精品解析：河北省衡水市河北武强中学2024-2025学年高三上学期期中考试物理试题

武强中学2024—2025学年度上学期期中考试 高三物理试题 一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分。 1. 2024年8月1日，巴黎奥运会女子20公里竞走项目在特罗卡德罗赛场进行，中国队选手杨家玉以1小时25分54秒的成绩夺得金牌，如图甲所示。假设杨家玉在水平路面上的一段运动轨迹如图乙所示，其中AB段杨家玉做匀速圆周运动，BC段杨家玉做匀加速直线运动﹐下列说法正确的是（ ） A. 杨家玉从A到B位移的方向与平均速度的方向相同 B. 杨家玉从B到C做加速度随时间均匀变化的直线运动 C. 杨家玉20公里竞走全程的平均速度约为3.9m/s D. 杨家玉竞走过程中所受地面的摩擦力为滑动摩擦力 2. 如图所示四幅图为物体做直线运动的图像，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲中，物体在0~t0这段时间内的位移小于 B. 如图乙中，物体的加速度为2m/s2 C. 如图丙中，阴影面积表示t1~t2时间内物体的速度变化量 D. 如图丁中，t=3s时物体的速度为25m/s 3. 如图甲，趣味运动会上有一种“背夹球”游戏，A、B两个运动员背夹篮球完成各种动作。其过程可以简化为图乙，假设两运动员背部给篮球的压力均在同一竖直面内，不计摩擦，现保持A背部竖直，B背部倾斜且其与竖直方向的夹角α缓慢增大，而篮球保持静止，在此过程中（ ） A. A对篮球的压力大于篮球对A的压力 B. A、B对篮球的合力增大 C. A对篮球的压力减小 D. B对篮球的压力增大 4. 如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右以速度v匀速移动，运动中悬线始终竖直，则橡皮的速度大小为（ ） A. B. C. D. 5. 如图所示，质量分别为m和的A、B两物块，在水平恒力F作用下沿光滑的水平面一起向右运动。A对B的作用力大小为，B对A的作用力大小为。则（　　） A. B. C. D. 6. 2024年4月25日，神舟十八号飞船与天宫空间站顺利对接，如图所示，飞船与空间站对接前在各自预定的圆轨道Ⅰ、Ⅲ上运动，Ⅱ为对接转移轨道，下列说法正确的是（ ） A. 飞船在Ⅰ轨道运行速度小于在Ⅲ轨道上的运行速度 B. 飞船在三个轨道上的运行周期 C. 飞船在Ⅱ轨道上的机械能大于在Ⅰ轨道上的机械能 D. 飞船在三个轨道上运行时与地球连线在单位时间内扫过的面积相等 7. 如图甲所示，轻杆的一端固定一小球（可视为质点），另一端套在光滑的水平轴O上，水平轴的正上方有一速度传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时的速度大小v，水平轴O处有一力传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时水平轴受到的杆的作用力F，若取竖直向下为F的正方向，在最低点时给小球不同的初速度，得到的（v为小球在最高点时的速度）图像如图乙所示，取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ） A. 小球的质量为10kg B. 轻杆的长度为1.8m C. 若小球通过最高点时的速度大小为，则轻杆对小球的作用力大小为6.4N D. 若小球通过最高点时的速度大小为，则小球受到的合力为0 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 在物理学研究过程中有许多物理学研究方法，如控制变量法、极限法、等效替代法、理想模型法、微元法等，以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（　　） A. 加速度的定义式，采用了比值定义法 B. 在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替实际物体，采用了微元法 C. 根据速度定义式，当非常小时，表示物体在时刻t的瞬时速度，采用了极限法 D. 在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替实际物体，采用了理想模型的方法 9. 如图所示是物体做直线运动的v－t图像，由图可知，该物体（　　） A. 第1 s内和第3 s内的运动方向相反 B. 第3 s内和第4 s内的加速度相同 C. 第1 s内和第4 s内的位移大小不相等 D. 0~4 s内的平均速度为0.375 m/s 10. 电梯由静止开始运行，某同学用手机软件同步采集了加速度随时间变化的数据，如图所示，规定竖直向下为正方向。下列说法正确的是（  ） A. MN时段电梯下降 B. PQ时段电梯上升 C. MN时段电梯处于超重状态 D. PQ时段电梯处于超重状态 三、实验题：每空4分，共16分。 11. 某同学在“利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点.相邻计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s。