福建省厦门市同安第一中学2024-2025学年高三上学期期中考试物理试题

同安一中 2024～2025学年（上）期中考 高三物理参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 A C D B AD AC BD BC 二、填空题（每空 2 分，共 12 分） 9． tang  � = ������ 10．左 1.8m 11. �� 4 5 ���2（S 大小写不强调） 三、实验题 12. (1)＞（1分） = （1分） (2) 1 1 2m OP m OM m ON     （2分） ON OM OP  或者 �� = �� +�� （2分） 13.(1)AC（1分）(2) 2.5 （1分） 2.6 （1分） 纸带与限位孔间有摩擦或空气阻力（1分） (3)2g（2分） 14.（12分=3+3+6）(1) 56 10 N ；(2)20m/s；(3)80m 【详解】(1)整个过程中匀加速阶段牵引力最大，匀加速结束时 1 36km/h 10m/sv   由 m m 1P F v （2分） 解得： 6 5m m 1 6 10 N 6 10 N 10 PF v      （1分） (2)达到最大速度时，气垫船处于匀速阶段：�牵 = � （或文字表述：牵引力与阻力大小相等） （1分） 则由 m mP fv （1分）， mm 20m/s Pv f   （1分） (3)由牛顿第二定律得： mF f ma  （1分） 则匀加速阶段经历的时间： 11 10s vt a   （1分） 则达到额定功率后到最大速度经历时间 2 9st  匀加速位移：�1 = �1 2 �1 = 50�（1分） 设达到额定功率至最大速度位移为�2，由动能定理： 2 12 2 m 1 1 2 2S Pt f mv mv   （2分） �2 = 30� （注意：该公式 2分，答案 30m不占分数） 则气垫船由静止开始至达到最大速度时所经过的位移 s = �1+�2 = 80�（1分） 15．（10分=3+3+4）（1）3m/s；（2）3J；（3）不能 （1）圆弧槽不固定，槽和小球组成的系统在水平方向动量守恒， 则： 1 1 2 0m v Mv  或 �1�1 +��2 = 0 或�1�1 = ��2均可（1分） 由系统机械能守恒可得 2 2 1 1 1 2 1 1 2 2 m gR m v Mv  （1分） 联立解得 1 3 m / sv  （1分）， 2 1 m / sv  （不占分数） （2）当小球 1m 、 2m 速度相等时，弹簧具有最大弹性势能， 根据动量守恒得  1 1 1 2m v m m v  （1分） 解得： 1m/sv 根据能量守恒可得：  2 2pmax 1 1 1 2 1 1 2 2 E m v m m v   （1分） 代入数据可得： pmax 3JE  （1分） （3）当弹簧回复原长时：设小球 1m 速度为 3v ，小球 2m 速度为 4v ，设水平向左为正方向。 根据动量守恒得：�1�1 = �1�3 +�2�4（1分） 由能量守恒得： 2 2 21 1 2 4 1 3 1 1 1 2 2 2 m v m v m v  （1分） 解得：�3 =− 1�/�（1分）（注意：�� = ��/�也得 1分） 由于 3 2v v ， 1m 不能再滑上圆弧槽。（1分） 16．（14分=3+4+7）（1）T=3mg；（2） 1v gL ；（3）x= 1 2 L， 3 2 s L  【详解】（1）设小球弹入 C 后的瞬间速度为 v，与小盒 C 相连的绳子上的拉力大小为 T。 小球弹入 C 瞬间，二者组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得： 0 ( )mv m m v  （1分） 对小球和 C 组成的系统，由圆周运动公式可知，与小盒 C 相连的绳子上的拉力大小： 2 2 2 2 vT mg m L   （1分） 解得：T=3mg（1分） （2）由（1）知，当小球刚被小盒 C 卡住时，物块 D 对木板 E 压力为零，此时桌面对木板 E 的最大静摩擦力： f mg 由  f m m g  知，木板 E 将向右运动；木板 E 向右运动与挡板相撞前，将木板 E、圆环和细 杆 F 视为一个整体，设加速度大小为 a。 