广东省汕头某校2024-2025高三上学期第四次月考物理试题

2024-2025学年度高三级校内质检(四) 物理 一、单选题（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，只有一项是符合题目要求） 1．下列说法中正确的是（　　） A．电场强度是描述电场的力的性质的物理量，它与放入电荷的性质有关 B．在真空中以点电荷Q为圆心，r为半径的球面上各处场强相等 C．这公式对任何静电场都成立 D．点电荷在电场中受到的电场力的大小、方向，只和电场以及点电荷所带的电量大小有关 2．北京时间2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，顺利并成功将太空出差三人组送入太空，并顺利与天和核心舱交会对接，核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的，地球表面的重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．核心舱在轨道上飞行的周期小于 B．核心舱在轨道上飞行的速度大于 C．核心舱进入轨道后加速度大小为 D．宇宙飞船和核心舱在同一轨道运动时，可以点火加速与核心舱对接 3．如图所示，一个质量为M的木箱静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m的小木块．现使木箱获得一个向左的初速度v0，则（　　） A．小木块和木箱最终将静止 B．木箱速度减为的过程，小木块受到的水平冲量大小为Mv0 C．最终小木块速度为，方向向左 D．木箱和小木块组成的系统机械能守恒 4．如图所示，某次训练时将乒乓球发球机置于地面上方某一合适位置，正对竖直墙面水平发射乒乓球。现有两个质量相同乒乓球a和b以不同速度水平射出，碰到墙面时下落的高度之比为9：16，不计阻力，则乒乓球a和b（　　） A．初速度之比为3：4 B．重力对两乒乓球的冲量大小之比为9：16 C．从射出到碰到墙面时重力做功的平均功率之比为3：4 D．碰到墙面时重力的瞬时功率之比为9：16 5．图为某游客荡秋千的示意图，两摆绳长均为、与水平横梁的夹角均为。某时刻，两摆绳与竖直方向的夹角为（，游客速度大小为）时，该游客脚部的拖鞋以大小为的速度瞬间脱落。已知重力加速度为，忽略空气阻力和绳重，该游客可视为质点，则（    ） A．拖鞋脱落后运动的最小速度为 B．拖鞋脱落前、后瞬时，加速度相同 C．拖鞋脱落后运动的最高点比游客运动的最高点要高 D．拖鞋脱落后至落地期间，相同时间内的动量变化量始终不变 6．如图所示，、两端距离为的水平传送带以速度逆时针运转，将小石墨块轻放在传送带右端，当石墨块从左端离开传送带时，传送带上留下了长度为的痕迹，不计绕过传动轮的传送带长度，下列说法正确的是（　　） A．增大传送带速度，划痕长度一定变长 B．增加传送带的长度，划痕长度一定会变长 C．减小石墨块与传送带间的动摩擦因数，划痕长度可能会减小 D．一定条件下可使 7．空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，电荷量大小相等，其中P处为正电荷。P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，相邻等势面间电势差相等，a、b、c、d为电场中的4个点。下列说法正确的是（　　） A．a点电场强度大于b点电场强度 B．c、d两点电场强度大小相等、方向相反 C．一负电荷在a点处电势能大于在b点处电势能 D．从a到b移动单位正电荷，沿移动和沿ab连线移动，电场力做功相等 2、 多选题（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，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8．如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动。ON与水平面的夹角为，重力加速度为g，且mg=qE，则（　　） A．电场方向竖直向上 B．小球运动的加速度大小为g C．小球上升的最大高度为 D．若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为 9．如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小球，电梯中有质量为50kg的乘客，在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量始终是电梯静止时的四分之三，已知重力加速度g=10m/s2，由此可判断（　　） A．电梯可能加速下降，加速度大小为5m/s2 B．电梯可能减速上升，加速度大小为2.5m/s2 C．乘客处于失重状态 D．乘客对电梯地板的压力为425N 10．空间存在一电场，电场方向平行于轴，电场中沿轴各处的电势如图所示，一个带电粒子仅在电场力作用 下沿轴做周期性运动。若粒子的质量为、电荷量大小为，其在点的能量（包括电势能和动能）为。 下列说法正确的是（　　） A．粒子带正电 B．点左侧区域为匀强电场且电场强度的大小为 C．粒子在运动过程中到 点的最远距离为 D．粒子在运动过程中的最大速度大小为 3、 实验题（每空2分，共16分） 11．为了验证小球在竖直平面内摆动过程的机械能是否守恒，利用如图（a）装置，不可伸长的轻绳一端系住一小球，另一端连接力传感器，小球质量为m，球心到悬挂点的距离为L，小球释放的位置到最低点的高度差为h，实验记录轻绳拉力大小随时间的变化如图（b），其中Fm是实验中测得的最大拉力值，重力加速度为g，请回答以下问题： (1)小球第一次运动至最低点的过程，重力势能的减少量△Ep= ，动能的增加量△Ek= 。（均用题中所给字母表示） (2)观察图（b）中拉力峰值随时间变化规律，试分析造成这一结果的主要原因： 。 (3)为减小实验误差，实验时应选用密度 （选填“较大”或“较小”）的小球。 12．某同学用气垫导轨装置验证动量守恒定律，如图所示。其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连。两个滑块A、B（包含挡光片）质量分别为、，当它们通过光电门时，计时器可测得挡光片被遮挡的时间。    （1）先调节气垫导轨水平，轻推一下B，直到它通过光电门G1的时间 （填“大于”、“等于”、“小于”）它通过光电门G2的时间； （2）将B静置于两光电门之间，将A置于光电门G1右侧，用手轻推一下A，使其向左运动，与B发生碰撞，为了使A碰后不返回，则 。（填“>”、“=”或“<”）； （3）在上述前提下，光电门G1记录的挡光时间为，滑块B、A先后通过光电门时，G2记录的挡光时间分别为、，已知两挡光片宽度相同，若、、、、满足 （写出关系式，用、、、、表示）则可验证动量守恒定律；若、、还满足另一个关系式 ，（用、、表示）则说明A、B发生的是弹性碰撞。 四、解答题 13．（10分）如图所示，甲、乙两船的总质量（包括船、人和货物）分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为、，为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度。（不计水的阻力） 14．（12分）如图，AB是长L＝lm的绝缘水平面，BD段为半径R＝0.2m的绝缘光滑半圆轨道，两段轨道相切于B点，轨道AB处于在竖直向下的匀强电场中，场强大小E＝4.0×102V/m． 一质量为m＝2.0×10－2kg，所带电荷量q＝＋5.0×10－4C的小球，以v0＝4.0m/s的速度从A点沿水平轨道向右运动，进入半圆轨道后， 恰能通过最高点D，g取10m/s2（小球可视为质点，整个运动过程无电荷转移），求： （1）滑块通过D点时的速度大小； （2）滑块在B点时，滑块对轨道压力大小； （3）轨道AB与小球的动摩擦因数． 15．（16分）如图所示，以v = 4m/s的速度顺时针匀速转动的水平传送带，左端与粗糙的弧形轨道平滑对接，右端与光滑水平面平滑对接。水平面上有位于同一直线上、处于静止状态的4个相同小球，小球的质量m0 = 0.3kg。质量m = 0.1kg的物体从轨道上高处P静止开始下滑，滑到传送带上的A点时速度大小v0 = 6m/s。物体和传送带之间的动摩擦因数μ = 0.5，传送带AB之间的距离L = 3.0m。物体与小球、小球与小球之间发生的都是弹性正碰，重力加速度g = 10m/s2。 （1）求物体第一次与小球碰撞时的速度； （2）求物体第一次与小球碰撞后，在传送带上向左滑行的最大距离； （3）求物体第一次与小球碰撞后的整个过程，物体与传送带间产生的摩擦热。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 质检四参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A C C D D D BD BC AD 1．C 【难度】0.94 【详解】A．电场强度是描述电场的力的性质的物理量，它与放入电荷的性质无关，A错误； B．在真空中以点电荷Q为圆心，r为半径的球面上各处场强大小相等，方向不同，B错误； C．场强的定义式对任何静电场都成立，C正确； D．电场力的方向与电性也有关，正电荷与该点电场强度的方向相同，负电荷则相反，D错误。 故选C。 2．A 【难度】0.65 【详解】A．根据牛顿第二定律万有引力提供向心力 解得 可知轨道半径越大周期越大，则其周期比同步卫星的周期小，小于，故A正确； B．第一宇宙速度是最大的环绕速度，核心舱在轨道上飞行的速度小于，故B错误； C．根据万有引力定律有 ， 解得 故C错误； D．宇宙飞船和核心舱在同一轨道运动时，点火加速会做离心运动，故D错误。 故选A。 3．C 【难度】0.65 【详解】ACD．由于木箱在光滑水平面上，小木块与木箱之间的摩擦力是木箱和小木块组成的系统的内力，给木箱一个向左的初速度，系统满足动量守恒定律，小木块和木箱最终将以相同的速度运动，根据动量守恒定律 最终速度 由于木箱底板粗糙，小木块在木箱内相对于木箱滑动，摩擦产生热量，所以木箱和小木块组成的系统机械能不守恒，故C正确，AD错误； B．当木箱速度减小为时，木箱动量减少了Mv0，根据动量守恒定律，小木块的动量将增加Mv0，根据动量定理，木箱对小木块作用力的冲量大小为Mv0，故B错误。 故选C。 4．C 【难度】0.65 【详解】A．乒乓球做平抛运动，根据 可得乒乓球碰墙前运动时间之比为3：4，又因为水平位移相等，根据 可得乒乓球a和b初速度之比为4：3，故A错误； B．根据冲量的定义 可得重力对两乒乓球的冲量大小之比为3：4，故B错误； C．根据平均功率 重力做功 可知重力做功的平均功率之比为3：4，故C正确； D．根据瞬时功率公式 为F与v方向的夹角，即乒乓球碰到墙面时重力的瞬时功率 可得碰到墙面时重力的瞬时功率之比为3：4，故D错误。 故选C。 5．D 【难度】0.65 【详解】A．设拖鞋脱落瞬时，两摆绳所在平面与竖直面的夹角为，由题分析可知。拖鞋脱落后运动的最小速度为，A错误； B．拖鞋脱落前、后瞬时，加速度方向不同，B错误； C．拖鞋脱落后运动的高度 游客运动的最大高度满足 C错误； D．拖鞋脱落后至落地期间，拖鞋仅受重力作用，相同时间内的动量变化量 始终不变，D正确。 故选D。 6．D 【难度】0.65 【详解】AD．若石墨块到达时速度小于，说明石墨块一直做匀加速直线运动，加速度大小为 所用时间为 则划痕长度为 若，可得 说明在石墨块到达端前划痕前端就追上石墨块，划痕长度为，之后的划痕与原来划痕重叠，增大传送带速度，划痕长度保持不变，A错误，D正确； B．若石墨块到达端前速度已经等于，则有 则划痕长度为 可知增加传送带的长度，划痕长度保持不变，B错误； C．若石墨块到达端前速度已经等于，划痕长度为 若石墨块到达时速度小于，划痕长度为 （当时，） 可知减小石墨块与传送带间的动摩擦因数，划痕长度会变长或者不变，C错误； 故选D。 7．D 【难度】0.65 【详解】A．等势面越密集，电场强度越大，a点电场强度小于b点电场强度，故A错误； B．由等势面可知，P、Q为等量异种电荷，故c、d两点电场强度均垂直cd等势面向右，电场强度大小相等、方向相同，故B错误； C．由P为正电荷、Q为负电荷可知，a点电势高于b点电势，故负电荷在a点电势能小于在b点电势能，故C错误； D．电场力为保守力，做功与路径无关，从a到b移动单位正电荷，沿移动和沿ab连线移动，电场力做功相等，故D正确。 故选D。 8．BD 【难度】0.65 【详解】AB．小球做匀变速直线运动，合力应与速度在同一直线上，即在ON直线上，因 所以电场力Eq与重力关于ON对称，根据数学知识得：电场力qE与水平方向的夹角应为，受力情况如图所示 合力沿ON方向向下，大小为mg，所以加速度为g，方向沿ON向下，故A错误，B正确； C．小球做匀减速直线运动，由运动学公式可得最大位移为 则最大高度为 故C错误； D．若小球在初始位置的电势能为零，在减速运动至速度为零的过程中，小球克服电场力做功和克服重力做功是相等的，由能量的转化与守恒可知，小球的初动能一半转化为电势能，一半转化为重力势能，初动能为，小球的最大电势能为，故D正确。 故选BD。 9．BC 【难度】0.65 【详解】ABC．