2024年河南省鄭州市物理高三上期末監(jiān)測試題含解析

2024年河南省鄭州市物理高三上期末監(jiān)測試題注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號、考場號和座位號填寫在試題卷和答題卡上。用2B鉛筆將試卷類型（B）填涂在答題卡相應(yīng)位置上。將條形碼粘貼在答題卡右上角"條形碼粘貼處"。2．作答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目選項的答案信息點涂黑；如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案。答案不能答在試題卷上。3．非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)位置上；如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新答案；不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無效。4．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖，在兩等量正點電荷連線的中垂線上，有a、b兩個點電荷繞O點做勻速圓周運動，且a、b與O始終在一條直線上。忽略a、b間的庫侖力，已知sinα＝0.6，sinβ＝0.8，則a、b兩個點電荷的比荷之比為（）A． B． C． D．2、在某一次中國女排擊敗對手奪得女排世界杯冠軍的比賽中，一個球員在球網(wǎng)中心正前方距離球網(wǎng)d處高高躍起，將排球扣到對方場地的左上角（圖中P點），球員拍球點比網(wǎng)高出h（拍球點未畫出），排球場半場的寬與長都為s，球網(wǎng)高為H，排球做平拋運動（排球可看成質(zhì)點，忽略空氣阻力），下列選項中錯誤的是（）A．排球的水平位移大小B．排球初速度的大小C．排球落地時豎直方向的速度大小D．排球末速度的方向與地面夾角的正切值3、在如圖所示的位移（x）—時間（t）圖象和速度（v）—時間（t）圖象中，給出的四條圖線甲、乙、丙、丁分別代表四輛車由同一地點向同一方向運動的情況，則下列說法正確的是（）A．0~t1時間內(nèi)，乙車的速度一直大于甲車的速度B．0~t1時間內(nèi)，甲車與乙車之間的距離先增大后減小C．0~t2時間內(nèi)，丙、丁兩車的距離逐漸減小D．0~t2時間內(nèi)，丁車的速度先大于丙車，后小于丙車4、如圖所示，圍繞地球做勻速圓周運動的兩顆衛(wèi)星的周期分別為T1和T2，兩顆衛(wèi)星的軌道半徑的差值為d，地球表面重力加速度為g，根據(jù)以上已知量無法求出的物理量是（引力常量G未知）（）A．地球的半徑 B．地球的質(zhì)量C．兩顆衛(wèi)星的軌道半徑 D．兩顆衛(wèi)星的線速度5、用如圖a所示的圓弧一斜面裝置研究平拋運動，每次將質(zhì)量為m的小球從半徑為R的四分之一圓弧形軌道不同位置靜止釋放，并在弧形軌道最低點水平部分處裝有壓力傳感器測出小球?qū)壍缐毫Φ拇笮．已知斜面與水平地面之間的夾角θ=45°，實驗時獲得小球在斜面上的不同水平射程x，最后作出了如圖b所示的F﹣x圖象，g取10m/s2，則由圖可求得圓弧軌道的半徑R為（）A．0.125m B．0.25m C．0.50m D．1.0m6、如圖所示，圖中虛線為某靜電場中的等差等勢線，實線為某帶電粒子在該靜電場中運動的軌跡，a、b、c為粒子的運動軌跡與等勢線的交點，粒子只受電場力作用，則下列說法正確的是（）A．粒子在a點的加速度比在b點的加速度大B．粒子在a點的動能比在b點的動能大C．粒子在a點和在c點時速度相同D．粒子在b點的電勢能比在c點時的電勢能大二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖所示，水平圓盤可繞豎直軸轉(zhuǎn)動，圓盤上放有小物體A、B、C，質(zhì)量分別為m、2m、3m，A疊放在B上，C、B離圓心O距離分別為2r、3r。C、B之間用細線相連，圓盤靜止時細線剛好伸直無張力。已知C、B與圓盤間動摩擦因數(shù)為，A、B間摩擦因數(shù)為3，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g，現(xiàn)讓圓盤從靜止緩慢加速，則（）A．當(dāng)時，A、B即將開始滑動B．當(dāng)時，細線張力C．當(dāng)時，C受到圓盤的摩擦力為0D．當(dāng)時剪斷細線，C將做離心運動8、如圖所示，在豎直平面內(nèi)，傾斜長桿上套一小物塊，跨過輕質(zhì)定滑輪的細線一端與物塊連接，另一端與固定在水平面上的豎直輕彈簧連接。使物塊位于A點時，細線自然拉直且垂直于長桿彈簧處于原長?，F(xiàn)將物塊由A點靜止釋放，物塊沿桿運動的最低點為B，C是AB的中點，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，不計一切阻力，則（）A．物塊和彈簧系統(tǒng)機械能守恒B．物塊在B點時加速度方向由B指向AC．A到C過程物塊所受合力做的功大于C到B過程物塊克服合力做的功D．物塊下滑過程中，彈簧的彈性勢能在A到C過程的增量小于C到B過程的增量9、為了研究某種透明新材料的光學(xué)性質(zhì)，將其壓制成半圓柱形，如圖甲所示。一束激光由真空沿半圓柱體的徑向與其底面過O的法線成θ角射人。CD為光學(xué)傳感器，可以探測光的強度。從AB面反射回來的光強隨角θ變化的情況如圖乙所示。現(xiàn)在將這種新材料制成的一根光導(dǎo)纖維束彎成半圓形，暴露于空氣中(假設(shè)空氣中的折射率與真空相同)，設(shè)半圓形外半徑為R，光導(dǎo)纖維束的半徑為r。則下列說法正確的是A．該新材料的折射率n>1B．該新材料的折射率n<1C．圖甲中若減小入射角θ，則反射光線和折射光線之間的夾角也將變小D．用同種激光垂直于光導(dǎo)纖維束端面EF射入，如圖丙。若該束激光不從光導(dǎo)纖維束側(cè)面外泄，則彎成的半圓形半徑R與纖維束半徑r應(yīng)滿足的關(guān)系為10、如圖所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與一輕質(zhì)水平狀態(tài)的彈簧相連，彈簧的另一端固定在墻上O點，且處于原長?，F(xiàn)讓圓環(huán)從A點由靜止開始下滑，滑到O點正下方B點時速度為零。則在圓環(huán)下滑過程中（）A．圓環(huán)的機械能先減小后增大，再減小B．彈簧的彈性勢能先增大再減小C．與圓環(huán)在A點的加速度相同的位置還有兩處D．彈簧再次恢復(fù)到原長時圓環(huán)的速度最大三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）用如圖所示的實驗裝置研究平拋運動．某同學(xué)按如下的操作得到了一組數(shù)據(jù)：①將碰撞傳感器水平放置，在軌道多個位置靜止釋放小球．②將碰撞傳感器豎直放置在離拋出點一定距離處（圖中虛線位置），在軌道多個位置靜止釋放小球，小球都擊中碰撞傳感器．123456初速度v0（m/s）1.0241.2011.1761.1530.9421.060飛行時間t（s）0.2460.2490.2480.1730.2120.189(1)本實驗除了碰撞傳感器外，還需用到的傳感器是__．(2)根據(jù)表格可知，碰撞傳感器水平放置時，距離小球拋出點的高度約__m；碰撞傳感器豎直放置時，距離小球拋出點的水平距離約__m．12．（12分）溫度傳感器的核心部分是一個熱敏電阻。某課外活動小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了伏安法測電阻之后，利用所學(xué)知識來測量由某種金屬制成的熱敏電阻的阻值?？晒┻x擇的實驗器材如下：A．直流電源，電動勢E=6V，內(nèi)阻不計；B．毫安表A1，量程為600mA，內(nèi)阻約為0.5；C．毫安表A2，量程為10mA，內(nèi)阻RA=100；D．定值電阻R0=400；E．滑動變阻器R=5；F．被測熱敏電阻Rt，開關(guān)、導(dǎo)線若干。(1)實驗要求能夠在0~5V范圍內(nèi)，比較準(zhǔn)確地對熱敏電阻的阻值Rt進行測量，請在圖甲的方框中設(shè)計實驗電路______。(2)某次測量中，閉合開關(guān)S，記下毫安表A1的示數(shù)I1和毫安表A2的示數(shù)I2，則計算熱敏電阻阻值的表達式為Rt=______（用題給的物理量符號表示）。(3)該小組的同學(xué)利用圖甲電路，按照正確的實驗操作步驟，作出的I2－I1圖象如圖乙所示，由圖可知，該熱敏電阻的阻值隨毫安表A2的示數(shù)的增大而____（填“增大”“減小”或“不變”）。(4)該小組的同學(xué)通過查閱資料得知該熱敏電阻的阻值隨溫度的變化關(guān)系如圖丙所示。將該熱敏電阻接入如圖丁所示電路，電路中電源電壓恒為9V，內(nèi)阻不計，理想電流表示數(shù)為0.7A，定值電阻R1=30，則由以上信息可求出定值電阻R2的阻值為______，此時該金屬熱敏電阻的溫度為______℃。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，左邊圓柱形容器的橫截面積為S，上端是一個可以在容器內(nèi)無摩擦滑動的質(zhì)量為m的活塞；右邊圓柱形容器上端封閉高為H，橫截面積為。兩容器由裝有閥門的極細管道相連，容器、活塞和細管都是絕熱的。開始時閥門關(guān)閉，左邊容器中裝有理想氣體，平衡時活塞到容器底的距離為H，右邊容器內(nèi)為真空。現(xiàn)將閥門打開，活塞緩慢下降，直至系統(tǒng)達到新的平衡，此時氣體的熱力學(xué)溫度增加到原來熱力學(xué)溫度的1.3倍。已知外界大氣壓強為p，求：(i)系統(tǒng)達到新的平衡時活塞到容器底的距離r；(ii)此過程中容器內(nèi)的氣體內(nèi)能的增加量?U。14．（16分）如圖(b)所示，一個正方體玻璃磚的棱長為，其折射率為。在其中心軸線處有一點光源，該點光源可沿中心軸線上下移動。若點光源移動至某一位置時，玻璃磚上表面均有光線射出，求此時玻璃磚下表面有光線射出的面積15．（12分）“801所”設(shè)計的磁聚焦式霍爾推進器可作為太空飛船的發(fā)動機，其原理如下：系統(tǒng)捕獲宇宙中大量存在的等離子體(由電量相同的正、負離子組成)經(jīng)系統(tǒng)處理后，從下方以恒定速率v1向上射入有磁感應(yīng)強度為B1、垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域Ⅰ內(nèi)．當(dāng)柵極MN、PQ間形成穩(wěn)定的電場后，自動關(guān)閉區(qū)域Ⅰ系統(tǒng)(關(guān)閉粒子進入通道、撤去磁場B1)．區(qū)域Ⅱ內(nèi)有磁感應(yīng)強度大小為B2、垂直紙面向外的勻強磁場，磁場右邊界是直徑為D、與上下極板相切的半圓(圓與下板相切于極板中央A)．放在A處的放射源能夠向各個方向均勻發(fā)射速度大小相等的氙原子核，氙原子核經(jīng)過該區(qū)域后形成寬度為D的平行氙粒子束，經(jīng)過柵極MN、PQ之間的電場加速后從PQ噴出，在加速氙原子核的過程中探測器獲得反向推力(不計氙原子核、等離子體的重力，不計粒子之間相互作用于相對論效應(yīng))．已知極板長RM=2D，柵極MN和PQ間距為d，氙原子核的質(zhì)量為m、電荷量為q，求：(1)氙原子核在A處的速度大小v2；(2)氙原子核從PQ噴出時的速度大小v3；(3)因區(qū)域Ⅱ內(nèi)磁場發(fā)生器故障，導(dǎo)致區(qū)域Ⅱ中磁感應(yīng)強度減半并分布在整個區(qū)域Ⅱ中，求能進入?yún)^(qū)域Ⅰ的氙原子核占A處發(fā)射粒子總數(shù)的百分比．

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、A【解題分析】

設(shè)兩等量正電荷的電荷量均為Q，a、b兩點電荷的電荷量分別為qa和qb，質(zhì)量分別為ma和mb，O到正點電荷的距離為l，由題意知a、b做圓周運動的周期相同，設(shè)為T。根據(jù)庫侖定律、牛頓第二定律，對a，有對b，有整理得故A正確，BCD錯誤。故選A。2、B【解題分析】

A.由勾股定理計算可知，排球水平位移大小為故A正確不符合題意；B.排球做平拋運動，落地時間為初速度故B錯誤符合題意；C.排球在豎直方向做自由落體運動可得解得，故C正確不符合題意；D.排球末速度的方向與地面夾角的正切值故D正確不符合題意。故選B。3、B【解題分析】

A．根據(jù)位移－時間圖象的斜率表示速度，由圖象可知，乙車的速度在0~t1時間內(nèi)并不是一直大于甲車的速度，故A錯誤；B．根據(jù)位移－時間圖象的斜率表示速度，由圖象可知，甲圖線的斜率不變，說明甲的速度不變，做勻速直線運動，乙車的速度先大于甲車的速度后小于甲車的速度，且由同一地點向同一方向運動，則0~t1時間內(nèi)，甲車與乙車之間的距離先增大后減小，故B正確；CD．由速度－時間圖像可知，0~t2時間內(nèi)，丁車的速度一直比丙車速度大，且由同一地點向同一方向運動，則兩車間的距離一直增大，故CD錯誤。故選B。4、B【解題分析】

ABC．根據(jù)萬有引力提供向心力，依據(jù)牛頓第二定律，則有且由公式聯(lián)立可解得兩顆衛(wèi)星的軌道半徑和地球的半徑，由于引力常量G未知則無法求出地球的質(zhì)量，故AC正確，B錯誤；D．由公式可知，由于兩顆衛(wèi)星的軌道半徑和周期已知或可求出，則可求出兩顆衛(wèi)星的線速度，故D正確。故選B。5、B【解題分析】

在圓軌道上運動時，小球受到重力以及軌道的支持力作用，合力充當(dāng)向心力，所以有小球做平拋運動時時的水平射程小球的豎直位移：根據(jù)幾何關(guān)系可得聯(lián)立即得x圖像的縱截距表示重力，即mg=5N所以有解得：R=0.25m故選B；【名師點睛】知道平拋運動水平方向和豎直方向上運動的規(guī)律，抓住豎直位移和水平位移的關(guān)系，尤其是掌握平拋運動的位移與水平方向夾角的正切值的表達式進行求解．注意公式和圖象的結(jié)合，重點是斜率和截距6、A【解題分析】

由等勢面的疏密可知電場強度的大小，由可知電場力的大小關(guān)系；根據(jù)曲線的彎曲方向可知粒子的受力方向，進而判斷出電場力做功的特點。根據(jù)能量守恒定律分析粒子在a點動能與粒子在b點動能之間的關(guān)系。由動能定理可知BC兩點的間的電勢能的變化。本題中解題的關(guān)鍵在于曲線的彎曲方向的判斷，應(yīng)掌握根據(jù)彎曲方向判斷受力方向的方法?！绢}目詳解】A．因a點處的等勢面密集，故a點的電場強度大，故電荷在a點受到的電場力大于b點受到的電場力，結(jié)合牛頓第二定律可知，粒子在a點的加速度比在b點的加速度大，故A正確；

B．由粒子運動的軌跡彎曲的方向可知，粒子受到的電場力指向右側(cè)，則從a到b電場力做正功，粒子動能增大，故B錯誤；

C．速度是矢量，沿軌跡的切線方向，由圖可知，粒子在a點和在c點時速度方向不相同，故C錯誤；

D．粒子受到的電場力指向右側(cè)，則從b到c電場力做負功，粒子的電勢能增大，所以粒子在b點的電勢能比在c點時的電勢能小，故D錯誤；

故選A?！绢}目點撥】本題中告訴的是等勢面，很多同學(xué)由于思維定勢當(dāng)成了電場線從而出現(xiàn)錯解。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BC【解題分析】

A.當(dāng)A開始滑動時有：解得：當(dāng)時，AB未發(fā)生相對滑動，選項A錯誤；B.當(dāng)時，以AB為整體，根據(jù)可知B與轉(zhuǎn)盤之間的最大靜摩擦力為：所以有：此時細線有張力，設(shè)細線的拉力為T，對AB有：對C有：解得，選項B正確；C.當(dāng)時，AB需要的向心力為：解得此時細線的拉力C需要的向心力為：C受到細線的拉力恰好等于需要的向心力，所以圓盤對C的摩擦力一定等于0，選項C正確；D.當(dāng)時，對C有：剪斷細線，則所以C與轉(zhuǎn)盤之間的靜摩擦力大于需要的向心力，則C仍然做勻速圓周運動。選項D錯誤。故選BC。8、ABD【解題分析】

A．由題知，不計一切阻力，則物塊和彈簧系統(tǒng)機械能守恒，故A正確；B．由題知，物塊從A點運動到B點是先加速后減速，到B點速度剛好為0，彈簧處于伸長狀態(tài)，此時對物塊受力分析可知，彈簧沿斜面向上的分力大于重力沿斜面向下的分力，故物塊在B點時加速度方向由B指向A，故B正確；C．物塊從A到C，根據(jù)動能定理可知，合力做的功等于動能的增加量，物塊從C到B，根據(jù)動能定理可知，物塊克服合力做的功等于動能的減少量，而物塊在A點和B點的速度都為零，故兩個過程動能的變化量相等，所以A到C過程物塊所受合力做的功等于C到B過程物塊克服合力做的功，故C錯誤；D．彈簧的形變量越小，彈簧的彈性勢能越小，根據(jù)幾何關(guān)系，可知物塊從A到C過程的彈簧形變量小于C到B過程的彈簧形變量，故物塊下滑過程中，彈簧的彈性勢能在A到C過程的增量小于C到B過程的增量，故D正確。故選ABD。9、AD【解題分析】

AB.由題圖乙知，當(dāng)時發(fā)生全反射，則有：故選項A符合題意，B不符合題意；C.圖甲中若減小入射角，根據(jù)反射定律和折射定律可知反射角和折射角都減小，則反射光線和折射光線之間的夾角也將變大，故選項C不符合題意；D.激光不從光導(dǎo)纖維束側(cè)面外泄的臨界條件是入射光在外側(cè)面處發(fā)生全反射，臨界光路如圖所示，可得：解得：，所以該束激光不從光導(dǎo)纖維束側(cè)面外泄，則彎成的半圓形半徑與纖維束半徑應(yīng)滿足的關(guān)系為，故選項D符合題意。10、AC【解題分析】

AB．開始時，彈簧處于原長，彈簧先壓縮，彈性勢能增大，當(dāng)彈簧與桿垂直時，彈簧壓縮量最大，繼續(xù)往下滑，彈性勢能減小，當(dāng)滑到彈簧恢復(fù)原長時，繼續(xù)下滑，彈簧將伸長，彈性勢能增大直到滑到B點，即彈簧彈性勢能先增大后減小再增大，由能量守恒可知，圓環(huán)的機械能先減小后增大，再減小，A正確，B錯誤；C．A點時，彈簧為原長，無彈力，受力分析可知，圓環(huán)的加速度由重力沿斜面向下的分力提供：解得，當(dāng)彈簧與桿垂直時，彈簧彈力垂直于桿，不提供加速度，此時加速度由重力沿斜面向下的分力提供，即，繼續(xù)往下滑，還有一處彈簧恢復(fù)原長，此處彈簧也沒有彈力，加速度由重力沿斜面向下的分力提供，即，所以與圓環(huán)在A點的加速度相同的位置還有兩處，C正確；D．彈簧再次恢復(fù)到原長時，加速度為，沿斜面向下，即將繼續(xù)往下加速運動，直到加速度為零時開始減速，所以彈簧再次恢復(fù)到原長時速度不是最大，D錯誤。故選AC。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、光電門0.30.2【解題分析】

(1)[1]根據(jù)圖，并結(jié)合實驗的原理可知，除了碰撞傳感器外，還需用到光電門傳感器；(2)[2][3]由表格數(shù)據(jù)可知，前3個，時間基本相等；而后3個，初速度與時間的乘積是基本相等的；時間基本相等的，碰撞傳感器水平放置，根據(jù)自由落體運動位移公式，那么距離小球拋出點的高度初速度與時間的乘積是基本相等的，碰撞傳感器豎直放置，那么距離小球拋出點的水平距離12、增大17.555【解題分析】

(1)[1]．題目中沒有電壓表，可用已知內(nèi)阻的電流表A2與定值電阻R0串聯(lián)構(gòu)成量程為的電壓表；滑動變阻器用分壓電路，電路如圖：(2)[2]．由電流可知(3)[3]．根據(jù)可得則該熱敏電阻的阻值隨毫安表A2的示數(shù)的增大，斜率變大，可知Rt變大。(4)[4][5]．通過R1的電流則通過R2和Rt的電流為0.4A；由I2