由牛二定律：   ( )m m g mg m m m a     （1分） 解得： 12a g= 对圆环，由牛顿第二定律，可知圆环所受摩擦力： 1 7 2 2 f mg f mg   滑 （1分） 所以木板 E 向右运动与挡板相撞前，圆环与细杆 F 之间未发生相对滑动 假设第一次相撞的速度大小为 1v ，则： 2 1 2v aL （1分）解得： 1v gL （1分） （3）由分析知，第一次相撞后细杆 F 与圆环发生相对滑动，设相撞后圆环向下做匀减速直线 运动的加速度大小为 1a ，木板 E 向左、细杆 F 向上做匀减速直线运动的加速度大小为 2a ， 则对圆环由牛顿第二定律： 1 7 2 mg mg ma  （1分） 对木板 E、细杆 F 整体由牛顿第二定律： 2 7 ( 2 )mg mg mg m m a    （1分） 解得： 1 5 2 a g 2 5 2 a g 因为 1a ， 2a 大小相等，则圆环与木板 E、细杆 F 同时减速为零，且圆环与细杆 F 的位移大小 相等，方向相反。设第一次相撞后，木板 E 向左的最大位移为 1L ，则由匀变速直线运动推导 公式： 21 12v aL （1分） 解得： 1 1 5 L L . 同理可得：第二次相撞后，木板 E 向左的最大位移为： 2 2 1 1 1 5 5 L L L       第 n次碰撞后，木板 E 向左的最大位移： 15 n nL L       （1分） 则第一次相撞后，圆环与细杆 F 的最大相对位移： 1 1Δ 2x L 同理可得：第二次相撞后﹐圆环与细杆 F 的最大相对位移： 2 22x L  第 n次相撞后﹐圆环与细杆 F 的最大相对位移： 2n nx L  设细杆 F 的长度为 x，则： 21 3 1 152 1 21 5 x x x x L L           … （1分） 设木板 E 运动的总路程为 s ，由能量守恒：   7Δ 2mgL mg x L mg s mgx    或 s =L+x（1分） 解得： 3 2 s L  （1分） 2024～2025（上）高三期中考物理试卷 第 1 页 共 8 页 同安一中 2024～2025 学年（上）期中考 高三物理试卷 本卷满分 100分，考试时间 75分钟 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共 4小题，每小题 4分，共 16分） 1．帆船运动作为一种比赛项目，最早的文字记载见于 1900多年以前古罗马诗人味吉尔的 作品中，1900年第 2届奥运会将帆船运动开始列为比赛项目。如图所示，帆船在比赛的某 个阶段沿曲线 MN航行，速度逐渐减小，图中画出帆船在 P点受到合力的四种方向，其中 可能的是（ ） A．① B．② C．③ D．④ 2．2024年 5月 26日，自行车公开赛暨粤港澳大湾区青年自行车联赛在横琴粤奥深度合作 区举行。此项联赛是广东省体育局联合各地市共同打造的重点赛事，也是粤港澳地区十大 体育精品赛事之一，吸引了竞赛组 1000名选手和业余组 3500余名选手参加。比赛中，若 甲、乙两选手的 v-t图像如图，在 t=0时刻两车在赛道上初次相遇，则（ ） A． 10 t 内，乙的加速度逐渐增大，甲的加速度保持不变 B． 1t 时刻，甲乙再次相遇 C． 10 t 内， 1t 时刻，甲乙之间距离最大，并且乙在甲的前面 D． 1 2t t 内，甲乙之间的距离一直增大 2024～2025（上）高三期中考物理试卷 第 2 页 共 8 页 3．套圈是我国民众喜爱的传统游戏，小孩和大人在同一条竖直线上的不同高度分别水平 抛出相同的圆环，结果恰好都套中前方同一物体，不计空气阻力。若大人和小孩抛出圆环 的高度之比为 2 :1，圆环及被套物体均可视为质点，则下列说法正确的是（ ） A．大人和小孩抛出的圆环初速度之比为 2: 1 B．大人和小孩抛出的圆环在空中飞行的时间之比为 1: 2 C．大人和小孩抛出的圆环落地时重力的瞬时功率之比为 1: 2 D．大人和小孩抛出的圆环在空中运动过程中动量的变化量之比为 2: 1 4.2024年 8月 20日凌晨迎来天王星西方照，此时若俯瞰太阳系的平面，会看到它们的位 置关系如图所示，太阳、地球、天王星形成一个直角，地球位于直角的顶点，且此时太阳 和天王星连线与地球和天王星连线夹角为θ。大约 3个月后，地球将来到太阳和天王星之 间，此时天王星、地球、太阳成一直线，即为天王星冲日。已知八大行星都是逆时针绕太 阳公转，则天王星的公转周期约是地球公转周期的（ ）倍。 A． sin B． � 2� C．4���� � D．8� � 二、双项选择题（本题共 4小题，每小题 6分，共 24分） 5．如图所示，甲、乙两人静止在光滑的水平冰面上，甲推了乙一下，结果两人向相反的 方向滑去，已知甲的质量大于乙的质量。在甲推乙的过程中，下列说法正确的是（ ） A．甲对乙的冲量大小等于乙对甲的冲量大小 B．甲的动量变化量小于乙的动量变化量 C．甲的动能大于乙的动能 D．甲的动能小于乙的动能 2024～2025（上）高三期中考物理试卷 第 3 页 共 8 页 6．如图所示为内燃机中轻质活塞和轻质曲柄连杆结构的示意图和简图。汽缸内高压气体 推动活塞使其往复运动，某时刻活塞的速度为 0v ，连杆 AO与活塞轴线 BO垂直，汽缸中 高压气体及外部大气对活塞作用力的合力大小为 F，已知 1 2 AO AB ，不计一切摩擦，则 此刻（ ） A．A点线速度大小为 0v B．AB杆对活塞的作用力大小为 3 2 � C．气缸壁对活塞作用力的大小为 3 3 � D．AB杆对 A点推力的功率为1 2 ��0 7．如图所示，质量为 m的小球甲穿过一竖直固定的光滑杆拴在轻弹簧上，质量为 4m的 物体乙用轻绳跨过光滑的定滑轮与小球甲连接，开始用手托住物体乙，使滑轮左侧绳竖直， 右侧绳与水平方向夹角为 53  ，轻绳刚好伸直但无拉力，某时刻由静止释放物体乙（距 离地面足够高），经过一段时间小球甲运动到 Q点，O、Q两点的连线水平，OQ d ，且 小球甲在 P、Q两点处时弹簧的弹力大小相等。已知弹簧弹性势能表达式�� = 1 2 ��2，其中 k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，重力加速度为 g， sin 0.8,cos 0.6   ，下列 说法正确的是（ ） A．弹簧的劲度系数� = �� 2� B．小球甲位于 Q点时的速度大小� = 8 3 �� C．在小球甲从 P点上升到 Q点的过程中，甲乙总机械能一直减小 D．在小球甲从 P点上升到 PQ中点的过程中，甲乙总机械能增加量为��� 3 2024～2025（上）高三期中考物理试卷 第 4 页 共 8 页 8．我国设立每年秋分日为“中国农民丰收节”，传送带是粮食储运过程中常用的设备，如 图甲所示。图乙中，传送带与水平面间的夹角 37  ，逆时针匀速转动。某次将静止的粮 包从高处传送至低处的过程中，以水平地面为重力势能的零势能面，粮包的机械能 E和传 送距离 s的关系如图丙所示。已知粮包的质量为 10kg，可视为质点，重力加速度为 210m / s ， 下列说法中正确的是（ ） A．传送带的运行速度为 3m/s B．粮包与传送带之间的滑动摩擦因数为 0.5 C．在0 0.2m 内与 0.2m 0.4m 内，传送带对粮包做的功大小相等 D．在0 0.2m 内与 0.2m 0.4m 内，粮包与传送带之间产生的热量相等 第Ⅱ卷 非选择题 三、填空题（本题共 3小题，共 12分） 9．高铁刚开始启动的过程可以近似看作是匀加速直线运动，此时某乘客背包上 的一个挂件如图所示，若挂件和轻绳与竖直方向的夹角为 ，则此时列车的加速 度为 。经过一段时间后，高铁进入了一段水平弯道，若挂件和轻绳与竖 直方向的夹角仍为 ，该弯道的半径为 r，则高铁过弯的速度为 。（重力 加速度为 g） 10．生命在于运动，体育无处不在，运动无限精彩。如图，质量为 450kg的小船静止在水 面上，质量为 50kg的人在甲板上立定跳远的成绩为 2m，不计空气和水的阻力，则人向右 跳时，船将向_______（填“左”或“右”）运动；人相对地面的成绩为_________m。 2024～2025（上）高三期中考物理试卷 第 5 页 共 8 页 11．如图所示是位于我国平潭外海的风力发电机。某时间段内该地区的风速是 v，风向恰 好与叶片转动的圆面垂直，叶片转动时有效受风面积为�，气流经过叶片后速度大小变为 原来的 1 5 ，方向不变。已知空气密度为  ，则单位时间内冲击叶片的气流体积为________， 叶片受到的平均冲击力大小为________。 四、实验题（本题共 2小题，共 12分） 12．在“验证动量守恒”实验中，通过碰撞后做平抛运动测量速度的方法来进行实验，实验 装置和原理如图所示。 (1)若入射小球质量为 1m ，半径为 1r；被碰小球质量为 2m ，半径为 2r ，则要求 1m 2m ， 1r 2r （选填“＞”、“＜”和“=”）。 (2)用天平测量两个小球的质量 1m 、 2m ，实验中分别找到 1m 碰前的平均落地点 P和 1m 、 2m 相碰后平均落地点的位置，经测量，小球的落地点到 O点的距离分别为OP、OM 、ON。 通过验证等式 成立，从而验证动量守恒定律。若要验证两个小球发生 的是弹性碰撞，还需要验证一个等式 （此式仅用“OP ”、“OM ”和”“ON ”表 示）成立即可。 2024～2025（上）高三期中考物理试卷 第 6 页 共 8 页 13．某实验小组采用落体法验证机械能守恒定律，装置如图甲所示。 (1)关于本实验，下列说法中正确的是___________（多选）。 A．图甲中两限位孔必须在同一竖直线上 B．用天平称出重物和夹子的质量 C．实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直 D．实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源 (2)已知当地的重力加速度 29.8m/sg  ，交流电的频率 f=50Hz，重物质量 m=1kg，则根据 纸带所给数据（其中 O点为打点计时器打下的第一个点），可知 OC过程中，重物动能的 增加量 kE  J，重物重力势能的减少量 E p J（结果均保留 2位 有效数字）；一般情况下 p kE E   ，这是因为 ； (3)如果用图像法处理数据，则从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点下落的高度 h，并计算出各点速度的平方 2v ，以 2v 为纵轴，h为横轴建立直角坐标系，根据实验数据 作出如图丙所示的图线。在实验误差允许范围内，若图像斜率为 （用字母 g 表示），则验证了机械能守恒定律。 2024～2025（上）高三期中考物理试卷 第 7 页 共 8 页 五、计算题（本题共 3小题，共 36分） 14．如图所示为某型号气垫船，其总质量为 53 10 kg ，装有额定输出功率为6000kW的燃 气轮机。若该气垫船由静止开始做匀加速直线运动，当速度为36km / h时，燃气轮机达到 额定输出功率，之后保持该功率不变，直至达到最大速度后做匀速直线运动。气垫船由静 止开始到最大速度所经历的时间为 19s，假设整个过程中气垫船所受阻力恒为 53 N10 ，重 力加速度 g取 210m / s 。求： (1)燃气轮机提供的最大牵引力； (2)整个过程气垫船的最大速度； (3)气垫船由静止开始到最大速度时所经过的位移。 15.如图所示，质量为 M＝3.0kg，半径 R＝0.6m的四分之一光滑圆弧槽静置但不固定于光 滑水平地面上，有两个大小、形状相同的可视为质点的光滑小球 1m 、 2m ， 1 1.0 kgm  、 2 2.0 kgm  ， 2m 右侧与球心等高处连接一轻质弹簧，弹簧的另一端距圆弧槽底有一定距离。 现将 1m 从圆弧槽顶端由静止释放，重力加速度 210 m / sg  ，求： （1）小球 1m 滑离圆弧槽底端时，小球的速度大小； （2）弹簧压缩过程中的最大弹性势能； （3）试通过计算分析小球 1m 能否再次滑上圆弧槽。 2024～2025（上）高三期中考物理试卷 第 8 页 共 8 页 16．“鲁布·戈德堡机械”是用连锁机械反应完成一些简单动作的装置。质量为 m的“ ”形 小盒 C的右侧与质量为 3m的物块 D通过光滑定滑轮用轻绳相连，左侧滑轮与 C之间的绳 长为 2L；物块 D压在质量为 m的木板 E左端，E上表面光滑、下表面与水平桌面间动摩 擦因数  =0.5，E右端到固定挡板（厚度不计）的距离为 L；质量为 m且粗细均匀的细杆 F通过光滑定滑轮用轻绳与 E相连，E与定滑轮间轻绳水平，细杆 F下端与地面距离为 L； 质量为 m的圆环套在 F上端，环与杆之间的滑动摩擦力为 72mg。初始所有装置均静止，一 质量为 m的小球以�0 = 2 ��的速度水平弹入 C并刚好被卡住，带动后面的装置运动，木 板 E与挡板相撞、细杆 F与地面相撞后均以原速率反弹，最终圆环刚好到达细杆底部。小 球 A、小盒 C、物块 D、圆环均可视为质点，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空 气阻力，重力加速度为 g，求： （1）小球弹入小盒 C后，装置启动瞬间，绳子上的拉力大小； （2）木板 E与挡板第一次相撞瞬间的速度大小； （3）细杆 F的长度以及木板 E运动的总路程。