精品解析：黑龙江省绥化市肇东市第四中学2024-2025学年高三上学期期中物理试卷

肇东四中2024-2025学年上高三物理期中考试卷 考试时间：75分钟； 一、单选题 1. 如图所示，甲、乙两辆汽车在同一条平直公路上行驶，某时刻两汽车经过同一位置并开始计时，甲、乙两汽车位移随时间变化规律分别如图中曲线和直线所示，下列说法正确的是（　　） A. 0 ~t0时间内，甲车平均速度大于乙车平均速度 B. t0时刻，甲车的位移大于乙车的位移 C. 0~t0时间内，一定存在某一时刻甲乙两车速度相等 D. 0~t0时间内，甲车做加速度减小的加速运动 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由题图可知，0 ~t0时间内，甲车的位移等于乙车的位移，根据可知，甲车平均速度等于乙车平均速度，故AB错误； C．根据图像的切线斜率表示速度，由题图可知，0~t0时间内，一定存在某一时刻甲乙两车速度相等，故C正确； D．根据图像的切线斜率表示速度，可知，甲车做减速运动，故D错误。 故选C。 2. 在银河系中，双星的数量非常多，研究双星，对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。由A、B两颗恒星组成的双星系统如图所示，A、B绕其连线上的一点O做圆周运动，测得B做圆周运动的半径为L，恒星A的周期为T，恒星A做圆周运动的向心加速度是恒星B的2倍，已知万有引力常量为G，忽略其他星球对A、B的影响，则下列说法正确的是（　　） A. 恒星B的周期为 B. A、B两颗恒星质量之比为 C. 恒星A的线速度是恒星B的2倍 D. A、B两颗恒星质量之和为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．A、B绕其连线上的一点O做圆周运动，可知A、B两颗恒星的周期相等，角速度相等，则恒星B的周期为，故A错误； B．由于A、B两颗恒星做圆周运动的向心力由相互作用的万有引力提供，所以A、B两颗恒星的向心力大小相等，则有 可知A、B两颗恒星质量之比为，故B错误； C．恒星A做圆周运动的向心加速度是恒星B的2倍，根据 可知A、B两颗恒星做圆周运动的线速度大小之比为，故C正确； D．根据万有引力提供向心力可得， 又 联立解得A、B两颗恒星质量之和为，故D正确。 故选CD。 3. 如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高。质量为m的质点自轨道端点P从静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的压力为1.5mg，重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中，摩擦力所做的功为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意，在点，由牛顿第二定律有 由牛顿第三定律可知 质点自P滑到Q的过程中，由动能定理有 联立解得 故选A。 4. 打水漂是一项很有趣的运动，其成功与否的条件之一是石块入水速度与水面的夹角。小明某次打水漂时，将一小石块从离水高度80的地方水平抛出，石块首次入水速度与水面的夹角等于45°，结果打水漂失败。为提高成功率，小明降低抛出点以同一速度平抛石块，这次石块首次入水速度与水面的夹角等于37°，打水漂成功。抛出点下移的距离为（不计空气阻力）（　　） A. 20 B. 25 C. 30 D. 35 【答案】D 【解析】 【详解】由题意知小明第一次抛出时，小石块离水高度，入水速度与水面的夹角等于45°，根据平抛运动规律有，入水时竖直方向速度 设平抛初速度为，则有 设第二次抛出时，离水高度为，同理结合题意，根据平抛运动规律有 联立以上解得 则抛出点下移的距离为 故选D。 5. 汽车在水平路面上启动过程中的速度-时间图像如图所示，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线。已知汽车在启动过程中受到的阻力恒定，汽车的功率达到额定功率后维持额定功率不变，则下列说法正确的是（　　） A. 匀加速运动的加速度为 B. b点功率大于a点功率 C. t1~t2时间内，汽车的牵引力增大 D. 若已知汽车质量m，则汽车受到阻力 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图像可知，匀加速运动的加速度为，故A正确； B．由图像可知，a点功率刚好达到额定功率，之后保持额定功率不变，则b点功率等于a点功率，故B错误； C．时间内，汽车保持额定功率不变，速度逐渐增大，根据可知，汽车的牵引力减小，故C错误； D．若已知汽车质量m，设额定功率为，阻力大小为，当牵引力等于阻力时，有 汽车做匀加速运动时，有 时刻有 联立解得，故D错误。 故选A。 6. 如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道AD固定在竖直面内，圆弧的最低点D的切线方向水平，圆弧上的B、C两点将圆弧AD三等分。将一个小球放在B点，用一个最小的力使小球静止在B点，再将小球移至C点，力使小球静止在C点且对圆弧无压力，则等于（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意，将一个小球放在B点，对小球受力分析，由几何关系可知，小球受到圆弧的弹力与竖直方向的夹角为，易知拉力的方向与圆弧的弹力方向垂直时，拉力最小，设小球的质量为，则最小拉力 将小球移至C点，力使小球静止在C点且对圆弧无压力，则有 则有。 故选A。 7. 如图甲所示，质量为4kg的物体在水平推力作用下开始运动，推力大小F随位移大小x变化的情况如图乙所示，物体与水平地面间的动摩擦因数为，g取。则（　　） A. 物体在运动过程中的加速度一直在减小 B. 2m处推力的瞬时功率为 C. 该物体所走位移为4米时获得的动能为200J D. 物体在4m处速度最大 【答案】B 【解析】 【详解】AD．滑动摩擦力大小为 一开始推力大于滑动摩擦力，随着推力的减小，物体先做加速度逐渐减小的加速运动；当推力减小到20N时，加速度为零，物体的速度达到最大；之后推力小于滑动摩擦力，物体做加速度逐渐增大的减速运动，当推力减小为零后，物体做匀减速运动，故AD错误； B．根据图像中图线与横轴所围的面积表示推力做的功，可知过程，推力做功为 根据动能定理可得 解得2m处物体的速度大小为 则2m处推力的瞬时功率为，故B正确； C．过程，推力做功为 根据动能定理可得 解得该物体所走位移为4米时获得的动能为，故C错误。 故选B。 二、多选题 8. 下列关于曲线运动的说法正确的是 A. 物体做曲线运动时，加速度可能保持不变 B. 两个直线运动的合运动可能是曲线运动 C. 两个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动 D. 两个匀速直线运动的合运动可能是曲线运动 【答案】AB 【解析】 【详解】A.物体做曲线运动时，合力不一定是变力，加速度可能保持不变，如平抛运动，故A正确； B.两个直线运动的合运动可能是曲线运动，如平抛运动，故B正确； C.两个匀变速直线运动的合加速度与合初速度的方向如果在同一条直线上，则合运动为匀变速直线运动，故C错误； D.两个匀速直线运动的合运动的加速度仍然为0，所以一定是匀速直线运动，故D错误； 故选AB。 9. 如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量都是m，B和C分别固定在竖直弹簧两端，弹簧的质量不计。重力加速度为g。整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态，现将悬挂吊篮的轻绳剪断，在轻绳刚断的瞬间（　　） A. 吊篮A的加速度大小为g B. 物体B受的合力为0 C. 物体C的加速度大小为0 D. A、C间的弹力大小为0.5mg 【答案】BD 【解析】 【详解】B．在轻绳刚断的瞬间，弹簧的弹力不能突变，则物体B受力不变，故物体B受的合力为0，故B正确； ACD．轻绳剪断前，以B为对象，根据平衡条件可得弹簧弹力为 在轻绳刚断的瞬间，将C和A看成一个整体，根据牛顿第二定律得 解得吊篮A和物体C的加速度大小为 以吊篮A为对象，根据牛顿第二定律可得 解得A、C间的弹力大小为 故AC错误，D正确。 故选BD。 10. 如图，高的桌面上固定一半径同为H的四分之一光滑圆弧轨道AB，轨道末端B与桌面边缘水平相切，地面上的C点位于B点的正下方。将一质量的小球由轨道顶端A处静止释放，最终落在水平地面上，整个过程中，小球始终受到水平向左的恒定风力。取，下列说法正确的有（　　） A. 小球在B点对轨道的压力为0.6N B. 小球从A点运动到B点的过程中，机械能减小 C. 小球从B点抛出到落地过程中，重力对小球做功的瞬时功率不断增大 D. 小球落地点的位置在C点处 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．小球从A运动到B过程，由动能定理 解得 小球在B点，根据牛顿第二定律 解得 根据牛顿第三定律可知小球在B点对轨道的压力为，故A正确； B．依题意，小球从A点运动到B点的过程中，风力做负功，其机械能减小，故B正确； C．小球从B点抛出到落地过程中，竖直方向做自由落体运动，根据 可知重力对小球做功的瞬时功率不断增大，故C正确； D．根据 解得 可得 又 联立，解得 可知小球落地点的位置在C点右边，故D错误。 故选ABC。 三、实验题 11. 某兴趣小组的同学设计了图甲所示的装置测量滑块和水平台面间的动摩擦因数：水平转台能绕竖直的轴匀速转动，装有遮光条的小滑块放置在转台上，细线一端连接小滑块，另一端连到固定在转轴上的力传感器上，连接到计算机上的传感器能显示细线的拉力F，安装在铁架台上的光电门可以读出遮光条通过光电门的时间，兴趣小组采取了下列步骤： ①用螺旋测微器测量遮光条的宽度d； ②用天平测得滑块质量为m； ③将滑块放置在转台上，使细线刚好伸直； ④控制转台以某一角速度匀速转动，记录力传感器和光电门的示数，分别为F1和；依次增大转台的角速度，并保证每次都做匀速转动，记录对应的力传感器示数F2、F3...和光电门的示数、...。 （1）处理数据时，兴趣小组的同学以力传感器的示数F为纵轴，对应的线速度大小的平方v2为横轴，建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图乙所示，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，滑块质量未知，则滑块和台面间的动摩擦因数___________，滑块做圆周运动半径R=___________； （2）该小组同学换用相同材料的质量更大的滑块再次做了该实验，保持滑块旋转半径为R不变，作出的新图像，与图乙中直线斜率比较，发现其斜率___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】（1） ①. ②. （2）增大 【解析】 【小问1详解】 [1][2]以滑块为对象，根据牛顿第二定律可得 可得 结合图像可得， 解得， 【小问2详解】 该小组同学换用相同材料的质量更大的滑块再次做了该实验，保持滑块旋转半径为R不变，根据 可知作出的新图像，与图乙中直线斜率比较，发现其斜率增大。 12. 学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置探究平抛运动的规律。 （1）小球a沿水平方向抛出，同时小球b自由落下，用频闪仪拍摄上述运动过程。图乙为某次实验的频闪照片，在误差允许的范围内，根据任意时刻a、b两小球的竖直高度相同，可判断小球a在竖直方向上做___________运动；根据小球a相邻两位置水平距离相等，判断小球a在水平方向做___________运动。 （2）实验中拍摄到小球a做平抛运动的照片如图丙所示；图丙中每小格的边长为20cm，并选定了小球a在运动过程中的A、B、C三个位置。取重力加速度大小。小球a做平抛运动的初速度大小为___________m/s，通过B点时的速度大小为___________m/s。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. 自由落体 ②. 匀速直线 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]根据任意时刻a、b两小球的竖直高度相同，可知a、b两小球在竖直方向有相同的运动情况，可判断小球a在竖直方向上做自由落体运动； [2]根据小球a相邻两位置水平距离相等，且所用时间相等，所以能判断小球a在水平方向做匀速直线运动。 【小问2详解】 [1]竖直方向上，由逐差法有 水平方向上有 其中 联立解得， [2]通过B点时的竖直分速度大小为 则通过B点时的速度大小为 四、解答题 13. 如图，一个质量为1kg的小球以某一初速度从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力，进入圆弧瞬间速度大小不变）。已知圆弧的半径R=0.1m，B点和C点分别为圆弧的最低点和最高点，θ=60°，取重力加速度g=10m/s2，若小球恰好能过C点，求： （1）小球在C点的速度大小； （2）小球运动到B点时的速度大小； （3）小球做平抛运动的初速度大小v0。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球恰好能过C点，此时重力刚好提供向心力，则有 解得 【小问2详解】 小球从B点到C点过程，根据动能定理可得 解得小球运动到B点时的速度大小为 【小问3详解】 小球从A点到B点过程，根据动能定理可得 解得 由于小球恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧，则有 14. 2020年“天问一号”火星探测器成功发射，实现火星环绕和着陆；我国计划在2025～2030年间先后发射“天问二号”和“天问三号”，对火星实施探测和采样返回任务。假设火星探测器着陆前绕火星做匀速圆周运动，探测器距火星表面的高度为h，运行周期为T。已知火星半径为R，引力常量为G。 （1）求探测器距火星表面h处的加速度大小； （2）求火星的密度。 （3）为进行某项科学研究，探测器需将运行轨道进行调整，从半径为r（已知）的圆轨道经过一系列调整后要进入半径为（已知）的更高圆轨道上。若上述过程忽略探测器质量变化。以无穷远为引力势能零点，探测器与火星间的引力势能为，若式中各量均为已知（M表示火星质量，m表示探测器质量，r表示探测器到火星球心的距离），求探测器为完成这一变轨过程至少需要消耗多少能量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，设火星的质量为，由万有引力提供向心力有 由牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 根据题意，设火星的质量为，由万有引力提供向心力有 火星的体积为 则火星的密度 【小问3详解】 根据题意，由万有引力提供向心力有 又有 则从半径为r的圆轨道经过一系列调整后要进入半径为的更高圆轨道上，动能减小量为 引力势能增加量为 则探测器为完成这一变轨过程至少需要消耗多少能量 15. 