电梯静止不动时，小球受力平衡，有 mg=kx 电梯运行时弹簧的伸长量变为静止时的四分之三，说明弹力变小了，根据牛顿第二定律，有 mg－kx=ma 即 a=2.5m/s2 加速度向下，电梯可能加速下降或减速上升，乘客处于失重状态，故A错误，BC正确； D．以乘客为研究对象，根据牛顿第二定律可得 m′g－FN=m′a 乘客对地板的压力大小为 FN=m′g－m′a=（500－50×2.5）N=375N 故D错误。 故选BC。 10．AD 【难度】0.65 【详解】A．沿着电场的方向电势降低，则由图可知，在纵轴的左侧电场沿着轴的正方向，在纵轴的右侧电场沿着轴的负方向，要使带电粒子沿着轴做周期性运动，粒子只能带正电，故A正确； B．在图像中，图像的斜率在数量上等于电场强度；点左侧区域内，图像是倾斜的直线，说明电场是匀强电场。根据电场强度和电势差之间的关系可得电场强度的大小为 故B错误； C．根据能量守恒定律，粒子速度为0的位置的电势能为，则该处电势为；根据图像可知，该处的坐标为，即粒子能运动到的最远距离为，故C错误； D．根据图像可知，粒子的电势能最小为零，此时动能最大，速度最大，则有 解得 故D正确。 故选AD。 11． mgh 空气阻力做负功，机械能有损失 较大 【难度】0.65 【详解】(1)[1]小球第一次摆动至最低点的过程，重心下降了h，则重力势能的减少量为 [2]小球第一次摆动至最低点，初速度为零，最低点速度为，由牛顿第二定律有 而动能的增加量为 联立解得 (2)[3]根据图像可知小球做周期性的摆动每次经过最低点时拉力最大，而最大拉力逐渐变小，说明经过最低点的最大速度逐渐变小，则主要原因空气阻力做负功，导致机械能有损失； (3)[4]为了减小因空气阻力带来的误差，应选择密度大体积小的球进行实验。 12． 等于 > 【难度】0.65 【详解】（1）[1]轻推一下B，直到它通过光电门G1的时间等于它通过光电门G2的时间，则说明滑块做匀速直线运动，气垫导轨已经调节水平。 （2）[2]根据弹性碰撞的“动碰静”的碰撞后的速度通项公式可知，要想“动”的物体碰撞“静”的物体不返回，必须“动”的物体的质量大于“静”物体的质量，即。 （3）[3]设挡光片宽度为，滑块A经过光电门G1的速度为 滑块A经过光电门G2的速度为 滑块B经过光电门G2的速度为 根据动量守恒可得 整理得 [4]若为弹性碰撞，则有 联立解得 则有 可得 13．4v0 【难度】0.65 【详解】设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为，抛出货物后船的速度为，甲船上的人接到货物后船的速度为，先选乙船、人和货物为研究系统，由动量守恒定律得 再选甲船、人和货物为研究系统，由动量守恒定律得 为避免两船相撞应满足 联立得 14．（1）m/s ；（2）1.2N （3）0.15N 【难度】0.65 【分析】本题考查动量守恒定律和能量守恒定律的应用。 【详解】（1）由题可知，小球恰能通过最高点D，此时重力提供向心力，则由向心力公式： 解得： （2）从B到D由动能定理可知： 解得： 在B点，由重力和支持力的合力提供向心力，则有： 解得： 所以轨道对小球的支持力为1.2N。 （3）由题可知，小球在AB段做匀减速运动，由受力分析可知： 解得： 15．（1）4m/s；（2）0.4m；（4）3J 【难度】0.4 【详解】（1）物体滑上传送带后，在滑动摩擦力的作用下匀减速运动，加速度大小 减速至与传送带速度相等时所用的时间 匀减速运动的位移 故物体与小球1碰撞前的速度v = 4m/s。 （2）物体与小球1发生弹性正碰，设物体反弹回来的速度大小为v1，小球1被撞后的速度大小为u1，由动量守恒和能量守恒定律得 解得 物体被反弹回来后，在传送带上向左运动过程中，由运动学公式得 解得 s = 0.4m （3）由于小球质量相等，且发生的都是弹性正碰，它们之间将进行速度交换。物体第一次返回还没到传送带左端速度就减小为零，接下来将再次向右做匀加速运动，直到速度增加到v1，再跟小球1发生弹性正碰，同理可得，第二次碰后，物体和小球的速度大小分别为 ， 以此类推，物体与小球1经过n次碰撞后，物体和小球的速度大小分别为 ， 由于总共有4个小球，可知物体与第1个小球一共可以发生4次碰撞，则物体最终的速度大小为 物体第一次与小球1碰撞后的整个过程，在传送带上相对传送带的路程 故物体与传送带间产生的摩擦热 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$