内容正文:
江苏省常州高级中学
2025届高三期初检测
物理试卷
一、单项选择题(每小题4分,共计44分)
1. 在东汉王充所著的《论衡•状留篇》中提到“是故湍濑之流,沙石转而大石不移。何者?大石重而沙石轻也。”从物理学的角度对文中所描述现象的解释,下列说法正确的是( )
A. 水冲沙石,沙石才能运动,因为力是产生运动的原因
B. “沙石转而大石不移”是因为物体运动状态改变的难易程度与质量有关
C. 只有在水的持续冲力作用下沙石才能一直运动,是因为运动需要力来维持
D. “大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力
2. 某同学用手机中的速度传感器记录电动车做直线运动的速度与时间关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. B点加速度小于A点加速度
B. 5.0s末电动车开始反向运动
C. 8.0s末电动车刚好回到出发点
D. 由图可估算出此过程中电动车平均速度的大小
3. 一物体做自由落体运动,在秒内下落的距离与第秒下落的距离相等,则为( )
A. B. C. 2 D.
4. 最新的质量单位“千克”用普朗克常量h定义。根据能量子的定义和国际单位制中的力学基本单位,h的单位可表示为( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,将一细绳的两端固定于两竖直墙的A、B两点,通过一个光滑的挂钩将某重物挂在绳上,下面给出的四幅图中有可能使物体处于平衡状态的是( )
A. B.
C. D.
6. 在恒力F作用下,a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动,则关于它们受力情况的说法正确的是( )
A. a一定受到4个力
B. b可能受到4个力
C. a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力
D. a与b之间不一定有摩擦力
7. 如图(a),一质量为m匀质球置于固定钢质支架的水平横杆和竖直墙之间,并处于静止状态,其中一个视图如图(b)所示。测得球与横杆接触点到墙面的距离为球半径的1.8倍,已知重力加速度大小为g,不计所有摩擦,则球对横杆的压力大小为( )
A. B. C. D.
8. 如图所示,小华同学静止站在水平地面上拉着轻质细线连接的两个相同的氢气球(气球的重力不能忽略),受水平风力的影响,稳定时连接气球的细线与竖直方向夹角分别为α和β。现在水平风力突然增大,他缓慢释放拉气球的细线,稳定后,细线与竖直方向夹角分别为α'和β'。则( )
A B.
C. D.
9. 质量均为m的两个完全相同的物块A和B与劲度系数为k的轻弹簧相连,并一起静置于水平地面上,如图所示。现给A施加一个竖直向上的恒力F,使A、B两物块先后开始竖直向上运动(物块B再没返回地面)。已知弹簧始终在弹性限度内,忽略空气阻力的影响,已知重力加速度为g,下列判断正确的是( )
A. 物体A做匀加速运动
B. 恒力F一定大于mg,可能小于2mg
C. 当物块B开始运动时,物块A的加速度为
D. 如果物块B开始运动的瞬间撤去力F,撤去力F的瞬间A的加速度突变为g
10. 如图所示,山上一条输电导线架设在两支架间,M、N分别为导线在支架处的两点,P为导线最低点,则这三处导线中的张力、、大小关系是( )
A. B. C. D.
11. 如图所示,足够长的轻质丝绸置于光滑水平面上,物块A、B靠在一起(不粘连)放在丝绸上。已知A、B的质量分别为m、2m,与丝绸间的动摩擦因数分别为、,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为。现用水平力向左拉丝绸,则( )
A. 若,A、B均保持静止状态
B. 若,A受到的合力比B的大
C. 若,A、B均相对丝绸发生滑动
D. 若,A的加速度比B的大
二、实验题(每空3分,共计15分)
12. 某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系。实验装置如图(a)所示,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定一遮光片,细线一端与小车连接,另一端跨过定滑轮挂上钩码。
(1)实验前调节滑轮高度,使细线与轨道平行,再适当垫高轨道______(选填“左”或“右”)端以平衡小车所受摩擦力。
(2)小车的质量为。利用光电门系统测出不同钩码质量时小车加速度:当使用宽度为的挡光片时,小车先后通过间距为两光电门的时间为和,则测量获得的加速度表达式为______(可用实验中测量的、、、、、表示)。钩码所受重力记为,作出图像,如图(b)中图线甲所示。
(3)由图线甲可知,较小时,与成正比;较大时,与不成正比。为了进一步探究,将小车的质量增加至,重复步骤(2)的测量过程,作出图像,如图(b)中图线乙所示。
(4)与图线甲相比,图线乙的线性区间______(选填“更多”或“更少”)。再将小车的质量增加至,重复步骤(2)的测量过程,记录钩码所受重力与小车加速度,如表所示(表中第9~14组数据未列出)。
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9~14
15
钩码所受重力
0.020
0.040
0.060
0.080
0.100
0.120
0140
0.160
……
0.300
小车加速度
0.26
0.55
0.82
1.08
1.36
1.67
1.95
2.20
……
3.92
(5)请在图(b)中补充描出第6至8三个数据点,并补充完成图线丙______。
(6)根据以上实验结果猜想和推断本实验结论:______。
三、解答题(共计15分)
13. 某一向右做直线运动的物体的图像如图所示,根据图像求:
(1)物体刚出发时加速度;
(2)物体距出发点最远时的位移;
(3)前4s内物体通过的路程。
14. 张娟娟是中国奥运会射箭项目上第一个冠军,一举打破了中国女子射箭长期以来逢韩不胜的历史,为国家争得了荣誉。某次射箭时,若释放箭瞬间弓弦的拉力为100N,弓弦的张角,其弓弦的拉力如图乙中和所示,对箭产生的作用力如图乙中F所示。已知,忽略箭尾与弓弦之间的摩擦力。
(1)求释放箭瞬间弓弦对箭产生的作用力大小;
(2)如图丙所示,若已知弓的顶部跨度AB为l,且拉弓过程中l保持不变,弦均匀且弹性良好,其自由长度也为l,劲度系数为k;射箭时弦AC与BC长均为l,设弦的弹力满足胡克定律,求释放箭瞬间弓弦对箭产生的作用力大小。
15. 如图所示,木块a紧贴着木块b的竖直侧壁,对木块a施加水平推力,a、b一起在水平桌面上匀速前进。a的质量,b的质量,a、b间的动摩擦因数为,b与桌面间的动摩擦因数为,a到桌面的高度。若撤去推力F,木块a落到桌面的同时木块b也刚好停下。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。求:
(1)撤去推力前,a、b间弹力大小;
(2)撤去推力后,木块b前进的距离。
16. 如图所示,一倾角为、足够长的传送带始终以的速度逆时针匀速运转,足够长的木板B上放一可视为质点的物块A(A始终在B上),两者同时由静止开始释放,释放时木板距传送带底端的距离L=5.4m,传送带底端有一固定挡板,木板B与挡板碰撞后立即以等大的速度反弹。木板B的质量为,物块A的质量为,且,木板B与传送带间的动摩擦因数,物块A与木板B间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度,不计其它阻力。求:
(1)物块A和木板B开始运动时加速度的大小和;
(2)木板B从释放至第一次与挡板相碰的时间t;
(3)木板B从释放到第一次沿传送带上升到最高点过程中物块A相对于木板B滑行的路程s。
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物理试卷
一、单项选择题(每小题4分,共计44分)
1. 在东汉王充所著的《论衡•状留篇》中提到“是故湍濑之流,沙石转而大石不移。何者?大石重而沙石轻也。”从物理学的角度对文中所描述现象的解释,下列说法正确的是( )
A. 水冲沙石,沙石才能运动,因为力是产生运动的原因
B. “沙石转而大石不移”是因为物体运动状态改变的难易程度与质量有关
C. 只有在水的持续冲力作用下沙石才能一直运动,是因为运动需要力来维持
D. “大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力
【答案】B
【解析】
【详解】A.水冲沙石,沙石才能运动,因为水的冲击力克服了阻力,故力是改变运动的原因,故A错误;
B.物体总有保持原有运动状态的性质即为惯性,其大小只与质量有关,质量越大惯性越大,力是改变物体运动状态的原因,重的大石由于质量太大,惯性太大,所以运动状态不容易被水流改变,故B正确;
C.物体的运动不需要力来维持,如沙石不受力的作用时,可以做匀速直线运动状态,故C错误;
D.“大石不移”是因为水的冲力等于大石受到的阻力,大石所受的合外力为零,故D错误。
故选B。
2. 某同学用手机中的速度传感器记录电动车做直线运动的速度与时间关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. B点加速度小于A点加速度
B. 5.0s末电动车开始反向运动
C. 8.0s末电动车刚好回到出发点
D. 由图可估算出此过程中电动车平均速度的大小
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据v-t图像中图线的斜率表示加速度,可知B点加速度大于A点加速度。故A错误;
B.由图可知5.0s末电动车由加速运动转变成减速运动故B错误;
C.由图可知0~8.0s内电动车一直向前行驶,8.0s末电动车离出发点最远。故C错误;
D.根据v-t图像中图线与坐标轴所围面积表示位移可知由图可估算出此过程中电动车的位移,根据
可以计算平均速度的大小。故D正确。
故选D。
3. 一物体做自由落体运动,在秒内下落的距离与第秒下落的距离相等,则为( )
A B. C. 2 D.
【答案】D
【解析】
【详解】物体做自由落体运动,在秒内下落的距离为
与第秒下落的距离为
由题意可知
联立解得
故选D
4. 最新的质量单位“千克”用普朗克常量h定义。根据能量子的定义和国际单位制中的力学基本单位,h的单位可表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据动能表达式
可知能量的单位用国际单位制中的基本单位可表示为;根据
而频率的单位为
所以普朗克常量h的单位用国际单位制中的基本单位可表示为。
故选A。
5. 如图所示,将一细绳的两端固定于两竖直墙的A、B两点,通过一个光滑的挂钩将某重物挂在绳上,下面给出的四幅图中有可能使物体处于平衡状态的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由于重物通过一个光滑的挂钩挂在绳上,挂钩两侧绳子拉力大小相等,两侧绳子拉力的合力与重物的重力平衡,根据对称性可知,挂钩两侧绳子与竖直方向的夹角相等。
故选C。
6. 在恒力F作用下,a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动,则关于它们受力情况的说法正确的是( )
A. a一定受到4个力
B. b可能受到4个力
C. a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力
D. a与b之间不一定有摩擦力
【答案】A
【解析】
【详解】BD.对物体b受力分析,受重力、支持力和摩擦力,处于三力平衡状态,故BD错误;
AC.对物体a、b整体受力分析,受重力、恒力F,若墙壁对整体有支持力,水平方向不能平衡,故墙壁对整体没有支持力,故也没有摩擦力;对物体a受力分析,受恒力F、重力、物体b对a的压力和摩擦力,即物体a共受4个力,故A正确,C错误。
故选A。
7. 如图(a),一质量为m匀质球置于固定钢质支架的水平横杆和竖直墙之间,并处于静止状态,其中一个视图如图(b)所示。测得球与横杆接触点到墙面的距离为球半径的1.8倍,已知重力加速度大小为g,不计所有摩擦,则球对横杆的压力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】对球进行受力分析如图,设球的半径为R,根据几何知识可得
根据平衡条件得
解得
根据牛顿第三定律得球对横杆的压力大小为
故选D。
8. 如图所示,小华同学静止站在水平地面上拉着轻质细线连接的两个相同的氢气球(气球的重力不能忽略),受水平风力的影响,稳定时连接气球的细线与竖直方向夹角分别为α和β。现在水平风力突然增大,他缓慢释放拉气球的细线,稳定后,细线与竖直方向夹角分别为α'和β'。则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对上面的气球根据平衡条件得
对两个气球根据平衡条件得
解得
风力增大时
解得
故选A。
9. 质量均为m的两个完全相同的物块A和B与劲度系数为k的轻弹簧相连,并一起静置于水平地面上,如图所示。现给A施加一个竖直向上的恒力F,使A、B两物块先后开始竖直向上运动(物块B再没返回地面)。已知弹簧始终在弹性限度内,忽略空气阻力的影响,已知重力加速度为g,下列判断正确的是( )
A. 物体A做匀加速运动
B. 恒力F一定大于mg,可能小于2mg
C. 当物块B开始运动时,物块A的加速度为
D. 如果物块B开始运动的瞬间撤去力F,撤去力F的瞬间A的加速度突变为g
【答案】C
【解析】
【详解】A.未施加力时,根据平衡条件可得
A向上运动的过程中,弹簧弹力先逐渐减小,后逐渐增大,故A不是匀加速直线运动,故A错误;
B.若恒力F小于2mg,则B离开地面后,恒力F小于A、B整体的重力,A、B整体的加速度向下,则最终B会返回地面,所以恒力F不可能小于2mg,故B错误;
C.当物块B开始运动时,对A研究
解得
故C正确;
D.撤去力F的瞬间,弹簧弹力不会突变,故对A研究
解得
故D错误。
故选C。
10. 如图所示,山上一条输电导线架设在两支架间,M、N分别为导线在支架处的两点,P为导线最低点,则这三处导线中的张力、、大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意,P点为导线的最低点,所以P点的切线水平。对MN整体进行受力分析,设在M、N两点处导线和竖直方向上的夹角分别为和都不等于,对MN整体,在水平方向上合力为零,则
,所以
所以
即
对MP段
即
所以
同理可得
所以
故选A。
11. 如图所示,足够长的轻质丝绸置于光滑水平面上,物块A、B靠在一起(不粘连)放在丝绸上。已知A、B的质量分别为m、2m,与丝绸间的动摩擦因数分别为、,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为。现用水平力向左拉丝绸,则( )
A. 若,A、B均保持静止状态
B. 若,A受到的合力比B的大
C. 若,A、B均相对丝绸发生滑动
D. 若,A的加速度比B的大
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体物块A、B的最大静摩擦力分别为
,
可知
若有
可知此时,AB与丝绸保持相对静止,对整体有
解得
即A、B以相同的加速度向左做匀加速直线运动,故A错误;
B.若有
可知此时,AB与丝绸保持相对静止,对整体有
解得
即A、B以相同的加速度向左做匀加速直线运动,可知
即A受到的合力比B的小,故B错误;
C.先把AB看成整体分析,有
解得
再对A分析,有
表明此时A受与丝绸没有相对滑动。
再对B分析,有
表明此时B与丝绸没有相对滑动。故C错误;
D.先把AB看成整体分析,有
解得
再对A分析,有
表明此时A受与丝绸没有相对滑动。
再对B分析,有
表明此时B与丝绸有相对滑动,B的加速度小于a4,故若,A的加速度比B的大,故D正确;
故选D。
二、实验题(每空3分,共计15分)
12. 某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系。实验装置如图(a)所示,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定一遮光片,细线一端与小车连接,另一端跨过定滑轮挂上钩码。
(1)实验前调节滑轮高度,使细线与轨道平行,再适当垫高轨道______(选填“左”或“右”)端以平衡小车所受摩擦力。
(2)小车的质量为。利用光电门系统测出不同钩码质量时小车加速度:当使用宽度为的挡光片时,小车先后通过间距为两光电门的时间为和,则测量获得的加速度表达式为______(可用实验中测量的、、、、、表示)。钩码所受重力记为,作出图像,如图(b)中图线甲所示。
(3)由图线甲可知,较小时,与成正比;较大时,与不成正比。为了进一步探究,将小车的质量增加至,重复步骤(2)的测量过程,作出图像,如图(b)中图线乙所示。
(4)与图线甲相比,图线乙的线性区间______(选填“更多”或“更少”)。再将小车的质量增加至,重复步骤(2)的测量过程,记录钩码所受重力与小车加速度,如表所示(表中第9~14组数据未列出)。
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9~14
15
钩码所受重力
0.020
0.040
0.060
0.080
0.100
0.120
0.140
0.160
……
0.300
小车加速度
0.26
0.55
0.82
1.08
1.36
1.67
1.95
2.20
……
3.92
(5)请在图(b)中补充描出第6至8三个数据点,并补充完成图线丙______。
(6)根据以上实验结果猜想和推断本实验结论:______。
【答案】 ①. 左 ②. ③. 更多 ④. ⑤. 小车的质量远大于钩码质量时,与成正比
【解析】
【详解】(1)[1]实验前调节轨道右端滑轮高度,使细线与轨道平行,再适当垫高轨道左端以平衡小车所受摩擦力。
(2)[2]小车先后通过间距为两光电门的时间为和,则小车通过两光电门的速度为
,
根据
解得
(4)[3]由题图(b)分析可知,与图线甲相比,图线之的线性区间更多;
(5)[4]根据表格数据,填充完成图线丙,如图所示
(6)[5]根据以上实验结果猜想和推断本实验结论:小车的质量远大于钩码质量时,与成正比。
三、解答题(共计15分)
13. 某一向右做直线运动的物体的图像如图所示,根据图像求:
(1)物体刚出发时的加速度;
(2)物体距出发点最远时位移;
(3)前4s内物体通过的路程。
【答案】(1),向右
(2)6m,向右 (3)7m
【解析】
【详解】(1)根据图像的斜率表示加速度,可得物体刚出发时的加速度
方向向右;
(2)由图像围成的面积表示位移,可得3s时物体的位移最大,为
方向向右;
(3)由图像围成的面积可得,前4s内物体通过的路程
14. 张娟娟是中国奥运会射箭项目上第一个冠军,一举打破了中国女子射箭长期以来逢韩不胜的历史,为国家争得了荣誉。某次射箭时,若释放箭瞬间弓弦的拉力为100N,弓弦的张角,其弓弦的拉力如图乙中和所示,对箭产生的作用力如图乙中F所示。已知,忽略箭尾与弓弦之间的摩擦力。
(1)求释放箭瞬间弓弦对箭产生的作用力大小;
(2)如图丙所示,若已知弓的顶部跨度AB为l,且拉弓过程中l保持不变,弦均匀且弹性良好,其自由长度也为l,劲度系数为k;射箭时弦AC与BC长均为l,设弦的弹力满足胡克定律,求释放箭瞬间弓弦对箭产生的作用力大小。
【答案】(1)120N;(2)
【解析】
【详解】(1)以箭与弓弦交点作为受力对象,如图所示
由力的合成法则,得
解得
N
(2)依题意,弦的伸长量为
由胡克定律知,弦上的拉力为
两侧弦之间的夹角为60°,则箭受到的弹力为
【点睛】本题以射箭情景为切入点考查力的合成,考查胡克定律。学生易错点为第二问,容易搞不清形变量,抓住总长减去原长为伸长量,弹力大小处处相等,是做出本题的关键。本题考查了学生的基础知识的应用能力,体现了物理观念,考查了学生的科学思维水平。
15. 如图所示,木块a紧贴着木块b的竖直侧壁,对木块a施加水平推力,a、b一起在水平桌面上匀速前进。a的质量,b的质量,a、b间的动摩擦因数为,b与桌面间的动摩擦因数为,a到桌面的高度。若撤去推力F,木块a落到桌面的同时木块b也刚好停下。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。求:
(1)撤去推力前,a、b间的弹力大小;
(2)撤去推力后,木块b前进的距离。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)撤去推力前,设a、b间的弹力为N,对b,水平方向有
可得
(2)撤去推力后,设a、b间弹力变为,b与桌面间弹力变为,a、b水平方向的加速度大小为,木块a竖直方向的加速度大小为,对a、b整体,水平方向有
对b竖直方向有
对a水平方向有
对a竖直方向有
可得
、
设撤去推力后经时间t,木块b停下,b的位移为
对a竖直方向有
可得
16. 如图所示,一倾角为、足够长的传送带始终以的速度逆时针匀速运转,足够长的木板B上放一可视为质点的物块A(A始终在B上),两者同时由静止开始释放,释放时木板距传送带底端的距离L=5.4m,传送带底端有一固定挡板,木板B与挡板碰撞后立即以等大的速度反弹。木板B的质量为,物块A的质量为,且,木板B与传送带间的动摩擦因数,物块A与木板B间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度,不计其它阻力。求:
(1)物块A和木板B开始运动时加速度的大小和;
(2)木板B从释放至第一次与挡板相碰的时间t;
(3)木板B从释放到第一次沿传送带上升到最高点过程中物块A相对于木板B滑行的路程s。
【答案】(1);;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)释放后,B受传送带的滑动摩擦力,由于大于,A相对于B上滑,则
解得
由
解得
(2)设经时间木板B与传送带速度相同,则
解得
同速后由于
故木板B与传送带相对静止一起匀速,物块A继续加速,设再经时间t2物块A与B及传送带速度相同,则
解得
同速后A会相对于B下滑,有
解得
则B的合力
木板B仍匀速至与挡板相碰,从释放到B与传送带同速,B加速位移
B匀速运动的位移
B匀速运动的时间
所以木板B从释放至第一次与挡板相碰的时间
(3)时间内A向下加速位移大小为
B在时间内向下匀速运动的位移大小为
时间内A相对于B向上运动的路程
时间内B向下匀速运动的位移的大小为
时间内A向下加速运动的位移的大小为
时间内A相对于B向下运动的路程
第一次碰后B向上减速运动的加速度大小为,则
解得
碰后B上升到最高点所用的时间
碰后B上升到最高点向上运动的位移的大小为
碰撞时A的速度大小为
时间内A向下运动的位移的大小为
因此
时间内A相对于B向下运动的路程
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