遼寧省大連市濱城高中聯(lián)盟2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期期中考試物理試卷（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1濱城高中聯(lián)盟2024-2025學(xué)年度上學(xué)期高三期中考試物理試卷一、選擇題：本題共10小題，共46分．在每小題給出的四個選項中，第1-7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8-10題有多項符合題目要求，每小題6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分．1.下列敘述正確的是（）A.制備納米纖維材料是近年來材料領(lǐng)域的重要技術(shù)，其中“納米”是一個基本單位B.牛頓通過“月一地檢驗”得出了萬有引力定律，他是第一個“稱”地球質(zhì)量的人C.將一個力分解為兩個分力，若合力一定，則兩分力夾角增大時兩個分力都增大D.根據(jù)速度定義式，當非常小時，就可以用平均速度表示物體在某時刻的瞬時速度，該定義運用了微元法【答案】C【解析】A．米是基本單位。故A錯誤；B．牛頓通過“月一地檢驗”證實了萬有引力定律，卡文迪許是第一個“稱”地球質(zhì)量的人。故B錯誤；C．由平行四邊形定則可知，將一個力分解為兩個分力，若合力一定，則兩分力夾角增大時兩個分力都增大。故C正確；D．根據(jù)速度定義式，當非常小時，就可以用平均速度表示物體在某時刻的瞬時速度，該定義運用了極限思想方法。故D錯誤。故選C。2.一小車沿直線先加速運動后減速運動，在下列小車的位移x與時間t、速度v與時間t、加速度a與時間t、小車的動能與其位移x的關(guān)系曲線中，可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】A．x?t圖像中，圖線斜率表示速度，由圖可知小車先減速后加速，故A錯誤；B．v?t圖像中，速度先增大后減小，表示小車沿直線先加速運動后減速運動，故B正確；C．a(chǎn)?t圖像中，圖線與時間軸所圍面積表示速度的變化。由圖可知，小車一直加速，故C錯誤；D．圖像中，小車的動能一直增大，根據(jù)可知小車速率一直增大，故D錯誤。故選B。3.放風箏是兒童喜歡的運動之一，如圖所示，小明靜止站在水平地面上放風箏。設(shè)小明的質(zhì)量為m，重力加速度為g，則此時（）A.小明受到3個力的作用B.地面對小明的支持力大小等于mgC.小明對地面有向右的靜摩擦力D.風箏線對小明的拉力與地面對小明的力是一對平衡力【答案】C【解析】AB．小明受到重力、細線拉力、地面支持力和地面摩擦力4個力的作用，豎直方向根據(jù)受力平衡可得可知地面對小明的支持力大小小于mg；故AB錯誤；CD．由于細線對小明有水平向右的拉力，則小明受到地面對他向左的靜摩擦力，由牛頓第三定律可知，小明對地面有向右的靜摩擦力，風箏線對小明的拉力的水平分力與摩擦力平衡，所以風箏線對小明的拉力與地面對小明的摩擦力不是一對平衡力，風箏線對小明的拉力與地面對小明的力也不是一對平衡力，故C正確，D錯誤。故選C。4.如圖（a）所示，可以認為地月系統(tǒng)是月球繞地球做勻速圓周運動，月球繞地球運動的周期為；如圖（b）所示，也可以認為地月系統(tǒng)是一個雙星系統(tǒng)，在相互之間的萬有引力作用下繞連線上的O點做勻速圓周運動，月球繞O點運動的周期為。若地球、月球質(zhì)量分別為M、m，兩球心相距為r，萬有引力常量為G，下列說法正確的是（）A.圖（a）中若把部分月壤運回到地球，則最終月球繞地球做圓周運動的軌道半徑將變小B.圖（a）中，地球密度為C.圖（a）月球繞地球運動的周期等于圖（b）中月球繞O點運動的周期D.地月雙星軌道中O點到地心距離為【答案】A【解析】CD．根據(jù)萬有引力提供向心力解得圖（a）月球繞地球運動的周期為若地月系統(tǒng)是一個雙星系統(tǒng)，設(shè)地月雙星軌道中O點到地心距離為r1，地月雙星軌道中O點到月球圓心距離為r2，由萬有引力提供向心力得，又聯(lián)立可得，，即圖（a）月球繞地球運動的周期大于圖（b）中月球繞O點運動的周期，故CD錯誤；B．設(shè)地球的半徑為R，所以地球密度為故B錯誤；A．圖（a）中，若把部分月壤運回到地球，設(shè)部分月壤質(zhì)量為，則即此時月球做圓周運動所需的向心力小于月球與地球間的萬有引力，月球做近心運動，月球繞地球做圓周運動軌道半徑將變小，故A正確。故選A。5.如圖，斜面傾角為，底部O點與光滑水平地面平滑相連，地面上一根輕彈簧左端固定，右端自然伸長。質(zhì)量為m的小滑塊從高度為h的斜面頂端由靜止開始釋放，滑塊能滑上地面壓縮彈簧?；瑝K通過O點前后速度大小不變，滑塊與斜面的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，彈簧始終處于彈性限度范圍內(nèi)。下列說法正確的是（）A.的值可能大于B.滑塊在光滑地面上的運動過程中，機械能守恒C.彈簧具有的最大彈性勢能為D.滑塊與斜面因為摩擦產(chǎn)生的熱量最多為【答案】D【解析】A．由題可知，小滑塊由斜面靜止釋放加速下滑，則有可得故A錯誤；B．滑塊在光滑地面上的運動過程中，在壓縮彈簧的過程中，彈簧彈力對滑塊做功，所以滑塊的機械能不守恒，故B錯誤；C．當彈簧具有的最大彈性勢能時，滑塊的速度為0，根據(jù)功能關(guān)系可得彈簧具有的最大彈性勢能為故C錯誤；D．由于滑塊不可能停止斜面上，所以經(jīng)過多次往返后，滑塊最終停留在斜面底端，根據(jù)能量守恒可得滑塊與斜面因為摩擦產(chǎn)生的熱量最多為故D正確。故選D。6.在一次學(xué)農(nóng)活動中，農(nóng)忙之余師生利用自制的沙包進行放松活動，教師和學(xué)生分別在A、B兩點分別以速度和水平拋出沙包，兩沙包在空中的C點相遇，忽略空氣阻力，重力加速度為g，則（）A.教師和學(xué)生同時拋出沙包B.兩沙包到C點的速度方向與豎直方向的夾角一定不相等C.若已知A和C、B和C的高度差和，可求出A、B兩點的距離D.若教師遠離學(xué)生幾步，則需要與學(xué)生同時扔出沙包，兩沙包才能相遇【答案】C【解析】AD．根據(jù)可知，教師拋出的沙包到達C點的時間較長，可知教師應(yīng)先拋出沙包才能與學(xué)生拋出的沙包在C點相遇，若教師遠離學(xué)生幾步，豎直高度并未發(fā)生變化，故仍需要教師先拋出沙包，故選項AD錯誤；B．兩沙包到C點的速度方向與豎直方向的夾角滿足則若滿足時兩沙包到C點的速度方向與豎直方向的夾角相等，選項B錯誤；C．已知高度差和，則教師拋出的沙包滿足且xAC=v1t1學(xué)生拋出的沙包滿足且xBC=v2t2故可由求解A、B兩點的距離，故C正確。故選C。7.如圖，一質(zhì)量為M、半徑為R的光滑大圓環(huán)，用一細輕桿固定在豎直平面內(nèi)。有一個質(zhì)量為m的光滑小環(huán)（可視為質(zhì)點）套在大環(huán)上，由于微小的擾動從大環(huán)的最高處由靜止滑下。已知重力加速度大小為g，則小環(huán)下滑到大環(huán)最低點的過程中（）A.大環(huán)與小環(huán)所構(gòu)成的系統(tǒng)始終處于失重狀態(tài)B.小環(huán)重力的功率一直增大C.小環(huán)運動到最低點時，輕桿對大環(huán)的作用力為D.大環(huán)對輕桿拉力的大小不可能為Mg【答案】C【解析】A．小環(huán)在大環(huán)上先有向下的加速度分量，處于失重狀態(tài)；然后有向上的加速度分量，處于超重狀態(tài)，故A錯誤；B．由于小環(huán)在下滑的過程中豎直方向速度先增大后減小，根據(jù)可知小環(huán)重力的功率先增大后減小，故B錯誤；C．小環(huán)從最高到最低，由動能定理得小環(huán)在最低點時，根據(jù)牛頓第二定律得解得由牛頓第三定律可知，此時小環(huán)對大環(huán)的作用力為對大環(huán)受力分析，有故C正確；D．當大環(huán)對小環(huán)的作用力為零時，小環(huán)只受重力，重力指向圓心的分力提供向心力，則有此時小環(huán)對大環(huán)的作用力也為零，則大環(huán)對輕桿的拉力大小可能為Mg，故D錯誤。故選C。8.列車進站時以20m/s的初速度開始做勻減速直線運動，加速度大小為，列車速度減為0后在車站停靠了50s。關(guān)于列車進站過程，下列說法正確的是（）A.列車在減速運動階段速度減小得越來越慢B.列車開始減速后，時的速度為10m/sC.列車開始減速后，20s內(nèi)位移為160mD.列車勻減速階段最后1s內(nèi)的位移大小是0.625m【答案】BCD【解析】A．由于減速過程中加速度大小不變，故列車在減速運動階段速度減小的快慢不變，故A錯誤；B．列車開始減速后，時的速度為故B正確；C．列車減速到0所用時間為則列車開始減速后，20s內(nèi)的位移為故C正確；D．根據(jù)逆向思維，列車勻減速階段最后1s內(nèi)的位移大小為故D正確。故選BCD。9.小明運動后用網(wǎng)兜將籃球掛在相互垂直的墻角。簡化圖如圖所示，設(shè)籃球質(zhì)量為M、半徑為R，懸掛點為互相垂直的兩豎直墻壁交線處的P點，P到球心的距離為2R，一切摩擦不計，則（）A.繩子與豎直方向的夾角為30°B.籃球?qū)θ我粔Ρ诘膲毫Υ笮镃.繩子上的的拉力大小為D.如果懸掛點P的位置不變，繩子變短，依然能保證籃球靜靠在墻角，則繩子上的拉力和兩側(cè)墻壁的彈力都變大【答案】BD【解析】ABC．對球進行受力分析，球受重力Mg、繩子的拉力T及兩個墻壁對它的支持力，兩個支持力大小相等，夾角為，設(shè)支持力的大小為N、繩子與豎直墻壁交線的夾角，根據(jù)幾何知識可知球心到豎直墻壁交線的垂直距離為故解得在豎直方向上根據(jù)受力平衡可得解得繩子上的的拉力大小為在水平方向上根據(jù)受力平衡可知兩個墻壁對球的支持力的合力大小等于繩子拉力T的水平分力的大小，即解得根據(jù)牛頓第三定律可得則球?qū)θ我粔Ρ诘膲毫Υ笮?，故B正確，AC錯誤；D．如果懸掛點P的位置不變，繩子變短，依然能保證籃球靜靠在墻角，繩子與豎直墻壁交線的夾角變大，根據(jù)，可知繩子上的拉力和兩側(cè)墻壁的彈力都變大，故D正確。故選BD。10.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有光滑軌道ABCD，其中AB是豎直軌道，CD是水平軌道，AB與BC相切于B點，BC與CD相切于C點。一根長為2R的輕桿兩端分別固定著兩個質(zhì)量均為m的相同小球P、Q（視為質(zhì)點），將輕桿鎖定在圖示位置，并使Q與B等高。現(xiàn)解除鎖定釋放輕桿，輕桿將沿軌道下滑，重力加速度為g，則（）A.小球P、Q和輕桿組成的系統(tǒng)機械能守恒B.當P球到達B點時，P的速度大小為C.P球到達C點前，P、Q的速度大小始終不相等D.P球到達C點時Q的速度大小為【答案】AB【解析】A．在下滑的過程中，小球P、Q和輕桿組成的系統(tǒng)只有重力做功，則系統(tǒng)的機械能守恒，選項A正確；B．當P球到達B點時，輕桿與水平方向的夾角為30°，則由機械能守恒解得P的速度大小為選項B正確；C．P球到達C點前，因PQ的速度滿足（θ為輕桿與水平方向夾角），則當時P、Q的速度大小相等，選項C錯誤；D．P球到達C點時，PQ速度相等，則由機械能守恒可知Q的速度大小為選項D錯誤。故選AB。二、非選擇題：本題共5道題，共54分11.如圖甲所示為向心力演示儀，可探究小球做圓周運動所需向心力的大小F與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系．長槽的A、B處和短槽的C處到各自轉(zhuǎn)軸中心的距離之比為2∶1∶1．變速塔輪自上而下有三種組合方式，左右每層半徑之比由上至下分別為1∶1、2∶1和3∶1，如圖乙所示。（1）本實驗的目的是探究向心力的大小與小球質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系，下列實驗中采用的實驗方法與本實驗相同的是______。A.探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律B.驗證機械能守恒定律C.探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系（2）在某次實驗中，把兩個質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，探究向心力的大小與半徑的關(guān)系，則需要將傳動皮帶調(diào)至第______層塔輪（選填“一”“二”或“三”）；（3）在另一次實驗中，把兩個質(zhì)量相等的鋼球放在B、C位置，傳動皮帶位于第三層，轉(zhuǎn)動手柄，則當塔輪勻速轉(zhuǎn)動時，左右兩標尺露出的格子數(shù)之比約為______．A.3∶1 B.1∶3 C.9∶1 D.1∶9【答案】（1）C（2）一（3）D【解析】【小問1詳解】探究向心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度和半徑r之間的關(guān)系，采用的實驗方法是控制變量法。A．探究兩個互成角度力的合成規(guī)律，采用的是等效替代的實驗方法，故A錯誤；B．驗證機械能守恒定律，并沒有采用控制變量法，故B錯誤；C．探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系，采用的實驗方法是控制變量法，故C正確。故選C。【小問2詳解】在某次實驗中，把兩個質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，可知兩小球做圓周運動的半徑之比為，此時探究的是向心力大小與半徑的關(guān)系，將控制兩小球做圓周運動的角速度相等，則需要將傳動皮帶調(diào)至第一層塔輪?！拘?詳解】在某次實驗中，把兩個質(zhì)量相等的鋼球放在B、C位置，可知兩小球做圓周運動的半徑相等，傳動皮帶位于第三層，根據(jù)可知兩小球做圓周運動的角速度之比為根據(jù)可得當塔輪勻速轉(zhuǎn)動時，左右兩標尺露出的格子數(shù)之比約為故選D。12.某實驗小組利用如圖甲所示的裝置，探究加速度與力的關(guān)系。（1）關(guān)于該實驗下列說法正確的是______。A.補償阻力時小車不要連接紙帶B.先接通打點計時器電源，后釋放小車C.調(diào)節(jié)滑輪高度使細繩與水平桌面平行（2）圖乙為某同學(xué)在實驗中打出的紙帶，計時器打點頻率為50Hz，相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出，部分實驗數(shù)據(jù)如圖所示。求得小車的加速度是______m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）實驗中根據(jù)得到的數(shù)據(jù)畫出了a?F的圖線，如圖丙所示，從圖中可以發(fā)現(xiàn)實驗操作中存在的問題可能是______。A.補償阻力時長木板的傾角偏大B.處理紙帶時去除了開始密集的點C.砝碼和砝碼盤總質(zhì)量沒有遠小于小車質(zhì)量（4）如圖丁所示，將原小車換成帶有力傳感器的、等質(zhì)量的小車，細線拉力F的大小可以從力傳感器獲得。從理論上分析，實驗得到的a?F圖線的斜率與（3）相比，將______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。【答案】（1）B（2）0.51（3）A（4）變大【解析】【小問1詳解】A．補償阻力時小車需要連接紙帶，一方面是需要連同紙帶所受的阻力一并平衡，另外一方面是通過紙帶上的點間距判斷小車是否在長木板上做勻速直線運動，故A錯誤；B．由于小車速度較快，且運動距離有限，打出的紙帶長度也有限，為了能在長度有限的紙帶上盡可能多地獲取間距適當?shù)臄?shù)據(jù)點，實驗時應(yīng)先接通打點計時器電源，后釋放小車，故B正確；C．為使小車所受拉力與速度同向，應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度使細繩與長木板平行，故C錯誤。故選B。【小問2詳解】相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出，相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為根據(jù)逐差法可得，小車的加速度為【小問3詳解】A．由圖丙可知，當F=0時，小車產(chǎn)生了加速度，因此說明補償阻力時長木板的傾角偏大，故A正確；B．如果實驗過程沒有不當之處，在處理紙帶時去除了開始密集的點，那么紙帶后面的點得到的數(shù)據(jù)在a?F的圖線中的連線反向延長線也是能過原點的，所以圖丙中a?F圖線不過原點與處理紙帶時去除了開始密集的點無關(guān)，故B錯誤；C．設(shè)小車的質(zhì)量為M，砝碼和砝碼盤總質(zhì)量為m，由牛頓第二定律得解得實驗中，小車的拉力F=mg，則隨著F的增大，即m增大，而將變小，則a?F的圖線的斜率變小，特別是M與m接近時，斜率變小更加明顯，所以砝碼和砝碼盤總質(zhì)量沒有遠小于小車質(zhì)量，會使a?F的圖線末端向F軸彎曲，不會使a?F的圖線不過原點，故C錯誤。故選A。【小問4詳解】由（3）可知，原實驗得到的a?F圖線的斜率為，現(xiàn)將原小車換成帶有力傳感器的、等質(zhì)量的小車，由牛頓第二定律得解得所以將原小車換成帶有力傳感器的、等質(zhì)量的小車后，a?F圖線的斜率變?yōu)?，大于?）中a?F圖線的斜率。故實驗得到的a?F圖線的斜率與（3）相比，將變大。13.直升機因為有許多其他飛行器難以辦到或不可能辦到的優(yōu)勢（如可以垂直起飛降落，不用大面積機場），所以受到廣泛應(yīng)用，主要用于觀光旅游、火災(zāi)救援、海上急救、緝私緝毒、消防、商務(wù)運輸、醫(yī)療救助、通信以及噴灑農(nóng)藥殺蟲劑消滅害蟲、探測資源等國民經(jīng)濟的各個部門。如圖是在某次救災(zāi)中直升機沿水平方向做勻加速運動時的情境，不計空氣阻力，懸掛箱子的繩子長l=10m，與豎直方向的夾角保持為10°，此時箱子距水平地面高20m，sin10°=0.174，cos10°=0.984，tan10°=0.176，g取10m/s2，箱子可以看作質(zhì)點。求：（1）直升機的加速度a的大??；（2）某時刻直升機上儀表顯示飛行速度為100km/h，若此時有一可以看作質(zhì)點的小物體從箱子中掉落，直升機仍以上述加速度運動，小物體落在水平地面時距直升機上O點的水平距離d的大小?！敬鸢浮浚?）1.76m/s2（2）5.26m【解析】【小問1詳解】對箱子受力分析，由牛頓第二定律解得【小問2詳解】依題意，小物體從箱子中掉落后，做平拋運動，初速度為100km/h，下落高度為20m，則有直升機自此之后做初速度為100km/h，加速度為1.76m/s2的勻加速直線運動，取小物體為參考系，則小物體落在水平地面時距箱子的水平距離為可得小物體落在水平地面時距直升機上O點的水平距離的大小聯(lián)立，解得14.如圖所示，在水平軌道右側(cè)安放半徑為的豎直圓形光滑軌道，水平軌道的PQ段鋪設(shè)特殊材料，調(diào)節(jié)其初始長度為L=1m，水平軌道左側(cè)有一輕質(zhì)彈簧左端固定，彈簧處于自然狀態(tài)。質(zhì)量為m=1kg的小物塊A（可視為質(zhì)點）從軌道右側(cè)以初速度沖上軌道，通過圓形軌道、水平軌道后壓縮彈簧并被彈簧以原速率彈回，經(jīng)水平軌道返回圓形軌道。物塊A與PQ段間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，軌道其他部分摩擦不計，重力加速度。求：（1）物塊A與彈簧剛接觸時的速度大小v1；（2）物塊A被彈簧以原速率彈回返回到圓形軌道的高度h1；（3）調(diào)節(jié)PQ段的長度L，A仍以v0從軌道右側(cè)沖上軌道，當L滿足什么條件時，物塊A能第一次返回圓形軌道且能沿軌道運動而不脫離軌道?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）或【解析】（1）設(shè)物塊A與彈簧剛接觸時的速度大小為，物塊從開始運動到P的過程，由動能定理可得解得（2）物塊A被彈簧以原速率彈回返回到圓形軌道的高度為，由動能定理得解得符合實際。（3）①若A沿軌道上滑至最大高度時，速度減為