内容正文:
2025-2026学年江苏省南通市启东市高三(上)期中物理试卷
一、单选题:本大题共10小题,共40分。
1. 如图所示是单摆做阻尼振动的位移—时间图像,下列说法正确的是( )
A. P点动能小于N点动能 B. P点动能等于N点动能
C. P点势能小于N点势能 D. P点势能等于N点势能
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知,单摆的振幅逐渐减小,机械能不守恒(减小),又P和N相对平衡位置的位移大小相等,说明P和N是等高的两个点,故重力势能相同,但因为摆球先通过P点,后通过N点,则P点动能大于N点动能。
故选D。
2. 如图所示,导体棒原来不带电,现将一个带正电的点电荷放在棒左侧的水平中心轴线上。当棒达到静电平衡后,棒上感应电荷在棒中点处产生的电场强度( )
A. 方向水平向左 B. 方向水平向右
C. 大小为零 D. 大小与点电荷无关
【答案】A
【解析】
【详解】AB.导体达到静电平衡后,内部任意位置的合场强为零。带正电的点电荷在O点产生的电场方向水平向右,因此感应电荷的电场必须与它等大反向,即方向水平向左。故A正确,B错误;
CD.感应电荷电场大小等于点电荷在O点的场强大小,大小不为零,且与点电荷的电荷量、O到点电荷的距离有关。故CD错误。
故选 A。
3. 某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”,下列有关实验的操作与分析正确的是( )
A. 铅垂线的作用是确保斜槽末端水平
B. 不需要用天平测出两个小球的质量
C. 两碰撞小球的直径须相等
D. 斜槽和水平槽都必须光滑
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验装置中的铅垂线的主要作用是确定斜槽末端在白纸上的投影位置,故A错误;
B.需要用天平测出两球质量、,才能通过表达式确定碰撞过程动量是否守恒,故B错误;
C.两碰撞小球的直径必须相等,才能保证两球正碰,选项C正确;
D.只要保证小球每次都从斜槽轨道上同一位置释放即可,斜槽轨道不需要尽量光滑,故D错误。
故选C。
4. 把水平直导线放置在一小磁针的正上方:导线未通电时,导线和小磁针方向如图所示,当导线中通以由南向北方向的电流时,则小磁针静止时N极指向( )
A. 西偏北方向 B. 东偏北方向 C. 西偏南方向 D. 东偏南方向
【答案】A
【解析】
【详解】导线未通电时,小磁针静止时N极指向北,通以由南向北方向的电流时, 水平直导线放置在小磁针的正上方,则小磁针处电流磁场的方向由东向西,合成后向西偏北。
故选A。
5. 如图所示,和为定值电阻,C为电容器,R为光敏电阻,其电阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关S,稳定后用光照射光敏电阻R时( )
A. 电流表的示数不变 B. 电流表的示数减小 C. 电容器在充电 D. 电容器在放电
【答案】D
【解析】
【详解】AB.用光照射光敏电阻时,减小,与的并联等效电阻减小,电路总电阻减小,由闭合电路欧姆定律有,所以干路电流增大,电流表示数增大,故AB错误;
CD.电容器两端电压等于并联部分电压,由电路关系有
光照后增大,、、不变,所以减小;又由可知电容器所带电荷量减小,因此电容器在放电,故C错误,D正确。
故选D。
6. 一台电梯向上运行,其图像如图所示,图中、为已知量,时间内电梯的位移已知为h。下列物理量中不能求出的是( )
A. 匀速运动的时间 B. 匀加速运动的时间
C. 时间内的平均速度 D. 匀加速运动的平均速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.设匀加速、匀速、匀减速运动时间分别为、、,由题意有
由图像面积表示位移有
整理得
解得匀速运动时间,故A错误;
B.由上述关系只能求出匀加速和匀减速的总时间,图中未给出加速段和减速段斜率或时间关系,不能单独求出匀加速运动的时间,故B正确;
