山西思而行2024-2025学年高三上学期备考核心模拟中期考试物理

秘密★启用前 物 理 物理试题 第1页（共6页） 物理试题 第2页（共6页） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在试卷和答题卡指定位置上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号 涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案用 0.5mm的黑色笔迹签字笔写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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.秋日的周末，李明在汾河四期的自行车专用道上骑行。某段时间内，自行车沿直线行 进，手机运动软件记录了自行车的 v - t图像，如图所示。为分析这一时段内的运动， 他用虚线将运动作了近似处理，下列说法正确的是 A.在 t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大 B.在0 ~ t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大 C.在 t1 ~ t2时间内，由虚线计算出的位移比实际的大 D.在 t3 ~ t4时间内，虚线反映的是匀变速运动 2.校运会上，运动员以背越式成功过杆的情景如图所示。在跳高运动员从地面起跳到 落地的过程中，下列说法正确的是 A.起跳时，运动员对地面压力的值大于地面对他支持力的值 B.在空中，上升时运动员处于超重状态，下落时处于失重 状态 C.在最高点，运动员速度为零，加速度也为零 D.落地时，地面对运动员向上平均作用力的值大于他重 力的值 3.质量为m的轮滑运动员，从倾角为 θ的斜面底端沿直线冲上足够长的斜面，经时间 t1 速度变为零，再经时间 t2返回到斜面底端。已知运动员在运动过程中受到的摩擦力 大小始终为Ff，重力加速度为g，则在往返过程中，运动员所受 A.重力的冲量值为mg ( )t1 + t2 sinθ B.支持力的冲量值为mg ( )t1 + t2 cosθ C.摩擦力的冲量值为F f ( )t1 + t2 D.合力的冲量值为0 4.排污工程施工时，工人站在地面上手握细绳的一端通过细绳拉住重物P，平衡时悬挂 定滑轮的细绳与竖直方向成 θ角，如图所示。不考虑滑轮质量和摩擦，用F表示细绳 OO'中拉力的大小，下列分析正确的是 A.若仅工人向右移动一小段距离，平衡后F减小 B.若仅工人向左移动一小段距离，平衡后F保持不变 C.若仅减小P的重量，θ角将变小 D.若仅减小P的重量，θ角将变大 5.着陆月球前，“嫦娥六号”的轨迹可简化为如图所示的模型。Ⅰ是地月转移轨道，Ⅱ、 Ⅲ是绕月球运行的椭圆轨道，Ⅳ是绕月球运行的圆形轨道，P、Q分别为椭圆轨道Ⅱ的 远月点和近月点。关于“嫦娥六号”的说法正确的是 A.在轨道Ⅱ上P点的速度大于月球的第二宇宙速度 B.在轨道Ⅱ上P点的机械能小于在轨道Ⅳ上Q点的机械能 C.在轨道Ⅳ上运行的周期小于在轨道Ⅲ上运行的周期 D.若返回地球，脱离月球的速度应大于地球的第二宇宙速度 6.雨滴由静止竖直下落到地面的过程中，其质量不变，受到的空气阻力大小与其下落的 速度大小成正比。一雨滴从足够高的空中落下，若雨滴下落的时间为 t，下落的高度 为 h、速度大小为 v、动能为Ek，以地面为零势能面，雨滴的重力势能为Ep，下列图像中 大致正确的是 h O tA B C D v O t EP O h Ek hO 物 姓名 准考证号 Q 月 Ⅳ ⅢⅠ Ⅱ P O t1 t2 t3 t4 t v O O′ θ P 物理试题 第3页（共6页） 物理试题 第4页（共6页） 7.在某次深海下潜的最后阶段，“蛟龙号”潜水器做减速运动的加速度大小 a随时间 t变 化的关系如图所示，4t0时刻“蛟龙号”的速度恰好为零。下列说法中正确的是 A. 2t0 ~ 4t0时间内，“蛟龙号”做匀减速运动 B. 2t0时刻，“蛟龙号”的速度大小是 t0时刻的2倍 C. 0 ~ 2t0时间内，“蛟龙号”的位移大小为4a0 t20 D. t0时刻，海水对“蛟龙号”的作用力大小是3t0时刻的2倍 二、多项选择题：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，有 两个或两个以上选项符合题目要求，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.小球在几个力的作用下沿某一方向做匀速直线运动，某时刻撤掉其中一个力而其他 力保持不变，则小球在之后的运动中可能出现的情况有 A.速度和加速度的方向都在不断变化 B.速度与加速度方向间的夹角一直减小 C.在相等的时间间隔内，动量的变化量相等 D.在相等的时间间隔内，动能的变化量相等 9.如图，两质量相等的小物块P和Q放在水平转盘上，它们与转盘间的最大静摩擦力均 为各自重力的 k倍。P与竖直转轴O1O2的距离为 d，连接P、Q的细线长也为 d，且P、Q 与转盘中心三者共线，初始时，细线恰好伸直但无张力。现让该装置开始绕轴转动， 在圆盘的角速度ω缓慢增大的过程中，重力加速度为g，下列判断正确的是 A.当ω < kg2d 时，绳子一定无弹力 B.当ω > kg2d 时，P、Q相对于转盘会滑动 C.当ω < 2kg3d 时，P受到的摩擦力随ω的增大而变大 D.当ω > kg2d 时，Q受到的摩擦力随ω的增大而变大 10.排球训练中，运动员跳起后在离地面高度为 h的O位置将排球水平击出，排球在空 中的运动轨迹如图所示。已知排球质量为m，水平初速度为 v0，在运动过程中受到 的空气阻力大小与速率成正比，比例系数为 k。排球落地点为P，速度大小为 v，方向 与水平面的夹角为 θ，重力加速度为 g。则排球 A.到达P点时，重力的功率为mgv B.从O到P，运动的时间为 mvsinθ + khmg C.从O到P，水平位移大小为 m ( )v0 + vcosθ k D.从O到P，克服空气阻力做的功为mgh + 12 mv20 - 1 2 mv2 三、非选择题：本大题共5小题，共54分。 11.（6分） 图甲是探究向心力与角速度大小关系的装置。电动机的竖直转轴上，固定有光滑 水平直杆，直杆上距转轴中心 40 cm处固定有直径 1.00 cm的竖直遮光杆。水平直杆上 套有质量为 0.20 kg的物块，物块与固定在转轴上的力传感器通过细线连接。当物块随 水平直杆匀速转动时，细线拉力F的大小可由力传感器测得，遮光杆经过光电门的时间 可由光电计时器测得。 竖 直 转 轴 水平杆 力传 感器 物块 光电门 遮光杆 L r 图甲 F/N 1 2 3 4 5 ω2/（rad2·s-2） 图乙 2.0 1.5 1.0 0.5 0 （1）若遮光杆经过光电门时的遮光时间为 0.10 s，则直杆转动的角速度为 ▲ rad/s。 （2）保持物块的质量和细线的长度不变，改变转轴的角速度，测得F与对应角速度 ω的数据如下表，在图乙中描点并作出图像。 ω/（rad·s-1） F/N 0 0 0.5 0.13 1.0 0.50 1.5 1.12 2.0 2.00 （3）根据F - ω2图像可得出的结论是：在质量和半径不变时，物块所受向心力与角 速度大小关系是 ▲ （填选项前字母）。 A. F ∝ ω B. F ∝ 1 ω C. F ∝ ω2 D. F ∝ 1 ω2 O1 O2 P Q ω h O v0 P θ v a0 O t a a0 2 2t0 3t0 4t0 物理试题 第5页（共6页） 物理试题 第6页（共6页） 12.（10分） 某实验小组在暗室里用图甲的装置验证机械能守恒定律，用到的主要实验器材有： 分液漏斗、接水盒、一根有刻度的米尺、频闪照相机。主要实验步骤如下： ①在分液漏斗内盛满清水，调节阀门，让空中下落的水滴只有一滴； ②用照相机对下落的一个水滴进行频闪拍摄，照片中各时刻水滴对应位置如图乙 所示； ③测出每次闪光水滴间距离如图乙，对数据进行分析，得到结论。 分液漏斗 阀门 米尺 接水盒 频闪照相机 图甲 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 13.4019.3026.3934.40 43.67 米尺 单位：cm 图乙 已知照相机的频闪频率为30 Hz，g = 9.80 m/s2，回答下列问题： （1）图乙中9位置水滴速度的大小为 ▲ m/s（结果保留三位有效数字）； （2）若水滴的质量为 10 mg，水滴在位置 1的速度可视为 0，图乙中，水滴从位置 1到 位置9减小的重力势能为 ▲ J，增加的动能为 ▲ J（结果均保留三位有效数字）； （3）对水滴从位置 1到位置 2、3……9的过程进行分析，发现从 1到 9重力势能的减 少量与动能增加量的差值比从 1到 2、3……8的都大，其原因可能是从 1到 9的过程中水 滴克服空气阻力做的功与到其他位置相比 ▲ （选填“最大”“最小”或“相同”）； （4）规定实验的相对误差 = ||测量值 - 真实值 真实值 × 100%。若水滴的机械能守恒，则 从位置1到位置9的过程中，实验的相对误差为 ▲ %（结果保留一位有效数字）。 13.（10分） 如图为跳台滑雪的局部赛道的示意图，A为起跳台的边缘，BC是倾角 θ = 37°的 雪坡，雪坡的顶端 B位于 A点的正下方。经过助滑的运动员（可视为质点），在 t = 0 时从 A点沿水平方向飞出，t1时刻运动员的速度 方向与雪坡平行，t2时刻落到雪坡上的 P点。不 考虑运动员受到的空气阻力，取 sin37° = 0.6， cos37° = 0.8，重力加速度为 g，求： （1）运动员从A点飞出时速度的大小； （2）A、B两点的高度差。 14.（12分） 2024年 9月 11日 18时，蓝箭航天自主研发的“朱雀三号”可重复使用垂直回收试验 箭，在酒泉卫星发射中心点火升空，完成了 10公里级以及发动机空中二次点火回收试 验。点火后火箭匀加速上升，经 113 s发动机关闭火箭匀减速上升，到达最高点时距地 面 10050 m。之后，火箭从最高点开始匀加速下落 40 s时，到达距地面 4690 m处，此时 发动机二次点火使得“朱雀三号”匀减速下降，到达地面时速度刚好减为 0。整个过程 历时 200 s，火箭着陆平稳，落点准确，状态良好，试验任务取 得圆满成功！设火箭整个运动过程中所受的空气阻力大小始 终保持不变，取g = 10 m/s2，求“朱雀三号” （1）匀加速下落40 s内空气阻力与重力比值； （2）加速上升过程中发动机推力与重力比值。 15.（16分） 如图所示，光滑水平面上有一质量为 1.5 kg的木板A，其上表面放有一质量为 0.5 kg 的小物块B，B与A右端点的距离为 2.0 m。天花板上的O点，通过长度为 0.9 m的轻绳悬 吊有质量为 1.0 kg的小球C，轻绳竖直时C紧靠B的左侧。竖直挡板固定于A的右侧，且 略高于木板 A的上表面。将C向左拉起，当轻绳与竖直方向的夹角为 60°由静止释放， C到达最低点时与B发生弹性正碰，一段时间后，当 A与B速度相同时，B恰好到达 A的 最右端且并未碰到竖直挡板。此后，B与竖直挡板发生多次碰撞，碰后B立即以原速率 返回。取g = 10 m/s2，求： 60°C O B A 竖直挡板 （1）B与A上表面间的动摩擦因数； （2）B与竖直挡板发生前两次碰撞的时间间隔； （3）B最终静止时与A右端点的距离。 A B P θ C 物 秘密★启用前 2024-2025学年高三备考核心模拟中期考试 物理参考答案详解及评分说明 物理试题答案 第1页（共4页） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。 1. C 【解析】t1时刻，虚线的斜率比实线在该点切线的斜率小；0 ~ t1时间内，虚线与横轴包围的“面积”小于实线与横轴 包围的“面积”；t1 ~ t2时间内，虚线与横轴包围的“面积”大于实线与横轴包围的“面积”；t3 ~ t4时间内，虚线平行于 横轴，反映的是匀速直线运动。 2. D 【解析】运动员对地面的压力和地面对他的支持力是一对相互作用力；在空中，运动员上升、下落过程都处于失重 状态；上升到最高点时竖直方向速度为零，加速度为重力加速度；落地时，由动量定理 (-F - mg ) t = 0 - m ( )-v > 0， 得 F̄ > mg。 3. B 【解析】运动员重力大小为mg，时间为 t1 + t2，其冲量为mg ( t1 + t2 )；支持力大小为mgcosθ，时间为 t1 + t2，其冲量为 mgcosθ ( t1 + t2 )；上滑阶段摩擦力冲量为F f t1，方向沿斜面向下，下滑阶段摩擦力冲量为F f t2，方向沿斜面向上，总 冲量为F f t2 - F f t1；由 I总 = -mv - mv0，合外力的冲量不为0。 4. A 【解析】P受重力 mg和拉力 T，有 T = mg，滑轮受三个拉力平衡，连接 P的两段细线的夹角等于 θ角的二倍， F = 2Tcosθ；工人向右移动一小段距离，θ角变大，F变小；工人向左移动一小段距离，θ角变小，F变大；减小P的 重量，θ角保持不变，F变小。 5. C 【解析】“嫦娥六号”在轨道没有脱离月球的引力，所以运动速度小于月球的第二宇宙速度；“嫦娥六号”从轨道Ⅱ 变轨到轨道Ⅲ以及从轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅳ都是通过减速实现的；依据G Mm r2 = mr 4π2 T 2 ，轨道半径小运行周期就 小；脱离月球需要“嫦娥六号”速度大于月球的第二宇宙速度。 6. A 【解析】雨滴下落过程，mg - kv = ma，随着速度逐渐增大，合力减小，加速度逐渐减小，最后变为零，即速度先增 大后不变，则 h - t图像的斜率先增加后不变；设雨滴下落时距地面的高度为H，则重力势能 Ep = mg ( )H - h ， Ep - h图像为向下的倾斜直线；根据动能定理 ( )mg - kv h = Ek - 0，可知Ek - h图像的斜率先逐渐减小，减为零 后保持不变。 7. C 【解析】由 a - t 图像可知 2t0 ~ 4t0 时间内“ 蛟龙号”加速度不断变小，不是恒量 ；结合 a - t 图像 ，由 0 = v0 - a02t0 - 12 a02t0，得 v0 = 3a0 t0，由 v1 = v0 - a0 t0，v2 = v0 - a02t0，得 v1 = 2a0 t0，v2 = a0 t0；0 ~ 2t0时间内“蛟 龙号”匀减速直线运动，根据 x = v0 + v22 2t0，得 x = 4a0 t20；在 t0时刻，F1 - mg = ma0，在 3t0时刻，F3 - mg = m a0 2，得 F1:F3 < 2。 物理试题答案 第2页（共4页） 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。 8. BC 【解析】小球在撤掉其中一个力后受到恒力作用，加速度一定保持不变；该恒力与速度方向可能共线，也可能不共 线，不共线时速度与加速度方向间的夹角必然一直减小；由于受到的合力恒定，依据Ft = Δp，在相等的时间间隔 内动量的变化量一定相等；在相等的时间间隔内合力做的功不等。 9. AC 【解析】P、Q两物体同轴转动，根据Fn = mω2r，Q需要的向心力较大。随着ω的增大，Q先达到最大静摩擦力，当Q 达到最大静摩擦力时，绳子开始出现弹力，由 kmg = m ⋅ 2dω21可得ω1 = kg2d；当P受到最大静摩擦力时，P、Q相 对转盘会滑动，设此时绳子的弹力为 T，对 P有 kmg - T = mdω22，对Q有 T + kmg = m ⋅ 2dω22，得 ω2 = 2kg3d ，此 时，P、Q相对于转盘将滑动；ω在ω < kg2d 范围内增大时，P、Q所受的摩擦力变大，当ω = kg 2d 时，Q所受摩擦力 达到最大静摩擦力，保持不变，ω继续增大时，Q所受摩擦力不变，P所受静摩擦力继续增大，直至P、Q开始滑动。 10. BD 【解析】小球落地时重力的功率为 PG = mgvsinθ；小球下落过程中，在竖直方向上依动量定理有mgt - (kvy1 t1 + kvy2 t2 + kvy3 t3 + … +kvyn tn ) = mv sin θ，其中 vy1 t1 + vy2 t2 + vy3 t3 + … +vyn tn = h，解得运动时间为 t = mvsinθ + khmg ； 在水平方向上依动量定理有 -(kvx1 t1 + kvx2 t2 + kvx3 t3 + … +kvxn tn ) = mv cos θ - mv0，其中 vx1 t1 + vx2 t2 + vx3 t3 + … +vxn tn = x，解得水平位移大小为 x = m ( )v0 - vcosθk ；小球下落的过程，根据动能定理有mgh - W f = 1 2 mv2 - 1 2 mv20， 解得Wf = mgh + 12 mv20 - 1 2 mv2。 三、非选择题：本大题共5小题，共54分。 11.（6分） （1）0.25（2分） （2）如图所示（2分） （3）C（2分） 【解析】（1）遮光杆经过光电门时线速度的大小 v = d t =0.010.10 m/s = 0.10 m/s，直杆转动的角速度 ω = v L = 0.100.40 rad/s = 0.25 rad/s。 （2）将表中数据在F - ω2图像中描点，用直线将各数据点拟合，如图所示。 （3）由F - ω2图像可得出F ∝ ω2。 12.（10分） （1）2.59（2分） （2）3.37 × 10-5（2分） 3.35 × 10-5（2分） （3）最大（2分） （4）0.6（2分） F/N 1 2 3 4 5 ω2/（rad2·s-2） 2.0 1.5 1.0 0.5 0 【解析】（1）相邻水滴间的时间T = 130 s，图乙中位置9水滴速度的大小 v9 = x10 - x8 2T = 2.59 m/s。 （2）水滴从位置1到位置9减小的重力势能ΔEp = mgx9 = 3.37 × 10-5 J，增加的动能ΔE9 = mv9 2 2 = 3.35 × 10-5 J。 （3）重力势能的减少量与动能增加量的差值越大，说明机械能损失越大，水滴克服空气阻力做的功越大。 （4）实验的相对误差 = ||测量值 - 真实值 真实值 × 100% = || 3.35 × 10-5 - 3.37 × 10-53.37 × 10-5 × 100% = 0.6%。 13.（10分） （1）设运动员从A点飞出时速度的大小为 v0，速度与雪坡平行时竖直方向的分速度为 vy tanθ = vy v0 ………………………………………………………………………………………………………（2分） vy= gt1 ……………………………………………………………………………………………………………（2分） 解得：v0 = 43 gt1 …………………………………………………………………………………………………（1分） （2）设P与B点的距离为L，A、B两点间的高度差为h Lcos37° = v0t2 ……………………………………………………………………………………………………（2分） h + Lsin37° = 12gt22 ………………………………………………………………………………………………（2分） 解得：h = 12gt22-gt1 t2 ……………………………………………………………………………………………（1分） 14.（12分） （1）火箭匀加速下降 t3 = 40 s内，下降的高度为 h3 = 10050 m - 4690 m = 5360 m，设该过程加速度的大小为 a3，受 到的空气阻力大小为F阻 h3 = 12 a3t32 ………………………………………………………………………………………………………（1分） mg - F阻= ma3 …………………………………………………………………………………………………（2分） 解得： F阻 mg = 0.33…………………………………………………………………………………………………（1分） （2）发动机二次点火时速度的大小为 v2，二次点火后下降的高度h4 = 4690 m，设该过程时间为 t4 h3 = v22 t3 …………………………………………………………………………………………………………（1分） h4 = v22 t4 …………………………………………………………………………………………………………（1分） 解得：t4 = 35 s 设火箭匀减速上升的时间为 t2，该过程中加速度的大小为 a2，火箭匀加速上升的加速度的大小为 a1，火箭发动机 推力的大小为F1，t1 = 113 s时火箭速度的大小为 v1 t2 = t - t1 - t3 - t4 mg + F阻 = ma2 …………………………………………………………………………………………………（2分） v1 = a2t2 = a1t1 ……………………………………………………………………………………………………（1分） F1 - mg - F阻 = ma1 ……………………………………………………………………………………………（2分） 解得： F1 mg = 665452 = 1.47 …………………………………………………………………………………………（1分） 物理试题答案 第3页（共4页） 15.（16分） （1）设小球C摆到最低点时速度的大小为 vC mCgl (1 - cos60°) = 12 mCvC 2 …………………………………………………………………………………（2分） 解得：vC = gl= 3 m/s 设C与B碰撞后瞬间C的速度为 vC´，B速度为 vB mCvC= mCvC´ + mBvB ………………………………………………………………………………………………（1分） 1 2 mCvC 2 = 1 2 mCvC′2 + 1 2 mBvB 2 …………………………………………………………………………………（1分） 解得：vB = 4 m/s 设A与B达到的相同速度为 v0，B与A上表面间的动摩擦因数为μ mBvB= (mB+ mA)v0 ………………………………………………………………………………………………（1分） μmBgx = 12 mBvB 2 - 1 2 (mA + mB )v0 2……………………………………………………………………………（2分） 解得：μ = 0.3 ……………………………………………………………………………………………………（1分） （2）B与竖直挡板发生第一次碰撞后的瞬间，A的速度为 v0，B的速度为-v0。设经过 t1时间B和A速度再次相同， 相同速度为 v1，此时B距竖直挡板的距离为 x1。从速度相同到B再次回到挡板位置所需时间为 t2 mAv0 - mBv0 = (mB+ mA)v1 …………………………………………………………………………………………（1分） μmBgt1 = mBv1 + mBv0 ……………………………………………………………………………………………（1分） -μmBgx1 = 12 mBv1 2 - 1 2 mBv0 2 …………………………………………………………………………………（1分） x1 = v1t2……………………………………………………………………………………………………………（1分） 设B与竖直挡板发生前两次碰撞的时间间隔为 t t = t1 + t2 解得：t = 0.75 s …………………………………………………………………………………………………（1分） （3）设B最终静止时与木板右端点的距离为 x2 μmBgx2 = 1 2 mBv0 2 + 1 2 mAv0 2 ……………………………………………………………………………………（2分） 解得 x2 = 2 3 m = 0.67 m …………………………………………………………………………………………（1分） 物理试题答案 第4页（共4页）