（计算结果均保留3位有效数字） （1）试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.1s测一次速度，计算出打下D点时小车的瞬时速度，并将这个速度值填入下表。 vB vC vD vE vF 数值（m/s） 0.400 0.479 ______ 0.640 0.721 （2）将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线如图所示，根据图像求出A点时小车的速度为____m/s，小车的加速度大小是______。 12. 某同学利用图甲所示装置探究弹簧弹力与形变量的关系。把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端在刻度尺的位置。在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧的长度。以弹簧的弹力F为纵轴，弹簧的长度x为横轴建立直角坐标系，绘制的图像如图乙所示。由图像可知，该弹簧的劲度系数为___________N/m（计算结果保留3位有效数字）。 四、解答题：要求写出必要的解题过程，只写得数不给分。 13. 如图所示，在某段平直的铁路上一列以高速行驶的“和谐号”某时刻开始匀减速行驶，5min后恰好停在某车站，并在该站停留5min，随后匀加速驶离车站，经8km后恢复到原速．求： (1) “和谐号”减速、加速时的加速度分别为多大？（结果均保留两位有效数字） (2) “和谐号”从开始减速到恢复原速这段时间内的平均速度大小． 14. 如图所示，乒乓球的发球器安装在水平桌面上，竖直转轴的端距桌面的高度为h，发射器部分长度也为h。打开开关后，可将乒乓球从A点以初速度水平发射出去，其中，g为重力加速度。设发射出的所有乒乓球都能落到桌面上，乒乓球自身尺寸及空气阻力不计。若使该发球器绕转轴在90°角的范围内来回缓慢水平转动，持续发射足够长时间后，求 （1）乒乓球能打到的最小水平位移和最大水平位移； （2）乒乓球第一次与桌面相碰区域的面积S。 15. 滑梯是非常受儿童欢迎的娱乐设施，其简化模型如图所示，可看成是由一倾斜轨道AB和一水平轨道BC平滑连接（无能量损失），已知滑梯材料与衣物间的动摩擦因数在范围内，滑梯最高点到水平地面的投影点的距离为2m，重力加速度取10. （1）若儿童能自由下滑，则OB间距离应小于多少？ （2）若，m要求儿童不能滑出端，则BC间长度至少为多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 武强中学2024—2025学年度上学期期中考试 高三物理试题 一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分。 1. 2024年8月1日，巴黎奥运会女子20公里竞走项目在特罗卡德罗赛场进行，中国队选手杨家玉以1小时25分54秒的成绩夺得金牌，如图甲所示。假设杨家玉在水平路面上的一段运动轨迹如图乙所示，其中AB段杨家玉做匀速圆周运动，BC段杨家玉做匀加速直线运动﹐下列说法正确的是（ ） A. 杨家玉从A到B位移的方向与平均速度的方向相同 B. 杨家玉从B到C做加速度随时间均匀变化的直线运动 C. 杨家玉20公里竞走全程的平均速度约为3.9m/s D. 杨家玉竞走过程中所受地面的摩擦力为滑动摩擦力 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据可知杨家玉从A到B位移的方向与平均速度的方向相同，故A正确； B． BC段杨家玉做匀加速直线运动，加速度不变，加速度方向与速度方向相同，故B错误； C．平均速度是位移与时间的比值，由于无法确定其位移大小，故平均速度无法求得，故C错误； D．杨家玉竞走过程中脚与地面相对静止，为静摩擦力，故D错误。 故选A。 2. 如图所示四幅图为物体做直线运动的图像，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲中，物体在0~t0这段时间内的位移小于 B. 如图乙中，物体的加速度为2m/s2 C. 如图丙中，阴影面积表示t1~t2时间内物体的速度变化量 D. 如图丁中，t=3s时物体的速度为25m/s 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由图像中图线与横轴围成的面积表示位移，可知图甲中，物体在0~t0这段时间内的位移大于，故A错误； B．根据运动学公式，可知图乙中，物体的加速度为 故B错误； C．根据可知，图丙中，阴影面积表示t1~t2时间内物体的速度变化量，故C正确； D．由 可得 结合图丁可知 解得加速度为 由图线与纵轴截距知，故时物体的速度为 故D正确。 故选CD。 3. 如图甲，趣味运动会上有一种“背夹球”游戏，A、B两个运动员背夹篮球完成各种动作。其过程可以简化为图乙，假设两运动员背部给篮球的压力均在同一竖直面内，不计摩擦，现保持A背部竖直，B背部倾斜且其与竖直方向的夹角α缓慢增大，而篮球保持静止，在此过程中（ ） A. A对篮球的压力大于篮球对A的压力 B. A、B对篮球的合力增大 C. A对篮球的压力减小 D. B对篮球的压力增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．对篮球的压力和篮球对的压力是作用力与反作用力的关系，大小相等，A项错误； B．根据平衡条件可得，A、B对篮球的合力始终等于篮球的重力，B项错误； CD．根据篮球受到的三个力对应的矢量三角形，如图 可得在角增大的过程中，A、B对篮球的压力均减少，C项正确，D项错误。 故选C。 4. 如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右以速度v匀速移动，运动中悬线始终竖直，则橡皮的速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】橡皮在水平方向以速度v匀速运动，在竖直方向也以速度v匀速运动，则橡皮的速度大小为 故选B。 5. 如图所示，质量分别为m和的A、B两物块，在水平恒力F作用下沿光滑的水平面一起向右运动。A对B的作用力大小为，B对A的作用力大小为。则（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】将A、B整体，由牛顿第二定律有 对B由牛顿第二定律有 对A由牛顿第二定律有 解得 即 故选C。 6. 2024年4月25日，神舟十八号飞船与天宫空间站顺利对接，如图所示，飞船与空间站对接前在各自预定的圆轨道Ⅰ、Ⅲ上运动，Ⅱ为对接转移轨道，下列说法正确的是（ ） A. 飞船在Ⅰ轨道运行速度小于在Ⅲ轨道上的运行速度 B. 飞船在三个轨道上的运行周期 C. 飞船在Ⅱ轨道上的机械能大于在Ⅰ轨道上的机械能 D. 飞船在三个轨道上运行时与地球连线在单位时间内扫过的面积相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据万有引力等于向心力 可得 可知飞船在Ⅰ轨道运行速度大于在Ⅲ轨道上的运行速度，选项A错误； B．根据开普勒第三定律 因为 可知飞船在三个轨道上的运行周期 选项B正确； C．飞船从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ要进行加速，机械能增加，则飞船在Ⅱ轨道上的机械能大于在Ⅰ轨道上的机械能，选项C正确； D．根据开普勒第二定律可知，飞船在三个不同轨道上运行时，与地球连线在单位时间内扫过的面积不相等，选项D错误。 故选C。 7. 如图甲所示，轻杆的一端固定一小球（可视为质点），另一端套在光滑的水平轴O上，水平轴的正上方有一速度传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时的速度大小v，水平轴O处有一力传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时水平轴受到的杆的作用力F，若取竖直向下为F的正方向，在最低点时给小球不同的初速度，得到的（v为小球在最高点时的速度）图像如图乙所示，取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ） A. 小球的质量为10kg B. 轻杆的长度为1.8m C. 若小球通过最高点时的速度大小为，则轻杆对小球的作用力大小为6.4N D. 若小球通过最高点时的速度大小为，则小球受到的合力为0 【答案】C 【解析】 【详解】AB．设杆的长度为L，水平轴受到的杆的作用力F与杆对小球的作用力大小相等、方向相反，因此对小球受力分析有 整理可得 对比题图乙可得 ， 故AB错误； C．当时，解得 则杆对小球的作用力大小为6.4N，故C正确； D．若小球通过最高点时的速度大小为，则小球受到的合力 故D错误。 故选C。 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 在物理学研究过程中有许多物理学研究方法，如控制变量法、极限法、等效替代法、理想模型法、微元法等，以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（　　） A. 加速度的定义式，采用了比值定义法 B. 在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替实际物体，采用了微元法 C. 根据速度定义式，当非常小时，表示物体在时刻t的瞬时速度，采用了极限法 D. 在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替实际物体，采用了理想模型的方法 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．加速度的定义式，采用了比值定义法，故A正确； BD．在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替实际物体，采用了理想模型法，B错误，D正确； C．根据速度定义式，当非常小时，表示物体在时刻t的瞬时速度，采用了极限法，故C正确。 故选ACD。 9. 如图所示是物体做直线运动的v－t图像，由图可知，该物体（　　） A. 第1 s内和第3 s内的运动方向相反 B. 第3 s内和第4 s内的加速度相同 C. 第1 s内和第4 s内的位移大小不相等 D. 0~4 s内的平均速度为0.375 m/s 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图可知第1 s内速度为正，第3 s内的速度也为正，都向正方向运动，运动方向相同，A错误； B．v－t图像的斜率表示加速度，第3 s内和第4 s内的加速度均为 B正确； C．据v－t图像中图线与时间轴围成的面积大小表示位移大小，可知，第1 s内和第4 s内的位移大小均为 C错误； D．v－t图像与坐标轴所围面积表示位移，t轴以上取正，t轴以下取负，则0~4 s内 D正确。 故选BD。 10. 电梯由静止开始运行，某同学用手机软件同步采集了加速度随时间变化的数据，如图所示，规定竖直向下为正方向。下列说法正确的是（  ） A. MN时段电梯下降 B. PQ时段电梯上升 C. MN时段电梯处于超重状态 D. PQ时段电梯处于超重状态 【答案】AD 【解析】 【详解】AC．因为电梯由静止开始运行，MN时段加速度为正，加速度向下，电梯加速下降，电梯处于失重状态，A正确，C错误； BD．PQ时段加速度为负值，加速度向上，电梯减速下降，电梯处于超重状态，B错误，D正确。 故选AD。 三、实验题：每空4分，共16分。 11. 某同学在“利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点.相邻计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s。（计算结果均保留3位有效数字） （1）试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.1s测一次速度，计算出打下D点时小车的瞬时速度，并将这个速度值填入下表。 vB vC vD vE vF 数值（m/s） 0.400 0.479 ______ 0.640 0.721 （2）将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线如图所示，根据图像求出A点时小车的速度为____m/s，小车的加速度大小是______。 【答案】（1）0.560 （2） ①. 0.320 ②. 0.800 【解析】 【小问1详解】 打下D点时小车的瞬时速度为 【小问2详解】 [1]由图可知，图像的纵截距表示A点小车的速度，故 [2]由图像的斜率表示加速度，故小车的加速度大小为 12. 某同学利用图甲所示装置探究弹簧弹力与形变量的关系。把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端在刻度尺的位置。在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧的长度。以弹簧的弹力F为纵轴，弹簧的长度x为横轴建立直角坐标系，绘制的图像如图乙所示。由图像可知，该弹簧的劲度系数为___________N/m（计算结果保留3位有效数字）。 【答案】43.8 【解析】 【详解】设竖直悬挂时，弹簧的原长为，根据胡克定律 可知图像的斜率表示劲度系数，该弹簧的劲度系数为 四、解答题：要求写出必要的解题过程，只写得数不给分。 13. 如图所示，在某段平直的铁路上一列以高速行驶的“和谐号”某时刻开始匀减速行驶，5min后恰好停在某车站，并在该站停留5min，随后匀加速驶离车站，经8km后恢复到原速．求： (1) “和谐号”减速、加速时的加速度分别为多大？（结果均保留两位有效数字） (2) “和谐号”从开始减速到恢复原速这段时间内的平均速度大小． 【答案】（1）；（2）. 【解析】 【详解】试题分析：（1）根据匀变速度直线运动的规律即可求出减速时和加速时的加速度大小，（2）根据平均速度的定义进行求解. （1）减速时，“和谐号”的初速度为，所用时间，末速度为v=0 则列车减速时的加速度大小 加速时，“和谐号”的初速度为，末速度为，位移为x=8km=8000m 则列车加速时的加速度大小 （2）匀减速直线运动的位移 匀加速度运动的时间为 故列车从开始减速到恢复原速这段时间内的平均速度大小 14. 如图所示，乒乓球的发球器安装在水平桌面上，竖直转轴的端距桌面的高度为h，发射器部分长度也为h。打开开关后，可将乒乓球从A点以初速度水平发射出去，其中，g为重力加速度。设发射出的所有乒乓球都能落到桌面上，乒乓球自身尺寸及空气阻力不计。若使该发球器绕转轴在90°角的范围内来回缓慢水平转动，持续发射足够长时间后，求 （1）乒乓球能打到的最小水平位移和最大水平位移； （2）乒乓球第一次与桌面相碰区域的面积S。 【答案】（1）2h，4h （2） 【解析】 【小问1详解】 乒乓球做平抛运动，在竖直方向有 解得乒乓球做平抛运动的时间 当初速度最小时，水平位移 当初速度最大时，水平位移 【小问2详解】 落点对应的四分之一圆环（乒乓球第一次与桌面相碰区域）的小圆半径，大圆半，则持续发射足够长时间后，乒乓球第一次与桌面相碰区域的面积 15. 滑梯是非常受儿童欢迎的娱乐设施，其简化模型如图所示，可看成是由一倾斜轨道AB和一水平轨道BC平滑连接（无能量损失），已知滑梯材料与衣物间的动摩擦因数在范围内，滑梯最高点到水平地面的投影点的距离为2m，重力加速度取10. （1）若儿童能自由下滑，则OB间距离应小于多少？ （2）若，m要求儿童不能滑出端，则BC间长度至少为多大？ 【答案】（1）2.5m （2）2.5m 【解析】 【小问1详解】 设轨道AB倾角为，若儿童能自由下滑，则有 即 则有 动摩擦因数取最大值0.8，解得 【小问2详解】 由题意可得 即 下滑过程中，根据牛顿第二定律 解得 根据运动学公式 解得 在BC段动摩擦因数取最小值0.5，根据牛顿第二定律 解得 根据运动学公式 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $