2027届河南省高三物理第一学期期中考试试题含解析

2027届河南省高三物理第一学期期中考试试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、质量为2kg的物体，放在动摩擦因数为μ=0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，从x=0m处由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示，取g=l0m/s2。下列说法中正确的是()A．此物体在OA段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15WB．此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的功为15JC．此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15WD．此物体在OA段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15W2、如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力．忽略空气阻力．则球B在最高点时()A．球B的速度为零B．球A的速度大小为C．水平转轴对杆的作用力为1.5mgD．水平转轴对杆的作用力为2.5mg3、四颗人造卫星a、b、c、d在地球大气层外的圆形轨道上运行,其中a、c的轨道半径相同,b、d在同步卫星轨道上,b、c轨道在同一平面上.某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图示,则(

)A．卫星a、c的加速度大小相等,且小于b的加速度B．因为卫星c在赤道上方,所以卫星c为同步卫星C．卫星b、d的线速度大小相等,且大于月球的线速度D．若卫星c变轨后在轨道半轻较小的轨道上做匀速圆周运动,则其周期变大4、下列说法符合物理史实的是（）A．开普勒最早阐述了重物体和轻物体下落得一样快B．卡文迪许利用扭秤装置测出了引力常量C．库仑是第一个提出电荷间的相互作用是以电场为媒介的科学家D．亚里士多德对牛顿定律的建立做出了很大贡献5、某同学用如图所示方法做共点力平衡实验．M、N为摩擦不计的定滑轮，O点是轻质细绳OA、OB和OC的结点，桌上有若干相同的钩码，他已经在A点和C点分别挂了3个和4个钩码，为使O点在两滑轮间某位置受力平衡，在B点挂的钩码数可能是（）A．1个 B．3个C．5个 D．7个6、如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m的圆环相连，圆环套在倾斜的粗糙固定杆上，杆与水平面之间的夹角为α，圆环在A处时弹簧竖直且处于原长。将圆环从A处静止释放，到达C处时速度为零。若圆环在C处获得沿杆向上的速度v，恰好能回到A。已知AC=L，B是AC的中点，弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为g，则下列叙述错误的是()A．下滑过程中，环受到的合力先减小后增大B．下滑过程中，环与杆摩擦产生的热量为1C．从C到A过程，弹簧对环做功为mgLD．环经过B时，上滑的速度小于下滑的速度二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，固定的倾斜粗糙杆，杆与水平面夹角为α(0<α<45°)，杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h时，让圆环由静止开始沿杆滑下，滑到杆的底端时速度恰好为零．若以地面为参考面，则在圆环下滑过程中（）A．圆环的机械能保持为mghB．弹簧的弹性势能先增大后减小再增大C．弹簧弹力一直对圆环做正功D．全过程弹簧弹性势能的增加量小于圆环重力势能的减少量8、如图所示，两平行导轨间距为L，倾斜部分和水平部分长度均为L，倾斜部分与水平面的夹角为37°，cd间接电阻R，导轨电阻不计．质量为m的金属细杆静止在倾斜导轨底端，与导轨接触良好，电阻为r．整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化关系为，在杆运动前，以下说法正确的是A．穿过回路的磁通量为B．流过导体棒的电流方向为由b到aC．回路中电流的大小为D．细杆受到的摩擦力一直减小9、2018年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一．通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面的重力加速度．若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的（）A．密度 B．向心力的大小 C．离地高度 D．线速度的大小10、如图所示，圆弧形光滑轨道ABC固定在竖直平面内，O是圆心，OC竖直，OA水平．A点紧靠一足够长的平台MN，D点位于A点正上方，如果从D点无初速度释放一个小球，从A点进入圆弧轨道，有可能从C点飞出，做平抛运动，落在平台MN上．下列说法正确的是（）A．只要D点的高度合适,小球可以落在MN上任意一点B．在由D运动到M和由C运动到P的过程中重力功率都越来越大C．由D经A、B、C点到P过程中机械能守恒D．如果DA距离为h,则小球经过圆弧轨道最低点B时对轨道的压力为三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学做“探究加速度与力、质量关系”的实验．