2023-2024年山東省濟(jì)寧市兗州區(qū)高三上學(xué)期期中物理試題（解析版）

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期中質(zhì)量檢測高三物理試題一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3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.某同學(xué)乘坐動車進(jìn)站，發(fā)現(xiàn)電子屏顯示的速度由72km/h變?yōu)?6km/h的過程用時10s。若把動車進(jìn)站的過程視為勻減速直線運(yùn)動，則動車停下來還需要行駛（）A.100m B.125m C.50m D.35m【答案】C【解析】【詳解】由題可知設(shè)動車減速運(yùn)動的加速度為a，則則動車停下來還需要行駛故ABD錯誤，C正確。故選C。2.質(zhì)量為m的汽車由靜止啟動后沿平直路面行駛，汽車牽引力隨速度變化的F-v圖像如圖所示，設(shè)汽車與路面間的摩擦力f保持不變，則（）A.速度為時，汽車牽引力的功率為 B.速度為時，汽車的加速度為C.汽車加速運(yùn)動過程中，平均速度為 D.該過程中汽車的最大功率等于【答案】B【解析】【詳解】A．速度為時，汽車牽引力的功率為故A錯誤；B．由圖可知速度為時，汽車的牽引力為，加速度為故B正確；C．汽車加速運(yùn)動過程中，先是從靜止開始的勻加速直線運(yùn)動，然后是加速度減小的變加速運(yùn)動，所以平均速度不能表示成。故C錯誤；D．該過程中汽車的最大功率等于故D錯誤。故選B。3.如圖，某次小明同學(xué)在家中對著豎直墻壁打乒乓球，將球從A點(diǎn)斜向上擊出，球垂直打在墻上的O點(diǎn)后，反向彈回正好落在A點(diǎn)正下方的B點(diǎn)。忽略球的旋轉(zhuǎn)及空氣阻力，則下列說法中正確的是（）A.球在上升階段處于超重狀態(tài)，下降階段處于失重狀態(tài)B.球在上升階段處于失重狀態(tài)，下降階段處于超重狀態(tài)C.球剛離開A點(diǎn)時的水平速度大于剛到達(dá)B點(diǎn)時的水平速度D.球剛離開A點(diǎn)時的水平速度小于剛到達(dá)B點(diǎn)時的水平速度【答案】C【解析】【詳解】AB．球在上升階段和下降階段，都只受重力作用，因此都為失重狀態(tài)，AB錯誤；CD．由圖可知，在水平位移相同時，OA段高度差小，時間短，因此球剛離開A點(diǎn)時的水平速度大于剛到達(dá)B點(diǎn)時的水平速度，C正確D錯誤。故選C。4.如圖，A、B兩球質(zhì)量相等，光滑斜面的傾角為，圖甲中，A、B兩球用輕彈簧相連，圖乙中A、B兩球用輕質(zhì)桿相連，系統(tǒng)靜止時，擋板C與斜面垂直，彈簧、輕桿均與斜面平行，則在突然撤去擋板的瞬間（重力加速度為g）（）A.圖甲中A球的加速度不為零B.圖甲中B球的加速度是零C.圖乙中輕桿的作用力一定不為零D.圖乙中兩球的加速度均為【答案】D【解析】【詳解】A．對甲圖在突然撤去擋板的瞬間，彈簧來不及形變，即彈簧的彈力不變，故A球所受合力為零，加速度為零。故A錯誤；B．對甲圖，撤去擋板前對AB整體，根據(jù)平衡條件得撤去擋板的瞬間，彈簧的彈力不變，B球所受的合力等于原來擋板的彈力。對B球撤去擋板的瞬間，根據(jù)牛頓第二定律得解得故B錯誤；CD．對圖乙，撤去擋板瞬間對AB整體，根據(jù)牛頓第二定律得故對乙圖撤去擋板瞬間，假設(shè)輕桿的作用力不為零，假設(shè)桿對A的作用力向上，根據(jù)牛頓第二定律得因?yàn)楣使蕡D乙中輕桿的作用力一定為零。故C錯誤，D正確。故選D。5.如圖所示，在不計滑輪摩擦和繩子質(zhì)量的條件下，當(dāng)汽車勻速向左運(yùn)動時，物體M的受力和運(yùn)動情況是（）A.繩的拉力等于M所受的重力B.繩的拉力小于M所受的重力C.繩的拉力大小逐漸變小D.繩的拉力大小不變【答案】C【解析】【詳解】AB．將汽車的速度沿繩與垂直與繩方向分解，沿繩的分速度與物體M的速度相等，則有汽車勻速向左運(yùn)動時，夾角減小，則沿繩的分速度增大，即物體向上做加速運(yùn)動，物體的加速度方向向上，繩的拉力大于M所受的重力，故AB錯誤；CD．根據(jù)上述有對上式求導(dǎo)數(shù)其中角速度為汽車垂直于繩方向上分運(yùn)動的角速度，令滑輪左側(cè)細(xì)繩在豎直方向上的投影長為h，則有則有可知，汽車勻速向左運(yùn)動時，夾角減小，上述導(dǎo)數(shù)的絕對值減小，即物體M的加速度減小，加速度方向向上，可知繩的拉力大小逐漸變小，故C正確，D錯誤。故選C。6.孔府建筑是中國傳統(tǒng)建筑的杰出代表，采用了瓦片屋頂，屋頂結(jié)構(gòu)可簡化為下圖：質(zhì)量為m，半徑為R的弧形瓦片靜止在兩根相互平行且完全相同的傾斜細(xì)圓柱形椽子正中間，兩根椽子間的距離為，與水平面的夾角均為。重力加速度為g，則下列說法中正確的是（）A.每根椽子對瓦片的支持力大小為B.每根椽子對瓦片的支持力大小為C.椽子與瓦片間的動摩擦因數(shù)可能為D.椽子與瓦片間的動摩擦因數(shù)可能為【答案】C【解析】【詳解】AB．兩根椽子對瓦片的支持力的合力為，瓦片有弧度，有每根椽子對瓦片支持力大小為故AB錯誤；兩根椽子對瓦片的摩擦力的合力為，所以每根椽子對瓦片的摩擦力大小為若上述摩擦力的大小是最大靜摩擦力，即有椽子與瓦片間的動摩擦因數(shù)為而上述摩擦力有可能比最大靜摩擦力要小，所以椽子與瓦片間的動摩擦因數(shù)可能比要大，故C正確，D錯誤。故選C。7.如圖所示，質(zhì)量為M的木塊A套在水平桿上，并用輕繩將木塊A與質(zhì)量m的小球相連。今用與水平方向成一定角的力F拉著球帶動木塊一起向右勻速運(yùn)動，運(yùn)動中M、m相對位置保持不變，不計空氣阻力，A與水平桿間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，則下列說法中正確的是（）A.力F的最小值為 B.力F的最小值為C.力F取最小值時 D.力F取最小值時【答案】A【解析】【詳解】AB．對木塊、小球組成的整體進(jìn)行受力分析，整體受到重力、支持力、摩擦力、拉力，正交分解拉力可得聯(lián)立可得故當(dāng)時，拉力最小，最小值為故A正確，B錯誤；CD．因?yàn)楣十?dāng)時，拉力最小，此時。CD錯誤。故選A。8.2018年1月12日，我國成功發(fā)射北斗三號組網(wǎng)衛(wèi)星．如圖為發(fā)射衛(wèi)星的示意圖，先將衛(wèi)星發(fā)射到半徑為r的圓軌道上做圓周運(yùn)動，到A點(diǎn)時使衛(wèi)星加速進(jìn)入橢圓軌道，到橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)B點(diǎn)時，再次改變衛(wèi)星的速度，使衛(wèi)星進(jìn)入半徑為2r的圓軌道．已知衛(wèi)星在橢圓軌道時距地球的距離與速度的乘積為定值，衛(wèi)星在橢圓軌道上A點(diǎn)時的速度為v，衛(wèi)星的質(zhì)量為m，地球的質(zhì)量為M，引力常量為G，則發(fā)動機(jī)在A點(diǎn)對衛(wèi)星做的功與在B點(diǎn)對衛(wèi)星做的功之差為(忽略衛(wèi)星的質(zhì)量變化)（）A.B.C.D.【答案】B【解析】【詳解】由可知，衛(wèi)星在軌道半徑為r的圓軌道上運(yùn)動的線速度大小，在半徑為2r的圓軌道上做圓周運(yùn)動的線速度大小為，設(shè)衛(wèi)星在橢圓軌道上B點(diǎn)的速度為，由，可知在A點(diǎn)時發(fā)動機(jī)對衛(wèi)星做功，在B點(diǎn)時發(fā)動機(jī)對衛(wèi)星做的功為，因此，B正確，ACD錯誤．故選：B．二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.如圖所示，將小球a從地面以初速度豎直上拋的同時，將另一相同小球b從地面上方某處由靜止釋放，兩球在空中相遇時速度大小恰好均為（不計空氣阻力）。重力加速度為g，則（）。A.球b開始下落的高度為 B.球b開始下落的高度為C.兩球同時落地 D.兩球落地的時間差為【答案】BD【解析】【詳解】AB．根據(jù)自由落體運(yùn)動規(guī)律，依題意有則相遇時兩球運(yùn)動的時間則從運(yùn)動開始至兩球相遇，a球上升高度為球b已下落的距離為則球b開始下落的高度為故A錯誤，B正確；C．由題意可知，a球上升的最大高度與b球下落的高度相等，依題意，b球運(yùn)動的時間為解得而a球做豎直上拋，向上勻減速、然后自由落體，根據(jù)運(yùn)動的對稱性可知，其運(yùn)動時間為可知兩球不會同時落地，故C錯誤；D．兩球落地的時間差為故D正確。故選BD。10.如圖甲所示，輕桿一端固定在O點(diǎn)，另一端固定一小球，現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動。小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時，桿與小球間彈力大小為F，小球在最高點(diǎn)的速度大小為v，其F－v2圖像如乙圖所示。則（）A.小球的質(zhì)量為B.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮镃.v2=c時，桿對小球的彈力方向向上D.v2=2b時，小球受到的彈力與重力大小相等【答案】AD【解析】【詳解】AB．在最高點(diǎn)，若則若由圖知則有解得B錯誤A正確；C．由圖可知：當(dāng)桿對小球彈力方向向上，當(dāng)桿對小球彈力方向向下，所以，當(dāng)桿對小球彈力方向向下，C錯誤；D．若則解得即小球受到的彈力與重力大小相等，D正確。故選AD。11.如圖所示，一傾角為的足夠長的傳送帶由電動機(jī)帶動，始終保持恒定速率順時針轉(zhuǎn)動，物塊從傳送帶底端由靜止釋放，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為，物塊從傳送帶底端運(yùn)動到頂端時恰好與傳送帶速度相等。在此過程中，傳送帶對物塊做的功為；物塊對傳送帶做的功為，物塊與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量為Q，物塊機(jī)械能變化量為，電動機(jī)多消耗的電能為E。下列表達(dá)式正確的是（）A. B. C. D.【答案】ACD【解析】【詳解】A．設(shè)傳送帶的速度為v，物塊上升的高度為h，物塊相對地面的位移為，傳送帶相對地面的位移為，相對傳送帶的位移為，物塊從傳送帶底端由靜止釋放運(yùn)動至傳送帶頂端，根據(jù)動能定理有物塊的機(jī)械能變化量為可得故A正確；B．傳送帶對物塊的功為物塊對傳送帶做負(fù)功，為物塊與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量做出物塊的圖象，圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移，可知可得故B錯誤，C正確；D．電動機(jī)多消耗的電能故D正確。故選ACD。12.如圖，勁度系數(shù)為100N/m的輕彈簧下端固定于傾角為的光滑斜面底端，上端連接物塊Q，Q同時跟與斜面平行的輕繩相連，輕繩跨過定滑輪O與套在光滑豎直桿的物塊P連接，圖中O、B兩點(diǎn)等高，間距。初始時P在外力作用下靜止在A點(diǎn)不動，A、B間距離，此時輕繩中張力大小為50N。已知P質(zhì)量為0.8kg，Q質(zhì)量為5kg，現(xiàn)撤去外力使P由靜止釋放（不計滑輪大小及摩擦，取，，），下列說法正確的是（）A.P上升至B點(diǎn)時，彈簧的伸長量為0.1mB.P上升至B點(diǎn)時的速度大小為C.P上升至B點(diǎn)的過程中，輕繩拉力對其所做的功為6JD.P上升至B點(diǎn)的過程中，輕繩拉力對P做的功等于Q機(jī)械能的減少量【答案】BD【解析】【詳解】A．P位于A點(diǎn)時，設(shè)彈簧伸長量為，對Q，由平衡條件得解得彈簧的伸長量為P上升至B點(diǎn)時，Q下降的距離為彈簧的壓縮量為故A錯誤；B．P從A點(diǎn)上升至B點(diǎn)，彈簧的彈性勢能不變，物塊Q的速度為0。對物塊P、Q及彈簧，P從A到B的過程，根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒有P上升至B點(diǎn)時的速度大小為故B正確；C．P上升至B點(diǎn)的過程中，對物塊P有輕繩拉力對其所做的功為故C錯誤；D．P上升至B點(diǎn)的過程中，根據(jù)功能關(guān)系知，輕繩拉力對Q做的功大小等于Q機(jī)械能的減少量，而輕繩拉力對P做的功與對Q做功大小相等，輕繩拉力對P做的功等于Q機(jī)械能的減少量，故D正確。