2025烟台高三上学期期中学业水平诊断物理试题含解析

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注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。
2．选择题答案必须用铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 如图所示，图（a）为甲、乙两物体的图像，图（b）为丙、丁两物体的图像，下列说法正确的是（ ）
A. 甲、乙两物体在内做匀速直线运动
B. 丙、丁两物体在时相遇
C. 内，甲、乙两物体速度越来越小
D. 内，丙、丁两物体的加速度均越来越大
2. 刚结束的巴黎奥运会，跳水运动员全红婵以绝对实力夺得女子跳水十米台冠军，卫冕成功。从全红婵起跳到入水，若整个运动过程空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员在最高点时的速度为零
B. 运动员在上升和下降过程中均处于超重状态
C. 运动员由静止起跳到最高点的过程中机械能不守恒
D. 起跳过程跳台对运动员作用力的冲量等于运动员动量的变化量
3. 如图所示，在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体A，将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧，把玻璃管倒置，在蜡块相对玻璃管匀速上升的同时将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右移动，图中虚线为蜡块的实际运动轨迹，关于蜡块的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 速度不断增大B. 速度先增大后减小
C. 运动的加速度保持不变D. 运动的加速度先水平向左后水平向右
4. 为测试某新车的性能，试验员驾驶该车在某实验路面上匀速行驶，运动过程中，前方空气与车作用后迅速与车共速，产生空气阻力。假设车头碰到空气前，空气的速度为零，已知该车的迎风面积为，空气密度为。在某次实验时，该车匀速运动时功率为，若忽略车与地面的摩擦力，则该实验条件下空气阻力的表达式为（ ）
A. B. C. D.
5. 如图甲所示，维修工人给屋顶进行加固维修，维修过程中，一位工人将材料从屋顶斜坡的底处A点斜向上抛出，另一位工人在斜坡顶部接住，简化图如图乙所示。把材料看作质点，屋顶看作倾角为的斜面，忽略空气阻力，工人以大小为、方向与斜面成的初速度将材料抛出，另一位工人恰好接住，已知重力加速度为，则材料在空中运动的时间为（ ）
A. B. C. D.
6. 如图所示，一表面粗糙的圆锥形漏斗，其内表面与水平方向之间的倾角，有一质量为的小物块（可视为质点）被放在漏斗内表面上，物块与漏斗竖直轴线的距离为，与漏斗倾斜内表面间的动摩擦因数为0.5，现使该漏斗绕竖直方向的转轴匀速转动，要使物块相对漏斗保持静止，已知重力加速度为，最大静摩擦等于滑动摩擦力，，则漏斗转动的角速度取值范围是（ ）
A. B.
C. D.
7. 如图所示，两质量均为的甲乙两物体叠放在水平地面上，已知甲、乙间的动摩擦因数，物体乙与地面间的动摩擦因数。现用水平拉力作用在物体乙上，使两物体一起沿水平方向向右以速度做匀速直线运动，已知；最大静摩擦力等于滑动摩擦力，乙物体足够长。如果运动过程中突然变为零，则甲、乙最终均相对地面静止时，甲在乙上的划痕长度为（ ）
A. 0B. C. D.
8. 如图所示，一倾角的固定斜面上有甲、乙两柱体，两柱体的截面分别为半径均为的圆和四分之一圆，甲的左侧顶着一块垂直斜面的挡板。若甲的质量是乙的质量的2倍，柱体的曲面和挡板可视为光滑，现将挡板缓慢地沿斜面向上移动，直到圆柱体甲刚要落至斜面为止，整个过程乙始终保持静止，那么乙与斜面间动摩擦因数的最小值为（ ）
