云南省玉溪第一中学2024-2025学年高三上学期期中考试物理试题

玉溪一中2024-2025学年上学期高三年级期中考物理试卷 · 考试时间75分钟 命题人：姚青妤 李显林 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一个选项符合题目要求，每小题4分；第8-10题由多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分。 1．下列关于力与运动、动量和能量的说法正确的是（    ） A．运动物体受到的合力为零时，可能做圆周运动 B．运动物体受到的合力为零时，机械能可能不变 C．运动物体受到的合力不为零时，动量可能不变 D．运动物体受到的合力不为零时，动能一定变化 2．图甲中水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B，一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一重物，绳BC段与水平横梁夹角为30度，整个装置处于静止状态；图乙中自动扶梯修建在斜坡上，扶梯上表面水平，人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转；图丙中圆桶桶壁竖直，物体随圆桶一起绕竖直轴匀速转动；图丁中小球在固定于竖直面的光滑圆管内运动。对于这些常见的物理情景，以下分析中正确的是（　　） A．图甲中绳对滑轮作用力方向与水平方向成30°角，斜向左下 B．图乙中加速时扶梯对人的支持力等于人的重力，摩擦力方向朝右上方 C．图丙中当圆桶匀速转动的转速增大时，物体所受的摩擦力增大 D．图丁中小球过最高点的最小速度为 3．如图所示，质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，另一个电荷量也为q的带电小球B固定于O点的正下方，小球A静止时与小球B在同一水平线上，此时细线与竖直方向的夹角，两带电小球均可视为点电荷。已知重力加速度为g，静电力常量为k。则下列说法正确的是（    ） A．细线的长为 B．带电小球B在A处的电场强度大小为 C．若小球A电荷量缓慢减小，则细线上的拉力不断增加 D．若小球A电荷量缓慢减小，则细线上的拉力不断减小 4．日常生活中常用高压水枪清洗汽车，某高压水枪喷口直径为D，喷出水流的流速为v，水柱垂直射向汽车表面后速度变为零。已知水的密度为。下列说法正确的是（　　） A．高压水枪单位时间内喷出的水的体积为 B．高压水枪单位时间内喷出的水的质量为 C．水柱对汽车的平均冲力为 D．若高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍，则水柱对汽车的平均冲力为原来的2倍 5．如图，半圆柱放在粗糙水平面上，一个可视为质点，质量为m的光滑小球在大小可变，方向始终与圆柱面相切的拉力F作用下从A点沿着圆弧匀速率运动到最高点B点，整个过程中半圆柱保持静止。则下列说法正确的是（    ） A．拉力F的功率逐渐增大 B．克服小球重力做功的功率先增大后减小 C．当小球在A点时，地面对半圆柱体有水平向左的摩擦力 D．当小球运动到B时，地面对半圆柱体的支持力等于两物体重力之和 6．三颗人造卫星A、B、C 都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C 为地球同步卫星，某时刻A、B 相距最近，如图所示。已知地球自转周期为T1，B 的运行周期为T2，则下列说法正确的是（　　） A．A 加速可直接追上同一轨道上的 C B．经过时间 ，A、B 相距最远 C．A、C 向心加速度大小相等，且大于B 的向心加速度 D．在相同时间内，C 与地心连线扫过的面积等于B 与地心连线扫过的面积 7．如图所示，一半径为R的光滑圆环处于竖直平面内，圆环上套有质量为m的小球，一原长为1.5R的轻质弹簧一端系于球上，另一端固定于圆环最低点Oʹ。当圆环绕过圆心的竖直轴OOʹ转动时，小球相对圆环静止在P点，，已知弹簧的劲度系数，重力加速度为g，则圆环转动的角速度大小为（　　） A． B． C． D． 8．由原点出发沿直线运动，其速度—时间图像如图示，以下说法正确的是（　　） A．在第1s末时质点开始反向运动 B．在第2s末时质点速度和加速度均为0 C．第2s内与第3s内的加速度相同 D．第4s内的加速度为正方向 9．将一长木板静止放在光滑的水平面上，如下图甲所示，一个小铅块（可视为质点）以水平初速度v0由木板左端向右滑动，到达右端时恰能与木板保持相对静止。现将木板分成A和B两段，使B的长度和质量均为A的2倍，并紧挨着放在原水平面上，让小铅块仍以初速度v0由木块A的左端 开始向右滑动，如图乙所示。若小铅块相对滑动过程中所受的摩擦力始终不变，则下列有关说法正确的是（　　） A．小铅块将从木板B的右端飞离木板 B．小铅块滑到木板B的右端前就与木板B保持相对静止 C．甲、乙两图所示的过程中产生的热量相等 D．图甲所示的过程产生的热量大于图乙所示的过程产生的热量 10．如图所示，光滑竖直杆固定，杆上有：质量为m的小球A（可视为质点），一根竖直轻弹簧一端固定在地面上，另一端连接质量也为m的物块B，一轻绳跨过定滑轮O，一端与物块B相连，另一端与小球A连接，定滑轮到竖直杆的距离为L。初始时，小球A在外力作用下静止于P点，此时整根轻绳伸直无张力且OP间细绳水平、OB间细绳竖直，现将小球A由P点静止释放，小球A沿杆下滑到最低点Q时，OQ与杆之间的夹角为37°，不计滑轮质量和大小及摩擦，重力加速度大小为g，sin37°=0.6，Cos37°=0.8，关于小球A由P下滑至Q的过程中，下列说法正确的是（　　） A．除P、Q两点外，小球A的速度始终大于物块B的速度 B．小球A和物块B组成的系统机械能守恒 C．小球A静止于P点时，弹簧的压缩量为L D．物块B的机械能增加了mgL 二、实验题：本大题共2小题，共16分。 11．（6分）用如图甲所示装置验证动量守恒定律，A、B两球的质量分别为和。 （1）安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重锤线所指的位置O （2）不放小球B，小球A从斜槽上挡板处由静止释放，并落在水平地面上。重复多次，落地点的平均位置记为P，用刻度尺测量，如图乙所示，刻度尺读数为 ； （3）小球B静置在斜槽前端边缘处，小球A从挡板处由静止释放，重复实验，标记小球A的落地点平均位置1和小球B的落地点平均位置2； （4）图甲中，M点是落地点平均位置 （填“1”或“2”）； （5）水平射程分别用、、表示，则验证两球碰撞动量守恒的表达式为 。 12. （10分）某同学猜想：弹簧的弹性势能与其劲度系数成正比、与其形变量的二次方成正比，即；其中b为与弹簧劲度系数成正比例的常数。该同学设计以下实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。如图所示，在水平桌面上放置一个气垫导轨，将弹簧一端固定于气垫导轨左侧。调整导轨使滑块能在导轨上自由匀速滑动。将光电门固定在离弹簧右侧原长点稍远的位置。推动滑块压缩弹簧一段合适的距离后，由静止释放滑块。滑块离开弹簧后运动通过光电门。通过测量和计算研究上述猜想。 实验中进行以下测量： A．测得滑块的质量m； B．测得滑块上遮光片的宽度d； C．测得弹簧的原长； D．推动滑块压缩弹簧后，测得弹簧长度L； E.释放滑块后，读出滑块遮光片通过光电门的时间t； F.重复上述操作，得到若干组实验数据，分析数据并得出结论。 回答下列问题。（前三个问题用实验测得的物理量字母及比例常数b表示） （1）滑块离开弹簧后的动能为 。 （2）由能量守恒定律知弹簧被压缩后的最大弹性势能与滑块弹出时的动能相等。若关于弹簧弹性势能的猜想正确，则 。 （3）用图像处理实验数据并分析结论，得出的图像如图所示。该图像不过坐标原点的原因是 。（只填写一条） （4）若换用劲度系数更大的弹簧做实验，图像斜率将 。（选填“不变”“变大”或“变小”） （5）若实验中测得的一组数据：，，，，。由此计算比例常数 N/m。 三、计算题：本大题共3小题，共38分。 13．（10分）高速公路上一些司机在超车道上低速行驶是造成交通事故的重要原因之一，某次两车在一条平直的高速公路上追尾，事故认定为前车在超车道上低速行驶，后车因制动距离不足，以28m/s的速度追尾前车。假设两车发生正碰，碰撞时间极短，两车碰后钩挂在一起，在水平方向视为仅在滑动摩擦力的作用下做匀减速直线运动，两车均视为质点。如图为事故现场俯视图。已知后车质量M＝2000kg，前车质量m＝1500kg，两车与路面间的动摩擦因数均为μ＝0.5，重力加速度g取，根据图中给出的数据，求： （1）两车碰后瞬间的速度大小和前车碰撞前瞬间的速度大小； （2）两车碰撞过程中损失的机械能。 14．（12分）如图所示，竖直平面内有一光滑倾斜轨道，AB两点高度差为0.8m，水平粗糙轨道BC长为0.4m，同一竖直平面有一光滑细管圆弧轨道，半径为R=0.5m，平台BC与圆弧轨道的最高点Q等高。质量m=0.8kg的物体从A点静止释放，恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入细管轨道，轨道半径OP与竖直方向的夹角为53°，已知sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s2.物体可视为质点，不计物体在B处的能量损失，忽略空气阻力。求： (1)物体从C点射出时的速度大小； (2)物体与轨道BC间的动摩擦因数； (3)物体通过细管最高点时对轨道的压力。 15．（16分）一个质量为m的羽毛球卡在球筒底部，球筒的质量为M，筒长为L，羽毛球的高度为d（可将羽毛球看成质量集中在球头的质点），已知羽毛球和球筒间的最大静摩擦和滑动摩擦力大小近似相等，且恒为。重力加速度为g，不计一切空气阻力。某同学使用以下两种方式将球从筒内取出： （1）方式一：“甩”，如图甲所示。手握球筒底部，使羽毛球在竖直平面内绕O点做半径为R的圆周运动。当球筒运动至竖直朝下时，羽毛球恰要相对球筒滑动，求此时球筒的角速度； （2）方式二：“落”，如图乙所示。让球筒从离地h高处由静止释放，已知：，，且球筒撞击地面后反弹的速度大小始终为撞击前的。若要求在球筒第一次到达最高点以后，羽毛球从球筒中滑出，求h应满足怎样的取值范围？（不考虑球筒和地面的多次碰撞） 甲 乙 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ · 玉溪一中2024-2025学年上学期高三年级期中考物理试卷 · 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A B C C B C CD BD AD · 参考答案： · · 11.【答案】 8.76（8.74~8.78） 1 【详解】（2）[1] 由图看出，落地点的平均位置在刻度尺上8.76cm左右； （4）[2] 小球A与B碰撞后速度减小，平抛后的落点肯定在P位置的的左侧，故落地点M点平均位置肯定是“1” （5）[3] 两球碰撞动量守恒的表达式 由平抛运动规律可知 可知等式左右的速度可以通过平抛后的水平位移进行代换，所以 12. 【答案】 滑块运动过程中受阻力 变小 15.625 【详解】（1）[1]．滑块匀速通过光电门有 滑块动能 解得① （2）[2]．弹簧被最大压缩后的最大弹性势能② 最大弹性势能与滑块的动能相等，解①②式得③ （3）[3]．该图像在纵轴上有正截距。则③式为（c为截距） 则滑块的动能小于弹簧的最大弹性势能，主要原因是滑块运动过程中受阻力，或导轨右侧高于左侧。 （4） [4]．由③式知，图像的斜率为。换用劲度系数更大的弹簧做实验，则b更大，则图像斜率变小。 （5） （5）[5]．由③式得 13．【答案】（1），；（2） 【详解】（1）设两车碰后瞬间的速度大小为，根据题意可知两车碰后一起做匀减速直线运动，加速度大小为 根据运动学公式可得 解得 设碰撞前瞬间，后车速度为，前车速度为，根据动量守恒可得 代入数据解得前车碰撞前瞬间的速度大小为 （2）两车碰撞过程中损失的机械能为 代入数据解得 14．【答案】(1)5m/s；(2)；(3)6.4N，方向竖直向上 【详解】(1)C到P运动过程：小球做平抛运动，下落高度 h=R+Rcos53°=0.8m P点的竖直速度 由题意可知 v0=vPx= vPytan37°=3m/s 同理 vP==5m/s (2)A到C运动过程，根据动能定理 解得 (3)C到Q运动过程：由于C和Q等高，根据机械能守恒，得Q点速度为3m/s，由于 vQ> 所以外圆对小球有向下的作用力，根据牛顿第二定律 解得 F=6.4N 根据牛顿第三定律，物体通过细管最高点时对轨道的压力 方向竖直向上。 15．【答案】（1）；（2） 【详解】（1）当球筒运动至竖直朝下时，以羽毛球为研究对象，受力分析有 将代入可得 （2）羽毛球和球筒从h处自由下落，触地瞬间的速度满足 此后m以初速度v0向下做匀减速运动，M以v0/4向上做匀减速运动，在二者达到共速之前的过程中，对于m，由牛顿第二定律方程 可解得 对于M，由牛顿第二定律方程 可解得 设M第一次运动至最高点的时间为t0满足 即 选向下为正方向，设二者在t1时刻达到共速， 则t1满足 可解得 由可知，二者在M第一次到达最高点以后下落过程中达到共速，若恰好在共速时刻m滑出，二者的相对位移为L，即 联立可得h的最小值 若m恰好在t0时刻滑出，即 联立可得h的最大值 故h应满足 答案第8页，共11页 答案第3页，共11页 学科网（北京）股份有限公司 $$