四川省成都市树德中学2024-2025学年高三上学期期中考试物理试题

第 1 页 共 3 页 树德中学高 2022 级高三上学期 11 月半期测试物理试题 命题人：赵林明 审题人：黄庆祥、杨明、唐朝明 一、单项选择题：本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是 符合题目要求的。 1. 下列说法错误的是（ ） A. 为了交通安全，车辆在水平车道上转弯过程中车速一定时，转弯半径应适当大些 B. 做匀速圆周运动的物体，其机械能总保持不变 C. 铅球比赛中，不计空气阻力，在空中运动的铅球处于完全失重状态 D. 重心可看成物体各部分所受重力作用的集中体现，对重心的研究运用了等效替代的研究方法 2. 质量相同的物块 A、B从水平地面同一位置出发，分别以不同初速度只在摩擦力作用下做匀减速直 线运动，其 v-t图像如图所示。则在物块运动过程中（ ） A. A、B两物块位移大小之比为 2：1 B. A、B两物块受到的摩擦力大小之比为 2：1 C. A、B两物块受到的摩擦力冲量大小之比为 2：1 D. A、B两物块克服摩擦力做功之比为 2：1 3. 如图所示，手提袋装满东西后总重为 G，轻质提绳与手提袋的 4个连接点 M、N、P、Q形成边长 为 L的正方形。竖直外力作用在提绳中点 O将手提袋提起，4段提绳 OM、ON、OP、OQ等长且与竖 直方向均成 30°夹角，则下列说法正确的是（ ） A. 提绳 OM对手提袋的作用力为 G 4 1 B. 提绳 OM对手提袋的作用力为 G 4 3 C. 若增大提绳的长度，提绳 OM和 ON对手提袋的合力将减小 D. 若增大提绳的长度，提绳 OM和 OP对手提袋的合力将减小 4. 投壶是从先秦延续至清末的中国传统游戏，如图为故宫博物馆馆藏的 清代铜投壶，游戏规则是参与游戏的人需要在一定距离外把箭投进壶里。 如果从同一位置斜向上以不同角度投射出速率相同的两支箭 A、B，两支 箭均恰好从壶口落入投壶，且箭 A达到的最大高度更高。忽略空气阻力， 两支箭的质量相同，均可视为质点，下列说法正确的是（ ） A. 两支箭在空中运动过程中的平均速度相同 B. 箭 A在空中运动过程中的平均速度更大 C. 两支箭落入投壶时重力功率相同 D. 箭 A落入投壶时重力功率更大 5. 天玑星是北斗七星之一，在天玑星周围还有一颗伴星，伴星质量小于天玑星，它们组成双星系统， 仅考虑两星间的万有引力，二者各自绕连线上的某一点 O做匀速圆周运动。若两星视为质点，相距 L， 两星总质量为M，引力常量为 G，则下列说法错误的是（ ） A. 比较两星与 O点连线单位时间内扫过的面积，伴星扫过的面积更小 B. 伴星运动的角速度大小为 3L GM C. 天玑星和伴星的线速度大小之和为 L GM D. 天玑星和伴星绕 O点运动的动量大小相等 6. 一辆玩具赛车在水平直跑道上由静止开始恒加速度启动，赛车速度倒数 v 1 和加速度a的关系如图所示， 赛车从起点到终点所用的时间为 8s，认为赛车到达终点前速度已达到最大。 已知赛车质量为 10kg，受到阻力恒定，下列说法正确的是（ ） A. 赛车的最大速度为 8m/s B. 赛车受到的阻力为 20N C. 赛车的额定功率为 100W D. 跑道上起点到终点的距离为 55m 7. 如图所示，半径为 R、质量为 3m的 4 1 圆槽AB静止放在水平地面上，圆槽底端B点与地面相切，B点右 侧有一理想轻弹簧，固定在竖直挡板上。现将质量为m的小球（可 视为质点）从左侧圆槽上端距 A点高度为R处由静止释放，恰好进 入圆槽。重力加速度为 g，不计一切摩擦，则下列说法正确的是（ ） A. 小球下滑过程中，小球和圆槽 AB组成的系统动量守恒 B. 弹簧弹性势能的最大值为mgR C. 小球最终的速度大小为 0 D. 如果改变小球的释放高度，小球可能飞越圆槽AB，在圆槽左侧落地 二、多项选择题：本题共 3 小题，每小题 5 分，共 15 分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合 题目要求；全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。 8. 2023年 5月 30日，“神舟十六号”载人飞船将乘组三名航天员送入空间 站组合体，图中轨道①为近地轨道，轨道②为载人飞船变轨过程中的一条椭 圆轨道，轨道③为空间站运行的高空圆轨道。P为椭圆轨道的近地点，Q为 远地点，忽略一切阻力。则下列判断正确的是（ ） A. 载人飞船在轨道②上从 P点沿椭圆轨道运动到 Q点，发动机需要做功 B. 载人飞船在轨道②上 Q点的速度小于空间站在轨道③上 Q点的速度 C. 