河南省郑州市2021届高三上学期物理第一次质量检测试卷

试卷更新日期：2021-02-02 类型：高考模拟

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一、单选题

1. 如图所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度 $v_{a}$ 和 $v_{b}$ 沿水平方向抛出，经过时间 $t_{a}$ 和 $t_{b}$ 后落到与两抛出点水平距离相等的P点。若不计空气阻力，下列关系式正确的是（）

A、 $v_{a} = v_{b}$ ， $t_{a} = t_{b}$ B、 $v_{a} = v_{b}$ ， $t_{a} > t_{b}$ C、 $v_{a} < v_{b}$ ， $t_{a} > t_{b}$ D、 $v_{a} > v_{b}$ ， $t_{a} < t_{b}$

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2. 一质量为m的乘客乘坐竖直电梯上楼，其位移x与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用 $F_{N}$ 表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（）

A、 $0 ~ t_{1}$ 时间内，v增大， $F_{N} > m g$ B、 $t_{1} ~ t_{2}$ 时间内，v增大， $F_{N} > m g$ C、 $t_{2} ~ t_{3}$ 时间内，v增大， $F_{N} < m g$ D、 $t_{2} ~ t_{3}$ 时间内，v减小， $F_{N} > m g$

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3. 如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度B随时间均匀减小。两圆环半径之比为3：1，圆环中产生的感应电动势分别为 $E_{a}$ 和 $E_{b}$ ，不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是（）

A、 $E_{a} ： E_{b} = 9 ： 1$ ，感应电流均沿逆时针方向 B、 $E_{a} ： E_{b} = 9 ： 1$ ，感应电流均沿顺时针方向 C、 $E_{a} ： E_{b} = 3 ： 1$ ，感应电流均沿逆时针方向 D、 $E_{a} ： E_{b} = 3 ： 1$ ，感应电流均沿顺时针方向

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4. 如图所示，在 $M N Q P$ 中有一垂直纸面向里的匀强磁场。质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于 $P Q$ 的方向射入磁场。图中实线是它们的轨迹，已知O是 $P Q$ 的中点。不计粒子重力。下列说法中正确的是（）

A、粒子c带负电，粒子a、b带正电 B、射入磁场时，粒子b的速率最小 C、粒子a在磁场中运动的时间最长 D、若匀强磁场磁感应强度增大，其他条件不变，则粒子a在磁场中的运动时间不变

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5. 图示装置叫质谱仪，最初是由阿斯顿设计的，是一种测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。其工作原理如下：一个质量为m、电荷量为g的离子，从容器A下方的小孔 $S_{1}$ 飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为0，然后经过 $S_{3}$ 沿着与磁场垂直的方向，进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相的底片D上。不计离子重力。则（）

A、离子进入磁场时的速率为 $v = \sqrt{\frac{2 m U}{q}}$ B、离子在磁场中运动的轨道半径为 $r = \frac{1}{B} \sqrt{\frac{2 q U}{m}}$ C、离子在磁场中运动的轨道半径为 $r = \frac{1}{B} \sqrt{\frac{2 m U}{q}}$ D、若a、b是两种同位素的原子核，从底片上获知a、b在磁场中运动轨迹的直径之比是 $1.08 ： 1$ ，则a、b的质量之比为 $1.08 ： 1$

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6. 如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为 $10 ： 1$ ，b是原线圈的中心抽头，副线圈两端接有理想交流电压表和电流表、开关S、可变电阻R以及两个阻值均为 $R_{0}$ 的定值电阻 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 。从某时刻开始，在原线圈c、d两端加上正弦交变电压。则下列说法正确的是（）

A、当单刀双掷开关置于a，开关S断开，将可变电阻R阻值变大，则电流表示数变小，电压表示数变小 B、当单刀双掷开关置于a，保持可变电阻R不变，闭合开关S，电流表示数变大，电压表示数不变 C、当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈电流的频率变小 D、当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变小

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7. 中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列，由质量相等的一节车头和30节车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为 $F_{1}$ ，倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为 $F_{2}$ 。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则（）

A、 $F_{1} ： F_{2} = 1 ： 1$ B、 $F_{1} ： F_{2} = 14 ： 1$ C、 $F_{1} ： F_{2} = 15 ： 1$ D、 $F_{1} ： F_{2} = 9 ： 1$

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8. 如图为嫦娥五号登月轨迹示意图。图中M点为环地球运行的近地点，N点为环月球运行的近月点。a为环月球运行的圆轨道，b为环月球运行的椭圆轨道，下列说法中正确的是（）

A、嫦娥五号在M点进入地月转移轨道时应点火加速 B、设嫦娥五号在圆轨道a上经过N点时的速度为 $v_{1}$ ，在椭圆轨道b上经过N点时的速度为 $v_{2}$ ，则 $v_{1} > v_{2}$ C、设嫦娥五号在圆轨道a上经过N点时的加速度为 $a_{1}$ ，在椭圆轨道b上经过N点时的加速度为 $a_{2}$ ，则 $a_{1} > a_{2}$ D、嫦娥五号在圆轨道a上的机械能等于在椭圆轨道b上的机械能

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二、多选题

9. 如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。a、b为圆环水平直径上的两个点，c、d为竖直直径上的两个点，它们与圆心的距离均相等。则（）

A、a、b两点的场强相等 B、将 $+ q$ 沿直径从a移动到b，电场力先做正功后做负功 C、c点场强大于d点的场强 D、将 $+ q$ 从c移动到d，电场力做正功

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10. 如图所示，质量为M的滑槽静止在光滑的水平地面上，滑槽的 $A B$ 部分是粗糙水平面， $B C$ 部分是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道。现有一质量为m的小滑块从A点以速度 $v_{0}$ 冲上滑槽，并且刚好能够滑到滑槽轨道的最高点C点，忽略空气阻力。则在整个运动过程中，下列说法正确的是（）

A、滑块滑到C点时，速度大小等于 $\frac{m}{M + m} v_{0}$ B、滑块滑到C点时速度变为0 C、滑块从A点滑到C点的过程中，滑槽与滑块组成的系统动量和机械能都守恒 D、滑块从B点滑到C点的过程中，滑槽与滑块组成的系统动量不守恒，机械能守恒

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11. 从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一个大小不变、方向始终与运动方向相反的外力f的作用。距地面高度h在 $6 m$ 以内时，物体上升、下落过程中动能 $E_{k}$ 随h的变化如图所示，重力加速度取 $10 {m/s}^{2}$ 。则（）

A、该物体的质量是 $1 kg$ B、该物体的质量是 $0.5 kg$ C、运动过程中所受的外力f是 $1 N$ D、运动过程中所受的外力f是 $1.5 N$

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12. 如图所示，方向竖直向下的匀强磁场中，有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两根相同的光滑导体棒 $a b$ 、 $c d$ ，质量均为m，静止在导轨上。 $t = 0$ 时，棒 $c d$ 受到一瞬时冲量作用而以初速度v₀向右滑动。运动过程中， $a b$ 、 $c d$ 始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用 $v_{1}$ 、 $v_{2}$ 表示，回路中的电流用I表示。下列说法中正确的是（）

A、两棒最终的状态是 $c d$ 静止， $a b$ 以速度 $v_{0}$ 向右滑动 B、两棒最终的状态是 $a b$ 、 $c d$ 均以 $\frac{1}{2} v_{0}$ 的速度向右匀速滑动 C、 $a b$ 棒的速度由零开始匀加速增加到最终的稳定速度 D、回路中的电流I从某一个值 $I_{0}$ 逐渐减小到零

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三、实验题

13. 探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图4所示.实验过程中有平衡摩擦力的步骤，并且设法让橡皮筋对小车做的功以整数倍增大，即分别为W₀、2W₀、3W₀、4W₀….

(1)、实验中首先通过调整木板倾斜程度平衡摩擦力，目的是________(填写字母代号).

A、为了释放小车后小车能做匀加速运动 B、为了增大橡皮筋对小车的弹力 C、为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功 D、为了使小车获得较大的动能

(2)、图是在正确操作情况下打出的一条纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一部分，已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度v_m＝m/s(保留3位有效数字).

(3)、几名同学在实验中分别得到了若干组橡皮筋对小车做的功W与小车获得的最大速度v_m的数据，并利用数据绘出了下列给出的四个图象，你认为其中正确的是________.

A、 B、 C、 D、

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14. 某同学欲将量程为200μA的电流表G改装成电压表。

(1)、该同学首先采用如图所示的实验电路测量该电流表的内阻R_g ，图中R₁、R₂为电阻箱。他按电路图连接好电路，将R₁的阻值调到最大，闭合开关S₁后，他应该正确操作的步骤是。
a、记下R₂的阻值；

b、调节R₁的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度；

c、闭合S₂ ，保持R₁不变，调节R₂的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半；

(2)、如果按正确操作步骤测得R₂的阻值为 $500 Ω$ ，则R_g的电阻值大小为_________；（填写字母代号）

A、 $25 0Ω$ B、 $500 Ω$ C、 $750Ω$ D、 $1000Ω$

(3)、这种方式测得的电流表G的内阻比实际内阻偏（填“大”或“小”）。

(4)、为把此电流表改装成量程为 $0 - 2 V$ 的电压表，应选一个阻值为 $Ω$ 的电阻与此电流表串联。

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四、解答题

15. 如图所示，半径 $R = 0.5 m$ 的四分之一光滑圆轨道 $M N$ 竖直固定在水平桌面上，轨道末端水平且端点N处于桌面边缘。把质量 $m = 0.2 kg$ 的小物块从圆轨道上某点由静止释放，经过N点后做平抛运动，到达地面上的P点。已知桌面高度 $h = 0.8 m$ ，小物块经过N点时的速度 $v_{0} = 3.0 m/s$ ，g取 $10 {m/s}^{2}$ 。不计空气阻力，物块可视为质点，求：

(1)、小物块是从N点上方多高的地方由静止释放的？

(2)、小物块经过N点时对轨道的压力多大？

(3)、小物块落地前瞬间的动量大小是多大？

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16. 如图所示虚线 $M N$ 左侧有一场强为 $E_{1} = E$ 的匀强电场，在两条平行的虚线 $M N$ 和 $P Q$ 之间存在着宽为L、电场强度为 $E_{2} = 2 E$ 的匀强电场，在虚线 $P Q$ 右侧相距为L处有一个电场 $E_{2}$ 平行的屏。现将一电子（电荷量为e，质量为m）由A点无初速释放，A点到 $M N$ 的距离为 $\frac{1}{2} L$ ，最后电子打在右侧的屏上， $A O$ 连线与屏垂直，垂足为O，求：

(1)、电子刚进入 $E_{2}$ 区域时的速度；

(2)、电子刚射出电场 $E_{2}$ 时的速度方向与 $A O$ 连线夹角 $θ$ 的正切值 $\tan θ$ ；

(3)、电子打到屏上的点 $P^{'}$ 到点O的距离Y。

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17. 质量为 $M = 2 kg$ 的平板小车后端放有质量为 $m = 3 kg$ 的小铁块，它和车之间的动摩擦因数 $μ = 0.4$ 。开始时，车和铁块均以 $v_{0} = 3 m/s$ 的速度在光滑水平面上向右运动，如图所示。车到右端与墙发生正碰，设碰撞时间极短，碰撞中无机械能损失，且车身足够长，运动过程中铁块总不能和墙相碰，求：

(1)、铁块相对小车的总位移；

(2)、小车和墙第一次相碰后，小车所走的总路程。

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18. 如图（a）所示，距离为L的两根足够长光滑平行金属导轨倾斜放置，导轨与水平面夹角为 $θ$ 。质量为m，电阻为r的金属棒 $a b$ 垂直放置于导轨上，导轨所在平面内有垂直于导轨斜向上的匀强磁场。导轨的P、M两端接在外电路上，电阻R的阻值为 $2 r$ ，电容器的电容为C，电容器的耐压值足够大。在开关 $S_{1}$ 闭合、 $S_{2}$ 断开的状态下将金属棒 $a b$ 由静止释放（运动过程中 $a b$ 始终保持与导轨垂直并接触良好），金属棒的 $v - t$ 图像如图（b）所示。导轨电阻不计，重力加速度为g。

(1)、求磁场的磁感应强度大小；

(2)、在开关 $S_{1}$ 闭合、 $S_{2}$ 断开的状态下，当导体棒加速下滑的距离为x时电阻R产生的焦耳热为Q，则此时金属棒的速度、加速度分别是多少？

(3)、现将开关 $S_{1}$ 断开， $S_{2}$ 闭合，由静止释放金属棒后，金属棒做什么运动？

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