河南省顶级名校联盟2023-2024学年高三上学期期中检测物理试题（含答案）

河南省顶级名校联盟2023-2024学年高三上学期期中检测
物理
考生注意：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共50分在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项符合题目要求，第8~10题有多个选项符合要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
1．莱顿瓶（Leydenjar）是一种储存静电的装置，为原始形式的电容器。莱顿瓶结构很简单，玻璃瓶子外面贴有一层金属箔，内部装食盐水，瓶口插一金属探针做电极，探针与内部的食盐水相连。如图所示，有一只内部装有食盐水的莱顿瓶，现要提高这只莱顿瓶储存电荷的本领，以下操作正确的是（ ）
A．往玻璃瓶中再加入一些食盐水 B．从玻璃瓶中再取出一些食盐水
C．把金属探针向上拔出一些 D．把金属探针向下插入一些
2．据《行星科学》杂志报道，“TRAPPIST-1系统”距离我们四十光年，如图所示，这个系统由一个红矮星和围绕它运转的7颗行星组成，且这7颗行星有着相同的密度，推测这些行星可能全部由同一物质构成。如果最内侧行星b的球体半径是最外侧行星h的球体半径的k倍，则行星b与行星h的第一宇宙速度之比为（ ）
A． B．k C． D．
3．如图所示，在高速公路上，为了行车安全，每隔一段路程就会设置一组车距确认标志牌：0m、50m、100m、150m、200m。设有一辆汽车沿着平直路面行驶，当车经过“0m”标志牌A时前方出现突发情况，司机立即开始刹车做匀减速运动直到停止。已知车通过AC的时间与通过CD的时间相等，则预计车停下来的位置与“150m”标志牌D的距离为（ ）
A．50m B．25m C．12.5m D．6.25m
4．如图所示，物块B放在粗糙平台上，一条不可伸长的细绳穿过平台的孔洞，一端固定在物块B上的O点，另一端系一个小球A。在外力F作用下小球A从B的正下方沿着以OA为半径的圆弧被缓缓推至接近水平位置，在小球A缓缓运动过程中，力F的方向始终与细绳保持垂直，物块B始终静止不动，则下面说法正确的是（ ）
A．外力F逐渐减小 B．绳子的拉力先增大后减小
C．平台给物块B的摩擦力先增大后减小 D．物块B所受平台的支持力先增大后减小
5．如图所示，直线AB长度为L，O是AB的中点，C、D两点关于O对称，到O的距离均为。在A点固定一个电荷量为Q的正点电荷，在B点固定另一个点电荷，设无穷远处电势为零，在直线AB上D点的电势最低，则下面说法正确的是（ ）
A．D点处的电势可能为零 B．C点处的场强可能为零
C．固定在B处的点电荷可能带负电 D．固定在B处的点电荷电荷量的绝对值为
6．一列简谐横波沿x轴正方向传播，波源在处。P是x轴上坐标为处的点，当波传到P点时记为0时刻，P点的振动图像如图所示。已知该波的传播速度为，则下列说法正确的是（ ）
A．波源起振方向为y轴正方向
B．时波源振动的速度最大
C．当P点运动的路程时，波源振动的速度最大
D．P点与距波源处的质点运动方向总是一致
7．如图所示，由弹性材料制成的物块1和2放置在光滑水平面上，物块2右侧是用细线悬挂的小球。给物块1一个向右的初速度，物块1与物块2发生弹性碰撞，然后物块2与小球再发生弹性碰撞，碰后小球摆到最大高度时悬线与竖直方向的夹角为。在其他条件不变的情况下，换用不同质量的物块2，发现的大小与物块2的质量有关。已知物块1的质量为，小球的质量为，物块2的质量满足以下哪个条件时，夹角有最大值（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，水平面上有一固定斜面，在斜面顶端将A、B两个小球分别以v和2v的速度水平向右抛出，A球经时间t恰好落到该斜面中点，速度大小为。则（ ）
A．B球将落在斜面底端，运动的时间为2t
B．B球将落在水平面上，运动的时间为
C．B球落在斜面底端时的速度大小为
D．B球落在水平面上时的速度大小为
9．下列选项中不能产生感应电流的是（ ）
A． B．
C． D．
10．如图所示，质量为1kg的物块A放在质量为4kg的小车B上，物块A与小车间的动摩擦因数为0.1，两者以共同速度在光滑水平面上向右运动，右侧墙壁上固定着一处于自然长度的轻弹簧。时刻小车撞上弹簧时的速度大小，时刻物块、小车之间将要发生滑动，此时弹簧压缩量为0.25m，再过小车速度减小到零。小车被弹回过程中小车、物块加速度相等时刻为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终处在弹性限度内。下面说法正确的是（ ）
A．弹簧的劲度系数为10N/m B．时刻小车速度大小为
C．时刻物块速度大小为 D．从到整个系统损失的机械能为
二、非选择题：本题共6小题，共60分。
11（7分）小明在超市中发现两种品牌的5号于电池，他利用电流表和电压表设计实验，分别测定一节这两种品牌干电池的电动势和内阻。
（1）实验时有开关和导线若干，以及以下器材：
A．电压表（0—3V，内阻约为1kΩ）
B．电流表（0—3A，内阻为0.2Ω）
C．电流表（0—0.6A，内阻为0.5Ω）
D．滑动变阻器（0-20Ω，允许通过的最大电流为1A）
E．滑动变阻器（0-200Ω，允许通过的最大电流为0.5A）
实验中电流表应选用________；滑动变阻器应选用________。（均填相应器材前的字母）
（2）请选择小明应该选择的实验电路是图________（填“甲”或“乙”）。
（3）小明分别记录了6组数据并在同一坐标纸内画出两个干电池的图线，如图丙所示。根据所画图线可得出品牌I干电池内阻________Ω。（结果均保留两位小数）
（4）小明根据数据发现一节不同品牌干电池的电动势基本相同，只是内阻差异较大，小明继续对I、II两个品牌干电池做了进一步探究，对电池的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想和实验验证，并分别画出了下列的和图像。下列各图中可能正确的是________。（多选，填正确答案标号）
A． B．
C． D．
12．（8分）如图所示的实验装置可以用来验证动量守恒定律以及动量定理，气垫导轨放在水平桌面上，导轨上有两个带有遮光条的滑块，两个光电门均与数字毫秒计相连。
（1）碰撞实验开始之前，用天平测出滑块A、B（含遮光条）的质量为、，还需要用________（选填“毫米刻度尺”或“游标卡尺”）测出滑块A、B上遮光条的宽度，已测出遮光条的宽度均为d。
（2）需要把气垫导轨调整为水平：开动气泵后，只在导轨左端放置一个带遮光片的滑块，然后轻轻向右推一下这个滑块，给滑块一个初速度，观察数字毫秒计显示的滑块通过光电门1和2的时间与，若发现，这表明气垫导轨左端________（选填“高于”或“低于”）右端，需要反复调节支持旋钮直到。
（3）气垫导轨调整为水平后，把滑块A和滑块B放置在图中的位置上，开始碰撞实验：给滑块B一个向左的初速度，滑块B与静止的A发生碰撞并被反弹，数字毫秒计记录下滑块A通过光电门1的遮光时间为，滑块B第一次、第二次通过光电门2的遮光时间分别为和，以向左为正方向，如果关系式________（用、、、及表示）在误差范围内成立，表明碰撞过程动量是守恒的。
（4）把实验装置稍加变化，验证动量定理：拿下滑块A、B，把气垫导轨右端抬高，使得导轨与水平面夹角为30°，然后固定导轨。还让滑块B从原位置由静止滑下，滑块B通过光电门2和1的遮光时间分别为、，通过光电门2和1的时间间隔为t，重力加速度为g，如果关系式________（用d、、、t及g表示）在误差范围内成立，表明动量定理成立。
13．（8分）如图所示，匀强电场与矩形ABCD所在平面平行，矩形边长，。以B点为零电势点，则A、C两点的电势分别为、。某时刻有一比荷为的带负电粒子从B点垂直电场线方向射出，经过一段时间粒子到达A点，不计粒子重力。求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）带电粒子从B点射出时的初速度大小。
14．（10分）如图所示，小滑块A位于长木板B的左端，现让小滑块A和长木板B一起以相同速度在光滑的水平面上滑向前方固定在地面上的木桩C．A、B的质量分别为，，已知B与C碰撞的时间极短，且每次碰后B以原速率返回，运动过程中A没有与C相碰，A也没有从B的上表面掉下，已知A、B间的动摩擦因数，，求：
（1）B与C第二次碰前的速度大小；
（2）欲使A不从B的上表面掉下，B的长度至少是多少？
15．（11分）如图所示，绝缘长木板B放在光滑平面上，左端O紧靠绝缘光滑台面，右端M与竖直墙壁N有一段距离。O点的左侧存在水平向左的匀强电场，把带有负电荷的小滑块A由P点静止释放，小滑块在静电力的作用下向右加速运动2m后滑上长木板。已知小滑块A的质量为1kg，电荷量为，长木板B的质量为2kg，小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.3，匀强电场的电场强度为1000V/m。重力加速度g取，小滑块不会从木板上掉下，长木板与左侧台面及右侧墙壁碰后瞬间均原速反弹。求：
（1）长木板B与右侧墙壁仅碰撞一次，MN之间的距离是多少；
（2）在满足（1）条件下，长木板B的长度最小值是多少。
16．（16分）如图所示，处于自然状态的轻弹簧下端固定在斜面上，上端位于斜面上的O点，跨过定滑轮的轻绳一端连接物块A，另一端连接物块B。某时刻物块A以3m/s的初速度沿斜面向下运动，物块A运动1m的距离后开始压缩弹簧，当物块A再返回到O点时其速度恰好为零。已知物块A、B质量分别为4kg、2kg，斜面倾角为30°，弹簧劲度系数为75N/m，物块A与斜面间的滑动摩擦力为其重力的，重力加速度g取，整个运动过程物块B既没有与滑轮相撞也没有落到地面。求：
（1）未接触弹簧前物块A、B一起运动的加速度大小；
（2）弹簧被压缩过程的最大形变量；
（3）物块A返回O点过程中速度最大时弹簧弹性势能为1.5J，物块A的最大速度为多少。
河南省顶级名校联盟2023-2024学年高三上学期期中检测
物理·答案
选择题：共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项符合题目要求，第8~10题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．答案 A
命题透析 本题考查电容器知识，考查考生的理解能力和物理观念。
思路点拨 莱顿瓶本质是一只电容器，玻璃瓶外的金属箔相当于一个极板，玻璃瓶内的食盐水相当于另一个极板，玻璃充当绝缘介质，往玻璃瓶中再加入一些食盐水，等效于增加了极板正对面积，电容器的电容增大，所以A正确，B错误；探针的移动不会改变电容器的结构，因此C、D错误。
2．答案 B
命题透析 本题考查天体运动知识，考查考生的理解能力和物理观念。
思路点拨 设行星的第一宇宙速度为v，则有，又，可得第一宇宙速度，因此行星b与行星h的第一宇宙速度之比为，选项B正确。
3．答案 D
命题透析 本题考查直线运动知识，考查考生的推理能力。
思路点拨 设标志牌之间的距离为l，由连续相等时间内的位移之差公式得，解得，由平均速度公式：，车停下来的位置与C的距离，车停下来的位置与标志牌D的距离。
4．答案 C
命题透析 本题考查受力分析知识，考查考生的推理能力。
思路点拨 对小球A受力分析，如图所示，由平衡条件有外力，拉力，小球缓慢移动到水平位置附近过程中，越来越大，则推力F越来越大，绳子拉力越来越小，A、B错误；平台给滑块B的摩擦力等于绳子拉力的水平分量，即，由此可知随着变大，平台给滑块B的摩擦力先增大后减小，C项正确；滑块B所受平台的支持力又，解出，随增大支持力越来越小，D错误。
5．答案 D
命题透析 本题考查电场能的性质，考查考生的推理能力。
思路点拨 根据题意在直线AB上D点的电势最低，若从A点释放一个正的检验电荷，从A到B该检验电荷在D点的电势能最小，根据能量守恒，该检验电荷在D点的动能最大，速度最大，一个做变速运动的物体速度最大时加速度为零，合外力为零，因此D点场强为零，根据场强叠加原理，放置在B的点电荷只能是正电荷，不可能是负电荷，C错误；因为正电荷形成的电场中电势都是正值，所以D点处的电势一定大于零，A错误；因为D点场强为零，则，得，D正确，B错误。
6．答案 C
命题透析 本题考查机械波知识，考查考生的推理能力。
思路点拨 由图知，该质点的起振方向沿y轴负方向，则波源的起振方向沿y轴负方向，A错误；波长，波源与P点间的距离，当时，P点位于平衡位置向上运动，结合波形知，当时，波源处于波峰，B错误；由图知振幅，则当该质点经过的路程为时，此时P点位于波谷，波源经过平衡位置，速度最大，C正确。P点与距波源处的质点间的距离，P点与距波源处的质点运动方向并不始终相同，D错误。