故選BD。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.某同學(xué)利用圖甲裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，打出如圖乙所示的紙帶，已知打點(diǎn)計時器所用交流電源的頻率為50Hz。(1)下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是___________。A．紙帶必須盡量保持在豎直方向以減小摩擦阻力作用B.為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒，必須選擇紙帶上打出的第一個點(diǎn)作為起點(diǎn)C.將電磁打點(diǎn)計時器改成電火花計時器可以減少紙帶和打點(diǎn)計時器間的摩擦D.選擇較輕的物體作為重物實(shí)驗(yàn)效果更好(2)圖乙為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，打下C點(diǎn)時重物的速度為___________m/s。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）(3)該同學(xué)用兩個形狀完全相同，但質(zhì)量不同的重物P和Q分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得幾組數(shù)據(jù)，并作出v2-h圖象，如圖丙所示，由圖象可判斷P的質(zhì)量___________Q的質(zhì)量（選填“大于”或“小于”）?！敬鸢浮竣?AC②.2.26③.大于【解析】【分析】【詳解】(1)[1]A．紙帶要保持豎直以減少摩擦阻力作用，A正確；B．要驗(yàn)證減少的重力勢能和增加的動能是否相等，不一定要選取打的第一個點(diǎn)作為起點(diǎn)，B錯誤；C．電磁打點(diǎn)計時器振針和紙帶間有摩擦，電火花計時器對紙帶的阻力比較小，C正確；D．實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小的重物，D錯誤。故選AC。(2)[2]打下C點(diǎn)時的速度vC=×10-2m/s=2.26m/s(3)[3]在v2--h圖象中，斜率表示2a，可知P的加速度大，P和Q形狀相同，運(yùn)動過程中所受阻力相同，根據(jù)牛頓第二定律有mg-f=ma則P的質(zhì)量大于Q的質(zhì)量。14.某科學(xué)興趣小組要驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)設(shè)計方案如圖甲所示，用輕質(zhì)細(xì)線拴接一小球，在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長為L，懸點(diǎn)到木板的距離。（1）將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點(diǎn)，，則小球做平拋運(yùn)動的初速度為________。（2）圖乙是以豎直方格板為背景通過頻閃照相得到照片，每個格的邊長為5cm，通過實(shí)驗(yàn)，記錄了小球在運(yùn)動途中的三個位置，如圖所示，則小球做平拋運(yùn)動的初速度為________m/s；過B點(diǎn)的速度為________m/s。（）（3）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時忘了標(biāo)記重垂線方向，為解決此問題，他在頻閃照片中，以某位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿任意兩個相互垂直的方向作為x軸和y軸正方向，建立直角坐標(biāo)系xOy，并測量出另外兩個位置的坐標(biāo)值、，若測得，，，，如圖所示，根據(jù)運(yùn)動的合成與分解求重垂線方向與y軸正方向間夾角的正切值為________。【答案】①.②.1.5③.2.5④.0.05【解析】【詳解】（1）[1]小球做平拋運(yùn)動，水平方向有豎直方向有小球做平拋運(yùn)動的初速度為（2）[2]小球做平拋運(yùn)動，豎直方向有相鄰兩點(diǎn)的時間間隔為小球做平拋運(yùn)動的初速度為[3]B點(diǎn)豎直方向速度為B點(diǎn)的速度為（3）[4]設(shè)重垂線與y軸間的夾角為，將重力加速度分別沿x、y軸方向分解，如圖所示則，根據(jù)勻變速運(yùn)動推論，設(shè)相鄰兩點(diǎn)間的時間間隔為T，則沿x軸方向有代入數(shù)據(jù)得沿y軸方向有代入數(shù)據(jù)得根據(jù)運(yùn)動的合成與分解求重垂線方向與y軸正方向間夾角的正切值為15.2022年2月15日，17歲的中國選手蘇翊鳴奪得北京冬奧會單板滑雪男子大跳臺金牌，為國家爭得榮譽(yù)?，F(xiàn)將比賽某段過程簡化成如圖所示的運(yùn)動，蘇翊鳴從傾角為的斜面頂端O點(diǎn)以的速度飛出，且與斜面夾角為。圖中虛線為蘇翊鳴在空中的運(yùn)動軌跡，且A為軌跡上離斜面最遠(yuǎn)的點(diǎn)，B為在斜面上的落點(diǎn)，已知蘇翊鳴的質(zhì)量為（含裝備），落在B點(diǎn)時滑雪板與斜面的碰撞時間為。重力加速度取，不計空氣阻力。求：（1）從O運(yùn)動到A點(diǎn)所用時間t；（2）OB之間的距離x；（3）B點(diǎn)的速度大小。【答案】（1）1s；（2）20m；（3）【解析】【詳解】（1）如圖所示沿斜面方向和垂直斜面方向分解速度和加速度從O到A過程有解得從O運(yùn)動到A點(diǎn)所用時間（2）由對稱性可知，從O到B的時間為2t，則從O到B過程有解得OB之間的距離（3）由動能定理得B點(diǎn)的速度大小16.可愛的企鵝喜歡在冰面上玩游戲。如圖所示，有一企鵝在傾角為37°的傾斜冰面上，先以加速度從冰面底部由靜止開始沿直線向上“奔跑”，時，突然臥倒以肚皮貼著冰面向前滑行，最后退滑到出發(fā)點(diǎn)，完成一次游戲（企鵝在滑動過程中姿勢保持不變）。若企鵝肚皮與冰面間的動摩擦因數(shù)，已知，，．求：（1）企鵝向上“奔跑”的位移大小；（2）企鵝貼著冰面向前滑行過程的加速度大小和退滑到出發(fā)點(diǎn)過程的加速度大小；（3）企鵝退滑到出發(fā)點(diǎn)時的速度大小。（計算結(jié)果用根式表示）【答案】（1）16m；（2），；（3）【解析】【詳解】（1）在企鵝向上“奔跑”的過程中有解得（2）在企鵝臥倒以后將進(jìn)行兩個過程的運(yùn)動，第一個過程是從臥倒到最高點(diǎn)，第二個過程是從最高點(diǎn)滑回到出發(fā)點(diǎn)，兩次過程根據(jù)牛頓第二定律分別有解得（3）企鵝從臥倒滑到最高點(diǎn)的過程中，做勻減速直線運(yùn)動，設(shè)時間為，位移為企鵝從最高點(diǎn)滑到出發(fā)點(diǎn)的過程中，設(shè)末速度為，初速度為0，則有解得17.如圖所示為某款彈射游戲示意圖，光滑水平臺面上固定發(fā)射器、豎直光滑圓軌道和粗糙斜面ABC，豎直面BC和豎直擋板MN間有一凹槽．通過輕質(zhì)拉桿將發(fā)射器的彈簧壓縮一定距離后釋放，滑塊從O點(diǎn)彈出并從E點(diǎn)進(jìn)入圓軌道，經(jīng)過最高點(diǎn)F,離開圓軌道后繼續(xù)在平直軌道上前進(jìn)，從A點(diǎn)沿斜面AB向上運(yùn)動，小球落入凹槽則游戲成功．已知滑塊質(zhì)量m=5g，圓軌道半徑R=5cm，斜面傾角，斜面長L=25cm，滑塊與斜面AB之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，忽略空氣阻力，滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)．若某次彈射中，滑塊恰好運(yùn)動到B點(diǎn)，求:(1)滑塊離開彈簧時的速度大小;(2)滑塊從B點(diǎn)返回到E點(diǎn)時對軌道的壓力大小;(3)通過計算判斷滑塊能否沿原軌道返回到O點(diǎn)?若能，則計算彈簧壓縮到最短時的彈性勢能;若不能，則計算出在斜面AB.上通過的總路程．(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)【答案】（1）（2）0.15N（3）0.625m【解析】【詳解】(1)設(shè)滑塊離開彈簧時速度大小為