2024-2025学年黑龙江省哈尔滨市双城区兆麟中学高三（上）期中物理试卷（含答案）
文档属性
| 名称 | 2024-2025学年黑龙江省哈尔滨市双城区兆麟中学高三（上）期中物理试卷（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 574.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-10-31 23:31:21 | ||
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文档简介
2024-2025学年黑龙江省哈尔滨市双城区兆麟中学高三（上）期中
物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.和两个小球沿同一直线运动，其位置坐标随时间变化的图像分别为图中的直线和曲线，球的加速度恒定，曲线过点，且与直线在点相切，则下列判断正确的是( )
A. 做匀速直线运动，速度大小为
B. 做匀减速直线运动且加速度大小为
C. 时和相遇，此时球速度较大
D. 时和的距离为
2.如图甲所示，一轻弹簧的两端与两物块，相连接并静止在光滑的水平面上。现使瞬时获得水平向右的速度，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，已知，下列说法正确的是
A. 物块的质量为 B. 弹簧的最大弹性势能为
C. 和两时刻弹簧的长度相等 D. 从到时刻弹簧由压缩状态恢复原长
3.中国计划在年前实现载人登月。一宇航员在地球的表面上以一定的速度竖直跳起，能跳到的最大高度为，若他在另一星球的表面上以相同的速度竖直跳起，能跳到的最大高度为。地球、星球均视为球体，地球与星球的半径之比为，不考虑两星球自转的影响，则地球与星球的平均密度之比为
A. B. C. D.
4.年是哈尔滨第二次举办亚洲冬季运动会，上一次是在年举办的第三届亚冬会。如图，某滑雪运动员从弧形坡面上滑下沿水平方向飞出后落回到斜面上。若斜面足够长且倾角为。某次训练时，运动员从弧形坡面先后以速度和水平飞出，飞出后在空中的姿势保持不变。不计空气阻力，则( )
A. 运动员先后落在斜面上所用时间之比为
B. 运动员先后落在斜面上位移之比为
C. 运动员先后落在斜面上动能的变化量之比为
D. 运动员先后落在斜面上动量的变化量之比为
5.如图所示，斜面绝缘，侧壁固定有带电体，斜面上的物块通过绝缘细绳跨过斜面顶端的光滑小定滑轮与带电小球连接，系统处于静止状态。现因侧壁绝缘性能变差而引起带电体缓慢漏电未漏完，细绳段仍是倾斜状态，漏电过程中物块保持静止，则此过程中( )
A. 细绳对物块的拉力保持不变
B. 带电体对小球的库仑力逐渐增大
C. 斜面对物块的摩擦力可能一直增大
D. 斜面对物块的摩擦力大小可能先减小后增大
6.如图，有、、三种带正电粒子不计重力分别在电压为的电场中的点静止开始加速。从孔射出，然后射入电压为的平行金属板间的电场中，入射方向与极板平行，在满足带正电粒子能射出平行板电场区域的条件下，则( )
A. 三种粒子在电场中的加速度之比为
B. 三种粒子在电场中的运动轨迹一定不会重合的
C. 三种粒子进入偏转电场时的速度大小之比为
D. 三种粒子从偏转电场出来时动能之比为
7.市场流行的智能手机都内置有加速度传感器，可以进行各种有趣的物理实验。现用某款智能手机进行竖直上抛实验：用手掌托着智能手机，打开加速度传感器，把手机向上抛出，然后又在抛出点接住手机，得到如图所示的加速度随时间变化的图像，图中，，，，已知该款手机的质量为，取重力加速度，空气阻力不计，由此可判断出( )
A. 时间内手机先加速后减速
B. 时间内，手掌对手机的作用力大小为
C. 手机离开手掌后，在空中运动时间为
D. 时间内，手掌对手机的冲量大小为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.一匀强电场的方向平行于平面，平面内三点的位置如图所示，三点的电势分别为。下列说法正确的是( )
A. 电场强度的大小为
B. 坐标原点处的电势为
C. 电子在点的电势能比在点的高
D. 电子从点运动到点，电场力做功为
9.如图所示，水平面上有一质量为的小球与轻弹簧连接，还有质量为、半径为的圆弧形槽，其底部与水平面平滑相切，最初、均静止。一质量为的小球从距槽顶端处自由落下后恰好滑入槽，不计一切摩擦，则( )
A. 球沿槽下滑过程中，槽对球做负功
B. 整个过程中球、球和槽构成的系统动量守恒
C. 球第一次滑至槽最低点过程中，球水平向左位移为
D. 球与弹簧作用后，能够追上槽
10.如图甲所示，长为的两块正对金属板、水平放置，两板接上如图乙所示随时间变化的交变电压，电子流沿中心线从点以初速度射入板间，电子都不会碰到极板，已知电子的质量为，电荷量为，不计电子重力及电子间相互作用。下列说法正确的是( )
A. 两板间距
B. 电子在时刻从点射入时一定从中心线离开电场
C. 电子在时刻从点射入时偏离中心线距离离开电场
D. 电子无论在哪一时刻从点射入，离开电场时的速率一定为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某兴趣小组自制一个电容器并测量其电容。如图所示，他们用两片锡箔纸做电极，用两层电容纸某种绝缘介质将锡箔纸隔开，一起卷成圆柱形，然后接出引线，再密封在塑料瓶当中，电容器便制成了。
为增加该电容器的电容，应当( )
A.锡箔纸面积尽可能大 锡箔纸卷绕得尽可能紧，以减小锡箔纸间的距离
C.增大电容器的充电电压 减小电容器的充电电压
为了测量该电容器电容的大小，该小组采用了如图甲所示的电路进行测量，其中电源电动势电源能提供的最大电压为，内阻不计。该同学先将开关接为电容器充电，经过足够长时间再将开关接，利用传感器记录电容器放电过程，得到放电过程的图像如图乙所示。
已知电流图线与时间轴所围的面积约为个方格，根据以上数据估算，电容器在整个放电过程中释放的电荷量为_______结果保留两位有效数字，该电容器电容的测量结果为_______结果保留两位有效数字。若将图甲中的电阻换成阻值更大的电阻，则电容器开始放电的电流_______填“变大”、“变小”或“不变”，所得的图像与横轴所围的面积_______填“变大”、“变小”或“不变”。
12.某同学采用如图所示的装置进行验证动量守恒定律，并判断实验中两个小球的碰撞是否为弹性碰撞：
若入射小球的质量为，半径为；被碰小球的质量为，半径为，则要求
A. ．
C. ．
以下选项中哪些是本次实验必须注意的事项 。
A.斜槽必须光滑 斜槽末端必须水平
C.入射小球必须从同一高度释放
D.水平槽放上球时，球落点位置必须在斜面上
实验中，经过多次从同一位置由静止释放入射小球，在记录纸上找到了未放被碰小球时，入射小球的平均落点，以及球与球碰撞后，、两球平均落点位置、，并测得它们到抛出点的距离分别为、、。已知、两球的质量分别为、，如果、两球在碰撞过程中动量守恒，则、、、、之间需满足的关系式是： 。
如果、两球的碰撞是弹性碰撞，则、、、、之间需满足的关系式是： 。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波。其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于轴，其电势随的分布如图所示。一质量、电荷量的带负电的粒子从点由静止开始，仅在电场力作用下在轴上做往返运动。忽略粒子的重力等因素，求：
轴左侧电场强度和右侧电场强度的大小之比；
该粒子运动的最大速度；
该粒子运动的周期。
14.有一个可视为质点的小物块，质量为，小物块从光滑平台上的点以的初速度水平抛出，到达点时，恰好沿点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端点的质量为的长木板，如图所示。已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数，圆弧轨道的半径为，点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角。不计空气阻力，取求：
小物块从到所需的时间；
小物块刚到达圆弧轨道末端点时对轨道的压力大小；
要使小物块不滑出长木板，木板的长度至少多大。
15.某游戏公司的设计人员，构想通过电场来控制带电小球的运动轨迹。如图所示，绝缘光滑圆轨道竖直放在水平方向的匀强电场中，一个质量为、电荷量为的小球位于轨道内侧的最高点处。小球由静止释放后沿直线打到图示的点；当给小球一个水平方向的初速度，小球恰能在竖直平面内做完整的圆周运动。小球可视为质点，已知圆轨道的半径为，重力加速度为，。
求匀强电场的电场强度大小；
求小球做圆周运动时，通过点的动能；
撤掉圆轨道，保留圆形轨道的痕迹，将原电场更换为如图所示的交变电场正、负号分别表示与原电场强度方向相同或相反，时刻小球在点由静止释放，欲使小球经过一个周期图中周期未知恰好能运动到最低点，已知时刻小球的位置在圆周上，求所加电场强度大小。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
变小 不变
12.
13.解：由图可知：根据可知，
左侧电场强度：
右侧电场强度：
所以：
粒子运动到原点时速度最大，根据动能定理有：
其中
联立并代入相关数据可得：
由
可得：
设粒子在原点左右两侧运动的时间分别为、，在原点时的速度为，
由运动学公式有：
同理可知：
上一问的结论有：
而周期：
联立以上各式并代入相关数据可得：
14.解：小物块在点的竖直速度为，
又，
解得；
小物块在点时的速度大小，
小物块由到的过程中，由机械能守恒定律得，
小物块在点时，由牛顿第二定律得，
联立，解得，
由牛顿第三定律得，方向竖直向下；
设小物块刚好滑到木板左端且达到共同速度的大小为，滑行过程中，小物块加速度大小为，
长木板的加速度，
小物块与长木板的速度分别为 ， ，
对小物块和木板组成的系统，由能量守恒定律得，
解得，
即木板的长度至少。
15.根据小球由静止沿直线打到点，可知重力和电场力合力的方向沿方向，则有
可得
根据重力和电场力合力方向可知，小球能通过圆轨道等效最高点点位于点左上侧处，如图所示，小球恰能在竖直平面内做完整的圆周运动，重力和电场力的合力大小为
小球在点，有
小球从到过程，由动能定理可得
解得小球通过点的动能为
由题意可知，小球在 周期内做直线运动，在水平方向上，向右运动的位移
周期内电场方向反向，则小球做曲线运动，水平方向上，因为加速度大小相等方向相反，所以向右运动位移仍为； 周期内返回；竖直方向上做自由落体运动，有
由运动的分析可知，要使小球由点运动到最低处点，且小球速度竖直向下时均在圆周上，需 时刻到达最大水平位移处，如图所示
则此时竖直方向下降的距离为
根据几何关系可知，向右运动的最大水平位移为
解得
第1页，共1页
物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.和两个小球沿同一直线运动，其位置坐标随时间变化的图像分别为图中的直线和曲线，球的加速度恒定，曲线过点，且与直线在点相切，则下列判断正确的是( )
A. 做匀速直线运动，速度大小为
B. 做匀减速直线运动且加速度大小为
C. 时和相遇，此时球速度较大
D. 时和的距离为
2.如图甲所示，一轻弹簧的两端与两物块，相连接并静止在光滑的水平面上。现使瞬时获得水平向右的速度，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，已知，下列说法正确的是
A. 物块的质量为 B. 弹簧的最大弹性势能为
C. 和两时刻弹簧的长度相等 D. 从到时刻弹簧由压缩状态恢复原长
3.中国计划在年前实现载人登月。一宇航员在地球的表面上以一定的速度竖直跳起，能跳到的最大高度为，若他在另一星球的表面上以相同的速度竖直跳起，能跳到的最大高度为。地球、星球均视为球体，地球与星球的半径之比为，不考虑两星球自转的影响，则地球与星球的平均密度之比为
A. B. C. D.
4.年是哈尔滨第二次举办亚洲冬季运动会，上一次是在年举办的第三届亚冬会。如图，某滑雪运动员从弧形坡面上滑下沿水平方向飞出后落回到斜面上。若斜面足够长且倾角为。某次训练时，运动员从弧形坡面先后以速度和水平飞出，飞出后在空中的姿势保持不变。不计空气阻力，则( )
A. 运动员先后落在斜面上所用时间之比为
B. 运动员先后落在斜面上位移之比为
C. 运动员先后落在斜面上动能的变化量之比为
D. 运动员先后落在斜面上动量的变化量之比为
5.如图所示，斜面绝缘，侧壁固定有带电体，斜面上的物块通过绝缘细绳跨过斜面顶端的光滑小定滑轮与带电小球连接，系统处于静止状态。现因侧壁绝缘性能变差而引起带电体缓慢漏电未漏完，细绳段仍是倾斜状态，漏电过程中物块保持静止，则此过程中( )
A. 细绳对物块的拉力保持不变
B. 带电体对小球的库仑力逐渐增大
C. 斜面对物块的摩擦力可能一直增大
D. 斜面对物块的摩擦力大小可能先减小后增大
6.如图，有、、三种带正电粒子不计重力分别在电压为的电场中的点静止开始加速。从孔射出，然后射入电压为的平行金属板间的电场中，入射方向与极板平行，在满足带正电粒子能射出平行板电场区域的条件下，则( )
A. 三种粒子在电场中的加速度之比为
B. 三种粒子在电场中的运动轨迹一定不会重合的
C. 三种粒子进入偏转电场时的速度大小之比为
D. 三种粒子从偏转电场出来时动能之比为
7.市场流行的智能手机都内置有加速度传感器，可以进行各种有趣的物理实验。现用某款智能手机进行竖直上抛实验：用手掌托着智能手机，打开加速度传感器，把手机向上抛出，然后又在抛出点接住手机，得到如图所示的加速度随时间变化的图像，图中，，，，已知该款手机的质量为，取重力加速度，空气阻力不计，由此可判断出( )
A. 时间内手机先加速后减速
B. 时间内，手掌对手机的作用力大小为
C. 手机离开手掌后，在空中运动时间为
D. 时间内，手掌对手机的冲量大小为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.一匀强电场的方向平行于平面，平面内三点的位置如图所示，三点的电势分别为。下列说法正确的是( )
A. 电场强度的大小为
B. 坐标原点处的电势为
C. 电子在点的电势能比在点的高
D. 电子从点运动到点，电场力做功为
9.如图所示，水平面上有一质量为的小球与轻弹簧连接，还有质量为、半径为的圆弧形槽，其底部与水平面平滑相切，最初、均静止。一质量为的小球从距槽顶端处自由落下后恰好滑入槽，不计一切摩擦，则( )
A. 球沿槽下滑过程中，槽对球做负功
B. 整个过程中球、球和槽构成的系统动量守恒
C. 球第一次滑至槽最低点过程中，球水平向左位移为
D. 球与弹簧作用后，能够追上槽
10.如图甲所示，长为的两块正对金属板、水平放置，两板接上如图乙所示随时间变化的交变电压，电子流沿中心线从点以初速度射入板间，电子都不会碰到极板，已知电子的质量为，电荷量为，不计电子重力及电子间相互作用。下列说法正确的是( )
A. 两板间距
B. 电子在时刻从点射入时一定从中心线离开电场
C. 电子在时刻从点射入时偏离中心线距离离开电场
D. 电子无论在哪一时刻从点射入，离开电场时的速率一定为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某兴趣小组自制一个电容器并测量其电容。如图所示，他们用两片锡箔纸做电极，用两层电容纸某种绝缘介质将锡箔纸隔开，一起卷成圆柱形，然后接出引线，再密封在塑料瓶当中，电容器便制成了。
为增加该电容器的电容，应当( )
A.锡箔纸面积尽可能大 锡箔纸卷绕得尽可能紧，以减小锡箔纸间的距离
C.增大电容器的充电电压 减小电容器的充电电压
为了测量该电容器电容的大小，该小组采用了如图甲所示的电路进行测量，其中电源电动势电源能提供的最大电压为，内阻不计。该同学先将开关接为电容器充电，经过足够长时间再将开关接，利用传感器记录电容器放电过程，得到放电过程的图像如图乙所示。
已知电流图线与时间轴所围的面积约为个方格，根据以上数据估算，电容器在整个放电过程中释放的电荷量为_______结果保留两位有效数字，该电容器电容的测量结果为_______结果保留两位有效数字。若将图甲中的电阻换成阻值更大的电阻，则电容器开始放电的电流_______填“变大”、“变小”或“不变”，所得的图像与横轴所围的面积_______填“变大”、“变小”或“不变”。
12.某同学采用如图所示的装置进行验证动量守恒定律，并判断实验中两个小球的碰撞是否为弹性碰撞：
若入射小球的质量为，半径为；被碰小球的质量为，半径为，则要求
A. ．
C. ．
以下选项中哪些是本次实验必须注意的事项 。
A.斜槽必须光滑 斜槽末端必须水平
C.入射小球必须从同一高度释放
D.水平槽放上球时，球落点位置必须在斜面上
实验中，经过多次从同一位置由静止释放入射小球，在记录纸上找到了未放被碰小球时，入射小球的平均落点，以及球与球碰撞后，、两球平均落点位置、，并测得它们到抛出点的距离分别为、、。已知、两球的质量分别为、，如果、两球在碰撞过程中动量守恒，则、、、、之间需满足的关系式是： 。
如果、两球的碰撞是弹性碰撞，则、、、、之间需满足的关系式是： 。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波。其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于轴，其电势随的分布如图所示。一质量、电荷量的带负电的粒子从点由静止开始，仅在电场力作用下在轴上做往返运动。忽略粒子的重力等因素，求：
轴左侧电场强度和右侧电场强度的大小之比；
该粒子运动的最大速度；
该粒子运动的周期。
14.有一个可视为质点的小物块，质量为，小物块从光滑平台上的点以的初速度水平抛出，到达点时，恰好沿点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端点的质量为的长木板，如图所示。已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数，圆弧轨道的半径为，点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角。不计空气阻力，取求：
小物块从到所需的时间；
小物块刚到达圆弧轨道末端点时对轨道的压力大小；
要使小物块不滑出长木板，木板的长度至少多大。
15.某游戏公司的设计人员，构想通过电场来控制带电小球的运动轨迹。如图所示，绝缘光滑圆轨道竖直放在水平方向的匀强电场中，一个质量为、电荷量为的小球位于轨道内侧的最高点处。小球由静止释放后沿直线打到图示的点；当给小球一个水平方向的初速度，小球恰能在竖直平面内做完整的圆周运动。小球可视为质点，已知圆轨道的半径为，重力加速度为，。
求匀强电场的电场强度大小；
求小球做圆周运动时，通过点的动能；
撤掉圆轨道，保留圆形轨道的痕迹，将原电场更换为如图所示的交变电场正、负号分别表示与原电场强度方向相同或相反，时刻小球在点由静止释放，欲使小球经过一个周期图中周期未知恰好能运动到最低点，已知时刻小球的位置在圆周上，求所加电场强度大小。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
变小 不变
12.
13.解：由图可知：根据可知，
左侧电场强度：
右侧电场强度：
所以：
粒子运动到原点时速度最大，根据动能定理有：
其中
联立并代入相关数据可得：
由
可得：
设粒子在原点左右两侧运动的时间分别为、，在原点时的速度为，
由运动学公式有：
同理可知：
上一问的结论有：
而周期：
联立以上各式并代入相关数据可得：
14.解：小物块在点的竖直速度为，
又，
解得；
小物块在点时的速度大小，
小物块由到的过程中，由机械能守恒定律得，
小物块在点时，由牛顿第二定律得，
联立，解得，
由牛顿第三定律得，方向竖直向下；
设小物块刚好滑到木板左端且达到共同速度的大小为，滑行过程中，小物块加速度大小为，
长木板的加速度，
小物块与长木板的速度分别为 ， ，
对小物块和木板组成的系统，由能量守恒定律得，
解得，
即木板的长度至少。
15.根据小球由静止沿直线打到点，可知重力和电场力合力的方向沿方向，则有
可得
根据重力和电场力合力方向可知，小球能通过圆轨道等效最高点点位于点左上侧处，如图所示，小球恰能在竖直平面内做完整的圆周运动，重力和电场力的合力大小为
小球在点，有
小球从到过程，由动能定理可得
解得小球通过点的动能为
由题意可知，小球在 周期内做直线运动，在水平方向上，向右运动的位移
周期内电场方向反向，则小球做曲线运动，水平方向上，因为加速度大小相等方向相反，所以向右运动位移仍为； 周期内返回；竖直方向上做自由落体运动，有
由运动的分析可知，要使小球由点运动到最低处点，且小球速度竖直向下时均在圆周上，需 时刻到达最大水平位移处，如图所示
则此时竖直方向下降的距离为
根据几何关系可知，向右运动的最大水平位移为
解得
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