河南省部分学校2024-2025学年高三上学期期末考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1河南省部分学校2024-2025学年高三上学期期末考试物理试题一、单选题1．跑完一公里所用的时间叫配速（pace），它是描述长距离跑步运动耐力水平的一个重要指标，通常用分秒来衡量。某同学从学校到家的路程为5公里，中秋节放假后跑步回家，前2公里的配速为5分15秒，后3公里的配速为7分10秒，该同学回家全程的配速为（）A．6分12秒 B．6分13秒 C．6分24秒 D．6分25秒【答案】C【解析】5公里所用总时间为32分，则平均一公里时间即配速为6分24秒。故选C。2．用一根长1m的轻质细绳将一幅质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为10N，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（g取10m/s2）（A．32m B．22m C．【答案】A【解析】一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在两个分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大，因而当绳子拉力达到F=10N的时候，绳子间的张角最大，为120°，此时两个挂钉间的距离最大；画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图绳子与竖直方向的夹角为θ=60°绳子长为L0=1m则有mg=2Fcosθ两个挂钉的间距离L＝2×解得L=32m，故选A3．如图所示，用水平传送带将质量为m的煤块从A端运送到B端，AB之间的距离为L，传送带始终保持以速率v匀速运动，煤块与传送带间的动摩擦因数为μ，将煤块轻轻放在传送带上后，煤块在传送带上留下一段长度为l（l<L）的痕迹。下列说法不正确的是（）A．摩擦力对煤块做的功为μmg（L+l） B．摩擦力对煤块做的功为μmglC．煤块与传送带因摩擦产生的热量为μmgl D．煤块与传送带因摩擦产生的热量为12mv【答案】A【解析】AB．设煤块与传送带的速度相等时，所用的时间为t，且煤块相对于地面的位移为x，则x=由于煤块在传送带上留下一段长度为l（l<L）的痕迹，则有vt-x=l联立解得x=l则摩擦力对煤块做的功为W=μmgx=μmgl故A错误，符合题意；B正确，不符合题意；C．煤块与传送带因摩擦产生的热量为Q=f故C正确，不符合题意；D．煤块在水平传送带上由于摩擦而产生的加速度为a=μg，匀加速运动的位移为x=l，由运动学公式2ax=v2可得2μgl=上式变形，得到μmgl=故煤块与传送带因摩擦产生的热量为Q=f故D正确，不符合题意。故选A。4．如图，在探究影响平行板电容器电容大小因素的实验中，电容器所带电量可视为不变，则下列说法中正确的是（

）A．甲图中减小两板正对面积，板间场强不变，静电计指针张角变小B．乙图中增大两板间距，板间场强不变，静电计指针张角变小C．该实验中，可以用磁电式电压表代替静电计测量电压D．丙图中，在两板间插入其他电介质，静电计指针张角变小【答案】D【解析】A．由C=εrS4πkd，C=本题中电量不变，故甲图中减小两板正对面积，电容减小，板间场强增大，板间电势差增大，静电计指针张角增大，A错误；B．由上述分析可知，乙图中增大两板间距，电容减小，板间场强不变，板间电势差增大，静电计指针张角增大，B错误；C．磁电式电压表与静电计工作原理不同，该实验中，若用磁电式电压表代替静电计则电容器放电，放电结束之后电路中无电流，电压表无示数，实验无法进行，故不可以用磁电式电压表代替静电计测量电压，C错误；D．由上述分析可知，丙图中在两板间插入其他电介质，电容增大，板间电势差减小，静电计指针张角变小，D正确。故选D。5．如图所示，实线表示某电场中的四个等势面，它们的电势分别为φ1、φ2、φ3和φ4，相邻等势面间的电势差相等，一带负电的粒子（重力不计）在该电场中运动的轨迹如虚线所示，A．φ4B．四个等势面的电势关系是φC．粒子在四点的速度大小关系是vD．粒子从d运动到a的过程中静电力先做正功后做负功【答案】C【解析】A．φ4等势面上各点电场强度方向相同，但是电场线疏密不同，场强大小不同，选项AB．根据带负电的粒子运动轨迹如图所示，可知粒子受电场力大致向右，可知电场线向左，沿电场线电势降低，可知四个等势面的电势关系是φ选项B错误；C.因只有电场力做功，则粒子的电势能和动能之和守恒，根据E=φq可知，带负电的粒子电势能关系E可知粒子在四点的速度大小关系是va>vD.粒子从d运动到a的过程中粒子速度方向与电场力方向夹角先是钝角后是锐角，可知静电力先做负功后做正功，选项D错误。故选C。6．在如图所示的电路中R1、R2均为定值电阻，电表V1、V2均为理想电压表，A、B间的电压恒定。若调节可变电阻R接入电路的阻值，使电压表V2的示数增大ΔU

A．可变电阻R接入电路的阻值增大B．电表V1的示数减小，减小量大于ΔC．通过电阻R1的电流减小，减小量小于ΔD．通过可变电阻R的电流增大，增大量大于Δ【答案】D【解析】A．由电路图可知，A、B间的电压恒定，可变电阻R和R1并联后和R2串联，电压表V2的示数增大ΔU2，则并联电路电压减小。R2电阻不变，则通过它的电流即总电流增大ΔU2R2，通过R1的电流减小，通过可变电阻B．A、B间的电压恒定，电压表V2的示数增大ΔU2，则并联电路电压减小ΔUC．并联电路电压减小ΔU2，通过电阻R1的电流减小，减小量等于ΔUD．总电流通过R1和R，增大量为ΔU2R2，通过电阻R1的电流减小量为ΔU2R1，则通过可变电阻7．某星系中有一颗质量分布均匀的行星，其半径为R，将一质量为m的物块悬挂在弹簧测力计上，在该行星极地表面静止时，弹簧测力计的示数为F；在赤道表面静止时，弹簧测力计的示数为34F。已知引力常量为A．该行星的自转周期为4π2mRC．该行星赤道处的重力加速度为F4m D．该行星的密度为【答案】D【解析】物块在该行星极地表面静止时，万有引力等于重力G在赤道表面静止时，万有引力和重力的合力提供向心力G其中m联立解得FA．根据向心力公式Fn=m4π2B．物块在该行星极地表面静止时，万有引力等于重力G解得M=FR2C．在赤道表面静止时，根据平衡条件，重力等于弹簧测力计的拉力，即m解得g赤=3FD．根据ρ=MV可知，该行星的密度为ρ=MV=二、多选题8．如图所示，三角形ABC的三个顶点固定三个带电量相等的点电荷，B、C两处电荷带负电，A处电荷带正电。O为BC边的中点，a、b为BC边中垂线上关于O点对称的两点，e、f为BC连线上关于O点对称的两点。下列说法正确的是（

）A．b点的电场强度大于a点电场强度B．b点电场强度方向竖直向上C．e点电势等于f点电势D．O点电势高于b点电势【答案】AC【解析】AB．BC两电荷在ab两点的合场强大小相等，方向相反（a点向上，b点向下），正电荷A在ab两点的场强均向下，则合成后b点的电场强度大于a点电场强度，且b点电场强度方向竖直向下，选项A正确，B错误；C．BC两电荷在ef两点的电势相等，A在ef两点的电势也相等，可知e点电势等于f点电势，选项C正确；D．O点距离两个负电荷BC比b点更近，距离正电荷A比b点更远，可知O点电势低于b点电势，选项D错误。故选AC。9．如图所示，O点固定一点电荷，其正上方有一电性与之相反、均匀带电的细圆环，圆心位于M点，且MO连线竖直。现将圆环无初速释放，N点是圆环运动到最低时圆心所在位置（图中未画出），不计空气阻力，下列说法正确的是（

）A．从M到O的过程中，圆环动能的增加量等于重力势能的减少量B．从O到N的过程中，圆环的机械能增加C．经过O点时，圆环的电势能最小D．MO间距小于ON间距【答案】CD【解析】A．从M到O的过程中，电场力做正功，电势能减小，重力做正功，重力势能减小，故圆环动能的增加量等于重力势能和电势能的减少量，A错误；B．从O到N的过程中，电场力做负功，电势能增加，故圆环的机械能减少，B错误；C．从M到O的过程中，电场力做正功，电势能减小，从O到N的过程中，电场力做负功，电势能增加，故经过O点时，圆环的电势能最小，C正确；D．从M到N的过程中，重力势能减小，故电势能增大，所以N点距离O点更远，MO<ON，D正确。故选CD。三、单选题10．一质量为2kg的物体受水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时，加速度a随时间t变化的图像如图所示，t=0时其速度大小为0，滑动摩擦力大小恒为2N，则下列说法不正确的是（）

A．t=6s时，物体的速度为18m/sB．t=6s时，拉力F的功率为200WC．在0~6s内，拉力对物体的冲量为48N∙sD．在0~6s内，合力对物体做的功为324J【答案】B【解析】A．根据Δv=aΔt可知a−t图像中，图像与坐标轴围成的面积表示速度的增量，则在t=6s时刻，物体的速度v故A正确，不符合题意；B．t=6s时a由牛顿第二定律得F-f=m解得拉力F的大小F=10所以拉力功率P=F故B错误，符合题意；C．根据动量定理得I解得拉力冲量I故C正确，不符合题意；D．根据动能定理得W解得在0~6s内，合力对物体做的功为W故D正确，不符合题意。故选B。四、实验题11．如图所示是研究小车做匀变速直线运动规律的实验装置，打点计时器的工作周期为T。（1）实验中，必要的措施是。A．细线必须与长木板平行

B．小车必须具有一定的初速度C．小车质量远大于钩码质量

D．平衡小车与长木板间的摩擦力（2）如图乙所示，A、B、C、D、E、F、G是打好的纸带上7个连续的点。计算F点对应的瞬时速度大小的计算式为vF=（3）如图所示是根据实验数据画出的v2-2s图线（s为各点至同一起点的距离），由图线可知：该图线的斜率表示，其大小为（保留【答案】（1）A（2）s6-s42T（3）【解析】（1）实验目的是研究小车做匀变速直线运动规律，只要小车做匀加速直线运动即可，对于初速度、小车质量与钩码质量关系、是否平衡小车与长木板间的摩擦力没有要求；为了保证小车做匀加速直线运动，小车受到的合力不变，细线必须与长木板平行。故选A。（2）根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该段的平均速度可得v（3）根据公式有v2-可得v2-2s12．已知铝的电阻率在20℃时约为2.9×10-8Ω⋅m(1)剥掉导线一端的绝缘层，用螺旋测微器测量铝导线的直径，示数如图甲所示，则铝导线的直径d=mm；(2)小明先用理论知识求出铝导线的电阻的表达式，R2=（用(3)用如图乙所示的电路测这一捆铝导线的电阻R2。提供的器材有：电池组（电动势为3V），滑动变阻器R1(0∼20Ω，额定电流2A）、定值电阻R0（阻值为6Ω，额定电流2A）、两个相同电流表A1和A2（内阻为0.3Ω，刻度清晰但没有刻度值，连接电路时，两电流表选用相同量程）、开关和导线若干；闭合S前，滑动变阻器的滑片应调到（选填“a端”或“b端”）。闭合S调节滑动变阻器，使电流表指针偏转合适的角度。数出电流表A1偏转n1格，A【答案】(1)2.254/2.255/2.256/2.257(2)4ρLπd2(3)a【解析】（1）螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以铝导线的直径为d=2（2）根据电阻定律可得R所以R（3）为保护电路，闭合S前，滑动变阻器应全部接入电路，所以滑片应调到“a端”；设电流表每格的电流为I，则R由于电流表内阻已知，所以该实验在原理上不存在系统误差，即测量值等于真实值。五、解答题13．如图所示，一质量m=3kg的物体放在水平地面上，作用在物体上的拉力F与水平面成37°，当F=10N时物体恰好做匀速直线运动，（sin37°=0.6，cos(1)物体与水平面的动摩擦因数μ；(2)物体沿水平面运动的最大加速度。【答案】(1)μ=13【解析】（1）当F=10 N根据平衡条件可得Fcos37°=f又f=μFN（2）分析可知，当地面对物块的支持力为零时，物块的加速最大，此时地面对物体的摩擦力也为零。故物体此时的受力如图所示则有Fsin37°=mg联立解得物体沿水平面运动的最大加速度为a14．如图所示。M、N之间是加速电场，虚线框内为匀强偏转电场；经调节后质子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点P，已知质子的质量为m，电荷量为q，M、N两端的电压为U0，偏转电场区域水平宽度为L0，竖直高度足够长，MN中质子束距离靶台竖直高度为H，偏转电场的电场强度E=2(1)质子刚进入偏转电场时的速度大小；(2)质子束射出偏转电场时速度方向与水平方向的夹角；(3)P点到偏转电场右边界的距离。【答案】(1)2qU0m(2)【解析】（1）对质子由动能定理得q解得v=（2）水平方向，质子做匀速直线运动，则L竖直方向，质子做匀加速直线运动，则v联立解得tan质子束射出偏转电场时速度方向与水平方向的夹角为θ=45°（3）由几何关系得tanθ=H15．如图所示，长为L且不可伸长的轻绳一端系于固定点O，另一端与质量为m的物块P拴连。质量为3m、电荷量为+q的物块Q置于光滑水平地面上的A点，A位于O点正下方且OA=L。将轻绳水平拉直后，P由静止释放，P与Q在圆周最低点A处发生对心碰撞，P反弹后摆动的最大高度距离水平地面为14L。Q从A经B点滑入半径为L的四分之一固定光滑绝缘圆轨道，从轨道C点滑出后落至D点。O'B右侧的区域内有匀强电场，电场强度E=3mg(1)物块P刚摆到最低点时，轻绳的拉力；(2)P与Q的碰撞是否为弹性碰撞，并说明理由；(3)B、D两点之间的距离。【答案】(1)3mg(2)弹性碰撞，见解析(3)x=【解