黑龙江省哈尔滨市第九中学2023-2024学年高三上学期期中考物理Word版含解析.docx

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哈九中2024届高三学年上学期期中考试物理试卷一、单项选择题（本题共8小题，每题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1.下列说法正确的是（）A.图甲中静电除尘装置两极板间存在匀强电场B.图乙中描述的是多普勒效应，A观察者接收到波的频率大于B观察者接收到波的频率C.图丙中人用手接触起电机的金属球时头发竖起来是因同种电荷相互排斥D.图丁中使摆球A先摆动，稳定后，三个球的振动周期不同2.下列关于机械振动和机械波的说法正确的是（）A.有机械波一定有机械振动，有机械振动一定有机械波B.横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定C.在波传播方向上的某个质点的振动速度和波的传播速度是一致的D.机械波的频率由介质和波源共同决定3.图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N比荷相等，电性相反。现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。若不计重力，则（）A.M带负电荷，N带正电荷B.N在a点速度与M在c点的速度大小相同C.N在a点的动能与M在c点的动能一定相同D.N从O点运动至a点的过程中电势能增加4.某研究性学习小组用如图甲所示装置研究平行板电容器的放电现象，开关先置于1位置对电容器充电，稳定后，开关置于2位置，利用电流传感器记录电容器放电过程，作出 图线如图乙所示，已知电源电动势为E，图线与坐标轴围成面积为S.下列说法正确的是（　　）A.电容器放电时通过电流传感器的电流减小得越来越快B.电容器放电持续时间与电阻R的阻值没有关系C.电容C的大小等于D.电阻R的阻值会影响电容C的测量结果5.两个电量大小分别为q1和q2的点电荷分别固定在x轴上x1=1cm、x3=8cm两处，x轴上两电荷间各点电势随坐标x变化的关系图像如图所示，已知图像在x2=3.8cm处的切线与x轴平行，则下列说法中错误的是（　　）A.q10）的点电荷固定在A点，先将一电荷量也为—q的点电荷Q1从无穷远处（电势为0）移到B点，此过程中电场力对Q1做功为，再将Q1从B点沿BC移到C点并固定，最后将一电荷量为+3q的点电荷Q2从无穷远处移到B点，已知静电力常量为k。则（　　）A.Q1移入之前，B、C两点电势不相等B.Q1从B点移到C点的过程中，其电势能先增大后减小C.Q2从无穷远处移到B点的过程中，电场力对Q2做功为6W D.Q2在B点所受电场力大小为12.如图所示，在均匀介质中，位于和处的两波源和沿y轴方向不断振动，在x轴上形成两列振幅均为4cm，波速均为2m/s的相向传播的简谐横波，时刻的波形如图，则下列说法正确的是（）A.波源的起振方向沿y轴正方向B.0到5s，处的质点运动的路程为12cmC.0到5s，处的质点运动的路程为16cmD.形成稳定干涉图样后，两波源间（不含波源）振动加强点的个数为9个13.如图甲所示，大量的电子（质量为m、电荷量大小为e）不间断的由静止开始经电压为的电场加速后，从上极板的边缘沿平行极板方向进入偏转电场，偏转电场两极板间的电压随时间t变化的规律如图乙所示。已知偏转电场的极板间的距离为d，板长为L，不计电子的重力及电子间的相互作用，电子通过偏转电场所用的时间极短，可认为此过程中偏转电压不变，当偏转电压为时，粒子刚好从距上极板的P点射出，下列说法正确的是（）A.B.当时，电子射出偏转电场时速度的偏转角为C.当时，电子射出偏转电场时速度的偏转角为 D.电场对能射出装置的电子做功的极大值为三、实验题14.用如图甲所示的装置验证“水平方向动量守恒”。实验步骤如下：（1）用绳子将质量为和的小球A和B悬挂在天花板上，两绳长相等；两球静止时，悬线竖直；（2）在A、B两球之间放入少量炸药（不计炸药质量），引爆炸药，两球反方向摆起，用量角器记录两球偏离竖直方向的最大夹角分别为、；（3）多次改变炸药的量，使得小球摆起的最大角度发生变化，记录多组、值，以为纵轴，为横轴，绘制图像，如图乙所示。回答下列问题：①若两球水平方向动量守恒，应满足的表达式为______（用、、、表示）。②图乙中图像的斜率为k，则A、B两球的质量之比______。15.某实验小组利用如图甲所示的装置测量某地重力加速度。（1）为了使测量误差尽量小，下列说法中正确的是______。A.组装单摆须选用密度和直径都较小摆球B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D.为了使单摆的周期大一些，应使摆线相距平衡位置有较大的摆角（2）该同学用米尺测出悬线的长度为L，并用10分度游标卡尺测出小球直径d，让小球在竖直平面内摆动（摆角小于），从小球经过最低点时开始计时，测得20次全振动的总时间为t ，改变悬线长度，多次测量，利用计算机作出了图线，如图乙所示，其表达式______（用L、d、g、表示）。（3）根据图乙可以得出当地的重力加速度______（取，结果保留3位有效数字）；由图乙可推测出（2）中游标卡尺的读数为______mm。四、计算题16.一简谐横波在时的波形如图中的实线所示，时刻的波形如图中的虚线所示，P是平衡位置在处的质点。（1）若该波沿x轴正方向传播，求该波可能的波速。（2）若该波的波速大小，求质点P在0~4s内通过的路程。17.如图所示，一质量为1kg、带电荷量为的小物块静止在水平轨道上，水平轨道与圆弧轨道BC平滑连接，其圆心与C在同一水平面，上方虚线框内存在着水平向右的匀强电场，电场右侧紧挨着一个圆弧轨道DG，其圆心与D在同一竖直线上，所有的轨道均绝缘且光滑，圆弧BC和DG的半径均为。现给小物块的初速度，经圆弧轨道BC后进入电场，再沿着水平方向进入圆弧轨道DG，经过D点时小物块对轨道的作用力恰好为10N，小物块最终落在水平地面上。设小物块在运动过程中带电荷量始终保持不变，空气阻力忽略不计，重力加速度g取。（结果可用根号表示）求：（1）小物块在D点的速度大小；（2）C、D两点之间的高度差；（3）匀强电场的电场强度大小。 18.如图，在足够大的光滑、绝缘水平面上有两小球A和B，质量分别为3m、m，其中A带电量为，B不带电，开始时A与B相距，空间加有水平向右匀强电场，场强大小为E，此时小球A由静止释放，小球A、B发生弹性正碰且A电荷量不会转移，A与B均可视为质点，重力加速度为g。（1）求小球A与B第一次碰撞后的瞬间物块B的速度大小；（2）求从初始时刻，到两小球发生第二次碰撞时，小球A电势能的减少量；（3）求两小球第2023次碰撞后到第2024次碰撞前的时间间隔。 哈九中2024届高三学年上学期期中考试物理试卷一、单项选择题（本题共8小题，每题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1.下列说法正确的是（）A.图甲中静电除尘装置两极板间存在匀强电场B.图乙中描述的是多普勒效应，A观察者接收到波的频率大于B观察者接收到波的频率C.图丙中人用手接触起电机的金属球时头发竖起来是因同种电荷相互排斥D.图丁中使摆球A先摆动，稳定后，三个球的振动周期不同【答案】C【解析】【详解】A．图甲中静电除尘装置两极板间不匀强电场，负极附近场强较大，选项A错误；B．由图可知波源靠近B观察者远离A观察者，根据多普勒效应可知A观察者接收到波的频率小于B观察者接收到波的频率，选项B错误；C．图丙中人用手接触起电机的金属球时头发竖起来是因头发上面带同种电荷而相互排斥，选项C正确；D．图丁中使摆球A先摆动，稳定后，B、C都是做受迫振动，三个球的振动周期相同，选项D错误。故选C。2.下列关于机械振动和机械波的说法正确的是（）A.有机械波一定有机械振动，有机械振动一定有机械波B.横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定C.在波传播方向上的某个质点的振动速度和波的传播速度是一致的D.机械波的频率由介质和波源共同决定【答案】B【解析】【详解】产生机械波两个必备条件，一个是有机械振动，另外还有传播这种振动的介质，若没有介质，有机械振动，而不会产生机械波，A 错误；横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，与频率及振幅无关，B正确；质点振动时做简谐振动，而波匀速传播，振动速度与波速完全不同，C错误；机械波的频率由波源决定，与介质无关，D错误．3.图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N比荷相等，电性相反。现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。若不计重力，则（）A.M带负电荷，N带正电荷B.N在a点的速度与M在c点的速度大小相同C.N在a点的动能与M在c点的动能一定相同D.N从O点运动至a点的过程中电势能增加【答案】B【解析】【详解】A．虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，即虚线为等差等势线，O点电势高于c点，沿着电场线的方向电势降低，可知匀强电场的方向如下图所示结合曲线运动的轨迹可知，M粒子所受电场力方向与电场线方向相同，M粒子带正电，N粒子所受电场力方向与电场线方向相反，N粒子带负电，A错误；B．a、O、c三点分别在连续的等差等势线上，且两粒子M、N比荷相等，M粒子带正电，N粒子带负电，结合曲线可知，N从O点运动至a点和M在从O点运动至c点过程中根据动能定理变形为可知N在a点的速度大小与M在c点速度大小相等，B正确；C．由于M，N粒子的电量未知，电场力做功大小不一定相等，N在a点的动能与M在c 点的动能不一定相同，C错误；D．N从O点运动至a点的过程中，电场力做正功，电势能减少，D错误。故选B。4.某研究性学习小组用如图甲所示装置研究平行板电容器的放电现象，开关先置于1位置对电容器充电，稳定后，开关置于2位置，利用电流传感器记录电容器放电过程，作出图线如图乙所示，已知电源电动势为E，图线与坐标轴围成面积为S.下列说法正确的是（　　）A.电容器放电时通过电流传感器的电流减小得越来越快B.电容器放电持续时间与电阻R的阻值没有关系C.电容C的大小等于D.电阻R的阻值会影响电容C的测量结果【答案】C【解析】【详解】A．由题图乙可知，图线的斜率的绝对值越来越小，说明流过电流传感器的电流减小得越来越慢，故A错误；B．电阻R越大，电路中的电流越小，而电容器储存的电荷量一定，所以电容器放电持续时间与电阻R的阻值有关，故B错误；C．图线与时间轴所围的面积表示电荷量，所以电容器储存的电荷量为S，根据电容的定义式可得电容C的大小为故C正确；D．电阻R的阻值的大小会影响放电时间，但不会影响放电量的多少，也就不会影响电容C的大小的测量结果，故D错误。故选C。5.两个电量大小分别为q1和q2的点电荷分别固定在x轴上x1=1cm、x3=8cm两处，x 轴上两电荷间各点电势随坐标x变化的关系图像如图所示，已知图像在x2=3.8cm处的切线与x轴平行，则下列说法中错误的是（　　）A.q10）的点电荷固定在A点，先将一电荷量也为—q的点电荷Q1从无穷远处（电势为0）移到B点，此过程中电场力对Q1做功为，再将Q1从B点沿BC移到C点并固定，最后将一电荷量为+3q的点电荷Q2从无穷远处移到B点，已知静电力常量为k。则（　　）A.Q1移入之前，B、C两点电势不相等B.Q1从B点移到C点的过程中，其电势能先增大后减小C.Q2从无穷远处移到B点的过程中，电场力对Q2做功为6WD.Q2在B点所受电场力大小为【答案】BC 【解析】【详解】A．Q1移入之前，B、C两点到A点固定点电荷之间的距离相等，所以B、C两点电势相等，故A错误；B．Q1从B点移到C点的过程中Q1到A点的距离先减小后增大，所以电场力先做负功，再做正功，电势能先增大后减小，故B正确；C．根据负点电荷周围电势的分布可知在C点的Q1与A点的-q在B点的电势相等，则移入后B点的电势为Q2从无穷远处移到B点的过程中，电场力对Q2做功为故C正确；D．Q2在B点所受电场力为故D错误。故选BC。12.如图所示，在均匀介质中，位于和处的两波源和沿y轴方向不断振动，在x轴上形成两列振幅均为4cm，波速均为2m/s的相向传播的简谐横波，时刻的波形如图，则下列说法正确的是（）A.波源的起振方向沿y轴正方向B.0到5s，处的质点运动的路程为12cmC.0到5s，处质点运动的路程为16cm D.形成稳定干涉图样后，两波源间（不含波源）振动加强点的个数为9个【答案】CD【解析】【详解】A．通过观察图像，根据上、下坡法，的起振方向沿y轴正方向，的起振方向沿y轴负方向，故A错误；BC．的振动在时传播到处，的振动经时传播到处，在0～3.5s内，的质点不动，3.5～4.5s内，该质点运动半个周期，只参与的振动，运动的路程在4.5～5s内，两列波分别在处的振动情况恰好相同，振动增强，运动的路程则处质点运动的总路程故C正确，B错误；D．两波源振动同步，振动加强点满足波程差其中，即两波源间（不含波源）有9个振动加强点，如图坐标－8、－6、－4、－2、0、2、4、6、8（单位：m）共9个点，故D正确。故选CD。13.如图甲所示，大量的电子（质量为m、电荷量大小为e）不间断的由静止开始经电压为的电场加速后，从上极板的边缘沿平行极板方向进入偏转电场，偏转电场两极板间的电压随时间t变化的规律如图乙所示。已知偏转电场的极板间的距离为d，板长为L，不计电子的重力及电子间的相互作用，电子通过偏转电场所用的时间极短，可认为此过程中偏转电压不变，当偏转电压为时，粒子刚好从距上极板的P点射出，下列说法正确的是（） A.B.当时，电子射出偏转电场时速度的偏转角为C.当时，电子射出偏转电场时速度的偏转角为D.电场对能射出装置的电子做功的极大值为【答案】AC【解析】【详解】ABC．电子由静止开始经电压为U0的电场加速，则解得当，进入偏转电场的加速度根据平抛运动的规律有联立解得电子射出偏转电场时速度的偏转角为，合速度为当时，电子射出偏转电场时速度的偏转角小于，故AC正确，B错误；D．设电子恰能从极板右侧下边缘射出的偏转电压为U，则 根据平抛运动的规律得解得所以电场对能射出装置的电子做功的极大值为，故D错误。故选AC。三、实验题14.用如图甲所示的装置验证“水平方向动量守恒”。实验步骤如下：（1）用绳子将质量为和的小球A和B悬挂在天花板上，两绳长相等；两球静止时，悬线竖直；（2）在A、B两球之间放入少量炸药（不计炸药质量），引爆炸药，两球反方向摆起，用量角器记录两球偏离竖直方向的最大夹角分别为、；（3）多次改变炸药的量，使得小球摆起的最大角度发生变化，记录多组、值，以为纵轴，为横轴，绘制图像，如图乙所示。回答下列问题：①若两球水平方向动量守恒，应满足的表达式为______（用、、、表示）。②图乙中图像的斜率为k，则A、B两球的质量之比______。【答案】①.②.【解析】【详解】（3）①[1]设绳长为，对A、B球爆炸后由动能定理得 ，由动量守恒定律得联立解得②[2]整理可得所以图像的斜率则A、B两球的质量之比为15.某实验小组利用如图甲所示的装置测量某地重力加速度。（1）为了使测量误差尽量小，下列说法中正确的是______。A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D.为了使单摆的周期大一些，应使摆线相距平衡位置有较大的摆角（2）该同学用米尺测出悬线的长度为L，并用10分度游标卡尺测出小球直径d，让小球在竖直平面内摆动（摆角小于），从小球经过最低点时开始计时，测得20次全振动的总时间为t，改变悬线长度，多次测量，利用计算机作出了图线，如图乙所示，其表达式______（用L、d、g、表示）。（3）根据图乙可以得出当地的重力加速度______（取，结果保留3位有效数字）；由图乙可推测出（2）中游标卡尺的读数为______mm。 【答案】①.BC②.③.9.80④.0.20【解析】【详解】（1）[1]A．为了减小空气阻力，组装单摆应选用密度大，直径小的摆球，故A错误；B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线，确保摆球在摆动过程中摆长保持不变，故B正确；C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动，这样摆球的摆动才能视为是简谐振动，故C正确；D．摆长一定的情况下，摆球的振幅不能太大，否则摆球的摆动不能视为是简谐振动，故D错误。故选BC。（2）[2]根据单摆的周期公式其中联立可得（3）[3]由图可知图线的斜率为解得[4]根据图像将（-0.01,0）代入解得d=0.20mm四、计算题 16.一简谐横波在时的波形如图中的实线所示，时刻的波形如图中的虚线所示，P是平衡位置在处的质点。（1）若该波沿x轴正方向传播，求该波可能的波速。（2）若该波的波速大小，求质点P在0~4s内通过的路程。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）若该波沿x轴正方向传播，时间内波传播的距离可能为故波速可能为（2）若该波的波速大小，则波的周期由则波向左传播，根据同侧法可知时刻质点经过平衡位置向方向运动，质点在0~4s内通过的路程17.如图所示，一质量为1kg、带电荷量为的小物块静止在水平轨道上，水平轨道与圆弧轨道BC平滑连接，其圆心与C在同一水平面，上方虚线框内存在着水平向右的匀强电场，电场右侧紧挨着一个圆弧轨道DG，其圆心与D在同一竖直线上，所有的轨道均绝缘且光滑，圆弧BC和DG的半径均为。现给小物块的初速度，经圆弧轨道BC后进入电场，再沿着水平方向进入圆弧轨道DG，经过D点时小物块对轨道的作用力恰好为10N ，小物块最终落在水平地面上。设小物块在运动过程中带电荷量始终保持不变，空气阻力忽略不计，重力加速度g取。（结果可用根号表示）求：（1）小物块在D点的速度大小；（2）C、D两点之间的高度差；（3）匀强电场的电场强度大小。【答案】（1）；（2）0.5m；（3）【解析】【详解】（1）经过D点时小物块对轨道的作用力恰好为10N，由牛顿第二定律有得（2）物块由开始运动到C点由机械能守恒定律有得所以C、D两点之间的高度差为（3）物块从C运动到D的时间为在电场方向有 得18.如图，在足够大的光滑、绝缘水平面上有两小球A和B，质量分别为3m、m，其中A带电量为，B不带电，开始时A与B相距，空间加有水平向右匀强电场，场强大小为E，此时小球A由静止释放，小球A、B发生弹性正碰且A电荷量不会转移，A与B均可视为质点，重力加速度为g。（1）求小球A与B第一次碰撞后的瞬间物块B的速度大小；（2）求从初始时刻，到两小球发生第二次碰撞时，小球A电势能的减少量；（3）求两小球第2023次碰撞后到第2024次碰撞前的时间间隔。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）A加速运动，由动能定理得解的设A与B发生碰撞后瞬间，A与B的速度大小分别为，，对于A、B碰撞过程，由动量守恒定律得由机械能能守恒定律得联立得 （2）若A、B发生第一次碰撞后到恰好发生第二次碰撞，运动时间为，则A的位移大小为根据牛顿第二定律可得B的位移大小为且联立四式得对小球A从初始到与B球第二次碰撞时，电场力做功又联立解得小球A电势能的减少量（3）由（2）可知，当A、B第二次相碰时，A球速度为解得设第二次碰撞后两个小球的速度分别为、，根据动量守恒定律得由机械能能守恒定律得 联立解得设从第二次碰撞到第三次碰撞时间间隔为，根据位移关系解得以此类推，可以发现两小球每次碰撞后速度之差为，到下一次碰撞前速度差仍为，所以他们再次碰撞所需的时间均为所以两小球第2023次碰撞后到第2024次碰撞前的时间间隔