上海市浦東新區(qū)部分學校聯(lián)考2024-2025學年高三上學期期中考試物理試卷（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE1上海市浦東新區(qū)部分學校聯(lián)考2024-2025學年高三上學期物理期中考試試卷一、生活中的力和運動（共24分）1.近年來，一些高級轎車的設(shè)計師在關(guān)注轎車的加速性能的同時，提出了“加速度的變化率”的概念，用這一新的概念來描述轎車加速度隨時間變化的快慢，轎車的“加速度的變化率”越小，乘坐轎車的人感覺越舒適。圖示是一輛汽車在水平公路上行駛時加速度隨時間變化的關(guān)系圖像，則下列說法正確的是（）A.從運動學角度的定義，“加速度的變化率”的單位應是m/s3B.加速度的變化率保持為0的直線運動是勻變速直線運動C.若加速度與速度同方向，如圖所示的a--t圖像，表示的是物體的速度在減小D.若加速度與速度同方向，如圖所示的a--t圖像，已知物體在t=0時速度為5m/s，則2s末的速度大小為8m/s【答案】AD【解析】A．“加速度的變化率”是指加速度的變化與所用時間的比值，即，a的單位是m/s2，t的單位是s，則的單位為m/s3，A正確；B．加速度的變化率為0是指加速度保持不變，如果加速度為0，則物體做勻速直線運動，如果加速度不為0，則物體做勻變速直線運動，B錯誤；C．若加速度與速度同方向，則物體做加速運動，如題圖所示，加速度減小，則物體速度增加得慢了，但仍在加速，C錯誤；D．在a—t圖像中圖像與時間軸所圍圖形的面積表示物體速度的變化量，則得由于加速度與速度同方向，故物體做變加速直線運動，已知初速度為5m/s，則物體在2s末的速度為8m/s，D正確。故選AD。2.如圖所示，工人利用滑輪組將重物緩慢提起，下列說法正確的是（）A.工人受到的重力和支持力是一對平衡力B.工人對繩的拉力和繩對工人的拉力是一對作用力與反作用力C.重物緩慢拉起過程，繩子拉力變小D.重物緩慢拉起過程，繩子拉力不變【答案】B【解析】AB．對人受力分析有則有FN＋FT=mg其中工人對繩的拉力和繩對工人的拉力是一對作用力與反作用力，A錯誤、B正確；CD．對滑輪做受力分析有則有則隨著重物緩慢拉起過程，θ逐漸增大，則FT逐漸增大，CD錯誤。故選B。3.如圖，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光滑定滑輪。一細繩跨過滑輪，其一端懸掛物體N。另一端與斜面上的物塊M相連，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動N至細繩與豎直方向成45°。已知M始終保持靜止，則在此過程中（）A.M所受細繩的拉力大小一定一直增加B.N受到的水平拉力的大小可能保持變小C.M所受斜面的摩擦力大小可能不變D.M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加【答案】AD【解析】AB．因為物體N重力是不變量，根據(jù)共點力平衡關(guān)系知，水平方向繩子的拉力和懸掛細繩的拉力合力不變，再根據(jù)矢量平行四邊形法則作圖如下由圖可得，當懸掛N的細繩與豎直方向的角度增大時，水平拉力在不斷增大，懸掛細繩的拉力也不斷增大，A正確，B錯誤；CD．對M受力分析如圖，可知若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，則隨著繩子拉力T的增加，則摩擦力f也逐漸增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，則隨著繩子拉力T的增加，摩擦力f可能先減小后增加，C錯誤，D正確。故選AD。4.如圖（a）所示，輕彈簧豎立在地面上，正上方有一質(zhì)量為m的球從A處自由下落，落到B處時開始與彈簧接觸，之后向下壓縮彈簧，球運動到C處到達最低點。運動過程中不計空氣阻力。（1）AB距離為d，球剛接觸彈簧時的動能Ek=______；（2）從A運動到C過程中經(jīng)過A、B、C三點，球超重的是______點，失重的是______點；（3）當球運動到最低點時，地面對輕彈簧支持力（）A.FN<2mg B.FN=2mg C.FN>2mg（4）取A處為坐標原點O，豎直向下為正方向，建立x軸，在（b）中定性畫出從A運動到C的過程中球的加速度a隨位移x變化的圖像?！敬鸢浮浚?）mgd（2）CA和B（3）C（4）【解析】【小問1詳析】根據(jù)機械能守恒定律有【小問2詳析】[1][2]A運動到B的過程中，小球只受重力，小球處于完全失重狀態(tài)，B到C過程，小球受到重力、彈簧彈力，當彈力小于重力時，小球的加速度向下，處于失重狀態(tài)，當彈力大于重力時，小球的加速度向上，處于超重狀態(tài)，即B到C過程，小球先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)，所以小球在C點時處于超重狀態(tài)，在A、B兩點處于失重狀態(tài)?！拘?詳析】當球運動到最低點時，加速度向上，根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)簡諧運動的對稱性可知所以根據(jù)牛頓第三定律可得，小球?qū)椈傻膲毫Υ笮?，對彈簧，有故選C【小問4詳析】小球未接觸彈簧時，加速度恒定為g，接觸彈簧后小球受到重力和彈力，彈簧彈力小于重力時，根據(jù)牛頓第二定律可得隨著F增大，加速度減小，當彈力大于重力時，有隨著F增大，加速度反向增大，所以加速度a隨位移x變化的圖像如圖所示二、排球運動（共12分）5.排球運動是球類運動之一，在我國具有非常高的歡迎度，我國女排曾獲得世界五連冠的輝煌記錄。如圖所示，小王同學正在墊質(zhì)量為m的排球。排球離開手臂后先豎直向上運動高度h后，再落回原位置，設(shè)空氣阻力大小恒為f，則此過程中（）A.重力對排球所做總功為-mghB.排球的機械能變化量為-2fhC.合力對排球做功為零D.合力對排球的沖量為零【答案】B【解析】A．重力對排球所做總功為故A錯誤；B．根據(jù)功能關(guān)系可知排球的機械能變化量為故B正確；C．合力對排球做功為故C錯誤；D．排球拋出時速度方向向上，落回原位置時速度方向向下，所以整個過程中動量變化量不為零，根據(jù)動量定理可得合力對排球的沖量不為零，故D錯誤。故選B。6.質(zhì)量為m的排球從離地高為h1的P點以大小為v0的速度斜向上飛出，排球能到達的最高點Q離地高度為h2。（以P點所在水平面為零勢能面，不計空氣阻力），排球在Q點時的機械能為___________。【答案】【解析】由機械能守恒定律可知，排球在Q點的機械能等于P點的機械能，所以7.如圖所示，排球場總長為18m，設(shè)球網(wǎng)離地高度為2.24m，運動員站在球網(wǎng)前3m，正對球網(wǎng)跳起，在離地高度為2.55m處將球水平擊出，若球被擊出時的速度大小為9m/s，試通過計算說明該運動員擊球是否成功？（不計球受到的空氣阻力）【答案】見解析【解析】設(shè)球在水平方向勻速運動3m所用的時間為t，有所以設(shè)球在t時間內(nèi)下落的豎直距離為由于因為球觸網(wǎng)，所以運動員擊球失敗。三、汽車限速（共16分）8.《道路交通安全法》規(guī)定：機動車在經(jīng)過學校路段時不得超過30km/h。小張駕車去上班，該車質(zhì)量m=2×103kg，全程車受到的阻力f＝0.1mg，重力加速度g取10m/s2。當汽車以恒定功率P=6×104W在平直路面上運動時：（1）汽車能達到的最大速率為__________m/s。（2）汽車牽引力F隨時間t的變化圖像可能為（）A. B.C. D.【答案】（1）30（2）B【解析】【小問1詳析】當汽車的牽引力與阻力相等時，汽車的速度達到最大，所以【小問2詳析】根據(jù)牛頓第二定律可得汽車保持功率不變，隨著速度的增大，牽引力逐漸減小，當牽引力減小到等于阻力時汽車做勻速運動，由于牽引力減小，汽車的加速度減小，則汽車速度增大的越來越慢，牽引力減小的越來越慢，即圖像切線的斜率不斷減小，之后減到等于阻力不變。故選B。9.《道路交通安全法》規(guī)定：機動車在經(jīng)過學校路段時不得超過30km/h。小張駕車去上班，該車質(zhì)量m=2×103kg，全程車受到的阻力f=0.1mg，重力加速度g取10m/s2。如圖所示，某學校門口路段安置了4個距離均為5m減速帶（減速帶寬度不計），小張的車（可視為質(zhì)點），在路口由靜止開始勻加速啟動。（1）若車輛直線行駛200m，以15m/s的速度到達第1個減速帶，求該過程中發(fā)動機所做的功W；（2）汽車經(jīng)過第2個減速帶后，小張將車速從10m/s勻加速提升至15m/s，恰好到達第3個減速帶，求此過程中汽車所受合力大小F；（3）在相鄰兩個減速帶之間汽車的機械能隨位置區(qū)間變化如圖所示，汽車在通過最后一個減速帶后經(jīng)過校門。則汽車在經(jīng)過學校時（）超速行為？A.存在 B.不存在【答案】（1）6.25×105J（2）2.5×104N（3）A【解析】【小問1詳析】根據(jù)動能定理代入數(shù)據(jù)解得【小問2詳析】根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律解得根據(jù)牛頓第二定律【小問3詳析】第2個減速帶到第3個減速帶與第3個減速帶到第4個減速帶比較，機械能變化量相同，說明動能的變化量相同，而第2個減速帶到第3個減速帶，速度從10m/s提升到15m/s；第3個減速帶到第4個減速帶速度從15m/s減小到10m/s，到第4個減速帶時，有則汽車在經(jīng)過學校時存在超速行為。故選A。四、中國的航天（共36分）10.天宮空間站繞地球的運動近似可以看作勻速圓周運動，在天宮空間站運行的過程中，下列哪些物理量保持不變（）A.動能 B.角速度 C.加速度 D.動量【答案】AB【解析】勻速圓周運動中，速度、加速度、合外力的大小不變，方向時刻改變，角速度始終不變，由于速度大小不變，方向不動變化，所以動能不變，動量改變。故選AB。11.（1）在研究空間站圍繞地球運動過程中，空間站能否看成質(zhì)點？答______，（選填“能”或“不能”）簡要說明理由：__________。（2）若地球表面重力加速度為9.8m/s2，地球半徑為6400km，空間站軌道離地高度為400km，則空間站繞地球運動的周期為________。【答案】（1）能空間站大小和其繞地球運動的半徑相比可以忽略。（2）92.6min##5558.7s##1.54h【解析】【小問1詳析】[1][2]空間站可以看成質(zhì)點，因為空間站大小相對于其運動的軌道半徑而言微不足道，可以忽略，對研究的其運動情況沒有影響，故可以把空間站看成質(zhì)點?！拘?詳析】空間站受到的萬有引力為其圓周運動提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律在地球表面，萬有引力與重力大小相等聯(lián)立解得12.“嫦娥三號”是我國嫦娥工程中第一個月球軟著陸的無人登月探測器。其飛行軌道示意圖如圖，她由地月轉(zhuǎn)移軌道①順利進入環(huán)月圓軌道②，在該軌道上運行了約4天后，變軌進入橢圓軌道③，最后實現(xiàn)月球軟著陸。（1）當“嫦娥三號”由軌道②變軌，進入軌道③的過程中，需要________（選擇：A.加速B.減速）；“嫦娥三號”在軌道③由遠月點運行至近月點的過程中動能________（選擇：A.增加B.不變C.減少）。（2）“嫦娥三號”在反推火箭作用下慢慢下降，在距離月球表面h=4.0m的高度處再次懸停，最后關(guān)掉發(fā)動機，自由下落到月球表面，實現(xiàn)軟著陸。已知地球質(zhì)量約為月球質(zhì)量的81倍，地球半徑約為月球半徑的3.6倍，試計算“嫦娥三號”著陸時的速度大小v？_______（結(jié)果取二位有效數(shù)字）【答案】（1）BA（2）3.5m/s【解析】【小問1詳析】[1]當“嫦娥三號”由軌道②變軌，進入軌道③的過程中，做近心運動，需要減速。故選B。[2]根據(jù)開普勒第二定律可得，“嫦娥三號”在軌道③由遠月點運行至近月點的過程中速度增大，動能增加。故選A。【小問2詳析】對于地球表面的重力加速度g，有對于月球表面的重力加速度g月，有所以對于“嫦娥三號”自由下落過程，有所以13.“中國天眼”發(fā)現(xiàn)距離地球17光年的地方有一顆“超級地球”，據(jù)科學家測算，這顆星球具有和地球一樣的自轉(zhuǎn)特征。如圖，OE連線與其赤道平面的夾角為30°，A位置的重力加速速度為g，D位置的向心加速度為，則E位置的向心加速度為（）A B. C. D.【答案】D【解析】在A位置有在D位置有在E位置有故選D。14.“玉兔號”月球車成功抵達月背表面后，研究者對月球車模型的性能進行研究。月球車運動全過程的v–t圖如圖所示。月球車在t1~18s內(nèi)以2.4×10?1W的額定功率行駛，在18s末關(guān)閉月球車的動力系統(tǒng)，運動過程中月球車受到的阻力大小不變，求月球車（1）受到的阻力大?。浚?）質(zhì)量是多少？（3）前15秒內(nèi)的位移（保留2位有效數(shù)字）？【答案】（1）4N（2）200kg（3）0.69m【解析】【小問1詳析】由圖可知時，月球車的速度達到最大，此時月球車受到的牽引力與阻力相等，則有解得【小問2詳析】18s關(guān)閉動力后，月球車的加速度根據(jù)牛頓第二定律可知解得【小問3詳析】時間內(nèi)月球車是恒定加速啟動，此階段月球車的牽引力設(shè)此階段月球車加速度，根據(jù)牛頓第二定律可得解得故月球車恒定加速啟動的時間故月球車恒定加速的位移時間內(nèi)，月球車恒定功率啟動，設(shè)此階段的位移為，由動能定理可得其中聯(lián)立解得故月球車前15秒內(nèi)的位移五、曲線運動的實驗（共12分）15.某實驗小組用如圖甲所示裝置探究向心力大小與線速度大小和運動半徑的關(guān)系。光滑的水平直桿固定在豎直轉(zhuǎn)軸上，水平直桿的左側(cè)固定寬度為d的擋光條，擋光條到豎直轉(zhuǎn)軸的距離為，水平直桿的右側(cè)套上質(zhì)量為的滑塊，用細線將滑塊與固定在豎直轉(zhuǎn)軸上的力傳感器連接，物塊到轉(zhuǎn)軸的距離為，細線處于水平伸直狀態(tài)，細線拉力的大小可以通過力傳感器測得。安裝在鐵架臺上的光電門可測遮光條通過光電門的時間。（1）用游標卡尺測量遮光條的寬度如圖乙所示，d=___________cm；（2）當滑塊隨水平直桿一起勻速轉(zhuǎn)動時，光電門顯示遮光條通過光電門的時間為，則此時滑塊線速度大小v=___________（用字母d，Δt表示）；若保持滑塊到豎直轉(zhuǎn)軸的距離不變，讓轉(zhuǎn)軸以不同的角速度勻速轉(zhuǎn)動，測得多組力傳感器的示數(shù)和對應的擋光時間。為了畫