如图甲所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．（1）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为__________．（2）若用游标卡尺测出光电门遮光条的宽度d如图乙所示，则d＝_________cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt，就可以计算出小车经过光电门时的速度v．（3）测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间Δt，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出v2－m线性图象（如图所示），从图线得到的结论是：在小车质量一定时，____________．如果小车的质量M=5kg，图像的斜率K=1，则AB间的距离x=_________m（g取10m/s2）（4）另一实验小组设计了如图(a)所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图(b)所示．滑块和位移传感器发射部分的总质量m＝________kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝______.(重力加速度g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)12．（12分）用如图所示的实验装置验证ml、m2组成的系统机能守恒．m2从高处由静止开始下落，ml上拖着的纸带打出一系列的点。对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离s1=38.40cm、s2=21.60cm、s3=26.40cm、s4=31.21cm、s5=36.02cm，如图所示，己知ml=50g、m2=150g，频率为50Hz，则（g取9.8m/s2，结果保留两位有效数字）（1）由纸带得出ml、m2运动的加速度大小为a=___m/s2，在纸带上打下计数点5时的速度v5=__m/s；（2）在打点0~5过程中系统动能的增量△Ek=___J，系统势能的减少量△Ep=___J；（3）若某同学根据实验数据作出的-h图象如图，当地的实际重力加速度g=___m/s2。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）足球比赛中，经常使用“边路突破，下底传中”的战术，即攻方队员带球沿边线前进，到底线附近进行传中。某足球场长90m、宽60m。攻方前锋在中线处将足球沿边线向前踢出，足球的运动可视为在地面上做初速度为10m/s的匀减速直线运动，加速度大小为2m/s2。求：（1）足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为多大；（2）若在足球开始做匀减速直线运动的同时，该前锋队员沿边线先从静止开始以1.6m/s2的加速度向前匀加速追赶足球，速度达到8m/s后以此速度匀速运动。则该前锋队员经过多长时间能追上足球?14．（16分）某科技小组学习了反冲现象后，设计了以下实验。如图甲所示，小车上固定一个右端开口的小管，管口刚好与小车右端对齐。小管内装有一根质量可忽略不计的硬弹簧，小车与管的总质量为M=0.2kg。将一个大小合适、质量为m=0.05kg的小球压入管内，管口的锁定装置既可控制小球不弹出，也可通过无线遥控解锁。小球弹出时间极短，在管内运动的摩擦可忽略。该小组利用此装置完成以下实验。实验一：测量弹簧储存的弹性势能如图乙所示，将该装置放在水平桌面上，小车右端与桌面右端对齐，并在小车右端悬挂重锤线到地面，标记出O点。固定小车，解锁后，小球水平飞出，落到地面上的A点。测得OA的距离为x=2.4m，小球抛出点的竖直高度为h=0.8m。取m/s2。实验二：对小车反冲距离的理论预测与实验检验如图丙所示，将该装置放在水平地面上静止不动，解除锁定，小球弹出瞬间小车向相反方向运动。已知地面对小车的阻力恒为车对地面压力的k=0.3倍。该小组在实验一的基础上，先通过理论计算得出小车反冲距离的预测值为s，再通过实验测得反冲距离的实际值为s'。请根据上述实验数据及所学知识解答以下问题：（1）求小球锁定时弹簧储存的弹性势能EP；（2）请你帮助该小组计算小车反冲距离的预测值s；（3）请分析说明根据现有信息能否预测s'与s的大小关系。15．（12分）如图所示，放于光滑水平地面上的半径为的光滑四分之一圆轨道，其左侧靠于竖真墙，底端切线水平．地面上紧靠轨道靠放一个长度为的长木板，木板上表面与圆轨道末端相切，木板上放一个长度刚好是木板长度一半的轻弹簧，弹簧右端被固定在木板的右端（已知弹簧中储存的弹性势能与其形变间对应关系为，其中为弹簧的劲度系数），木板最左端静放一个物块（可视为质点）．物块与木板间的动摩擦因数为．现从高处（高于轨道顶端）无初速释放一个质量为的小球（也可视为质点），当小球经由整个光滑轨道滑下并与物块发生碰撞后，刚好能返回到处．物块被碰后，沿木板上表面向右滑动，随后开始压缩弹簧，已知，当弹簧被压缩到最短时，物块刚好不会被弹簧弹开．设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，物块与木板的质量为，取，试求：（1）小球到达圆轨道末端与碰撞前瞬间对轨道的压力的大小；（2）小球在圆轨道上的整个运动过程中，对轨道的水平冲量的大小；（3）物体在木板上滑动过程中因摩擦而生的热．

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、A【解析】对物体受力分析，物体受到的摩擦力为Ff=μFN=μmg═0.1×2×10N=2N．由图象可知，斜率表示的是物体受到的力的大小，OA段的拉力为5N，AB段的拉力为2N，所以物体在AB段做匀速直线运动，在OA段的拉力为5N，物体做加速运动，当速度最大时，拉力的功率最大，由v=at，x=at2，a=，代入数值解得，v=3m/s，此时的最大功率为POA=FOAv1=5×3W=15W，在AB段，物体匀速运动，速度的大小为3m/s，拉力的大小为2N，

所以此时的功率为PAB=FABv2=2×3W=6W，所以在整个过程中拉力的最大功率为15W，所以A正确，CD错误；整个过程中拉力的功为，选项B错误；故选A．点睛：本题考查了对功的公式W=FL的理解，根据图象的分析，要能够从图象中得出有用的信息--斜率表示物体受到的拉力的大小，本题很好的考查了学生读图和应用图象的能力．2、C【解析】

球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，即重力恰好提供向心力，有解得,故A错误；由于A、B两球的角速度相等，则球A的速度大小，故B错误；B球到最高点时，对杆无弹力，此时A球受重力和拉力的合力提供向心力，有解得：F=1.5mg故C正确，D错误．故选C.3、C【解析】

A．根据可知，卫星a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度，选项A错误；B．虽然卫星c在赤道上方，但是运行的高度小于同步卫星的高度，所以卫星c不是同步卫星，选项B错误；C．根据，因为卫星b、d的运行半径相等且小于月球的轨道半径，则卫星b、d的线速度大小相等，且大于月球的线速度，选项C正确；D．若卫星c变轨后在轨道半轻较小的轨道上做匀速圆周运动，根据可知，其周期变小，选项D错误。4、B【解析】

本题是物理学史问题，在物理学发展的历史上有很多科学家做出了重要贡献，大家熟悉的伽利略、卡文迪许、法拉第等科学家，在学习过程中要了解、知道这些著名科学家的重要贡献，即可解答这类问题．【详解】A、伽利略最早阐述了轻物体和重物体下落一样快，故A错误。B、卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量G，故B正确。C、法拉第是第一个提出电荷间的相互作用是以电场为媒介的科学家，故C错误。D、伽利略对牛顿定律的建立做出了很大贡献，亚里士多德贡献不大，故D错误。故选：B。解决本题的关键要记牢伽利略、卡文迪许等科学家的物理学贡献，平时要加强记忆，注意积累．5、B【解析】

三个力的平衡,第三个力大小7>F>1之间,所以A、D错误；若挂5个钩码,则可知MO处于水平.与题意M、N在同一水平线上,矛盾.所以B正确；6、D【解析】

圆环从A处由静止开始下滑，初速度为零，到达C处的速度为零，所以圆环先做加速运动，再做减速运动，所以加速度先减小，后增大，则合力先减小后增大，故A正确；研究圆环从A处由静止开始下滑到C过程，运用动能定理列出等式：mgh+Wf-W弹=0，在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A，运用动能定理列出等式-mgh+W弹+Wf=0-12mv2；解得：Wf=-14mv2，所以产生的热量为14mv2，故B正确；在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A，运用动能定理列出等式：-mgh+W弹+Wf=0-12mv2，h=Lsinα，解得：W弹=mgLsinα-14mv2，故C正确；研究圆环从A处由静止开始下滑到B过程，运用动能定理列出等式mgh′+W′f-W′弹=12mvB2-0；研究圆环从B处上滑到A的过程，运用动能定理列出等式-mgh′+W′f+W′弹=0-12mvB′2，由于W′f＜0，所以12mvB2＜12mvB′2，则环经过能正确分析小球的受力情况和运动情况，对物理过程进行受力、运动、做功分析，是解决问题的根本方法，掌握动能定理的应用．二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BD【解析】

初位置时弹簧的弹性势能为零，环的机械能为mgh，由于摩擦力做负功，弹力先做负功后做正功再做负功，所以环的机械能不守恒，故A错误；弹簧的弹性势能随弹簧的形变量的变化而变化，由图知弹簧先缩短后再伸长，故弹簧的弹性势能先增大再减小后增大，故B正确；弹簧的弹性势能先增大再减小后增大，弹力先做负功后做正功再做负功，故C错误；对于弹簧和物体系统，重力势能减小，弹性势能增加，同时摩擦生热，根据能量守恒定律，全过程弹簧弹性势能的增加量小于圆环重力势能的减少量，故D正确．8、BC【解析】A、由，故A错误．C、磁感应强度均匀增大，产生的感生电动势，由法拉第电磁感应定得，由全电路欧姆定律得，则C正确．B、由楞次定律可得感应电流的方向俯视为顺时针方向，即电流流向为b到a，B正确．D、因感应电流大小恒定，则细杆所受的安培力因B逐渐增大而增大，由左手定则知方向水平向右，对杆的平衡知识可得，则摩擦力先向上逐渐减小到零，后向下逐渐增大，D错误．故选BC．【点睛】电磁感应的两类电源(动生和感生)构成的典型题型有：电源问题、电路问题、运动问题、电量与能量问题．9、CD【解析】根据题意，已知卫星运动的周期T，地球的半径R，地球表面的重力加速度g，卫星受到的外有引力充当向心力，故有，卫星的质量被抵消，则不能计算卫星的密度，更不能计算卫星的向心力大小，AB错误；由解得，而，故可计算卫星距离地球表面的高度，C正确；根据公式，轨道半径可以求出，周期已知，故可以计算出卫星绕地球运动的线速度，D正确；【点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：1、万有引力等于重力（忽略自转），2、万有引力提供向心力，并能灵活运用．10、BC【解析】

A.小球恰好通过C点时，有，得小球通过C点的最小速度为：，小球离开C点后做平抛运动，由，小球离开C点做平抛运动的水平距离最小值为：，所以小球只有落在平台MN上距M点距离为的右侧位置上，故A错误；B.在由D运动到M的过程中，速度增大，由P=mgv知，重力功率增大。由C运动到P的过程中，由P=mgvy，知vy增大，则重力功率增大，故B正确；C.小球由D经A、B、C到P的过程中，轨道对小球不做功，只有重力做功，机械能守恒，故C正确；D.小球从D运动到B的过程中，由机械能守恒得：，在B点，由牛顿第二定律得：，解得：，由牛顿第三定律得知，小球经过B点时对轨道的压力为：，故D错误。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、(1)m≪M(1)1.050(3)加速度与合外力成正比0.150.50.1【解析】

（1）[1]该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究．当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系．

为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板的右端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．根据牛顿第二定律得：

对m：mg-F拉=ma

对M：F拉=Ma

解得：，当m≪M时，即当重物重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于重物的总重力．

（1）[1]游标卡尺的主尺读数为10mm，游标读数为0.05×10mm=0.50mm，所以最终读数为：10mm+0.50mm=10.50mm=1.050cm；数字计时器记录通过光电门的时间，由位移公式计算出物体通过光电门的平均速度，用该平均速度代替物体的瞬时速度，故在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为：．

(3)[3]由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有：，由题意可知，M、s不变，因v1-m图象为过原点的直线，则说明加速度与合外力成正比．[4]如果小车的质量M=5kg,图像的斜率k=1，则，解得AB间的距离x=0.15m.（4）[5]当轨道水平时，根据牛顿第二定律得：，

可知图线的斜率，解得：m=0.5kg．纵轴截距μg=1，解得：μ=0.1．12、4.82.40.580.599.7【解析】

（1）[1]根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，则有：代入数据解得：m/s2；[2]根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的顺所受的求出计数点5的瞬时速度，则有：代入数据解得：m/s；（2）[3]系统增加的动能J[4]系统重力势能的减小量J（3）[5]根据得则图线的斜率解得m/s2四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、（1）25m（2）5.625s【解析】

（1）已知足球的初速度为v1=10m/s，加速度大小为a1=2m/s2足球做匀减速运动的时间为位移为（2）已知前锋队员的加速度为a2=1.6m/s2，足球停下来时运动员的位移：此时运动员的速度由于x2<x1，故足球停止运动时，前锋队员没有追上足球，之后前锋队员做