载人飞船在轨道②上Q点加速度等于空间站在轨道③上Q点的加速度 D. 载人飞船在轨道②上 Q点受到万有引力等于空间站在轨道③上 Q点受到的万有引力 第 2 页 共 3 页 9. 某物流公司分拣物品时通常采用传送带，为模拟分拣过程，建立以下模型。如图所示，让可视为质 点的有色物块位于水平传送带中线位置，且随水平传送带以相同速度向右运动，经过一段风洞区域从 侧面被吹落下传送带，a、b、d、c为风洞的边界线与传送带边缘的交点，已知有色物块在风洞区域中 受到垂直于传送带方向的作用力 F恒定。下列说法正确的是（ ） A. 有色物块受到的滑动摩擦力方向始终与运动方向相反 B. 有色物块从侧面落下的位置可能处于风洞区域之外 C. 增大垂直于传送带方向的恒定作用力 F，有色物块离开 风洞区域时间将变小 D. 有色物块在传送带上留下的痕迹为直线 10. 质量为 m、摆长为 L的单摆，拉开一定角度后，t1时刻由静止释放，在 t1、t2、t3时刻（t1<t2<t3） 摆球动能 Ek与势能 Ep第一次出现如图关系，其中 E0为单摆的总机械能，势能 Ep以最低点为零势能面， 不计空气阻力。则（ ） A. 摆球第一次回到释放点的时间为 )(4 12 tt  B. 摆球在最低点的向心加速度为 mL E02 C. t1—t2过程单摆转过角度小于 t2—t3过程单摆转过角度 D. t₂ 、t₃ 时刻细绳拉力的差值大小为 L E 2 3 0 三、高考资源网：实验探究题：本题共 2 小题，每空 2 分，共 16 分。 11. 某同学利用如图甲所示的装置探究加速度、力和质量的关系。 （1）对本实验的操作，下列说法中正确的是________。 A．让小车靠近打点计时器，先释放小车，后接通打点计时器的电源 B．实验中无需测量砂和砂桶的质量 C．实验操作过程中需要平衡摩擦 D．如果砂和砂桶的质量远小于小车及其上砝码总质量，可认为砂和砂桶重力等于细绳对小车的拉力 （2）如图乙所示为实验中得到纸带的一段，已知相邻计数点的时间间隔为 T=0.1s，测得计数点之间 的距离 xAC=6.20cm，xCE=10.61cm，利用数据，小车的加速度大小为________。（结果保留两位有效数 字） （3）在验证加速度与质量的关系时，在满足实验要求的情况下，改变小车上砝码质量 m，测出对应 的加速度 a，以 m为横坐标，以 a 1 为纵坐标，在坐标纸上作出如图丙所示的图像。已知弹簧测力计的 读数为 F，图中纵轴的截距为 b，斜率为 k，则小车的质量为________． A． Fb B． Fb2 C． k 2 D． k2 1 12. 某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、光电门、轻质弹簧和滑块等器材设计了测 量物体质量和验证动量守恒的实验，组装摆放好的装置如图甲所示。 主要步骤如下： a．测得 A、B滑块上固定的挡光片的宽度均为 d，并根据挡光片调节光电门到合适的高度； b．将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块 A上； c．接通气源，放上滑块，调节气垫导轨，使滑块能在导轨上保持静止状态； d．弹簧处于原长时右端位于 O点，将滑块 A向左水平推动，使弹簧右端压至 P点，稳定后由静止释 放滑块 A，并开始计时； e．计算机采集获取数据，得到滑块A所受弹力大小 F、加速度大小 a随时间 t变化的图像，如图乙所示； f．滑块 A与弹簧分开后，经过光电门 1，记录遮光时间 t ，然后滑块 A、B发生碰撞，碰撞时间极 短，B、A分开后依次通过光电门 2的时间分别为 Bt 和 At ； g．用滑块 B重复实验步骤（d）（e），并得到滑块 B的 tF  和 ta  图像（未给出），分别提取滑 块 A、B某些时刻 F与 a对应的数据，画出 Fa  图像如图丙所示。 回答以下问题 第 3 页 共 3 页 （1）结合图乙、图丙数据，滑块 A与加速度传感器以及挡光片的总质量 Am ________kg，滑块 B 与加速度传感器以及挡光片的总质量 Bm ________kg；（结果均保留两位有效数字） （2）利用测量数据，验证动量守恒定律的表达式是________________（用字母 Am 、 Bm 、 t 、 At 、 Bt 表示）； （3）图乙数据包含大量隐含信息，假设 tF  和 ta  图像与坐标轴围成的面积分别为 1S 、 2S ，则滑 块 A与加速度传感器以及挡光片的总质量 Am 可表示为________；将弹簧右端压缩至 P点时，弹簧具 有的弹性势能可表示为________（结果均用 1S 、 2S 表示） 四、计算题：本题共 3 小题，共 41 分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。 只写出最后答案的，不能得分。 13. （10分）如图所示为一皮带传输机的示意图。传送带 AB间距离 L=40m，倾角θ=37°，以恒定 的速度 v0=4.0m/s顺时针转动。将矿物无初速地放到传送带上，矿物从 A端传输到 B端，再沿一段与 AB相切的半径 R=2.0m圆形圆管轨道(不光滑)运动，到达最高点 C后水平抛出，正好落入车厢中 O点， 矿物落点 O离最高点 C的水平距离 x=1.0m，竖直距离 h=1.25m，设每块矿物质量 m=5.0kg，矿物与传 送带间的动摩擦因数μ=0.80，不计空气阻力。（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2）求： （1）（4分）矿物才放上传送带时加速度的大小以及到达 B点时的速度大小； （2）（6分）每块矿物到达 C点时对轨道的压力。 14. （13分）某高速公路上，由于前车违规停车发生一起追尾交通事故，图乙所示为交警根据现场测 量绘制的刹车痕迹勘察示意图，其中 x2表示前后两车减速区域重叠部分的长度。将后车制动过程和碰 后两车的减速过程均视为无动力的匀减速直线运动，所受阻力大小均始终为车重的 0.5倍。两车质量 相等均可视为质点，两车碰撞时间极短，且碰撞前后两车始终在同一直线上运动，该高速路段限速为 120km/h，重力加速度 g=10m/s2。求 （1）（4分）两车碰后瞬间后车速度 1v 、前车速度 2v ； （2）（4分）判断后车开始制动减速时是否超速，请计算说明原因； （3）（5分）在材料科学中，为了描述碰撞过程中材料的相关特性，经常需要引入两个重要的参数— —恢复系数和吸能系数，恢复系数用来评估材料的弹性行为；吸能系数（EAC）可以一定程度评价碰 撞对材料的伤害程度。对于后车以速度 0v 碰撞静止的前车，碰后后车速度、前车速度分别为 1v 、 2v 的 过程，定义恢复系数 0 12 v vve  ，吸能系数为两车碰撞损失的动能与碰前动能之比。恢复系数 e和吸 能系数只与材料本身性质相关，与碰撞的速度大小无关，试推导关于 e的函数表达式。 15. （18分）如图所示，光滑轨道 A固定在水平地面上，其弧形轨道的高度为 h，水平部分与木板 B 上表面齐平。木板 B质量为 m，紧靠轨道 A放置在光滑水平面上，在 B的右侧放着若干滑块（视为 质点），滑块的质量均为 m，编号依次为 1、2、3、4...... n(n趋于无穷大)。质量为 3m 的滑块 C（视 为质点）置于轨道 A的顶端，由静止释放，经过 g ht 2 滑上木板 B，C 与 B 之间的动摩擦因数为 8 1  ，当 C、B 刚达到共速时，木板 B 恰好与滑块 1 发生第 1 次弹性碰撞。经过一段时间，C、B 再次刚达到共速时，木板 B 恰好与滑块 1 发生第 2 次弹性碰撞，依次类推；最终滑块 C 没从木板 B 上滑落。已知重力加速度为 g，滑块间的碰撞均为弹性碰撞，且每次碰撞时间极短，求： （1）（4分）C、B第一次达到共速时，B的速度大小； （2）（6分）轨道 A对滑块 C作用力的冲量大小和方向； （3）（8分）最初木板 B右端与滑块 n之间的距离 S以及最终 n个滑块的总动能 kE 。 第 1 页 共 2 页 树德中学高 2022 级高三上学期 11 月半期测试 物理试题参考答案 一、二：单项、多项选择题： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C C D A B C BC BD BCD 三、实验探究题： 11、（1） BC； （2）1.1m/s2； （3） B 12、（1）0.25（0.24、0.26也可） 0.20（0.19、0.21也可）； （2） B B A AA t m t m t m      ； （3） 2 1 S S 212 1 SS 四、计算题： 13、（1） 2/4.0 sma  ，v=4m/s； （2）40N，方向竖直向下 【解析】（1）（4分）根据牛顿第二定律 mamgmg   sincos 可知 2/4.0 sma  矿物加速到与传送带速度相同时，由 202 vas  可知 ms 20 因为 Ls  ，矿物先做匀加速直线运动，后随传送带一起做匀速运动，达到 B点时的速度大小为 4m/s （2）（6分）设矿物在 C点的速度大小为 vC，从 C到 O做平抛运动的时间为 t，则 21 2 h gt Cx v t 代入数据解得 2m/sCv  设矿物到达 C点时轨道对矿物的支持力大小为 F，根据牛顿第二定律有 2 Cvmg F m R   解得 40NF  根据牛顿第三定律可知 40NF F   ，方向竖直向下 14、（1） smv /101  ， smv /152  ； （2）未超速，制动时速度 hkmv /108 ； （3） 2 1 2e  【解析】（1）（4分）碰撞后后车和前车都在阻力作用下作匀减速直线运动，由牛顿第二定律 mamgf  2 1 可知 2/5 sma  碰撞后后车匀减速的位移为 x2，则由运动学关系 2 11 02 vax  可知 smv /101  同理，碰撞后前车车匀减速的位移为 x3，由 2 23 02 vax  可知 smv /152  （2）（4分）两车相碰过程中，时间极短，内力远远大于阻力，认为动量守恒 210 mvmvmv  可知 smv /250  从制动到相碰前，后车匀减速的位移为 x1-x2，由 2 0 2 212 vvxxa  ）（ 可知开始制动时速度为 hkmsmv /108/30  。 所以，后车未超速。 （3）（5分）吸能系数 2 0 2 2 2 1 2 0 2 1 ) 2 1 2 1( 2 1 mv mvmvmv E E k k     ，化简为 2 0 2 2 2 11 v vv   -------------① 恢复系数为 0 12 v vve  ，平方可知 2 0 21 2 1 2 22 2 v vvvve  -------------② 相碰过程中，动量守恒 210 mvmvmv  ，平方可知 21 2 2 2 1 2 0 2 vvvvv  -------------③ 联立②③可知， 122 2 0 2 2 2 1 2 0 2 0 2 2 2 12      v vv v vvve ）（ -------------④ 将④带入①可知， 2 1 2e  第 2 页 共 2 页 15、（1） ghv 2 4 3 1  ； （2）冲量大小为 ghm6 ，方向与水平方向成 45°斜向右上方； （3） hS 7 24  mghEk 7 9  【解析】（1）（4分）根据题意，C沿轨道 A下滑过程，动能定理可知 2032 13 mvmgh  ，解得 ghv 20  C、B第一次达到共速，由动量守恒可知 10 )3(3 vmmmv  ，联立得共速速度 ghv 24 3 1  （2）（6分）滑块 C在光滑轨道 A上运动过程中，由动量定理可知 PII NG   其中 ghmmgtIG 233   ghmmvP 233 0   由矢量关系可知 ghmPII GN 6 22   1tan    GI P    即轨道 A对滑块 C作用力的冲量大小为 ghm6 ，方向与水平方向成 45°斜向右上方。 （3）（8分）根据题意，C在 B上滑动过程，由牛顿第二定律可得 gaC  ， gaB 3 由（1）可知 C、B第一次达到共速时 ghvv 2 4 3 4 3 01  第一次共速的时间 g h a vt B 2211  ，可知 B向右滑动距离 htvd 2 3 2 1 111  B与滑块 1弹性碰撞 211 vmvmmv  ，且机械能守恒 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 vmvmmv  解得木板 B速度 02 v ，滑块 1速度 11 vv  ，即速度交换。 同理第二次共速过程中，共同速度 12 4 3 vv  ，需要时间 122 4 3 t a vt B  B向右滑动距离 1222 16 9 2 1 dtvd  ，递推可知 1 1 22 )16 9( 2 1 dtvd nn  则初始时木板右端与滑块 n的距离 ndddS  21 ，解得 h dS 7 24 16 91 1    对于最终 n个滑块的总动能 kE 法 1：B第一次与滑块 1碰后，滑块 1以 011 4 3 vvv  匀速运动，与滑块 2弹性碰撞后交换速度，以 此类推， 最后滑块 n获得速度 1vvn  ，对应动能 mghmvEn 16 9 2 1 2 1  同理，滑块 n-1最后获得速度 11 )4 3( vvn  ，对应动能 mghmvvmEn 22 1 2 11 16 9 2 1 16 9) 4 3( 2 1 ）（    最后，滑块 1获得速度 1 1 1 )4 3( vv n ，对应动能 mghmvvmE nnn ) 16 9( 2 1) 16 9() 4 3( 2 1 2 1 1 2 1 1 1      n个滑块的总动能 16 91 11    n nnk EEEEE ，联立可知 mghEk 7 9  法 2：滑块 C最终静止，全程位移 C C a vs 2 2 0 ，得 hsC 8 C、B最终相对位移 hssL C 7 32  由能量守恒可知 kEmgLmv  332 1 2 0  ，联立可知 mghEk 7 9 