C.时间内的位移为,平均速度为,故C错误;
D.匀加速阶段速度由均匀增大到,其平均速度为,故D错误。
故选B。
7. 如图所示,物块在力F作用下作匀速直线运动,力F与水平方向的夹角为,下列说法正确的是( )
A. 当减小时,地面对物块的作用力方向不变
B. 当减小时,地面对物块的作用力大小减小
C. 当F减小时,地面对物块的作用力方向变化
D. 当F减小时,地面对物块的作用力大小减小
【答案】A
【解析】
【详解】AC.物块相对地面滑动,由滑动摩擦力公式有
设地面对物块的合力与竖直方向夹角为,则由几何关系有
由于不变,所以地面对物块的作用力方向不随或改变而改变,故A正确,C错误;
BD.地面对物块作用力大小为
当减小时,物块仍匀速运动,水平方向有,竖直方向有
联立可得
当减小时,减小,增大,所以地面对物块的作用力大小增大,故B错误;
当减小时,由竖直方向平衡条件有,增大,所以地面对物块的作用力大小增大,故D错误。
故选A。
8. 如图甲,A、B是某电场中同一条电场线上的两点,一个负电荷从A点由静止释放,仅在静电力的作用下从A点运动到B点,其运动的图像如图乙所示,则( )
A. 该电场为匀强电场 B. 该电场为正点电荷的电场
C. A点电势低于B点电势 D. 该电荷的电势能逐渐增加
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像斜率表示加速度可知,电荷运动过程中加速度逐渐减小,由和可知电场强度逐渐减小,因此该电场不是匀强电场,故A错误;
B.由乙图可知负电荷加速度越来越小,说明其受到的电场力越来越小,如果该电场是正点电荷的电场则负电荷越靠近正点电荷受到的力越大,所以这一定不是正点电荷,故B错误;
C.负电荷从静止由A运动到B并加速,说明其所受电场力方向由A指向B。负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反,所以电场线方向由B指向A。沿电场线方向电势降低,因此A点电势低于B点电势,故C正确;
D.电荷由A到B速度增大,动能增加,静电力做正功,由电场力做功与电势能变化关系可知电势能逐渐减小,故D错误。
故选C。
9. 如图所示,三个点电荷分别固定在等边三角形的顶点A、B、C上,M、N、L点分别为三条边的中点。已知M点的场强方向与BC边垂直,N点的场强方向与BC边平行,A处点电荷的电荷量为,则( )
A. B、C两点处的点电荷为等量异种电荷
B. C点处点电荷电荷量的绝对值等于q
C. 一负电荷在N点的电势能比在L点的大
D. 将A处点电荷沿MA连线远离BC边,M点的电势降低
【答案】D
【解析】
【详解】设等边三角形边长为,、处电荷量分别为、。
A.在点,处正电荷产生的场强沿方向向下,、处电荷在点产生的场强均沿方向。已知点合场强与边垂直,则、处电荷在点的水平场强应相互抵消,所以有,即二者为等量同种电荷,故A错误;
B.设。在点,合场强与边平行,说明竖直方向合场强为零。由几何关系可知,。
处电荷在点产生场强的竖直分量大小为,方向向下;
处电荷在点产生场强的竖直分量大小为;
处电荷在点产生场强的竖直分量大小为。
要使点竖直方向合场强为零,、处电荷应为正电荷,且有
代入得
解得,所以点处电荷量的绝对值不等于,故B错误;
C.由于、处为等量同种电荷,且、关于对称,处电荷也在对称轴上,所以点和点电势相等。负电荷在两点的电势能也相等,故C错误;
D.、处电荷固定不变,它们在点的电势不变。将处正电荷沿连线远离边时,到的距离增大,由可知,处电荷在点产生的电势降低,因此点总电势降低,故D正确。
故选D。
10. 如图所示,一轻质弹簧左端与墙壁连接,右端连接在物块上,物块放在粗糙的水平地面上。现把物块拉到A点由静止释放,运动到B点时速度刚好为零,O点是AB的中点。已知物块在A点时弹簧的伸长量是在B点时的三倍,弹簧始终处在弹性限度内。则物块( )
A. 运动到O点两侧对称位置时动能不相等 B. 运动到O点时动能最大
C. 在A、B之间作阻尼振动 D. 在A、B之间不停地做简谐运动
【答案】B
【解析】
【详解】AB.设物块在B点时弹簧伸长量为,则在A点时弹簧伸长量为,所以O点处弹簧伸长量为
物块从A运动到B过程中,初、末速度均为零,由动能定理有
解得滑动摩擦力大小为
物块从A向B运动时,弹簧弹力向左,摩擦力向右。
当速度最大时加速度为零,即合力为零,有
代入得,恰为O点对应的弹簧伸长量,所以物块运动到O点时动能最大,故B正确;
设物块在O点两侧对称位置的伸长量分别为和。从A点到这两点,由动能定理可知动能均为,所以两侧对称位置动能相等,故A错误;
CD.物块到达B点时速度为零,此时弹簧弹力大小为,小于最大静摩擦力可达到的范围,物块可静止在B点,不会在A、B之间作阻尼振动,也不会不停地做简谐运动,故C、D错误。
故选B。
二、实验题:本大题共1小题,共15分。
11. 实验小组做“伏安法测定导体的电阻”实验,实验室提供的器材有:待测金属丝、电池组(电动势3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0﹣10Ω,额定电流2A)、开关、导线若干。
(1)实验要求被测电阻两端的电压从0开始连续增大,应选用图1中___________图所示的电路图。
(2)图2是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,请根据题(1)所选的电路图,用笔画线代替导线把电路连接完整___________。
(3)实验小组进行实验测量,记录数据如表:
次数
U/V
I/A
1
0.10
0.02
2
0.30
0.06
3
0.70
0.16
4
1.00
0.22
5
1.50
0.34
6
1.70
0.46
7
2.30
0.52
实验小组在坐标纸上作U﹣I图像,如图3所示。图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请你在图中标出第3、5、6次测量数据的坐标点,并描绘出U﹣I图线___________。由图线得到金属丝的阻值Rx=___________Ω(保留两位有效数字)。
(4)实验中产生误差的主要原因是___________。
(5)按本实验所选用的电路做实验时,将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端,随滑片P移动距离x的增加,被测电阻Rx两端的电压U也随之增加(U不超过电表量程),下列反映U﹣x关系的示意图中可能正确的___________。
A. B. C.
【答案】(1)甲 (2)
(3) ①. 4.5 ②.
(4)电压表有分流作用
(5)A
【解析】
【小问1详解】
实验要求被测电阻两端的电压从0开始连续增大,滑动变阻器采用分压式接法,则应选用图1中甲电路图。
【小问2详解】
根据选择的电路图连接实物图如下
【小问3详解】
在坐标系中描出第3、5、6次测量数据的坐标点,用直线连接各点,使大部分点落在直线上,未落在直线上的点均匀分布在直线两侧,远离的点舍去,作出图像如下
由图像斜率可知
【小问4详解】
产生误差的主要原因是电压表与待测电阻并联,电压表有分流作用,电流测量值偏大。
【小问5详解】
被测电阻两端的电压U随滑片P移动距离x的增加而增加,但这种增加不是线性的,因为滑动变阻器的电阻变化不是线性的。因此,正确的U﹣x关系示意图应该是曲线,且随着x的增加,U的增加速度加快。
故选A。
三、计算题:本大题共4小题,共45分。
12. 位于水面上O点的波源上下振动,形成在水面上传播的简谐横波,波面为圆。波源从平衡位置向上起振,某时刻,第一象限内第一次出现如图甲所示的波面分布,其中实线表示波峰,虚线表示相邻的波谷,以该时刻为计时起点,坐标处A质点的振动图像如图乙所示,z轴正方向垂直水面向上,假设图甲中所示水面上各点的振幅均相等。求:
(1)该波在水面上传播的速度大小;
(2)写出坐标处B质点做简谐运动的位移z随时间t变化的关系式。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,相邻两个波峰和波谷间的距离为1m,故该波波长
由图乙可知,该波周期
则波速
【小问2详解】
时刻,质点A第一次出现在波峰,则质点A已经振动了
波从质点A向前传播的距离为
则B质点刚好起振,其振动方程为
13. 如图所示,在xOy平面内存在以O点为圆心的圆形磁场,磁感应强度大小为B,磁场方向垂直于平面向内。一带正电的粒子从点射入磁场,速度方向与x轴正方向的夹角。在该粒子从点射出磁场的瞬间撤去磁场,同时在xOy平面内的某点放置一点电荷,该粒子刚好围绕点电荷沿半长轴为a的椭圆轨道运动。已知带电粒子的电荷量为,质量为m,点电荷的电量为Q,忽略粒子重力及磁场边缘效应。静电力常量为,求:
(1)粒子射入磁场的速度大小v和在磁场中运动的时间t;
(2)粒子做椭圆运动的周期T。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
带电粒子在磁场中运动时,洛伦兹力提供向心力,可得;
根据几何关系,可知粒子的轨迹如下图所示:
由圆周运动的对称性,结合几何关系,可得到粒子轨迹半径为
结合轨迹半径可得到粒子的速度
根据圆周运动特点,结合粒子的速度,可得到粒子在磁场中运动的时间
解得;
【小问2详解】
若带电粒子在场源电荷的作用下,做圆周运动,则库仑力与圆周运动的半径与周期满足,
解得,
由题意可知,粒子在场源电荷的作用下,做椭圆运动,根据开普勒第三定律,可得到圆周运动与椭圆运动的周期满足
结合圆周运动的周期,可得到椭圆运动周期为
14. 如图所示,质量为的A球从高度为H处由静止开始沿曲面下滑至水平面球始终没脱离曲面,曲面与水平面平滑连接,刚到达曲面底部时对曲面的压力大小为。A球与静止在水平面上质量为的B球发生弹性正碰,两球直径大小相同,碰撞时间极短。不计一切摩擦,水平面足够长,重力加速度大小为g。
(1)求曲面底部的曲率半径;
(2)若,求两球发生第一次碰撞后各自的速度大小、;
(3)若,求两球碰撞的次数。
【答案】(1)2H (2),
(3)2次
【解析】
【小问1详解】
依据图中A球从左侧高度为处沿光滑曲面下滑到水平面,曲面与水平面平滑连接,A球刚到曲面底部时速度沿水平方向。
A球下滑过程机械能守恒,有
解得曲面底部速度大小为
在曲面底部,曲面对A球的支持力竖直向上,重力竖直向下,合力提供向心力。
由题意及牛顿第三定律可知支持力大小为
由牛顿第二定律有
代入得
解得曲面底部的曲率半径为
【小问2详解】
取A球刚到达曲面底部后向右运动的方向为正方向,第一次碰撞前A球速度为,B球静止。两球发生弹性正碰,碰撞时间极短,水平方向动量守恒,机械能守恒。
由动量守恒有
由机械能守恒有
联立解得,
因为,第一次碰撞后A、B均向右运动,所以速度大小分别为,
【小问3详解】
当时,第一次碰撞后A球速度为,B球速度为
第一次碰撞后A球向左返回曲面,沿曲面上升后又滑回水平面。由于曲面光滑,A球再次到达底部时速度大小仍为,方向向右。
此时B球一直向右做匀速直线运动,速度大小为。因为,所以A球能追上B球,发生第二次碰撞。
第二次碰撞前有,。弹性正碰后,A球速度为
代入得
B球速度为
代入得
第二次碰撞后A、B均向右运动,且,B球在前且速度更大,之后不会再相碰。
因此两球碰撞的次数为次。
15. 如图所示,在xOy平面内、有沿y轴负方向的匀强电场图中未画出,电场强度大小为E。由O点斜射出一质量为m、带电荷量为的粒子,A、B、C是粒子运动轨迹上的三个点。其中为常数,不计粒子重力。
(1)求粒子从O点运动到C点过程中粒子动能的变化量;
(2)求粒子从O点射出时速度的x轴分量;
(3)沿OC方向放置一足够长的绝缘斜面,增大初速度大小沿原方向再次射出粒子,粒子落在斜面上的 点,求粒子再次射出时的初速度大小与第一次的比值k。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子从点运动到点时,沿电场方向的位移为,由动能定理得
【小问2详解】
设粒子初速度在轴方向的分量为,沿轴负方向的加速度大小为
粒子在轴方向做匀速直线运动,经过点和点的时间分别为,
在点,竖直方向有
代入和
整理得
在点,竖直方向有
代入,和
整理得
解得
【小问3详解】
设第一次、第二次发射的初速度大小分别为,,共同抛射角为,对于初速度大小为的运动,水平方向有
竖直方向有
消去,得轨迹方程
第一次经过点,代入轨迹方程得
第二次经过点,代入轨迹方程得
比较两式可得
两次初速度均为正,故
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2025-2026学年江苏省南通市启东市高三(上)期中物理试卷
一、单选题:本大题共10小题,共40分。
1. 如图所示是单摆做阻尼振动的位移—时间图像,下列说法正确的是( )
A. P点动能小于N点动能 B. P点动能等于N点动能
C. P点势能小于N点势能 D. P点势能等于N点势能
2. 如图所示,导体棒原来不带电,现将一个带正电的点电荷放在棒左侧的水平中心轴线上。当棒达到静电平衡后,棒上感应电荷在棒中点处产生的电场强度( )
A. 方向水平向左 B. 方向水平向右
C. 大小为零 D. 大小与点电荷无关
3. 某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”,下列有关实验的操作与分析正确的是( )
A. 铅垂线的作用是确保斜槽末端水平
B. 不需要用天平测出两个小球的质量
C. 两碰撞小球的直径须相等
D. 斜槽和水平槽都必须光滑
4. 把水平直导线放置在一小磁针的正上方:导线未通电时,导线和小磁针方向如图所示,当导线中通以由南向北方向的电流时,则小磁针静止时N极指向( )
A. 西偏北方向 B. 东偏北方向 C. 西偏南方向 D. 东偏南方向
5. 如图所示,和为定值电阻,C为电容器,R为光敏电阻,其电阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关S,稳定后用光照射光敏电阻R时( )
A. 电流表的示数不变 B. 电流表的示数减小 C. 电容器在充电 D. 电容器在放电
6. 一台电梯向上运行,其图像如图所示,图中、为已知量,时间内电梯的位移已知为h。下列物理量中不能求出的是( )
A. 匀速运动的时间 B. 匀加速运动的时间
C. 时间内的平均速度 D. 匀加速运动的平均速度
7. 如图所示,物块在力F作用下作匀速直线运动,力F与水平方向的夹角为,下列说法正确的是( )
A. 当减小时,地面对物块的作用力方向不变
B. 当减小时,地面对物块的作用力大小减小
C. 当F减小时,地面对物块的作用力方向变化
D. 当F减小时,地面对物块的作用力大小减小
8. 如图甲,A、B是某电场中同一条电场线上的两点,一个负电荷从A点由静止释放,仅在静电力的作用下从A点运动到B点,其运动的图像如图乙所示,则( )
A. 该电场为匀强电场 B. 该电场为正点电荷的电场
C. A点电势低于B点电势 D. 该电荷的电势能逐渐增加
9. 如图所示,三个点电荷分别固定在等边三角形的顶点A、B、C上,M、N、L点分别为三条边的中点。已知M点的场强方向与BC边垂直,N点的场强方向与BC边平行,A处点电荷的电荷量为,则( )
A. B、C两点处的点电荷为等量异种电荷
B. C点处点电荷电荷量的绝对值等于q
C. 一负电荷在N点的电势能比在L点的大
D. 将A处点电荷沿MA连线远离BC边,M点的电势降低
10. 如图所示,一轻质弹簧左端与墙壁连接,右端连接在物块上,物块放在粗糙的水平地面上。现把物块拉到A点由静止释放,运动到B点时速度刚好为零,O点是AB的中点。已知物块在A点时弹簧的伸长量是在B点时的三倍,弹簧始终处在弹性限度内。则物块( )
A. 运动到O点两侧对称位置时动能不相等 B. 运动到O点时动能最大
C. 在A、B之间作阻尼振动 D. 在A、B之间不停地做简谐运动
二、实验题:本大题共1小题,共15分。
11. 实验小组做“伏安法测定导体的电阻”实验,实验室提供的器材有:待测金属丝、电池组(电动势3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0﹣10Ω,额定电流2A)、开关、导线若干。
(1)实验要求被测电阻两端的电压从0开始连续增大,应选用图1中___________图所示的电路图。
(2)图2是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,请根据题(1)所选的电路图,用笔画线代替导线把电路连接完整___________。
(3)实验小组进行实验测量,记录数据如表:
次数
U/V
I/A
1
0.10
0.02
2
0.30
0.06
3
0.70
0.16
4
1.00
0.22
5
1.50
0.34
6
1.70
0.46
7
2.30
0.52
实验小组在坐标纸上作U﹣I图像,如图3所示。图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请你在图中标出第3、5、6次测量数据的坐标点,并描绘出U﹣I图线___________。由图线得到金属丝的阻值Rx=___________Ω(保留两位有效数字)。
(4)实验中产生误差的主要原因是___________。
(5)按本实验所选用的电路做实验时,将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端,随滑片P移动距离x的增加,被测电阻Rx两端的电压U也随之增加(U不超过电表量程),下列反映U﹣x关系的示意图中可能正确的___________。
A. B. C.
三、计算题:本大题共4小题,共45分。
12. 位于水面上O点的波源上下振动,形成在水面上传播的简谐横波,波面为圆。波源从平衡位置向上起振,某时刻,第一象限内第一次出现如图甲所示的波面分布,其中实线表示波峰,虚线表示相邻的波谷,以该时刻为计时起点,坐标处A质点的振动图像如图乙所示,z轴正方向垂直水面向上,假设图甲中所示水面上各点的振幅均相等。求:
(1)该波在水面上传播的速度大小;
(2)写出坐标处B质点做简谐运动的位移z随时间t变化的关系式。
13. 如图所示,在xOy平面内存在以O点为圆心的圆形磁场,磁感应强度大小为B,磁场方向垂直于平面向内。一带正电的粒子从点射入磁场,速度方向与x轴正方向的夹角。在该粒子从点射出磁场的瞬间撤去磁场,同时在xOy平面内的某点放置一点电荷,该粒子刚好围绕点电荷沿半长轴为a的椭圆轨道运动。已知带电粒子的电荷量为,质量为m,点电荷的电量为Q,忽略粒子重力及磁场边缘效应。静电力常量为,求:
(1)粒子射入磁场的速度大小v和在磁场中运动的时间t;
(2)粒子做椭圆运动的周期T。
14. 如图所示,质量为的A球从高度为H处由静止开始沿曲面下滑至水平面球始终没脱离曲面,曲面与水平面平滑连接,刚到达曲面底部时对曲面的压力大小为。A球与静止在水平面上质量为的B球发生弹性正碰,两球直径大小相同,碰撞时间极短。不计一切摩擦,水平面足够长,重力加速度大小为g。
(1)求曲面底部的曲率半径;
(2)若,求两球发生第一次碰撞后各自的速度大小、;
(3)若,求两球碰撞的次数。
15. 如图所示,在xOy平面内、有沿y轴负方向的匀强电场图中未画出,电场强度大小为E。由O点斜射出一质量为m、带电荷量为的粒子,A、B、C是粒子运动轨迹上的三个点。其中为常数,不计粒子重力。
(1)求粒子从O点运动到C点过程中粒子动能的变化量;
(2)求粒子从O点射出时速度的x轴分量;
(3)沿OC方向放置一足够长的绝缘斜面,增大初速度大小沿原方向再次射出粒子,粒子落在斜面上的 点,求粒子再次射出时的初速度大小与第一次的比值k。
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