安徽省合肥市第一中学2024-2025学年高三上学期教学质量检测期中物理试卷

高三物理 第 1 页 共 4 页 合肥一中 2024-2025 学年第一学期高三年级教学质量检测 物理学科试卷（参考答案） 一、选择题（共 42 分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B C D C A B D D BC BCD 二、实验题（每空 2 分，共 16 分） 11、（1）B （2）1:3； 角速度的平方成正比 12、（1） mgT4 ； )( 2 246 hhh T m  ； ； 有空气阻力和限位孔的摩擦力（填“阻力”就给分）； （2）错误。 13（10 分）、（1） NF 544min  （2） NF 242 /  （1）如图所示，行李箱匀速，则有： mgFFN  037sin ； fFF  037cos ； Nf FF  解得 5.0 ————（2 分） 设 F 与水平方向成 时，拉力最小，有：   sincos FmgF  得出当 5.0tan  时， NF 544min  ————（5 分） （2）如图所示：行李箱匀加速运动， 2 2 1 atx  得出： 2/5.0 sma  ————（7 分） 由牛顿第二定律： mgFFN  0// 37sin ； maFF N  /0/ 37cos ； 解得 NF 242/  ————（10 分） 14、（14 分）（1） 5.0 （2） )/20/6(302 smvsmFv  （3） JEk 65 （1）小物块从 A到C的过程，由动能定理得： 0cossin 211  mgLmgLmgL  代入数据得： 5.0 ————（3 分） （2）施加恒力 F 后，从 A到C的过程， 高三物理 第 2 页 共 4 页 由动能定理得：     221121 2 1sincossincos mvmgLLFmgmgLLLF   代入数据得： Fv 302  ———————（5分） 小物块在圆轨道最高点D不脱离轨道，应满足： R mvmg D 2  从D到C的过程由机械能守恒定律得： 22 2 12 2 1 mvmgRmvD  ，解得： smv /6 ——————（7分） 小物块不脱离斜面 AB，应满足：  cossin mgF  ，解得： smv /20 所以 v的取值范围为： smvsm /20/6  ——————（8 分） 综上： )/20/6(302 smvsmFv  （3） P点与C点的高度差为： mgth 05.4 2 1 2  ， 设物块在C点初速度为 0v ， P点与竖直墙的水平距离为 40 Ltv  ， 如图，由几何关系得： 40 53tan Ltv hLLMNE    ，已知 2 1tan 4 3  L LMNE ，解得 smv /70  ————（12 分） 从C到 P由动能定理得： 202 1 mvEmgh k  代入数据，解得： JEk 65 ————（14 分） 即小物块刚运动至 P 点时的动能为 JEk 65 。 15、（18 分）（1） mA 1.0 ；（2） sNI  232 ；（3） )( 3 1 2 9 4 33 2024 JQ       （1）初始状态下，弹簧伸长量为：   m k gmmx BA 3.01    ————（1分） 细绳剪断后，A 处于平衡位置时，弹簧伸长量为： m k gmx A 2.02  ————（3 分） 振幅： mxxA 1.021  ————（4 分） 高三物理 第 3 页 共 4 页 （2）物块 B做自由落体运动的时间 s g ht 4.021  ，B落入a的速度 smgtva /41  根据动能定理： 22 2 1 2 1 aBBB vmvmgRm  ，得到B在圆弧末端的速度： smv /6 B在圆弧上的运动时间： 12 2 tTt  取向下为正方向， 竖直方向的冲量： aBBy vmgtmI  2 解出： sNI y  14 ————（7 分） 水平方向冲量： sNvmI Bx  6 ————（9 分） 故冲量： sNI  232 ————（10 分） （3）根据动量守恒：   DCBB vmmvm  ，分析D第一次滑过传送带有： 22 1 tatvL D  得： st 7 2  ，   JtvLgmQ DD 4 15 1   ————（11 分） 物体D滑上平台后与第一个小物块发生弹性正碰，撞前速度 smvD /30  ，规定向右为正方向， 有： 1110 vmvmvm DDDD  ； 2 11 22 2 1 2 1 2 1 10 vmvmvm DD DD  解得： smvD /11  ， smv /21  ————（13 分） 之后小物块依次与下一个小物块发生弹性正碰，由于质量相等，速度交换，而物体D返回进入传送带，假设匀 减速到速度为0需要： mLm a vx D 1 7 1 2 2 1 1  ，不会滑出传送带， 因此D在传送带上反向加速，以 smvv DD /11 / 1  ————（14 分） 再次滑上平台，与第一个小物块发生弹性正碰，之后的运动具有可类比性，物体D在与小物块第一次碰后在传 送带上运动过程中，运动时间： s a vt D 7 42 13  位移 mtvx 7 4 301  在此过程中产生的热量为： JxgmQ D 31 /   同理可知，当物体D与小物块发生第 k次碰撞，设碰前D的速度大小为 1kv ，碰后D的速度大小为 kv ， 高三物理 第 4 页 共 4 页 则有： kkDkD umvmvm 11  ， 2 1 22 1 2 1 2 1 2 1 kk umvmvm DkD  ， 得： 13 1  kk vv ————（16 分） 在传送带上： g vt kk  2  ， g vvtvx kkk  0 0 2  又：               n kDkD vg vgmxgmQ 3 11 2 92 0 2   所以： 2024 21 3 1 2 9 4 33       QQQ ————（18 分） 高三物理 第 1 页 共 8 页 合肥一中 2024-2025 学年第一学期高三年级教学质量检测 物理学科试卷 一、单项选择题（共 8 题，每题 4 分，共 32 分。） 1、领略建立物理规律的思想方法往往比掌握知识本身更加重要,是深入理解物理学本质和培养学生科学思维的 时长 : 75 分钟 分值 : 100 分 重 要途径。下面四幅课本插图中包含的物理思想方法相同的是（ ） A．甲和乙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．丙和丁 2、2024 年 7 月 19 日，我国成功发射高分十一号 05 卫星。如图， 高分十一号 05 卫星和另一颗卫星 a分别沿圆轨道和椭圆轨道绕 地球运行，圆轨道半径为 R，椭圆轨道的近地点和远地点间的距 离为 R2 ，两轨道位于同一平面内且 A点为两轨道的一个交点， 某时刻两卫星和地球在同一条直线上，线速度方向如图，只考虑 地球对卫星的引力，下列说法正确的是（ ） A．在图示位置，高分十一号 05 卫星和卫星 a的加速度大小分别为 1a 、 2a ，则 21 aa  B．在图示位置，两卫星的线速度大小关系为 21 vv  C．从图示位置开始，卫星 a先运动到 A点 D．高分十一号 05 卫星和卫星 a运动到 A位置时的向心加速度大小分别为 1na 、 2na ，则有 21 nn aa  3、如图所示，在 0t 时质量 kgm 5.0 的小球自高 mh 25.31 的平台上以 smv /50  的初速度水平抛出，运 动 st 5.0 后，突然受到大小恒为 N5 的水平向右的风力 F 作用，最后落至水平地面，不计空气阻力，取重力加 速度 2/10 smg  。则以下说法正确的是（ ） 高三物理 第 2 页 共 8 页 A．小球从抛出至落地的时间大于 s5.2 B．小球受到风力作用后，在落地前做匀变速曲线运动 C．从抛出至落地的过程中，小球的机械能增加 400J D．小球落地时的速度大小为 sm /225 4、图甲为一列简谐波在某时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像。则由图可知，下列说 法正确的是（ ） A．此时刻Q点向下振动 B．该简谐波沿 x轴的负方向传播 C．该简谐波的传播速度为 sm /20 D．从该时刻起，经过 s1.0 质点 P沿 x轴传播的路程为 m4.0 5、巢湖观湖风电场是合肥市首个建成的风电项目，不仅填补了合肥市风力发电的空白，还能结合大电网供电， 在一定程度上缓解了巢湖地区日益增长的用电负荷压力，推动了当地经济和绿色清洁能源的发展。如图所示，风 力发电机的叶片半径为 R。某段时间内该区域的风速大小为 v，风恰好与叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度 为  ，风力发电机的发电效率为，下列说法正确的是( ) A.单位时间内通过叶片转动圆面的空气质量为 2vR B.此风力发电机发电的功率为  22 2 1 Rv C.若仅风速减小为原来的 2 1 ，发电的功率将减小为原来的 2 1 D.若仅风速增大为原来的 2倍，发电的功率将增大为原来的 4倍 高三物理 第 3 页 共 8 页 6、如图甲所示，质量为 kgM 5.1 、足够长的木板静止在水平面上，质量为 kgm 5.0 的物块静止于木板左端， 木板与地面间的动摩擦因数为 1.01  。现用水平向右的拉力 F 拉动物块，拉力大小随时间的变化关系满足 ktF  （ k为常量），物块的加速度 a随时间 t变化的图像如图乙所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力 加速度 2/10 smg  ，则下列说法正确是（ ） A. sNk /3 B.物块与木板间的动摩擦因数为 5.0 C． s2~0 时间内，水平拉力 F做的功为 J 144 49 D． ss 2~ 3 4 时间内，木板与地面间因摩擦产生的热量为 J 9 4 7、如图所示，从圆上一点 A引三条倾角不同的粗糙斜面轨道 AB、 AC、 AD到圆周上，已知斜面的动摩擦因 数均为 75.0 ，其中 AB是一条竖直面，AE是圆的直径， 037BAE 。现将小球m从 A点分别沿 AB、AC、 AD三个斜面静止释放，设小球到达圆周上的速率分别为 1v 、 2v 、 3v ，经历的时间分别为 1t 、 2t 、 3t ，则下列 说法正确的是（ ） A B C D E 37° A. 321 vvv  B. 231 vvv  C. 231 ttt  D. 321 ttt  8、如图所示，小球 A、B、C通过如图的装置静止悬挂着，其中定滑轮 P与定点Q相距 L10 ，并处于同一高 高三物理 第 4 页 共 8 页 度，此时 PB与水平方向的夹角为 053 ，QB与水平方向的夹角为 037 ,小球 B、C的质量分别为m、 m2 。现 剪断 BC间的悬绳，则下列说法错误的是（ ）（重力加速度为 g，忽略一切阻力，取 6.037sin 0  ， 8.037cos 0  。） A．小球 A的质量是 m4.2 B．当小球 A到达最低点时， B球的速度是 gL15 5 4 C．在剪断 BC间的悬绳瞬间，小球 B的加速度大小是 g 17 8 D．剪断 BC间的悬绳后，若考虑到阻力的影响，系统会再次达到平衡，平衡后QB间悬线的张力将变小 二、多项选择题（共 2 题，每题 5 分，共 10 分。） 9、如图甲所示，一个质量 kgm 1 的物块静止放置在动摩擦因数 5.0 的粗糙水平地面O处，在水平拉力 F 作 用下物块由静止开始向右运动，经过一段时间后，物块回到出发点O处，取水平向右为速度的正方向，物块运 动过程中其速度 v随时间 t变化规律如图乙所示，取重力加速度 2/10 smg  。则（ ） A．物块经过 s4 回到出发点 B． s5.4 时水平力 F 的瞬时功率为 W12 C． s5~0 内物块所受合力的平均功率为 W9.0 高三物理 第 5 页 共 8 页 D． s5~0 内摩擦力对物块先做负功，后做正功，总功为零 10．如图，轻质弹簧一端与垂直固定在斜面上的板C相连，另一端与物体 A相连。物体 A置于光滑固定斜面上， 斜面的倾角 030 。A上端连接一轻质细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体 B相连且始终与斜面平行。开始时 托住 B， A静止且细线恰好伸直，在 0t 时刻由静止释放 B。已知物体 A、 B的质量均为m，弹簧的劲度系 数为 k，当地重力加速度为 g，B始终未与地面接触。设当 0tt  时B第一次下落到最低点，则从释放 B到 B第 一次下落至最低点的过程中，下列说法正确的是（ ） A．刚释放物体 B时，物体 A受到细线的拉力大小为mg B．物体 A到最高点时，物体 A和弹簧组成的系统机械能最大 C．物体 A到最高点时，物体 A所受合力大小为 2 mg D．在 2 0tt  时刻，物体达到 A最大速度，且最大速度为 k mg 2 2 二、实验题（每空 2 分，共 16 分） 11、（6 分）某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。转动 手柄可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮自上而下有三层，每层左、右半径比分别是 1:1 、 1:2 和 1:3 。 左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别 放在短槽C处和长槽的 A（或 B）处，A、C到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动， 向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。 高三物理 第 6 页 共 8 页 （1）探究向心力F 与半径 r的关系时，应将质量相同的小球分别放在挡板C和挡板 处（选填“ A”或 “ B”），将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上。 （2）如图所示，两钢球质量和运动半径都相同。若将皮带连接在左、右塔轮半径之比为 1:2 的塔轮上，实验中 匀速转动手柄时；得到左、右标尺露出的等分格数之比为 4:1 ，若将皮带连接在左、右塔轮半径之比为 1:3 的塔 轮上，左、右两边塔轮的角速度之比为 ，当左边标尺露出1个等分格时，右边标尺露出9个等分格，则 实验说明做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时，向心力与 。 12、（10 分）合肥一中某实验小组在学习完动量定理后，想利用验证机械能守恒定律的实验装置（如图甲所示） 验证动量定理，于是他们来到科创中心三楼实验室。该小组先用天平测量重物的质量m，再把打点计时器固定 在铁架台上，纸带下端连接重物，上端穿过限位孔后用固定在横杆上的夹子夹住。实验中，需要调整好仪器，接 通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落，打点计时器纸带上打出一系列的点。 （1）小组成员接通打点计时器的电源，释放重物，重复实验，从打出的纸带中选出一条理想的纸带，0是释放 点，如图乙所示，已知相邻两个点之间的时间间隔为T ，当地的重力加速度为 g。在打计数点 1 和 5 的过程中 重物重力的冲量的大小 _______GI ，重物动量改变量的大小 _______P 。（结果用m、T 、g、 1h 、 2h 、 3h 、 4h 、 5h 或 6h 表示）代入测量数据后，发现 PIG ___ （填“>”、“<”或“=”），原因是： ____________________________________________________________________________________。 （2）实验小组中的 A同学用公式 11 2ghv  和 55 2ghv  分别计算计数点 1 和 5 的速度，A 同学的这种做法是 ______（填“正确”或“错误”）。 四、计算题（共 3 题，共 42 分） 13、（10 分）又到了周末，合肥一中迎来大量的返校学生。一名学生拉着行李箱在水平地面行走，行李箱的运动 可看成在地面上滑行，已知行李箱的质量为 kgm 22 ，取重力加速度 2/10 smg  ， 8.037cos 0  ， 6.037sin 0  。 高三物理 第 7 页 共 8 页 （1）若该学生用如图甲所示的力拉行李箱匀速行走，已知拉力的方向与水平方向的夹角为 037 ，大小为 N100 ， 如果该同学想更省力,求最小拉力； （2）若行李箱拉杆器件损坏，该同学停下来，改用如图乙所示的力推行李箱匀加速追赶前方的同学， s10 跑了 m25 才追上，已知推力的方向与水平方向夹角仍为 037 ，求该推力的大小。 14、（14 分）如图所示，水平轨道 BC与倾角为 037 的斜面轨道 AB、螺旋状圆轨道O紧密平滑连接，AB长 度 mL 101  ， BC长度 mL 42  ，圆轨道半径 mR 72.0 。直角斜面体MNE的竖直边ME的长度 mL 33  ， 水平边 NE的长度 mL 64  ，M 点在C点的正下方，MC 的长度 mL 2.15  。小物块的质量为 kgm 1 ，它与 AB 轨道和 BC轨道的动摩擦因数相同，记为  ，圆轨道光滑。小物块在最高点 A由静止释放，沿轨道 ABC运动， 第一次到达C时恰好静止。空气阻力不计，取重力加速度 2/10 smg  ， 6.037sin 0  , 8.037cos 0  。 （1）求动摩擦因数  ； （2）小物块在 A点释放的同时，对其施加一个水平向右的恒力F ，当物块沿 BC运动到C点时撤去 F ，再绕圆 轨道运动一周后在与C同一高度的圆轨道末端以速度 v水平向右抛出。小物块在到达圆轨道末端前不脱离轨道， 求 v与 F 满足的关系式，并确定 v的取值范围； （3）若物块自圆轨道末端以某一初速度水平抛出，经一段时间后与过 N 点的竖直墙面发生弹性碰撞，碰撞时间 忽略不计，碰撞之后物块速度的竖直分量不变，水平分量反向且大小不变，之后落于斜面MN上的 P点，已知 物块从圆轨道末端运动到 P点的总时间为 st 9.0 ，求小物块刚运动至 P点时的动能。 高三物理 第 8 页 共 8 页 15、（18 分）如图所示，物块 A、B质量分别为 kgmA 2 ， kgmB 1 ，用轻绳相连并用劲度系数 mNk /100 的轻质弹簧系住挂在天花板上静止不动。B正下方有一个半径为 mR 1 的四分之一光滑固定圆弧轨道，其顶点 a距离物块 B的高度差 mh 8.0 。某时刻 A、B间的绳子被剪断，然后 A做周期 sT 8.2 的简谐运动， B下 落并从 a点平滑的进入光滑固定圆弧轨道。当 A第 1 次到达最高点时， B恰好运动到圆弧末端，然后在圆弧末 端与质量为 kgmC 5.0 的滑块C相碰，碰后 B、C结合为滑块D。D平滑的滑上与圆弧末端等高的传送带， 传送带的水平长度为 mL 1 ，以 smv /10  的速度顺时针转动，D与传送带间的动摩擦因数为 35.0 。传送 带右端有一等高的固定水平平台，平台上表面光滑，平台上静止着 2024 个相距较近的相同物块，每个物块的质 量均为 kgm 31  ，D能够平滑地滑上平台，且D与物块、相邻物块之间的碰撞均为弹性正碰（ A、 B、D物 块均可以看作质点，取重力加速度 2/10 smg  ，忽略空气阻力）。（答案可以用根号表示） （1）求物块 A做简谐运动的振幅 A； （2）求光滑固定圆轨道对物块 B的冲量大小 I ； （3）求整个运动过程中D与传送带之间因摩擦产生的热量Q。