学校校史馆的建设正在如火如荼地进行着。建设工地上的传送带向上运输建筑材料，传送带速度为4m/s，材料（可视为质点）无初速度放在传动带底部，2s后物体与传送带共速，从静止开始3s后到达顶部。已知：传送带倾角θ=37°，材料质量50kg，sin37°=0.6。求： （1）物体与传送带间动摩擦因数； （2）传送带长度； （3）整个过程摩擦力对物体做功W； （4）物体与传动带由于克服摩擦力做功而产生的热量。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 2s后物体与传送带共速，则物体加速时的加速度大小 根据牛顿第二定律可得 解得物体与传送带间动摩擦因数为 【小问2详解】 物体从静止开始3s后到达顶部，则物体加速阶段通过的位移大小为 物体匀速阶段通过的位移大小为 则传送带长度为 【小问3详解】 整个过程，根据动能定理可得 解得整个过程摩擦力对物体做功为 【小问4详解】 共速前物体与传送带发生的相对位移大小为 则物体与传动带由于克服摩擦力做功而产生的热量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 肇东四中2024-2025学年上高三物理期中考试卷 考试时间：75分钟； 一、单选题 1. 如图所示，甲、乙两辆汽车在同一条平直公路上行驶，某时刻两汽车经过同一位置并开始计时，甲、乙两汽车位移随时间变化规律分别如图中曲线和直线所示，下列说法正确的是（　　） A. 0 ~t0时间内，甲车平均速度大于乙车平均速度 B. t0时刻，甲车的位移大于乙车的位移 C. 0~t0时间内，一定存在某一时刻甲乙两车速度相等 D. 0~t0时间内，甲车做加速度减小的加速运动 2. 在银河系中，双星的数量非常多，研究双星，对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。由A、B两颗恒星组成的双星系统如图所示，A、B绕其连线上的一点O做圆周运动，测得B做圆周运动的半径为L，恒星A的周期为T，恒星A做圆周运动的向心加速度是恒星B的2倍，已知万有引力常量为G，忽略其他星球对A、B的影响，则下列说法正确的是（　　） A. 恒星B的周期为 B. A、B两颗恒星质量之比为 C. 恒星A的线速度是恒星B的2倍 D. A、B两颗恒星质量之和为 3. 如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高。质量为m的质点自轨道端点P从静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的压力为1.5mg，重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中，摩擦力所做的功为（　　） A. B. C. D. 4. 打水漂是一项很有趣的运动，其成功与否的条件之一是石块入水速度与水面的夹角。小明某次打水漂时，将一小石块从离水高度80的地方水平抛出，石块首次入水速度与水面的夹角等于45°，结果打水漂失败。为提高成功率，小明降低抛出点以同一速度平抛石块，这次石块首次入水速度与水面的夹角等于37°，打水漂成功。抛出点下移的距离为（不计空气阻力）（　　） A. 20 B. 25 C. 30 D. 35 5. 汽车在水平路面上启动过程中的速度-时间图像如图所示，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线。已知汽车在启动过程中受到的阻力恒定，汽车的功率达到额定功率后维持额定功率不变，则下列说法正确的是（　　） A. 匀加速运动的加速度为 B. b点功率大于a点功率 C. t1~t2时间内，汽车的牵引力增大 D. 若已知汽车质量m，则汽车受到阻力 6. 如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道AD固定在竖直面内，圆弧的最低点D的切线方向水平，圆弧上的B、C两点将圆弧AD三等分。将一个小球放在B点，用一个最小的力使小球静止在B点，再将小球移至C点，力使小球静止在C点且对圆弧无压力，则等于（　　） A. B. C. D. 7. 如图甲所示，质量为4kg的物体在水平推力作用下开始运动，推力大小F随位移大小x变化的情况如图乙所示，物体与水平地面间的动摩擦因数为，g取。则（　　） A. 物体在运动过程中的加速度一直在减小 B. 2m处推力的瞬时功率为 C. 该物体所走位移为4米时获得的动能为200J D. 物体在4m处速度最大 二、多选题 8. 下列关于曲线运动的说法正确的是 A. 物体做曲线运动时，加速度可能保持不变 B. 两个直线运动的合运动可能是曲线运动 C. 两个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动 D. 两个匀速直线运动的合运动可能是曲线运动 9. 如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量都是m，B和C分别固定在竖直弹簧两端，弹簧的质量不计。重力加速度为g。