳的张力大小
选项C错误；
D.支架从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过37°的过程中，滑轮两侧的轻绳间的夹角一直增大，滑轮两侧轻绳的拉力大小相等且两拉力的合力与重力二力平衡，则轻绳的张力一直增大，选项D正确。
故选D。
3.【答案】D
【解析】A.将中轨道卫星设为a，同步卫星设为b，两卫星做匀速圆周运动的半径分别为、，根据图甲和图乙可得
解得
故A错误；
B.由万有引力定律及牛顿第二定律得
将代入解得中轨道卫星的加速度为
故B错误；
CD.设卫星a、b的运行周期分别为、，由图乙可知每隔时间T两卫星距离最近，即每隔时间T，卫星a就比卫星b多转了一周，则有
根据开普勒第三定律有
联立解得
由于
所以
故C错误，D正确。
故选D。
4.【答案】B
【解析】A.充电过程，电流表示数逐渐减小，选项A错误；
B.充电过程，电源为整个电路提供的电能为
选项B正确；
C.充电结束后，电容器上板带正电，则放电过程，通过电阻R的电流方向向右，选项C错误；
D.充电结束后，电容器带电量为
Q=CE
则放电过程，通过电阻R的电荷量为CE，选项D错误。
故选B。
5.【答案】C
【解析】A.系统在水平方向上所受合外力为0，则系统仅在水平方向上动量守恒，故A错误；
B.受力分析可知，圆弧轨道所受合力一直向右，即一直加速向右，直到分离，故B错误；
C.足够大使小球飞离小车时，二者水平分速度相等，故飞出又落回，而较小时小球也会返回小车左端，故C正确；
D.设小球离开小车时，小球的速度为，小车的速度为，选取向右为正方向，整个过程中动量守恒得
由机械能守恒得
联立解得
即小球与小车分离后二者交换速度，所以小球与小车分离后相对地面做自由落体运动，故D错误。
故选C。
6.【答案】C
【解析】AB.刚开始阶段，小环受到重力、支持力沿斜面向上的摩擦力作用，下滑后，由于小环速度逐渐增大，所以还会受到洛伦兹力作用
根据力的合成与分解，垂直于杆方向，有
沿杆方向，有
随着小环速度增大，支持力逐渐减小，摩擦力减小，所以加速度增大，故小环会做加速度增大的加速运动，之后洛伦兹力大于重力垂直于杆的分力，支持力垂直于杆向下，根据
，
小环做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动，故AB错误；
C.小环释放后，支持力为零，洛伦兹力等于重力垂直于斜面的分力，加速度最大，根据牛顿第二定律，有
即
当合力为零时，速度最大，根据共点力平衡，有
解得
故C正确；
D.因为下降高度为h之前速度已达到最大值，小环下降高度h的过程中，根据能量守恒，有
解得
故D错误。
故选C。
7.【答案】D
【解析】由光子动量，根据波速、波长、频率关系，联立解得，频率为的光子的动量为，A错误；因②对应的能级差小①对应的能级差，可知②的能量小①的能量，②的频率小①的频率，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属可能发生光电效应，也可能不生产光电效应，B错误；图甲可知③的能级差大于①的能级差，③的频率大于①的频率，根据光电效应方程，可知频率越大，遏止电压越大，③光对应的遏止电压更大，C错误；结合图甲可知，②光频率最小，根据，可知，频率小，波长越长，干涉条纹间距公式，可知波长越长，干涉条纹间距越大，将三束光分别射入同一双缝，②光产生的干涉条纹间距最大，D正确。
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，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
8.【答案】AC
【解析】A.在星球表面上有
根据题意有
R行=2.5R地，M行=5M地
解得
故A正确；
B.由万有引力提供向心力有
解得
故B错误；
C.由万有引力提供向心力有
解得
故C正确；
D.由密度与质量的关系
其中
解得
故D错误。
故选AC。
9.【答案】AC
【解析】A.根据题图可知，电源的电动势为，内阻，根据知，两定值电阻的阻值分别为.将串联后接到电源两端时，电源的效率为，故A正确；
B.外电阻越大，电源的效率越高，因为并联后的电阻小于将它们串联后的电阻，可知，将并联后接到电源两端时，电源的效率小于75%，B错误；
CD.当外电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大，据此可知将单独接到电源两端时，电源输出功率最大，C正确D错误。选AC。
10.【答案】AB
【解析】在时刻，振动物体处于负的最大位移处，加速度方向竖直向上，物体处于超重状态，A正确。在时刻，振动图对应的斜率为负，向下运动，B正确。在时刻，还受到阻力作用，合力不为零，C错误。由于物体做减幅振动，所以运动过程中，机械能一直减小，D错误。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（8分）【答案】(1)AC (2) (3)0.80 (4)C
【解析】（1）AB.甲、乙、丙方案都需要补偿阻力，故A正确，B错误；
C.乙和丙分别用弹簧测力计和力传感器测量拉力，不需要必须满足小车的质量远大于重物的质量，只有甲方案必须满足小车的质量远大于重物的质量，故C正确；
D.乙方案中弹簧测力计的示数的2倍等于小车受到的合力大小，丙方案中力传感器的示数等于小车所受合力的大小，故D错误。
故选AC。
（2）[1]若该同学根据乙方案，则根据
关系图线可得关系图线的斜率
（3）[1]相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，故
又
故小车的加速度
（4）[1]若纵轴表示，则根据平均速度的定义
又匀变速直线运动中
故纵坐标为该点的瞬时速度，则所连直线的斜率为
是小车运动的加速度。
故选C。
12.（8分）【答案】1.682/1.681/1.683 ×1 见解析
【解析】（1）[1]螺旋测微器的精确值为，由图可知金属丝的直径为
（2）[2]用多用电表“×10”挡粗测线圈的电阻，发现指针偏转角度过大，说明待测电阻阻值较小，则应该换用×1挡。
（4）[3]为多测几组数据以便精确测量金属丝电阻，则滑动变阻器应采用分压接法；为了调节方便，滑动变阻器应选用阻值较小的；由于待测电阻较小，电流表应采用外接法；电源电动势为3.0V，则电压表量程选用3.0V；完整的实物连线如图所示
（5）[4]根据图线，金属丝的电阻为
由电阻定律可得
电阻的截面积为
联立解得
13.（10分）【答案】（1）1500N；3000N （2）200m
【解析】（1）汽车在AB段做匀速直线运动，则有
可得汽车在AB段运动时所受的阻力为
根据图乙可知，时，有
可得汽车在BC段运动时所受的阻力为
（2）从B到C，根据动能定理可得
解得
14.（12分）【答案】(1) (2)25J (3)
【解析】（1）根据题意可得，从线圈处于中性面开始计时，线圈中感应电动势的瞬时表达式为，线圈转过时，电动势的瞬时值为
（2）由闭合电路欧姆定律可得，其中，联立解得，线圈每转过一周，外力所做的功等于整个回路产生的焦耳热，则有，代入数据解得
（3）线圈转过的过程中，线圈转过角度为，流过电阻R的电量为，解得
15.（16分）【答案】(1)36J (2)1.4s (3)3.312m
【解析】（1）设A与B碰撞后两者的共同速度大小为，对A与B组成的系统有动量守恒定律有
由能量守恒定律可知，碰撞过程中损失的机械能为
（2）设A与B碰撞后弹簧第一次恢复原长时A、B的速度大小为，滑块C的速度大小为，由动量守恒定律
由能量守恒定律
联立解得
滑块C以滑上传送带，设滑块C匀减速运动的位移大小为x1时与传送带共速，由牛顿第二定律
解得
由运动学公式
解得
滑块C匀减速的时间为
此后对滑块C受力分析，由牛顿第二定律
解得
则滑块C接着以做匀减速直线运动，由运动学公式
解得
再次减速的时间为
则滑块C从N点运动到P点的时间为
（3）P点离地面的高度为
滑块C离开传送带后做斜抛运动，有
解得
联立解得滑块C距水平导轨的最大高度为