7．答案 B
命题透析 本题考查碰撞问题，考查考生的分析综合能力。
思路点拨 以碰撞前物块1的速度方向为正方向，物块1与物块2发生弹性碰撞，设碰撞后的速度分别为和，由动量守恒得，由能量守恒定律得，解得；物块2与球发生弹性碰撞后，仍满足动量、能量守恒，同理可知小球的速度，所以碰撞后小球的速度为，由数学关系知当时分母最小，即时，小球碰后速度最大，夹角也最大，B正确。
8．答案 BD
命题透析 本题考查斜面类平拋问题，考查考生的分析综合能力。
思路点拨 设小球落在斜面上，位移与水平方向的夹角为，，只要落到斜面上，角度不变，t与初速度成正比，则A、B两小球运动的时间之比为1：2，根据，知下落高度之比为1：4，由此知B球不会落到斜面底端，会落到水平面上，A、C错误；根据知，两小球运动时间之比，故B小球运动时间为。竖直速度为，落地速度为，B、D正确。
9．答案 ACD
10．答案 BCD
命题透析 本题考查动量和能量问题，考查考生的分析综合能力。
思路点拨 A与弹簧接触以后，弹簧压缩量时的时刻，对A、B组成的系统有，对B有，当时物块与木板之间即将相对滑动，解得，A错误；时间内，用平均力计算弹簧弹力做功，根据动能定理，解得，B正确；从到，A的加速度总是等于，方向水平向左，时刻小车加速度仍为，弹簧形变量仍为，小车速度大小仍为，即小车的减速过程与反向加速运动过程具有对称性，到的时间，对A应用动量定理，有，解得，C正确；从到系统损失的机械能，代入数据解得，D正确。
11．答案
C D 乙 0.33（0.30~0.40均可） AD#DA
12．答案 （1）游标卡尺（2分）
（2）高于（2分）
（3）（2分）
（4）（2分）
命题透析 本题考查验证动量守恒实验，考查考生的实验能力。
思路点拨 （1）为了测量准确度更高，遮光片宽度需要用游标卡尺。
（2）当滑块向右通过光电门1和2的时间，说明滑块加速运动，轨道左端高于右端。
（3）B与A发生碰撞时，碰前B第一次经过光电门2的初速度，碰后B经过光电门2的初速度，碰后A经过光电门1的速度，根据动量守恒，以向左为正方向，，即，消去d，可得。
（4）根据动量定理，化简得。
13．命题透析 本题考查电场能的性质，考查考生的推理能力。
思路点拨 （1）设BC的中点为P，在匀强电场中，沿一条直线电势的降落是均匀的
因此（1分）
解得P点电势（1分）
可见A、P等势，则直线AP就是等势线，电场强度方向与等势线AP垂直
，则（1分）
根据匀强电场场强与电势降落的关系（1分）
得（1分）
（2）带电粒子做类平抛运动
（1分）
（1分）
联立解得（1分）
所以（1分）
14．解：（1）第一次碰后A、B达到的共同速度为B与C第二次碰前瞬间的速度，设为v1，以
向右为正，由动量守恒定律有：
（2）（1分）
15．命题透析 本题考查板块模型，考查考生的分析综合能力。
思路点拨 （1）滑块从P到O运动过程，根据动能定理
（2分）
代入数据解得
滑块滑上木板，运动过程中系统动量守恒
（1分）
只发生一次碰撞的条件为木板与墙壁碰撞前的瞬间，滑块与木板动量相等
（1分）
代入数据解得（1分）
对木板B，根据动能定理
（2分）
代入数据解得（1分）
（2）设木板B的长度的最小值为L，自滑块A滑上木板B至刚好停在木板最右端，由能量守恒
（2分）
代入数据解得（1分）
16．命题透析 本题考查运动定律和能量守恒，考查考生的分析综合能力。
思路点拨 （1）以B为研究对象，根据牛顿第二定律有
（1分）
以物块A为研究对象，根据牛顿第二定律有
（1分）
解得（1分）
（2）设弹簧最大压缩量为，此时弹簧弹性势能最大为。由初始位置至物块A运动到最低点过程中，选弹簧、物块A、物块B及轻绳组成的系统为研究对象，根据能量守恒有
（3分）
根据已知条件，上式中的
物块A从最低点返回到O点过程中，选弹簧、物块A、物块B及轻绳组成的系统为研究对象
根据能量守恒有（3分）
代入数据解得弹簧最大压缩量为（1分）
（3）设物块A向上运动速度最大时弹簧的形变量为，轻绳拉力为，选A为研究对象，根据平衡条件有
（1分）
选B为研究对象，根据平衡条件有（1分）
联立解得（1分）
物块A由速度最大位置返回到O点过程中，选物块A、B、轻绳和弹簧组成的系统，根据能量守恒有
（2分）
根据已知条件，式中
解得（1分）