整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态，现将悬挂吊篮的轻绳剪断，在轻绳刚断的瞬间（　　） A. 吊篮A的加速度大小为g B. 物体B受的合力为0 C. 物体C的加速度大小为0 D. A、C间的弹力大小为0.5mg 10. 如图，高的桌面上固定一半径同为H的四分之一光滑圆弧轨道AB，轨道末端B与桌面边缘水平相切，地面上的C点位于B点的正下方。将一质量的小球由轨道顶端A处静止释放，最终落在水平地面上，整个过程中，小球始终受到水平向左的恒定风力。取，下列说法正确的有（　　） A. 小球在B点对轨道的压力为0.6N B. 小球从A点运动到B点的过程中，机械能减小 C. 小球从B点抛出到落地过程中，重力对小球做功的瞬时功率不断增大 D. 小球落地点的位置在C点处 三、实验题 11. 某兴趣小组的同学设计了图甲所示的装置测量滑块和水平台面间的动摩擦因数：水平转台能绕竖直的轴匀速转动，装有遮光条的小滑块放置在转台上，细线一端连接小滑块，另一端连到固定在转轴上的力传感器上，连接到计算机上的传感器能显示细线的拉力F，安装在铁架台上的光电门可以读出遮光条通过光电门的时间，兴趣小组采取了下列步骤： ①用螺旋测微器测量遮光条的宽度d； ②用天平测得滑块质量为m； ③将滑块放置在转台上，使细线刚好伸直； ④控制转台以某一角速度匀速转动，记录力传感器和光电门的示数，分别为F1和；依次增大转台的角速度，并保证每次都做匀速转动，记录对应的力传感器示数F2、F3...和光电门的示数、...。 （1）处理数据时，兴趣小组的同学以力传感器的示数F为纵轴，对应的线速度大小的平方v2为横轴，建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图乙所示，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，滑块质量未知，则滑块和台面间的动摩擦因数___________，滑块做圆周运动半径R=___________； （2）该小组同学换用相同材料的质量更大的滑块再次做了该实验，保持滑块旋转半径为R不变，作出的新图像，与图乙中直线斜率比较，发现其斜率___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 12. 学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置探究平抛运动的规律。 （1）小球a沿水平方向抛出，同时小球b自由落下，用频闪仪拍摄上述运动过程。图乙为某次实验的频闪照片，在误差允许的范围内，根据任意时刻a、b两小球的竖直高度相同，可判断小球a在竖直方向上做___________运动；根据小球a相邻两位置水平距离相等，判断小球a在水平方向做___________运动。 （2）实验中拍摄到小球a做平抛运动的照片如图丙所示；图丙中每小格的边长为20cm，并选定了小球a在运动过程中的A、B、C三个位置。取重力加速度大小。小球a做平抛运动的初速度大小为___________m/s，通过B点时的速度大小为___________m/s。（结果均保留两位有效数字） 四、解答题 13. 如图，一个质量为1kg的小球以某一初速度从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力，进入圆弧瞬间速度大小不变）。已知圆弧的半径R=0.1m，B点和C点分别为圆弧的最低点和最高点，θ=60°，取重力加速度g=10m/s2，若小球恰好能过C点，求： （1）小球在C点的速度大小； （2）小球运动到B点时的速度大小； （3）小球做平抛运动的初速度大小v0。 14. 2020年“天问一号”火星探测器成功发射，实现火星环绕和着陆；我国计划在2025～2030年间先后发射“天问二号”和“天问三号”，对火星实施探测和采样返回任务。假设火星探测器着陆前绕火星做匀速圆周运动，探测器距火星表面的高度为h，运行周期为T。已知火星半径为R，引力常量为G。 （1）求探测器距火星表面h处的加速度大小； （2）求火星的密度。 （3）为进行某项科学研究，探测器需将运行轨道进行调整，从半径为r（已知）的圆轨道经过一系列调整后要进入半径为（已知）的更高圆轨道上。若上述过程忽略探测器质量变化。以无穷远为引力势能零点，探测器与火星间的引力势能为，若式中各量均为已知（M表示火星质量，m表示探测器质量，r表示探测器到火星球心的距离），求探测器为完成这一变轨过程至少需要消耗多少能量。 15. 学校校史馆的建设正在如火如荼地进行着。建设工地上的传送带向上运输建筑材料，传送带速度为4m/s，材料（可视为质点）无初速度放在传动带底部，2s后物体与传送带共速，从静止开始3s后到达顶部。已知：传送带倾角θ=37°，材料质量50kg，sin37°=0.6。求： （1）物体与传送带间动摩擦因数； （2）传送带长度； （3）整个过程摩擦力对物体做功W； （4）物体与传动带由于克服摩擦力做功而产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $