云南省昆明市云南师范大学附属中学2024-2025学年高三上学期期中物理试题

物理试卷 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.每小题选出答案后，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.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。 一、单项选择题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.平行板电容器两极板水平放置，与电源、电阻R及开关S组成如图所示的电路，闭合S电容器充电结束后，将一带电油滴置于两板之间，油滴处于静止状态。下列操作能使油滴向上运动的是（ ） A.断开S，使N板向上移动适当距离 B.断开S，使N板向下移动适当距离 C.保持S闭合，使N板向下移动适当距离 D.保持S闭合，使N板向上移动适当距离 2.如图所示，橡皮艇静止在平静的湖面，质量为m的人以水平速度跳离湖岸后落入橡皮艇中，稳定后人和橡皮艇以的速度沿湖面匀速运动，不计水对橡皮艇的阻力，则橡皮艇的质量为（ ） A. B. C. D. 3.将一小球竖直向上抛出，若小球运动过程中所受空气阻力大小恒定，以向下为正方向，小球动量p随时间t变化的图像如图所示，若时间内图像的斜率为，时间内图像的斜率为，则小球所受空气阻力的大小为（ ） A. B. C. D. 4.如图所示，边长为L、在竖直平面内的正方形abcd内有匀强电场，一质量为m的带电小球（可视为质点）从a点进入该正方形后，仅在重力和电场力作用下沿直线匀速运动到c点，重力加速度为g。则小球从a点运动到c点的过程中，下列说法正确的是（ ） A.电势能增加了 B.电势能减少了 C.电势能增加了 D.电势能减少了 5.如图所示，质量均为m的A、B两物块用轻质弹簧连接放置在倾角为30°的光滑斜面上，B压在固定在斜面底端的挡板上，A、B处于静止状态。现用平行于斜面、大小为mg的恒力F作用于物块A使其从静止开始运动，一段时间后B离开挡板。在B离开挡板以后的运动过程中，对A、B和弹簧组成的系统，下列说法正确的是（ ） A.动量守恒，机械能守恒 B.动量守恒，机械能不守恒 C.动量不守恒，机械能守恒 D.动量不守恒，机械能不守恒 6.如图甲所示，质量相等的物块A、B用粘性炸药粘在一起，使它们获得的速度后沿足够长的粗糙水平地面向前滑动，物块A、B与水平地面之间的动摩擦因数相同，运动时间后炸药瞬间爆炸，A、B分离，爆炸前后物块A的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，图乙中、均为已知量，若粘性炸药质量不计，爆炸前后A、B质量不变。则A、B均停止运动时它们之间的距离为（ ） A. B. C. D. 7.如图所示，M、N两小球（可视为质点）用绝缘细线连接悬挂于O点，两段绝缘细线长度均为L，两小球质量均为m，小球M带电量为，小球N带电量为。现在该空间加上水平向右、电场强度的匀强电场，若小球运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比，最终两小球保持静止状态。不计两小球之间的库仑力作用，则此过程中电场力对M、N两小球组成的系统做的功为（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8.如图所示，处于孤立点电荷电场中的圆上有a、b、c、d、e五个点，O为圆心，ac和bd为圆的两条相互垂直的直径，，已知a点的电场强度指向c点，b点的电场强度指向e点，下列说法正确的是（ ） A.a点的电场强度大于b点的电场强度 B.b点的电场强度大于d点的电场强度 C.a点电势高于c点电势 D.a点电势低于b点电势 9.如图所示，质量为m的点电荷N仅在库仑力作用下绕固定的点电荷M在椭圆轨道上运动，ab为椭圆的长轴，N通过a点时的速率为v，b点到M的距离为a点到M距离的2倍。已知N绕M的运动规律与卫星绕地球做椭圆运动的规律类似。从a到b的过程中，下列说法正确的是（ ） A.电场力对N的冲量大小为0 B.电场力对N的冲量大小为 C.M、N之间的电势能增加了 D.电场力对N做的功为 10.如图所示，滑块P静止在光滑水平面上，P上侧的光滑圆弧面与水平地面相切，将小滑块Q（可视为质点）从光滑圆弧面上距离水平地面高度为h处由静止释放，经时间t后Q滑离P，滑块Q和P质量均为m。则Q沿P下滑过程中，下列说法正确的是（ ） A.P对Q的支持力对Q不做功 B.P对Q的支持力对Q做的功为 C.P对Q的支持力的冲量大小为 D.P对Q的支持力的冲量大小为 三、非选择题：本大题共5小题，共54分。 11.（8分）某同学用如图所示的实验装置做“验证动量守恒定律”的实验。 （1）关于该实验，下列说法正确的是______。 A.斜轨道一定要光滑 B.斜轨道末端需要调成水平 C.入射小球质量应大于被碰小球质量 D.必须测出两小球做平抛运动的竖直高度 （2）该同学用天平测得入射小球质量，被碰小球质量。平均落点如图中A、B、C所示，若O、A、B、C四点在同一直线上，测得O、A之间的距离为，O、B之间的距离为，O、C之间的距离为。 求解下列问题： ①要验证两小球碰撞过程动量是否守恒，需要验证的表达式为______（用上述相关物理量的字母表示） ②若实验中测得，，，，，用p表示碰前两小球的总动量，用表示碰后的总动量，此次实验的相对误差为______，若该计算结果在误差允许范围内可认为两小球组成的系统动量守恒。该同学还想验证此次碰撞是否为弹性碰撞，若碰撞为弹性碰撞，计算与比值的理论值的表达式应为______（用字母和表示，不用代入数据），用实验中测得的数据进行计算，若实验测得的比值与理论值相比偏差不大，说明该碰撞为弹性碰撞。 12.（10分）（1）某同学经过相关学习，知道了弹簧弹力F随其形变量x变化的图像如图1甲所示，还知道该图像与坐标轴围成的面积数值上等于弹簧的弹性势能。由此可得，劲度系数为k的弹簧，形变量为时的弹性势能______。 （2）为了验证此表达式是否正确，他进行了如下实验： ①如图乙所示，将一弹簧悬挂在铁架台上，一指针固定在弹簧下端，刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都沿竖直方向，在弹簧下端挂上质量为0.4kg的钩码，钩码静止时测得弹簧的伸长量为3.92cm，取，则弹簧的劲度系数为______N/m； ②他将弹簧一端固定在气垫导轨左端，气垫导轨调成水平，一光电门固定在气垫导轨上方，如图丙所示； ③将遮光条固定在一小滑块上，用10分度游标卡尺测量遮光条宽度如图丁所示，则遮光条的宽度为______mm； ④测得小滑块的质量（包括遮光条）； ⑤使气垫导轨正常工作，用小滑块将弹簧压短距离后由静止释放，弹簧将小滑块弹出，小滑块离开弹簧一段时间后通过光电门，光电门记录的遮光时间为。则小滑块离开弹簧后获得的动能______J；根据（1）问中得到的表达式，结合前面所得k值可得弹簧的弹性势能______J；（计算结果均保留2位有效数字） ⑥改变弹簧压缩量，多次重复步骤⑤进行验证。 13.（10分）如图所示为摩托车特技表演轨道示意图，AB段为水平平台，BC段为一壕沟，CDE段为位于竖直平面内的圆弧轨道。运动员骑摩托车在AB段加速后从B点水平飞出，越过壕沟后从C点沿切线进入圆弧轨道CDE，圆弧轨道的半径OC与竖直方向的夹角为53°。若B、C两点的竖直高度差为，圆弧轨道CDE的半径，运动员和摩托车总质量为且可视为质点，通过圆弧轨道最低点D时对轨道的压力大小为6400N，取重力加速度，，，不计空气阻力。求： （1）B、C两点间的水平距离； （2）从C到D的过程中，运动员和摩托车克服摩擦力做的功。 14.（12分）如图所示，倾角为30°的光滑固定斜面长度为L，底端固定一与斜面垂直的挡板，物块A、B靠在一起但不粘连，将它们从斜面上某处由静止释放，A、B沿斜面下滑后与挡板发生碰撞，此碰撞可视为如下过程：A与挡板碰撞后瞬间等速率反弹，再与B迎面发生弹性正碰，若A的质量为B质量的倍，且A、B均可视为质点，要使碰撞后B能从斜面顶端滑离斜面，求释放A、B的初始位置到挡板的距离x应满足的条件。 15.（14分）如图所示，xOy平面的第一象限内，的区域内有平行x轴沿x轴负向的匀强电场区域Ⅰ， 的匀强电场区域Ⅰ，的区域内存在平行y轴沿y轴负向的匀强电场区域Ⅱ，区域Ⅰ和区域Ⅱ内的电场强度大小相等。第三象限内有平行xOy平面方向未知的匀强电场。质量为m、带电量为的粒子从区域Ⅰ内的适当位置由静止释放后，能通过坐标原点O。粒子重力不计。 （1）求粒子释放点的坐标应满足的条件； （2）某粒子从O点射入第三象限的电场后，依次通过点和点，且粒子从O到A的时间和从A到B的时间均为。 ①求第三象限内匀强电场的电场强度的大小； ②若规定O点电势为零，求从O到B的过程中，粒子电势能的最大值。 物理参考答案 选择题：共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的给6分，选对但不全的给3分，有选错的给0分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B D A B C C AD BD BD 【解析】 1.断开S后，电容器带电量不变，结合，，可知，当改变板间距离时，两板间电场强度不变，故A、B错误。保持S闭合时，两板间电压恒定，两板间距离减小时，板间电场强度增大，油滴所受电场力增大，将会向上运动，故C错误，D正确。 2.据动量守恒定律可得，解得，故选B。 3.动量对时问的变化率等于小球所受的合外力，可得，，解得，故D正确。 4.小球做匀速运动，可知电场力与重力等大反向，可知电场力做功为，故小球电势能增加了。故选A。 5.离开挡板后，对、和弹簧组成的系统进行受力分析，可知该系统合外力为零，故动量守恒，但因对系统做功，故系统机械能不守恒。故选B。 6.爆炸过程，、组成的系统动量守恒：，由图像可知，解得，爆炸后、减速滑动，由图像可知它们的加速度大小为，爆炸后，对：，对：，最终的距离，解得。 7.对、整体进行受力分析，因两个电荷所受电场力等大方向，可知连接、之间的绳子最终在竖直方向，因，可知、之间的绳子最终偏离竖直方向的夹角为，可得电场力对、系统做的功为。故选C。 8.连结be，与ac交于点，可知点电荷位于点且为负电荷，距离点越近的点场强越大，电势越低，可知A、D正确。 9.因绕的运动规律与卫星绕地球做椭圆运动的规律类似，可知在、两点的速率与这两点到的距离成反比，可得通过点时的速度大小为，因此从到的过程中，电场力对的冲量大小为，故A错误，B正确。对据动能定理可得，故电势能增加了，故C错误，D正确。 10.因物块会滑动，因此对的支持力做功不为零，故A错误。下滑过程中、组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒，设分离时、的速率分别为、，可得，，解得，对，据动能定理可得，解得，故B正确。据动量定理可得如图所示的矢量关系，其中，，，解得，故D正确。 非选择题：本大题共5小题，共54分。 11.（每空2分，共8分） （1）BC （2）① ②2 【解析】（1）只要每次从同一位置由静止释放，即使轨道不光滑，也能使入射小球以相同的速度碰撞被碰小球，故轨道不需要光滑但末端必须调成水平，故A错误，B正确。碰后应使两小球均向前运动，因此应大于，故C正确。因小球平抛的竖直高度相同，水平位移与平拋的初速度成正比，因此不需要测量平拋的竖直高度，故D错误。 （2）②，设碰前的速度为，碰后的速度为，的速度为，若碰撞为弹性碰撞，则有，，则。 12.（每空2分，共10分） （1） （2）①100 ③5.2 ⑤0.17 0.18 【解析】（1）形变量为时，弹簧弹力大小为，计算三角形面积可得。 （2）①。⑤小滑块的速度大小为，小球的动能大小为；弹簧的弹性势能大小。 13.（10分） 解：（1）设摩托车通过点时水平速度为，竖直速度为，据平抛运动的规律可得 ① ② ③ ④ 解得 ⑤ （2）从到，据动能定理可得 ⑥ ⑦ 在点，据牛顿第二定律可得 ⑧ 解得 ⑨ 评分标准：本题共10分。正确得出⑥式给2分，其余各式各给1分。 14.（12分） 解：设的质量为，的质量为。、沿斜面下滑过程，据动能定理可得 ① 、发生弹性碰撞 ② ③ 碰后对，据动能定理可得 ④ 据题意 ⑤ 解得 ⑥ 评分标准：本题共12分。正确得出①～⑥式各给2分。 15.（14分） 解：（1）设释放点坐标为，可得在区域Ⅰ中，据动能定理可得 ① 在区域Ⅱ中，粒子做类平拋运动 ② ③ ④ 解得 ⑤ （2）①由已知条件可知，OA的长度为，AB的长度为，。设的方向与OA的夹角为，由运动学相关规律可得 ⑥ ⑦ 解得 ⑧ ⑨ 解得 ⑩ ②粒子动能最小时电势能最大，设粒子通过点时平行方向的分速度大小为，垂直方向的分速度大小为，由能量关系可得粒子的最大电势能 ⑪ 从到，由运动学规律可得 ⑫ 解得 评分标准：本题共14分。正确得出⑪式给2分，其余各式各给1分。 学科网（北京）股份有限公司 $$