河北省衡水市冀州中学2024-2025学年高三上学期12月期末物理试题

”4 答案与解析 2024一2025学年度高三年级上学期自我提升三·物理 选择题答案速查 题号 2 3 4 6 7 9 10 答案 C C C D B ACD AC AC 一、单项选择题 经过四分之一圆周后，水平分速度为零，可知 1.C【解析】记录送餐机器人从1楼至9楼的 从最高点开始经过四分之一圆周，水平速度 时间时，机器人自身大小、形状与研究问题无 先增大后减小，故通过题图可知，图像的t一 关，可以忽略，因此可以把机器人看成质点，A 1时刻对应圆周运动的最高点，面积S:表示 错误；导航显示的96公里是实际走的路线长 的是从最低点运动到水平直径最左端位置的 度，是路程，B错误；以小孩为参考系，车外的 过程中通过的水平位移，其大小等于轨道半 建筑物相对小孩位置发生变化，是运动的，C 径，S2表示的是从水平直径最左端位置运动 正确；雷达测速仪测得的是汽车经过这个位 到最高点的过程中通过的水平位移，其大小 置点的瞬时速度，D错误。 也等于轨道半径，A正确，B错误；若存在某 2.C【解析】由于细绳碰钉子前后无机械能损 点高于圆心、低于最高点，恰好重力的分力提 失，可知细绳与钉子相碰前、后瞬间小球的线 供小球做圆周运动的向心力，则杆中的弹力 速度大小不变，半径变小，根据牛顿第二定律 为零，并存在关于过圆心竖直方向对称位置 得F1一mg=m,解得P,=mg十n,可 的弹力也为零，故t一t1时刻，杆中弹力不一 定最小，在小球做一次完整圆周运动的过程 知小球碰钉子之后，绳上的拉力增大，A错 中，杆中弹力可能两次为零，C、D错误。 误：根据向心加速度与线速度关系a-,细 4.C【解析】对香肠进行受力分析如图所示， 绳与钉子相碰前、后瞬间小球的线速度大小 不变，半径变小，可知碰后小球向心加速度大 小变大，B错误；细绳与钉子相碰前、后瞬间 小球的线速度大小不变，说明小球在整个摆 动过程都满足机械能守恒，故碰后小球仍能 摆到碰前释放小球的高度，设碰前释放小球 的摆角为01，半径为1，碰后小球最大摆角为 +mg 62,半径为r2,则有mgr1(1一cos9)= 根据对称性可知F=Fg,根据平衡条件有 mgr2(1一cos02),又r1>ra,可得cos6,> mg 2F cos 0=2F cos 0,FN =F= co302,即0，<02，C正确，D错误。 3.A【解析】过最高点后，水平分速度要增大， 2%根据儿何关系可知09=号，故 自我提升三 A· F-2器C正确. 错误：对B受力分析，当A,B之间的摩擦力 达到最大时其加速度最大，有2pamg=masm, 5.A,【解析】大齿轮的线速度大小为1= 解得am=4m/s2,B正确；设A、B恰好不发 2B,由题意可知，大齿轮和中齿轮的线速 生相对滑动时（此时A、B的加速度均为 am),细线的拉力为Fn,对C由牛顿第二定 度大小相等，即v2=v1= 2R ,中齿轮和小 律得mcg一2Fn=mcac,对A、B整体有 齿轮是同轴传动，具有相同的角速度，根据 Fm=3naBm,又有am=2ac,联立解得 2xR R:,A mc=3n,可知若A、B不发生相对运动，则C R2t 的最大质量为3m,D错误；当C的质量为m 正确。 时，由D选项的结论可知A、B整体未发生相 6,D【解析】由小球甲的运动得tan0=义y 对滑动，对C有mg一2Fn=m·受，对A,B 1 28r2 =,解得=2otan0 整体有Fn=3mna,解得aB- 13 m/s',C ,对小球乙，落 错误。 到斜面上的速度与竖直方向夹角的正切值为 二、多项选择题 n0=之解得一g品0则甲，乙两球在 8.ACD【解析】由于鱼和虾最终均能进入收 集箱，且由于两者落在传送带时均有沿斜面 空中运动的时间之比为t:t'=2tan20:1,A 向下的初速度，故鱼和虾所受摩擦力方向一 错误；由h=立：”可知甲、乙两球下落的高 定始终沿斜面向上，A正确：受力分析可知， 虾的重力沿斜面向下的分力有可能小于虾所 度之比为A:公=7gt2:方g知=4am0· 受到的摩擦力，故有可能减速向下运动，所以 1,B错误；由x=vot可知甲、乙两球的水平 可能有ng sin0<4 s mgcos6,则tanf<每， 位移之此为x:x'=ud:v。t'=2tan0!1, 也有可能虾的重力沿斜面向下的分力大于虾 C错误；甲球落在斜面上时速度方向与水平 所受的摩擦力，则有mng sin8>4每mg cos8, tan>u年，同理可能有tan8=4虾，要保证鱼 方向夹角的正切值为tana=马=壁- 均能进入上端收集箱，则应先减速向下，后加 2tan6,乙球落到斜面上时速度方向与水平方 速向上，若传送带足够长还有可能最后做匀 向夹角的正切值为1ang=】 gan9:则甲、 速运动，所以对鱼一定有ng sin0< 以鱼mg cos9,即tan6<角，B错误，.C、D 乙两球落在斜面上瞬间的速度方向与水平方 正确。 向夹角的正切值之比为tan4：tanB= 9.AC【解析】设轻绳与竖直方向的夹角为日， 2tan201,D正确。 绳长为，小球刚好离开圆锥筒时，圆锥简对 7B【解析】当A、B发生相对滑动时，设细线 小球的支持力为0，则有ng tan0=mu2L· 的拉力为F,对A受力分析，根据牛顿第二定 律得F一2mg=2aA,可知F越大，A的加 s血0，解得u=√6则轻绳越长，小球角 速度越大，则无法确定其加速度的最大值，A 速度的临界值越小，越容易离开圆锥筒，A正 ·2 ·物理· 答案与解析 确，B错误；两个球都离开圆锥简后，小球都 条倾斜直线，所以横坐标表示的物理量是 只受重力与轻绳的拉力，两小球都随圆锥筒 w2,单位是rad/s2。(3)为了验证向心力跟 一起转动，有相同的角速度，且小球的高度为 半径、质量的关系，还需要用到天平测量金 h=lcos9,解得h=是，C正确：小球都离开 属块的质量，刻度尺测量不同转速下金属块 转动的半径。 圆维筒时，轻绳的拉力为下，=由于轻 12.(1)AB(2分)(2)较高(2分)(3)2(2分) (4)2k(2分) 绳长度不同，则小球都离开平台时的夹角也 【解析】(1)斜槽的末端必须调节成水平，保 不同，所以拉力也不同，D错误。 证小球初速度水平，抛出后做平批运动，A 10.AC【解析】由图像可知，前2s内，物体沿 正确：每次释放小球的位置必须相同，保让 x轴做匀减速运动，沿y轴做匀速运动，因 平抛的初速度相同，B正确；记录小球位置 此前2s内物体做匀变速曲线运动，A正确： 时，不需要每次必须严格地等距离下降，只 物体沿x轴方向的初速度为v=8m/s,沿 要保证小球平抛即可，C错误：小球运动时 y辅方向的速度为，一是-4s,因此物 只受重力作用，所以不应与木板上的白纸相 接触，D错误。(2)根据平抛运动规律可知， 体的初速度u。=√U。十u=45m/s,B错 轨迹①所对应的平抛的初速度较大，释放的 误；由图乙可知，沿x轴方向物体的加速度 位置较高。(3)由竖直方向上△h=gt2,水 a,=0=4m/,在1.25s末物体沿立轴 平方向上x=vot,可得o=2m/s。(4)根 △ 方向的速度大小为v:工一a,t=3m/s, 暴y=方8，x=1可得y- 2w8,又因为 因此1.25s末物体的速度v=√十v= yx斜率为，故品=k,解得g=2k。 5m/s,C正确：物体沿y轴方向做匀速运 2u8 动，不受力或受平衡力作用，物体沿x轴方 13.(1)600N(2)21600N 向的加速度大小为a,±4m/s2,因此所受的 【解析】(1)对着陆器和上升器组合体进行 合外力F=ma,=8N,D错误。 分析，根据牛顿第二定律有 三、非选择题 mgH一F=ma (2分) 11.(1)半径(1分)质量(1分)力传感器 解得F=600N (1分) (2)加速下降过程有 1分)至(1分)(2)w2(1分)rd/s v2=2a(h-h') (1分) (1分)(3)刻度尺(1分)天平(1分) 减速过程，利用逆向思维有 【解析】(1)为了探究向心力跟角速度的关 v2=2a'h' (1分) 系，需要控制金属块转动半径和金凤块质最 减速过程，根据牛顿第二定律有 两个变量不变：金属块的拉力可由力传感器 F'-mgn=ma (2分) 直接测量，根据题意知如=”。(2)由向心 解得F'=21600N (1分) 力公式F=mw2r可得，当保持m和r不变， 14.(1)6m/s(2)m 力F与w2成正比，F-w2图线为过原点的一 【解析】(1)小球从最高点到过篮筐中心的 ·3 自我提升三 ·A· 过程中，竖直方向有 (2)根据速度一时间图像的斜率表示加速度 ua=√2gh=2m/s (2分) 的大小，可得2一3s内小煤块的加速度大小 则小球在空中运动的水平分速度大小为 为a1=9m/g=8m/g (1分) m/s tana 2 3一4s内小煤块的加速度大小为 小球从斜面抛出时竖直方向的速度大小为 a:=12-8 m/s2=4m/s3 (1分) n=votan0=3 在2一3s内，根据牛顿第二定律有 2 m/s (2分) mgsin 0+umg cos =ma (1分) 则小球从斜面飞出时的速度为 在34s内，根据牛顿第二定律有 mg sin 0-umg cos =ma2 (1分) v初=十v=6m/s (2分) 联立解得sin0=0.6,u=0.25‘ (2分) (2)小球从斜面抛出到过篮筐中心运动的时 (3)由图可知，在2一4s时间内，小煤块从B 点运动到C点，可知传送带的长度 间为=2+”丝=互 (3分) gg 4 1-8m+3生x1m=14m 2 (1分) 所以斜面体右侧的竖直面与篮筐中心间的 则水平台面的高度 h=l sin 0=8.4 m (2分) 水平距离为 (4)由图可知传送带与小煤块速度相等时速 3 l=uot=学m (3分) 度大小为v=8m/s,在2~3s内，小煤块相 对于传送带向后的位移 15.1)4m(2)0.25(3)8.4m(4)4m 1 △x1=1一2t1=4m (1分) 【解析】(1)根据图乙所示，A、B两点之间 在3一3.5s内，小煤块相对于传送带向前的 的距离等于小煤块0一2s内运动的位移大 位移 小，由图像围成的面积表示位移可得 4x2=0+ 2 一tg-t2=0.5tm (1分) 1w=4X2 2 m=4m (3分) 因为痕迹有覆盖，所以痕迹长度为4m (2分)3.如图甲所示，轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内 自由转动。 现使小球在竖直平面内做圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向 右为正方向，小球的水平速度v,随时间t的变化关系如图乙所示，不计空气阻力 。 下列说法正确的是 物 2024—2025学年度高三年级上学期12月考试 理 本试卷分第I卷 (选择题)和第Ⅱ卷 (非选择题)两部分。 共 8页 ，总分 100分 ，考 试时间75分钟。 第I卷 (选择题 共 46分 ) 座 位 号 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， 只有一项符合题目要求。 甲 乙 1.下列说法正确的是 A.t=t₁ 时刻小球通过最高点，图乙中S₁ 和 S₂的面积相等 B.t=t₂时刻小球通过最高点，图乙中S₁ 和S₂的面积不相等 C.t=t₁时刻，杆中弹力一定最小 D.小球做一次完整圆周运动的过程中，杆中弹力不可能两次为零 准 考 证 号 甲 丙 丁乙 4.如 图甲为烤肠机，香肠可视为质量为m的均匀圆柱体，静止在两根水平的平行金 属杆 1、2中间，其截面图如图乙所示。 香肠的圆心O到两根金属杆圆心O 、O₂的 距离均为1,圆 心O到两根金属杆圆心O,、O₂连 线的垂直距离为 d,重力加速度为 g,不计香肠与金属杆之间的摩擦力，则金属杆 1对香肠的支持力大小为 A.甲图 中记录送餐机器人从 1楼至 9楼的时间时，不可以把机器人看成质点 B.乙图中导航显示的96公里是位移大小 C.丙图中小孩坐在行驶的汽车里，以小孩为参考系，车外的建筑物是运动的 D.丁图中雷达测速仪测得的是汽车的平均速度 姓 名 香肠 2.如 图所示，细绳的一端固定于O点 ，另一端系一个小球，在 O 点 的正下方钉一个钉子A,小球从一定高度自由摆下，当细绳与钉 子相碰后继续向右做摆长更小的摆动。 不计空气阻力，假设细 绳碰钉子前后无机械能损失。 有关小球在整个摆动过程中的分 析，下列说法正确的是 Q 0 *O ₂ 金属杆2金属杆1 乙甲 cA.小球碰钉子之后，绳子上的拉力减小 B.碰后小球向心加速度大小不变 C.碰后小球仍能摆动到碰前释放小球的高度 D.碰后小球最大摆角小于碰前释放小球的摆角 A 5.如图是《天工开物》中牛力齿轮的原理简化图，牛拉动横杆驱动半径为R₁的大齿轮 匀速率转动，大齿轮与半径为R₂的中齿轮垂直咬合，中齿轮通过横轴与半径为R。 物理 ·自我提升三 2/8页物理 · 自我提升三 1/8页