河南省郑州市第七中学2022-2023学年物理高三第一学期期中经典试题含解析

2022-2023高三上物理期中模拟试卷
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。

回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，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、北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统．如图所示，北斗卫星导航系统中的两颗工作卫星1、2均绕地心做顺时针方向的匀速圆周运动，轨道半径为r，某时刻两颗工作卫星分别位于同一圆轨道上的A、B两位置．已知地球表面附近的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力．则以下判断中正确的是
A．卫星1向后喷气就一定能追上卫星2
B．卫星1由位置A运动到位置B所需的时间为
3r r R g
π
C．卫星1、2绕地球做匀速圆周运动的向心力大小一定相等
D．若卫星1由圆轨道上的位置A变轨能进入椭圆轨道，则卫星1在圆轨道上经过位置A的加速度小于在椭圆轨道上经过位置A的加速度
2、如图，两小球P、Q从同一高度分别以1v和2v的初速度水平抛出，都落在了倾角
37
θ=︒的斜面上的A点，其中小球P垂直打到斜面上，则1v、2v大小之比为（）
A．9：8 B．8：9 C．3：2 D．2：3
3、如图所示，放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力F作用始终保持静止，当力
A．物体受到的摩擦力保持不变B．物体受到的摩擦力逐渐增大
C．物体受到的合力变大D．物体对斜面的压力逐渐减小
4、如图，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大圆环上的质量为m的小环（可视为质点），从大圆环的最高处由静止滑下，重力加速度为g．当小圆环滑到大圆环的最低点时，大圆环对轻杆拉力的大小为（）
A．Mg-5mg B．Mg+mg C．Mg+5mg D．Mg+10mg
5、如图甲所示，小物块从足够长的光滑斜面顶端由静止自由滑下．下滑位移x时的速度为v，其x－v2图象如图乙所示，取g＝10 m/s2，则斜面倾角θ为()
A．30°B．45°C．60°D．75°
6、a、b两辆汽车在同一条平直公路上行驶的v-t图象如下图所示.下列说法正确的是( )
A．t1时刻,车和b车处在同一位置
B．t2时刻,、b两车运动方向相反
C．在t1到t2这段时间内,b车的加速度先减小后增大
D．在t1到t2这段时间内,b车的位移小于车的位移
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，有一水平椭圆轨道，M、N为该椭圆轨道的两个焦点，虚线AB、CD分
别为椭圆的长轴和短轴，相交于O 点，且AM=MO=OC=2cm ，则下列说法正确的是（ ）
A ．若将+Q 的点电荷放置在O 点，则A 、
B 两处电势、场强均相同
B ．若将+Q 、-Q 等量异种电荷分别放置在M 、N 点，则带负电的试探电荷在O 处的电势能小于B 处的电势能
C ．若从C 处静止释放的电子仅在电场力作用下能在C
D 上做往复运动，则放置在M 、N 的点电荷电量越大，电子往复运动的周期越大
D ．若有一平行于轨道平面的匀强电场且A 、B 、C 三点的电势分别为10V 、2V 、8V ，则匀强电场场强大小为1002/V m
8、如图甲所示，O 点为振源，OP ＝s ，t ＝0时刻O 点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波．图乙为从t ＝0时刻开始描绘的质点P 的振动图象．下列判断中正确的是___________
A ．t ＝0时刻，振源O 振动的方向沿y 轴正方向
B ．t ＝t 2时刻，P 点的振动方向沿y 轴负方向
C ．t ＝t 2时刻，O 点的振动方向沿y 轴正方向
D ．这列波的频率为21
1t t -
E.这列波的波长为
()211
s t t t -
9、如图为某着陆器经过多次变轨后登陆火星的轨迹图，着陆器先在轨道Ⅰ上运动，然后改在圆轨道Ⅱ上运动，最后在椭圆周轨道Ⅲ上运动，P 点是轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的交点的交点，轨道上的P 、S 、Q 三点与火星中心在同一直线上，P 、Q 两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点．且PQ =2QS =2a ，着陆器在轨道1上经过P 点的速度为v 1，在轨道2上经过P 点的速度为v 2，在轨道3上经过P 点的速度为v 3，下列说法正确的是（ ）
A．着陆器在P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要点火加速
B．着陆器在轨道Ⅱ上由P点运动到S点的时间是着陆器在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点
的时间之比是33 8
C．着陆器在在轨道Ⅲ上经过P点的加速度可表示为
2
2 2
3 v L
D．着陆器在轨道Ⅱ上S点与在轨道Ⅲ上P点的加速度大小相等
10、正常走动的钟表，其时针和分针都在做匀速转动，下列关系中正确的有（）A．时针和分针角速度相同B．分针角速度是时针角速度的12倍
C．时针和分针的周期相同D．分针的周期是时针周期的1/12倍
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）如图是研究小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为5cm的小方格，重力加速度取g=10 m/s2。

由此可知：闪光频率为__________Hz；小球抛出时的初速度大小为____________m/s；从抛出到C点，小球速度的改变量为
_____________m/s。

12．（12分）测量电阻有多种方法．
（1）若用多用电表欧姆挡测电阻，下列说法中正确的是____________
A．测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量
B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果
C．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开
D．测量阻值不同的电阻时都必须重新调零
（2）若用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡电阻的伏安特性曲线．
A．电压表V1（量程6V、内阻很大） B．电压表V2（量程4V、内阻很大）
C．电流表A（量程3A、内阻很小） D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω、额定电流4A）
E．小灯泡（2A、5W）F．电池组（电动势E、内阻r） G．开关一只，导线若干
实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小．
①请将设计的实验电路图在图1中补充完整．
②每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点（I，U1）、（I，U2），标到U﹣I坐标系中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图2所示，则电池组的电动势E=________ V、内阻r=_______Ω．（结果均保留两位有效数字）
③在U﹣I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为_______Ω，电池组的效率为_________（此空填百分数，保留一位小数）．
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）一列简谐横波沿x轴方向传播，在x轴上沿传播方向上依次有P、Q两质点，P质点平衡位置位于x=4m处．图(a)为P、Q两质点的振动图象，图(b)为t=4s时的波形图，已知P、Q两质点平衡位置间的距离不超过20m．求
(i)波速的大小及方向．
(ⅱ)Q质点平衡位置坐标x的可能值．
14．（16分）如图，在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外．一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后，沿平行于x轴的方向射入磁场；一段时间后，该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出．已知O 点为坐标原点，N点在y轴上，OP与x轴的夹角为30°，粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d，不计重力．求
（1）带电粒子的比荷；
（2）带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间．
15．（12分）如图所示，A为一具有光滑曲面的固定轨道，轨道底端是水平的，质量为m的平板小车B静止于轨道右侧，其板面与轨道底端靠近且在同一水平面上．一个质
量1
2
m、可视为质点的小滑块C以
v的初速度从轨道顶端滑下冲上小车B后，经一段
时间与小车相对静止并继续一起运动．若轨道顶端与底端水平面的高度差为h，小滑块C与平板小车板面间的动摩擦因数为 ，平板小车与水平面间的摩擦不计，重力加速度为g．求：
(1)小滑块C冲上小车瞬间的速度大小；
(2)平板小车加速运动所用的时间及平板小车板面的最小长度．
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
卫星1向后喷气时需要加速，所需要的向心力增大，而万有引力不变，卫星将做离心运动，轨道半径增大，不可能追上卫星2，A 错误；卫星做圆周运动，由万有引力提供向
心力，22
242GMm m r T r T π=⇒=①，根据地球表面万有引力等于重力列出等式2GMm mg R =
②，由①②得2T π=1由位置A 运动到位置B 所需的时
间为6T t =
=，B 正确；由于卫星甲和卫星乙的质量不一定相等，所以地球对两颗卫星的万有引力大小不一定相等，C 错误；根据万有引力提供向心力，有
22
Mm GM
G
ma a r r =⇒=，由于卫星1在圆轨道上经过位置A 的轨道半径等于在椭圆轨道上经过位置A 的轨道半径，故两次情况下加速度相等，D 错误． 2、A 【解析】
两球抛出后都做平抛运动，两球从同一高度抛出落到同一点，它们在竖直方向的位移相等，小球在竖直方向做自由落体运动，由于竖直位移h 相等，它们的运动时间
t =
相等； 对球Q
222
12tan 372gt y gt x v t v ︒===
解得 223
v gt =
球P 垂直打在斜面上，则有
1tan tan 3734
y v v gt gt θ==⋅︒=
则
2139428
3
gt v v gt == 故选A 。

3、A
【解析】
对物体受力分析，受重力、支持力、静摩擦力和拉力，如图所示
因为物体始终静止，处于平衡状态，合力一直为零，根据平衡条件，垂直斜面方向有
cos F N G θ+=
G cos θ不变，所以F 逐渐减小的过程中，N 逐渐增大，故物体对斜面的压力也逐渐增大；平行斜面方向有
sin f G θ=
G 和θ保持不变，故f 保持不变。

故选A 。

4、C 【解析】
试题分析：小圆环到达大圆环低端时满足：2
122
mg R mv ⋅=
，对小圆环在最低点，有牛顿定律可得：2
N v F mg m R -=；对大圆环，由平衡可知：T N F Mg F =+，解得
5T F Mg mg =+，选项C 正确．
考点：牛顿定律及物体的平衡． 5、A 【解析】
由匀变速直线运动的速度位移公式可得：v 2=2ax ，整理得：2
12x v a
=
，由x-v 2图象可知小物块的加速度a=5 m/s 2，根据牛顿第二定律得，小物块的加速度：a=gsin θ，解得：51102
a sin g θ===，解得：θ=30°，故A 正确，BCD 错误．故选A ．
本题考查了求斜面倾角问题，应用匀变速直线运动的速度位移公式求出图象的函数表达式，根据图示图象求出物体的加速度是解题的前提与关键，应用牛顿第二定律可以解题．6、C
【解析】在t1时刻，ab两车速度相等，但不是相遇．故A错误；t2时刻，a、b两车的速度都为正，方向相同，故B错误；在t1到t2这段时间内，图线切线的斜率表示加速度，可知b车的加速度先减小后增大．故C正确．在t1到t2这段时间内，图线与时间轴围成的面积表示位移，则b车的位移大于a车的位移．故D错误．故选C．
点睛：解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义，知道图线与时间轴围成的面积表示位移，图线的切线斜率表示瞬时加速度．
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、BD
【解析】
A、点电荷处于O点，则A、B两处电势相等，而A、B两点的电场强度大小相同，方向不同；故A错误.
B、将+Q、-Q等量异种电荷分别放置在M、N点，根据等量异种电荷中垂线电势为零，可知，O处的电势高于B处，依据E P=qφ，则有负电荷在O处的电势能小于B处的电势能，故B正确.
C、若从C处静止释放的电子仅在电场力作用下能在CD上做往复运动，则放置在M、N 的点电荷电量越大，依据库仑定律，可知，电子受到的电场力越大，则产生合力也越大，那么电子往复运动的周期越小；故C错误.
D、由一平行于轨道平面的匀强电场，且A、B、C三点的电势分别为10V、2V、8V，M 点的电势为8V，因此直线MC是等势面，AM=MO=OC=2cm，根据几何关系，2
2cm2cm
d=⨯=，根据U=Ed，则匀强电场场强为
2
2
100V/m1002V/m
E=⨯=；故D正确.
2
故选BD.
考查点电荷的电场线的分布，等量异种电荷的等势面的分布，掌握库仑定律的内容，理解由电势确定电场线，注意求电势能时，关注电荷的电性，同时注意U =Ed ，式中d 是等势面的间距. 8、ADE 【解析】
P 点的起振方向与O 点起振方向相同，由乙图读出t 1时刻，P 点的振动方向沿y 轴正方向，即P 点的起振方向沿y 轴正方向，则t =0时刻，振源O 振动的方向沿y 轴正方向，故A 正确.由图乙振动图象看出，t 2时刻，P 点的振动方向沿y 轴正方向，故B 错误.因不知t 1与周期T 的倍数关系，故不能判断t 2时刻O 点的振动情况，故C 错误.由乙图看出，周期T =t 2-t 1，所以21
11f T t t =
=-；故D 正确.由乙图看出，波从O 点传到P 点的时间为t 1，传播距离为s ，则波速为1s v t =，则波长为()211
s t t vT t λ-==，故E 正确.故选ADE. 9、CD 【解析】
A.着陆器由轨道I 进入轨道Ⅱ做的是向心运动，需点火制动减速，使万有引力大于所需要的向心力，故A 错误；
B.
根据开普勒第三定律可知：着陆器在轨道Ⅱ与轨道Ⅲ上的周期之比：
T T ==ⅡⅢP 点运动到S 点的时间与着陆器在轨道Ⅲ上由P 点运动到Q
点的时间之比是
1212
PS
PQ
T t t T ===Ⅱ
Ⅲ，选项B 错误； C.着陆器在轨道Ⅲ上经过P 点的加速度等于轨道Ⅱ上经过P 点的加速度，大小为可
2222
21.53v v a l L
==
，选项C 正确； D.着陆器在轨道Ⅱ上S 点与在轨道Ⅲ上P 点距离火星中心的距离相等，则其加速度大小相等，方向相反，选项D 正确； 故选CD. 10、BD 【解析】
时针的周期是1h ，分针的周期是1h ，根据ω=得：分针和时针的角速度之比为1：1．故A 错误，B 正确。

时针的周期是1h ，分针的周期是1h ，它们的周期比为1：1，则C 错误D 正确；故选BD 。

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、10 2.5 4
【解析】
[1]在竖直方向上有
△y =gT 2
得
20.1 s=0.1s 10
y L T g g ∆= 则闪光的频率
110Hz f T
==。

[2]小球抛出时的初速度大小
050.05m/s=2.5m/s 0.1
x v T ⨯== [3]小球在B 点竖直方向的速度 120.05m/s=3m/s 20.2AC yB y v T ⨯=
= 从抛出到C 点，经历的时间
0.10.4yB
v t s g =+=
则速度的变化量
△v =gt =4m/s
【名师点睛】
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，抓住竖直方向上在相等时间间隔内的位移之差是一恒量，结合运动学公式和推论灵活求解。

12、（1）AC；①如图：；②1.5； 1.0③0；55.6%；
【解析】
试题分析：（1）测量电阻时如果指针偏转过大，所选挡位太大，应换小挡，应将选择开关S拨至倍率较小的档位，重新调零后测量，故A正确；测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，不会影响测量结果，故B错误；为保护电表安全，测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开，故C正确；用同一挡位测量阻值不同的电阻时不必重新调零，换挡后要重新进行欧姆调零，故D错误；故答案为AC．
（2）①伏安法测电源电动势与内阻实验中，电压表测路端电压，电压表示数随滑动变阻器接入电路阻值的增大而增大；描绘小灯泡伏安特性曲线实验中，电流表测流过灯泡的电流，灯泡两端电压随滑动变阻器接入电路电阻的增大而减小；调节滑动变阻器时，电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小，则V1测路端电压，V2测灯泡两端电压，电路图如图所示．
②电源的U-I图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源电动势E=1．5V，电源内阻
．
③由图乙所示图象可知，两图象的交点坐标，即灯泡电压U L=2．5V，此时电路电流
I=2．0A，电源电动势E=Ir+U L+IR滑，即1．5V=2．0A×1Ω+2．5V+2．0A×R滑，则R 滑
=0Ω．
电池组的效率
2.5
100%100%55.6%
4.5
U
E
η=⨯=⨯=；
考点：电阻的测量；测量电源的电动势及内阻
【名师点睛】本题考查电源的电动势和内阻的实验；要注意明确电源的U-I图象与纵轴的交点是电动势，图象斜率的绝对值等于电源内阻，求电源内阻时要注意看清楚纵轴坐标起点数据是多少，否则容易出错．
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、 (i)0.75m/s 沿x 轴正方向传播 (ⅱ)7.75m ，13.75m 或19.75m
【解析】
（1）由振动图像可知，4s 末质点P 位于平衡位置向下振动，根据波动图像和振动图像的关系，波沿x 轴正方向传播；
（2）波由P 传到Q ，由P 、Q 两质点的振动图象，找出时间关系PQ t ∆，结合x v t ∆=∆进行求解即可．
【详解】
（1）由图像可知，振动周期8T s =，波长6m λ=，则波速为0.75/v m s T λ
==
图（a ）中虚线为P 的振动图线，实线为Q 的振动图线，4s 末质点P 位于平衡位置向下振动，根据图（b ），则波沿x 轴正方向传播．
（2）由题意可知，Q 在P 右侧，即波由P 传到Q ，由P 、Q 两质点的振动图象可知，P 比Q 多振动(85)(0,1,2,3,)t k s k ∆=+=
Q 到P 的距离为：(6 3.75)(0,1,2,3,
)x v t k m k ∆=∆=+= 由于20x m ∆<，则0,1,2k =．则有： 3.75,9.75,15.75x m m m ∆=；Q x x x =+∆ 代入数据得：7.75,13.75,19.75Q x m m m =
14、（1）224U d B （2）2812d B U π⎛+⋅ ⎝⎭或2423Bd U π⎛+ ⎝⎭
【解析】
（1）粒子从静止被加速的过程，根据动能定理得：2012qU mv =，解得：0v =根据题意，下图为粒子的运动轨迹，由几何关系可知，该粒子在磁场中运动的轨迹半径
为：2
r d =
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即：200v qv B m r
= 联立方程得：224q U m d B
= （2）根据题意，粒子在磁场中运动的轨迹为四分之一圆周，长度112=
244S r d π⋅= 粒子射出磁场后到运动至x 轴，运动的轨迹长度26tan 306
S r =⋅= 粒子从射入磁场到运动至x 轴过程中，一直匀速率运动，则120
S S t v += 解得：23812d B t U π⎛⎫=+⋅ ⎪ ⎪⎝⎭
或23423Bd t U π⎛=+ ⎝⎭
15、 (1)202v v gh =+ (2)2022v gh t +=,2023v gh L g μ+∆= 【解析】
(1)对小滑块从释放至经过轨道底端的运动过程，
由机械能守恒定律有2201111122222m gh m v m v ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
⎝⎭， 解得小滑块C 冲上小车瞬间的速度大小202v v gh =+
(2)从小滑块C 滑上平板小车到两者共速，平板小车做匀加速运动，
对这一过程中的滑块小车系统由动量守恒定律有1122mv m m v ⎛⎫+ ⎪⎝
⎭'=， 对这一过程中的平板小车由动理定理有12m gt mv μ⎛⎫= ⎪⎝⎭
'， 对这一过程中的小滑块由动能定理有2211111122222m gs m v m v μ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭
⎝⎝⎭'⎭， 对这一过程中的平板小车由动能定理有221122m gs mv μ⎛⎫=
⎝'⎪⎭
， 是平板小车的最小长度12L s s ∆=-，
解得平板小车加速运动所用的时间t = 平板小车板面的最小长度2023v gh L g μ
+∆= 【点睛】该题是一道综合题，综合运用了机械能守恒定律、动量守恒定律、动能定理以及功能关系，解决本题的关键熟练这些定理、定律的运用．。