精品解析：天津市滨海育华中学、实验滨海联考2024-2025学年高三上学期期中物理试卷

2024-2025学年天津市滨海育华中学、实验滨海联考高三（上）期中物理试卷 一、单选题：本大题共5小题，共25分。 1. 关于如图所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的（　　） A. 如图a所示，汽车安全通过拱桥最高点时，汽车处于失重状态 B. 如图b所示，在光滑固定圆锥筒的水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力 C. 如图c所示，轻质细杆一端固定一小球，绕另一端O点在竖直面内做圆周运动，在最高点小球受到细杆的作用力方向一定竖直向下 D. 如图d所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮对内轨一定无侧向压力 2. 一质点做匀变速直线运动，其位移表达式为，则（　　） A. 质点的初速度为5m/s B. 质点的加速度大小为1m/s2 C. 质点的加速度大小为2m/s2 D. 在4s末，质点距出发点24m处 3. 如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力（ ） A. 方向向左，大小不变 B. 方向向左，逐渐减小 C. 方向向右，大小不变 D. 方向向右，逐渐减小 4. 嫦娥六号是中国嫦娥探月计划的第六个探测器，着陆区为月球背面南极-艾特肯盆地，2024年5月8日10时12分，嫦娥六号顺利进入环月圆轨道飞行．若探测器在轨飞行的周期为T，轨道半径为r，月球的半径为R，万有引力常量为G，则下列说法正确的有（　　） A. 嫦娥六号的发射速度必须达到第三宇宙速度 B. 在环月轨道上，地球对探测器的引力等于月球对探测器的引力 C. 月球的平均密度 D. 月球的第一宇宙速度 5. 如图所示，将截面为三角形的斜面体固定在水平地面上，其右端点与竖直挡板靠在一起，在和之间放置一个光滑均匀的圆柱体，整个装置处于静止状态。若用外力使竖直挡板以点为轴缓慢地顺时针转动至挡板水平之前，物块始终静止不动，此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 对的弹力先减小后增大 B. 对的弹力先增大后减小 C. 对的弹力一直增大 D. 对的弹力先减小后增大 二、多选题：本大题共3小题，共15分。 6. 如图所示，一固定斜面的倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于g（g为重力加速度大小），物块上升的最大高度为H，则此过程中（　　） A. 物块的重力势能减少了mgH B. 物块的动能损失了mgH C. 物块的机械能损失了mgH D. 物块克服摩擦力做功mgH 7. 一辆新能源汽车在平直路面上启动，汽车在启动过程中的图像如图所示，段为直线。时汽车的速度大小且汽车达到额定功率，此后保持额定功率不变，（未知）时刻汽车的速度达到最大值，整个过程中，汽车受到的阻力不变，则下列说法正确的是（ ） A. 时间内，汽车的牵引力大小为 B. 汽车所受的阻力大小为 C. 若已知，则可以求出时间内汽车运动的距离 D. 时间内，汽车的位移大小为720m 8. 如图所示，倾角横截面为直角三角形的斜面体固定在地面上，斜面体的顶端有一轻质定滑轮，一竖直足够长的轻弹簧上端固定在斜面体的左侧面，不可伸长的轻质细线绕过定滑轮，穿过弹簧的中心轴线与物块a、b相连，定滑轮与物块a之间的细线与斜面平行，开始控制b静止在地面上，弹簧下端与b相距L，b与滑轮间的细线竖直，由静止释放b，b接触弹簧后开始压缩弹簧，之后的运动过程中a未触地。a的质量为3m，b的质量为m，重力加速度大小为g，弹簧的劲度系数为。不计一切摩擦。已知弹簧的压缩量为x时，其弹性势能为。弹簧一直处于弹性限度内，则（　　） A. 物块b的最大速度为 B. 物块b的最大速度为 C. 弹簧的最大弹力大小为mg D. 物块a沿斜面下滑的最大距离为2L 三、实验题：本大题共2小题，共12分。 9. 实验小组做探究影响向心力大小因素的实验：用如图甲所示的装置，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1：1、2：1和3：1.回答以下问题： （1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的___________； A. 探究小车速度随时间变化规律 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 探究平抛运动的特点 D. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第___________层塔轮填“一”、“二”或“三”。 10. 在“研究小球做平抛运动的规律”的实验中： （1）如图甲所示的实验中，观察到两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做__________；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向做__________； （2）该同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球平抛运动的照片，照片中小方格的边长，小球在平拋运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则照相机每隔__________s曝光一次，小球平拋初速度为__________（当地重力加速度大小）。 四、计算题：本大题共3小题，共48分。 11. 跳伞运动员做低空跳伞表演，他在高地面224 m高处，由静止开始在竖直方向上做自由落体运动，一段时间后，立即打开降落伞。以12.5 m/s2平均加速度匀减速下降。运动员落地速度为5 m/s（g取10 m/s2）。 （1）求运动员展开降落伞时速度及离地面的高度？ （2）求运动员在空中的时间是多少？ 12. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内光滑的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为R =0.5m。一个质量为m=1kg可视为质点的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向左速度后脱离弹簧，它经过B点后沿半圆形圆弧导轨恰能运动到达最高点C。不计空气阻力，取g=10m/s2。求： (1)物体到达B点时速度的大小； (2)弹簧被压缩至A点时弹性势能Ep。 13. 如图所示，光滑的曲面与水平面在O点相切，水平面与一足够长的传送带在P点平滑连接，传送带与水平方向的夹角θ=30°，皮带轮逆时针转动、速率v=3m/s。一质量为m=1kg、可视为质点的物块A自曲面上高h=0.9m处由静止释放，经过O点进入水平面向右运动，OP长L=1m。已知A与OP段间的动摩擦因数μ1=0.1，与传送带间的动摩擦因数，重力加速度g=10m/s2。求： (1)A第一次经过O点时的速度大小v0； (2)A第一次自P点上滑的最大位移x； (3)A从P点向上至第一次返回的过程中，物块与传送带之间由于摩擦而产生的热量Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年天津市滨海育华中学、实验滨海联考高三（上）期中物理试卷 一、单选题：本大题共5小题，共25分。 1. 关于如图所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的（　　） A. 如图a所示，汽车安全通过拱桥最高点时，汽车处于失重状态 B. 如图b所示，在光滑固定圆锥筒的水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力 C. 如图c所示，轻质细杆一端固定一小球，绕另一端O点在竖直面内做圆周运动，在最高点小球受到细杆的作用力方向一定竖直向下 D. 如图d所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮对内轨一定无侧向压力 【答案】A 【解析】 【详解】A．题图a中汽车安全通过拱桥最高点时，重力和支持力的合力提供向心力，方向竖直向下，所以支持力小于重力，汽车对桥面的压力小于汽车的重力，汽车处于失重状态，故A正确； B．题图b中沿光滑固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力和弹力作用，向心力是二者的合力提供的，故B错误； C．题图c中轻质细杆一端固定一小球，当小球在最高点对细杆的压力为零时，重力提供向心力，有 解得 所以当速度小于v时，细杆对小球有支持力，方向竖直向上，当速度大于v时，细杆对小球有拉力，方向竖直向下，故C错误； D．题图d中火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，只有在某速度时受到的重力和轨道的支持力的合力恰好等于向心力，车轮才对内外轨均无侧向压力，当火车速度小于该设计速度时，内轨对车轮有向外的侧压力以抵消重力和支持力的合力提供向心力多余的部分，故D错误。 故选A。 2. 一质点做匀变速直线运动，其位移表达式为，则（　　） A. 质点的初速度为5m/s B. 质点的加速度大小为1m/s2 C. 质点的加速度大小为2m/s2 D. 在4s末，质点距出发点24m处 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．对比 可知 故AB错误，C正确； D．在4s末，质点距出发点的距离 故D错误。 故选C。 3. 如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力（ ） A. 方向向左，大小不变 B. 方向向左，逐渐减小 C. 方向向右，大小不变 D. 方向向右，逐渐减小 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意可知，A、B两物块叠放在一起共同向右做匀减速直线运动，对A和B整体，根据牛顿第二定律有 解得 然后隔离B，根据牛顿第二定律有 大小不变，物体B做速度方向向右的匀减速运动，故而加速度方向向左，摩擦力向左。 故选A。 4. 嫦娥六号是中国嫦娥探月计划的第六个探测器，着陆区为月球背面南极-艾特肯盆地，2024年5月8日10时12分，嫦娥六号顺利进入环月圆轨道飞行．若探测器在轨飞行的周期为T，轨道半径为r，月球的半径为R，万有引力常量为G，则下列说法正确的有（　　） A. 嫦娥六号的发射速度必须达到第三宇宙速度 B. 在环月轨道上，地球对探测器的引力等于月球对探测器的引力 C. 月球的平均密度 D. 月球的第一宇宙速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．嫦娥六号登月，依然绕地球运动，发射速度大于第一宇宙速度即可，故A错误； B．在环月轨道上，探测器受月球和地球的引力提供向心力，由于探测器绕月运动，则地球对探测器的引力小于月球对探测器的引力，故B错误； C．根据万有引力提供向心力有 月球的平均密度为 故C错误； D．根据万有引力提供向心力有 月球的第一宇宙速度满足 解得 故D正确。 故选D。 5. 如图所示，将截面为三角形的斜面体固定在水平地面上，其右端点与竖直挡板靠在一起，在和之间放置一个光滑均匀的圆柱体，整个装置处于静止状态。若用外力使竖直挡板以点为轴缓慢地顺时针转动至挡板水平之前，物块始终静止不动，此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 对的弹力先减小后增大 B. 对的弹力先增大后减小 C. 对的弹力一直增大 D. 对的弹力先减小后增大 【答案】A 【解析】 【详解】圆柱体Q受重力、斜面的支持力和挡板的弹力，如图所示 当板绕O点顺时针缓慢地转向水平位置的过程中，圆柱体Q受的合力近似为零，根据平衡条件得知，斜面的支持力和挡板的弹力的合力与重力大小相等、方向相反，斜面对Q的支持力逐渐减小，挡板对Q的弹力先减小后增大，当斜面的支持力与挡板的弹力垂直时，挡板的弹力最小。 故选A。 二、多选题：本大题共3小题，共15分。 6. 如图所示，一固定斜面的倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于g（g为重力加速度大小），物块上升的最大高度为H，则此过程中（　　） A. 物块的重力势能减少了mgH B. 物块的动能损失了mgH C. 物块的机械能损失了mgH D. 物块克服摩擦力做功mgH 【答案】CD 【解析】 【详解】A．物块上升，重力势能增大，增大量为mgH，A错误； B．根据牛顿第二定律可得物块在运动过程中所受力的合力为mg，则合力所做的功为 根据动能定理可得物块动能减少了2mgH，B错误； C．物块重力势能增加了mgH，动能减少了2mgH，则机械能共减小了mgH，C正确； D．根据功能关系，可得物块机械能的减少量等于克服摩擦力所做的功，D正确。 故选CD。 7. 一辆新能源汽车在平直路面上启动，汽车在启动过程中的图像如图所示，段为直线。时汽车的速度大小且汽车达到额定功率，此后保持额定功率不变，（未知）时刻汽车的速度达到最大值，整个过程中，汽车受到的阻力不变，则下列说法正确的是（ ） A. 时间内，汽车的牵引力大小为 B. 汽车所受的阻力大小为 C. 若已知，则可以求出时间内汽车运动的距离 D. 时间内，汽车的位移大小为720m 【答案】BC 【解析】 【详解】B．汽车的最大速度，汽车所受的阻力大小为 故B正确； A．时间内，汽车做匀加速直线运动，牵引力不变，由，可知 故A错误； D．图像与坐标轴围成的面积表示位移，时间内，汽车的位移大小为 故D错误； C．设汽车在时间内位移为，时间内对汽车由动能定理得 时间内，对汽车由动能定理得 又 所以 上式中除、外都是已知量或可求量，若已知，则可以求出时间内汽车运动的距离，故C正确。 故选BC。 8. 如图所示，倾角横截面为直角三角形的斜面体固定在地面上，斜面体的顶端有一轻质定滑轮，一竖直足够长的轻弹簧上端固定在斜面体的左侧面，不可伸长的轻质细线绕过定滑轮，穿过弹簧的中心轴线与物块a、b相连，定滑轮与物块a之间的细线与斜面平行，开始控制b静止在地面上，弹簧下端与b相距L，b与滑轮间的细线竖直，由静止释放b，b接触弹簧后开始压缩弹簧，之后的运动过程中a未触地。a的质量为3m，b的质量为m，重力加速度大小为g，弹簧的劲度系数为。不计一切摩擦。已知弹簧的压缩量为x时，其弹性势能为。弹簧一直处于弹性限度内，则（　　） A. 物块b的最大速度为 B. 物块b的最大速度为 C. 弹簧的最大弹力大小为mg D. 物块a沿斜面下滑的最大距离为2L 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．当物块b受力平衡时，速度达到最大，设此时弹簧的压缩量为，则有 解得 根据能量守恒可得 解得物块b的最大速度为 故A错误，B正确； CD．设弹簧的最大压缩量为，根据能量守恒可得 解得 则弹簧的最大弹力大小为 物块a沿斜面下滑的最大距离为 故C错误，D正确。 故选BD。 三、实验题：本大题共2小题，共12分。 9. 实验小组做探究影响向心力大小因素的实验：用如图甲所示的装置，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1：1、2：1和3：1.回答以下问题： （1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的___________； A. 探究小车速度随时间变化规律 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 探究平抛运动的特点 D. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第___________层塔轮填“一”、“二”或“三”。 【答案】（1）D （2）一 【解析】 【小问1详解】 根据实验原理和实验目的可知，本实验采用的方法是控制变量方法，与探究加速度与质量和作用用的关系是相同的，故ABC错误，D正确； 故选D。 【小问2详解】 在探究向心力大小与半径的关系时，需控制小球质量、角速度相同，运动半径不同，需将两个质量相等的钢球分别放在B和C位置，需要将传动皮带调至第一层塔轮，变速塔轮边缘处的线速度相等，根据则两球的角速度相同。 10. 在“研究小球做平抛运动的规律”的实验中： （1）如图甲所示的实验中，观察到两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做__________；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向做__________； （2）该同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球平抛运动的照片，照片中小方格的边长，小球在平拋运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则照相机每隔__________s曝光一次，小球平拋初速度为__________（当地重力加速度大小）。 【答案】（1） ①. 自由落体运动 ②. 匀速直线运动 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动； [2]因为观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，可知球1在水平方向上的运动规律与球2相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。 【小问2详解】 [1]在竖直方向上，根据匀变速直线运动的规律可得 解得 [2]在水平方向，根据匀速直线运动可得 四、计算题：本大题共3小题，共48分。 11. 跳伞运动员做低空跳伞表演，他在高地面224 m高处，由静止开始在竖直方向上做自由落体运动，一段时间后，立即打开降落伞。以12.5 m/s2平均加速度匀减速下降。运动员落地速度为5 m/s（g取10 m/s2）。 （1）求运动员展开降落伞时速度及离地面的高度？ （2）求运动员在空中的时间是多少？ 【答案】（1）50 m/s，99 m （2）8.6 s 【解析】 【小问1详解】 设下落时的高度H，展开伞时的速度为v1，此时距地面的高度为h1，落地是速度v2 = 5 m/s，匀减速下降时的加速度大小为a = 12.5 m/s2； 自由落体过程，根据速度—位移关系可得 匀减速直线运动过程有 代入数据可得 【小问2详解】 他在空中自由下落的时间 他减速运动的时间为 他在空中的最短时间为 12. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内光滑的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为R =0.5m。一个质量为m=1kg可视为质点的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向左速度后脱离弹簧，它经过B点后沿半圆形圆弧导轨恰能运动到达最高点C。不计空气阻力，取g=10m/s2。求： (1)物体到达B点时速度的大小； (2)弹簧被压缩至A点时弹性势能Ep。 【答案】(1)5m/s；(2)12.5J 【解析】 【详解】(1)恰好到达C点时 从B到C的过程中，根据动能定理 解得 (2)根据机械能守恒定律可知 解得 13. 如图所示，光滑的曲面与水平面在O点相切，水平面与一足够长的传送带在P点平滑连接，传送带与水平方向的夹角θ=30°，皮带轮逆时针转动、速率v=3m/s。一质量为m=1kg、可视为质点的物块A自曲面上高h=0.9m处由静止释放，经过O点进入水平面向右运动，OP长L=1m。已知A与OP段间的动摩擦因数μ1=0.1，与传送带间的动摩擦因数，重力加速度g=10m/s2。求： (1)A第一次经过O点时的速度大小v0； (2)A第一次自P点上滑的最大位移x； (3)A从P点向上至第一次返回的过程中，物块与传送带之间由于摩擦而产生的热量Q。 【答案】(1)m/s；(2)0.8m；(3)12.25J 【解析】 【分析】 【详解】(1)设物块第一次达到O点的速度为v0，物块A第一次到O点的过程中，由动能定理得 代入数据，解得 m/s (2)设A第一次到P点的速度为v1，则有 代入数据，解得 v1=4m/s A沿传送带向上匀减速运动直至速度为零，加速度大小设为a，由牛顿第二定律得 解得 a=10m/s2 当A的速度为零时，上滑位移最大，由运动学公式得 代入数据解得 t1=0.4s x1=0.8m (3)A第一次在传送带上到达最高点过程，传送带的位移xD为 传送带向下运动，物块向上运动，所以此过程相对位移为 A到最高点后又向下加速，加速度仍为a，物块与传送带速相同时，有 v=at2 解得 t2=0.3s A的位移为 解得 x2=0.45m＜0.8m 即物体与传送带共速后匀速运动至P点，返回过程物与带的相对位移 全过程生热 =12.25J 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $