资源描述
河南省许昌市长葛一中2026届高三第二次质量测试(5月)物理试题试卷
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、如图所示,倾角为的斜面体A置于粗糙水平面上,物块B置于斜面上,已知A、B的质量分别为M、m,它们之间的动摩擦因数为。现给B一平行于斜面向下的恒定的推力F,使B沿斜面向下运动,A始终处于静止状态,则下列说法中不正确的是( )
A.无论F的大小如何,B一定加速下滑
B.物体A对水平面的压力
C.B运动的加速度大小为
D.水平面对A一定没有摩擦力
2、肩扛式反坦克导弹发射后,喷射气体产生推力F,一段时间内导弹在竖直面内沿下列图中虚线向前运动。其中导弹飞行姿势可能正确的是( )
A. B. C. D.
3、如图所示为某稳定电场的电场线分布情况,A、B、C、D为电场中的四个点,B、C点为空心导体表面两点,A、D为电场中两点。下列说法中正确的是( )
A.D点的电势高于A点的电势
B.A点的电场强度大于B点的电场强度
C.将电子从D点移到C点,电场力做正功
D.将电子从B点移到C点,电势能增大
4、下列说法正确的是( )
A.由公式v=ωr可知,圆形轨道人造地球卫星的轨道半径越大则其速度越大
B.由公式可知,所有人造地球卫星离地球越远则其线速度越小
C.地球同步卫星在其圆形轨道上运行时的线速度小于7.9km/s
D.地球同步卫星在其圆形轨道上运行时的角速度小于地球自转的角速度
5、已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为390,月球绕地球旋转的周期约为27天.利用上述数据以及日常的天文知识,可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约为
A.0.2 B.2 C.20 D.200
6、在电场方向水平向右的匀强电场中,一带电小球从A 点竖直向上抛出,其运动的轨迹如图所示,小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上,M为轨迹的最高点,小球抛出时的动能为8.0J,在M点的动能为6.0J,不计空气的阻力,则( )
A.从A点运动到M点电势能增加 2J
B.小球水平位移 x1与 x2 的比值 1:4
C.小球落到B点时的动能 24J
D.小球从A点运动到B点的过程中动能有可能小于 6J
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、据报道,我国准备在2020年发射火星探测器,并于2021年登陆火星,如图为载着登陆舱的探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹图,其中轨道I、Ⅲ为椭圆,轨道Ⅱ为圆探测器经轨道I、Ⅱ、Ⅲ运动后在Q点登陆火星,O点是轨道 I、Ⅱ、Ⅲ的交点,轨道上的O、P、Q三点与火星中心在同一直线上,O、Q两点分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和近火星点。已知火星的半径为R,OQ= 4R,轨道Ⅱ上经过O点的速度为v,下列说法正确的有( )
A.在相等时间内,轨道I上探测器与火星中心的连线扫过的面积与轨道Ⅱ上探测嚣与火星中心的连线扫过的面积相等
B.探测器在轨道Ⅱ运动时,经过O点的加速度等于
C.探测器在轨道I运动时,经过O点的速度大于v
D.在轨道Ⅱ上第一次由O点到P点与轨道Ⅲ上第一次由O点到Q点的时间之比是3:2
8、如图,理想变压器原.副线圈匝数比n1 : n2=3: 1,灯泡A、B完全相同,灯泡L与灯泡A的额定功率相同,但额定电压不同,当输入端接上(V)的交流电压后,三个灯泡均正常发光,图中两电流表均为理想电流表,且电流表A2的示数为2A,则( )
A.电流表A1的示数为12A
B.灯泡L的额定功率为20W
C.灯泡A的额定电压为5V
D.将副线圈上的灯泡A撤去,灯泡L不能正常发光
9、如图所示,质量为m的飞行器绕中心在O点、质量为M的地球做半径为R的圆周运动,现在近地轨道1上的P点开启动力装置,使其变轨到椭圆轨道3上,然后在椭圆轨道上远地点Q再变轨到圆轨道2上,完成发射任务。已知圆轨道2的半径为3R,地球的半径为R,引力常量为G,飞行器在地球周围的引力势能表达式为Ep=,其中r为飞行器到O点的距离。飞行器在轨道上的任意位置时,r和飞行器速率的乘积不变。则下列说法正确的是( )
A.可求出飞行器在轨道1上做圆周运动时的机械能是
B.可求出飞行器在椭圆轨道3上运行时的机械能是-
C.可求出飞行器在轨道3上经过P点的速度大小vP和经过Q点的速度大小vQ分别是、
D.飞行器要从轨道1转移到轨道3上,在P点开启动力装置至少需要获取的的动能是
10、大型对撞机是科学研究的重要工具,中国也准备建造大型正负电子对撞机,预计在2022至2030年之间建造,对撞机是在回旋加速器的基础上逐步发展出来的。回旋加速器的原理示意图如图所示,和是两个中空的半圆金属盒,均和高频交流电源相连接,在两盒间的窄缝中形成匀强电场,两盒处于与盒面垂直的匀强磁场中,中央O处是粒子源。若忽略粒子在电场中的加速时间,不考虑相对论效应,下列说法正确的是( )
A.带电粒子每运动一周被加速两次
B.带电粒子在磁场中运动的周期越来越小
C.粒子的最大速度与半圆金属盒的尺寸无关
D.磁感应强度越大,带电粒子离开加速器时的动能就越大
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)某实验小组要做“探究小车所受外力与加速度关系”的实验,采用的实验装置如图 1所示。
(1)本实验中_______(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力,______ (填“需要”或“不需要”)钩码的质量远小于小车的质量。
(2)该同学在研究小车运动时打出了一条纸带,如图2所示。在纸带上,连续5个点为一个计数点,相邻两个计数点之间的距离依次为x1=1.45cm, x2=2.45 cm, x3=3.46cm,x4=4.44 cm, x5=5.45 cm, x6=6.46 cm,打点计时器的频率f=50Hz,则打纸带上第5个计数点时小车的速度为______m/s;整个过程中小车的平均加速度为_______m/s2。(结果均保留2位有效数字)
12.(12分)在“探究物体质量一定时加速度与力的关系”实验中,小明同学做了如图甲所示的实验改进,在调节桌面水平后,添加了用力传感器来测细线中的拉力.
(1)关于该实验的操作,下列说法正确的是________.
A.必须用天平测出砂和砂桶的质量
B.一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
C.应当先释放小车,再接通电源
D.需要改变砂和砂桶的总质量,打出多条纸带
E.实验中需要将小车轨道适当倾斜以平衡摩擦力
F.实验中小车应从靠近打点计时器位置静止释放
(2)实验得到如图乙所示的纸带,已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,相邻两计数点之间还有四个点未画出,由图中的数据可知,打下B点时,小车运动的速率是_____m/s.小车运动的加速度大小是______m/s2.(计算结果保留三位有效数字)
(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示.则小车与轨道的滑动摩擦力Ff=____N.
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)如图所示,两根平行光滑金属导轨固定在水平桌面上,左端连接定值电阻,导轨间距。整个装置处在方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度,一质量、电阻的金属棒放在导轨上,在外力F的作用下以恒定的功率从静止开始运动,当运动距离时金属棒达到最大速度,此时撤去外力,金属棒最终停下,设导轨足够长。求:
(1)金属棒的最大速度;
(2)在这个过程中,外力的冲量大小;
(3)撤去外力后电阻R放出的热量。
14.(16分)如图,光滑绝缘水平面上静置两个质量均为m、相距为x0的小球A和B,A球所带电荷量为+q,B球不带电。现在A球右侧区域的有限宽度范围内加上水平向右的匀强电场,电场强度为E,小球A在电场力作用下由静止开始运动,然后与B球发生弹性正碰,A、B碰撞过程中没有电荷转移,且碰撞过程时间极短,求:
(1)A球与B球发生第一次碰撞后B球的速度;
(2)从A球开始运动到两球在电场中发生第二次碰撞前电场力对A球所做的功;
(3)要使A、B两球只发生三次碰撞,所加电场的宽度d应满足的条件。
15.(12分)如图甲所示,质童为m=0.3kg的小物块B(可视为质点)放在质量为M=0.1kg、长度L=0.6m的木板A的最左端,A和B一起以v0=lm/s的速度在光滑水平面上向右运动,一段时间后A与右侧一竖直固定挡板P发生弹性碰撞。以碰撞瞬间为计时起点,取水平向右为正方向,碰后0.5s内B的速度v随时间t变化的图像如图乙所示。取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)A与B间的动摩擦因数;
(2)A与P第1次碰撞到第2次碰撞的时间间隔;
(3)A与P碰撞几次,B与A分离。
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、B
【解析】
AC.因A、B间的动摩擦因数为,即
则施加平行于斜面的力F后,由牛顿第二定律有
联立可得
即无论F的大小如何,B一定加速下滑,故AC正确,不符题意;
B.对斜面受力分析,如图所示
由竖直方向的平衡有
联立可得
故B错误,符合题意;
D.对斜面在水平方向的力有关系式
故水平面无相对运动趋势,水平面对斜面无摩擦力,故D正确,不符题意。
本题选不正确的故选B。
2、B
【解析】
A.A图中导弹向后喷气,产生沿虚线向右的作用力,重力竖直向下,则合力方向向右下方,不可能沿虚线方向,故导弹不可能沿虚线方向做直线运动,故A不符合题意;
B.B图中导弹向后喷气,产生斜向右上方的作用力,重力竖直向下,则合力方向有可能沿虚线方向,故导弹可能沿虚线方向做直线运动,故B符合题意;
C.C图中导弹向后喷气,产生斜向右下方的作用力,重力竖直向下,则合力方向不可能沿虚线方向,故导弹不可能沿虚线方向做直线运动,故C不符合题意;
D.D图中导弹做曲线运动,导弹向后喷气,产生斜向右上方的作用力,重力竖直向下,此时则合力方向不可能沿虚线凹侧,故导弹不可能沿虚线方向做曲线运动,故D不符合题意。
故选B。
3、A
【解析】
A.沿电场线方向电势降低,所以D点的电势高于A点的电势,A正确;
B.电场线的疏密程度表示电场强度的弱强,所以A点的电场强度小于B点的电场强度,B错误;
C.电子带负电,所以将电子从D点移到C点,电场力与运动方向夹角为钝角,所以电场力做负功,C错误;
D.处于静电平衡的导体是等势体,所以B、C两点电势相等,根据
可知电子在B、C两点电势能相等,D错误。
故选A。
4、C
【解析】
A.由公式可知,圆形轨道人造地球卫星的轨道半径越大则其速度越小,选项A错误;
B.由公式可知,所有人造地球卫星绕地球做圆周运动时,离地球越远则其线速度越小,选项B错误;
C.第一宇宙速度是所有绕地球做圆周运动的卫星的最大速度,则地球同步卫星在其圆形轨道上运行时的线速度小于7.9km/s,选项C正确;
D.地球同步卫星在其圆形轨道上运行时的角速度等于地球自转的角速度,选项D错误;
故选C。
5、B
【解析】
由日常天文知识可知,地球公转周期为365天,依据万有引力定律及牛顿运动定律,研究地球有G=M地r地,研究月球有G=M月r月,日月间距近似为r地,两式相比=·.太阳对月球万有引力F1=G,地球对月球万有引力F2=G,故=·=·==2.13,故选B.
6、D
【解析】
将小球的运动沿水平和竖直方向正交分解,水平分运动为初速度为零的匀加速直线运动,竖直分运动为匀变速直线运动;
A.从A点运动到M点过程中,电场力做正功,电势能减小,故A错误;
B.对于初速度为零的匀加速直线运动,在连续相等的时间间隔内位移之比为1:3,故B错误;
C.设物体在B动能为EkB,水平分速度为VBx,竖直分速度为VBy。
由竖直方向运动对称性知
mVBy2=8J
对于水平分运动
Fx1=mVMx2-mVAX2
F(x1+x2)=mVBx2-mVAX2
x1:x2=1:3
解得:
Fx1=6J;
F(x1+x2)=24J
故
EkB=m(VBy2+VBx2)=32J
故C错误;
D.由于合运动与分运动具有等时性,设小球所受的电场力为F,重力为G,则有:
Fx1=6J
Gh=8J
所以:
由右图可得:
所以
则小球从 A运动到B的过程中速度最小时速度一定与等效G’垂直,即图中的 P点,故
故D正确。
故选D。
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、BC
【解析】
A.因轨道I和轨道Ⅱ是探测器两个不同的轨道,则在相等时间内,轨道I上探测器与火星中心的连线扫过的面积与轨道Ⅱ上探测嚣与火星中心的连线扫过的面积不相等,选项A错误;
B.探测器在轨道Ⅱ运动时,轨道半径为3R,则经过O点的加速度等于,选项B正确;
C.探测器从轨道I到轨道Ⅱ要在O点减速,可知在轨道I运动时,经过O点的速度大于v,选项C正确;
D.探测器在轨道Ⅱ与轨道Ⅲ上的周期之比为
则在轨道Ⅱ上第一次由O点到P点与轨道Ⅲ上第一次由O点到Q点的时间之比是
选项D错误。
故选BC。
8、BD
【解析】
A.因三个灯泡均正常发光,所以副线圈中总电流为
由变压规律可知原线圈中电流为
即电流表A1的示数为,故A错误;
BC.令副线圈两端电压为,则由变压规律可知原线圈两端电压为
令灯泡L两端电压为,则有
根据题意则有
联立可得
,
则灯泡A的额定电压为10V,灯泡L与灯泡A的额定功率相同,则灯泡L和A的额定功率
故B正确,C错误;
D.将副线圈上的灯泡A撤去,则输出电流变小,根据理想变压器中电流与匝数成反比可知,输入电流变小,灯泡L不能正常发光,故D正确;
故选BD。
9、BC
【解析】
A.飞行器在轨道1上做圆周运动,则
则动能
势能
机械能
选项A错误;
BC.飞行器在椭圆轨道3上运行时
解得
选项BC正确;
D.飞行器要从轨道1转移到轨道3上,在P点开启动力装置至少需要获取的的动能是
选项D错误。
故选BC。
10、AD
【解析】
A.带电粒子转动一周,两次经过电场,所以每运动一周被加速两次,故A正确;
B.带电粒子在磁场中运动的周期与速度无关,故B错误;
C.粒子从回旋加速器中射出时,最后一圈圆周运动的半径与金属盒半径相同,由
得
可知金属盒半径r越大,最大速度ν越大,故C错误;
D.由,可知磁感应强度B越大,最大速度v越大,粒子动能越大,故D正确。
故选AD。
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、需要不需要
【解析】
(1)本实验是通过力传感器测量的细线的拉力,要想将拉力作为小车的合外力,需要平衡摩擦力;由于拉力可以直接读出,所以钩码的质量不需要远远小于小车的质量;
(2)频率,则周期,连续5个点为一个计数点,相邻两个计数点之间的时间间隔;第5个计数点的速度为,根据逐差法可知小车的加速度为: .
12、DEF 0.721 2.40 1.0
【解析】
(1)[1] AB.对小车的拉力是通过力传感器得到的,故无需测量沙和沙桶的质量,也不需要满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量,故AB错误;
C.使用打点计时器,应先接通电源,在释放小车,故C错误;
D.探究物体质量一定时加速度与力的关系,要改变沙和沙桶的总质量,打出多条纸带,故D正确;
E.由于实验要求研究小车的合外力与加速度的关系,需要排除与轨道的滑动摩擦力的影响,所以实验中需要将长木板倾斜,以平衡摩擦力,故E正确;
F.在释放小车前,小车应尽量靠近打点计时器,以能在纸带上打出更多的点,有利于实验数据的处理和误差的减小,故F正确;
(2)[2]相邻两计数点之间还有四个点未画出,相邻两计数点间的时间间隔为,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,打下点时,小车运动的速率是:
[3]根据可得:
(3)[4]根据牛顿第二定律可知:
解得:
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)3m/s;(2)7kg·m/s;(3)3J
【解析】
(1)根据法拉第电磁感应定律知,当金属棒速度为v时,金属棒中的感应电动势
根据闭合电路欧姆定律可知,金属棒中的感应电流
金属棒受到的安培力
当金属棒加速度为零时,其速度达到最大,有
联立以上各式,并代入数据解得
(2)设金属棒经过时间t由静止加速至速度最大,在这个过程中金属棒受到的平均安培力
金属棒运动的距离
根据动量定理有
联立以上各式并代入数据解得
(3)撤去外力后,金属棒由最大速度逐渐减速至零,对此过程,根据能量守恒定律,可知电阻R放出的热量
14、(1) (2)5qEx0(3)8x0<d≤18x0
【解析】
(1)设A球与B球第一次碰撞前的速度为v0,碰撞后的速度分别为vA1、vB1。
对A,根据牛顿第二定律得:qE=ma
由运动学公式有:v02=2ax0。
解得:v0=
对于AB碰撞过程,取向右为正方向,由动量守恒定律和机械能守恒定律得:
mv0=mvA1+mvB1
mv02=mvA12+mvB12。
解得:vB1=v0=,vA1=0
(2)设第一次碰撞到第二次碰撞前经历的时间为t1.有:xA1=vA1t1+at12=vB1t1
从A球开始运动到两球在电场中发生第二次碰撞前电场力对A球所做的功为:
W=qE(x0+xA1)
解得:W=5qEx0。
(3)设第二次碰撞前A的速度为vA1′,碰撞后A、B的速度分别为vA2、vB2.有:
vA1′=vA1+at1。
第二次碰撞过程,有:
mvA1′+mvB1=mvA2+mvB2。
mvA1′2+mvB12=mvA22+mvB22。
第二次碰撞后,当A球速度等于B球速度vB2时,A球刚好离开电场,电场区域宽度最小,有:vB22-vA22=2a•△x1。
A、B两球在电场中发生第三碰撞后,当A球速度等于B球速度时,A球刚好离开电场,电场区域的宽度最大,设第三次碰撞前A球的速度为vA2′,碰撞后A、B的速度分别为vA3、vB3.二、三次碰撞间经历的时间为t2.有:
xA2=vA2t2+at22=vB2t2。
vA2′=vA2+at2。
第三次碰撞过程,有:mvA2′+mvB2=mvA3+mvB3
mvA2′2+mvB22=mvA4+mvB4.
vB4-vA4=2a•△x2
所以电场区域宽度d应满足的条件为:x0+xA1+△x1<d≤x0+xA1+xA2+△x2。
解得:8x0<d≤18x0
15、(1)0.1(2)0.75s(3)一共可以碰撞2次
【解析】
方法一:
解:(1)碰后A向左减速,B向右减速,由图像得:
由牛顿第二定律:
求得
(2)由牛顿第二定:
A减速到0后,向右继续加速,最后与B共速
由:
求得:
,
此过程中,A向左移动的距离为:
之后A与B一起向右匀速运动,时间:
所以一共用的时间:
;
(3)A第1次与挡板P相碰,到第2次相碰的过程内,
假设第3次碰撞前,A与B不分离,A第2次与挡板P相碰后到第3次相碰的过程内
,
求得:
由于:
所以一共可以碰撞2次。
方法二:
解:(1)碰后A向左减速,B向右减速,由图像得:
由牛顿第二定律:
求得
;
(2)碰后B向右减速,A向左减速到0后,向右继续加速,最后与B共速,由动量守恒定律可得:
解得:
此过程,对B由动量定理得:
解得:
对A由动能定理:
求得:
此后A、B一起向右匀速运动的时间:
所以一共用的时间:
(3)A第1次与挡板P碰撞后到共速的过程中,对整个系统,由能量守恒:
假设第3次碰撞前,A与B不分离,A第2次与挡板P相碰后到共速的过程中,由动量守恒:
由能量守恒:
解得:
由于,所以一共可以碰撞2次。
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