A. 2B. C. D.
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 2024年8月1日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将“互联网高轨卫星02星”发射升空，卫星顺利进入预定轨道。如图所示，发射过程中卫星先被送至近地停泊轨道I，在点点火进入转移轨道II，再在点点火加速进入轨道III。已知地球半径为，地球表面重力加速度为，轨道III的半径是停泊轨道I的半径的3倍，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道III上运动的速率一定大于在轨道I上运动的速率
B. 卫星在轨道III上运动的机械能一定大于在轨道I上运动的机械能
C. 卫星在转移轨道II上运动时，在点的加速度比在点的加速度大
D. 卫星在转移轨道II上运动的周期小于卫星在轨道I上运动的周期
10. 如图甲所示，一物体置于倾角为的光滑斜面底端，时刻开始给物体施加沿斜面方向的力，力随时间变化的关系图像如图乙所示，以沿斜面向上为正方向。则下列说法正确的是（ ）
A. 末物体重力的功率为
B. 末物体重力的功率为
C. 内重力的平均功率为
D. 内重力的平均功率为
11. 在工地中经常使用起重机将建筑材料吊起送至高空中某一位置，已知某台起重机的额定功率为P0=10kW，将一质量为50kg的工件从静止开始匀加速向上吊起，在t=1s时，重物上升的速度为10m/s，此时起重机的功率恰好达到额定功率，在t=3s时工件速度达到最大，接着以此速度开始做匀速直线运动，在t=5s时工件达到指定位置，取g=10m/s2，不计一切摩擦阻力，则（ ）
A. 工件做匀速直线运动时的速度为20m/s
B. t=1s时工件所受到的牵引力为500N
C. 在1~3s时间内，重物做加速度逐渐增大的减速运动
D. 0~5s时间内，工件上升的高度h=70m
12. 如图所示，一劲度系数为的轻质弹簧下端固定于地面上，上端放一个质量为的物块，与弹簧不拴接。开始时，先用力将物体下压，使物块在点静止，然后突然撤掉力，在以后的运动中物块恰好不离开弹簧。已知弹簧的弹性势能与其形变量的关系为，重力加速度为，弹簧始终未超出弹性限度。下列说法正确的是（ ）
A. 物块上升过程中加速度先变小后变大B. 弹簧弹性势能最大值为
C. 物块在点时，弹簧的弹力为D. 物块运动过程中动能的最大值为
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某实验小组同学设计了如图所示实验装置来测量木块和长木板间的动摩擦因数。在导轨两点处分别固定光电门1和光电门2，在小桶中装入一定质量的砂子，开始时将带有挡光片的木块按住，然后轻轻释放。木块在小桶拉动下，沿长木板做匀加速运动。实验时，所用木块的质量为，小桶和里面装入砂子的总质量为，已知重力加速度为。
（1）实验时，下列必要的操作是_____（填选项前的字母）
A. 倾斜木板补偿摩擦力
B. 两点间距离尽量调整得远一些
C. 保证小桶和砂的总质量远远小于木块的质量
D. 进行多次实验，取测得的动摩擦因数的平均值
（2）某次实验，木块先后经过光电门1和光电门2时，连接光电门的计时器显示挡光片的挡光时间分别为和，该小组又测得挡光片的宽度为两点间的距离为，则木块和长木板间的动摩擦因数为_____（用题干中物理量的字母表示）。。
14. 如图甲所示，让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。
（1）关于本实验；下列做法正确的是_____（填选项前的字母）
A. 实验前，调节装置，使斜槽末端水平
B. 用质量大的小球碰撞质量小的小球
C. 选用两个半径不同的小球进行实验
D. 每次入射小球都应该从斜槽轨道的同一位置开始自由下滑
（2）图甲中点是小球抛出点在地面上的垂直投影，首先，将质量为的小球从斜槽上的位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次。然后；把质量为的被碰小球置于斜槽末端，再将小球从位置由静止释放，两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为和为单独滑落时的平均落点）。分别测出点到平均落点的距离，和。在误差允许范围内，若关系式_____成立，即可验证碰撞前后动量守恒。（用题干中物理量的字母表示）
（3）受上述实验的启发，某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图乙所示，用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的点和点，两点间距等于小球的直径。将质量较小的小球1向左拉起至点由静止释放，在最低点与静止于点的小球2发生正碰。碰后小球1向左反弹至最高点，小球2向右摆动至最高点。测得小球1、2的质量分别为和，弦长、。
若_____，即可验证碰撞前后动量守恒。（用题干中物理量的字母表示）
15. 无人驾驶汽车依靠先进的传感器、算法和人工智能技术，能够实现自主导航、避障、决策等功能，极大地提高了交通的效率和安全性。如图所示，在平直公路上有两辆无人驾驶汽车A、B（均可看做质点），在不同车道沿同一方向做匀速直线运动，A车在前，B车在后，A车速度大小为，B车速度大小为。当两车沿车道方向距离时，A车因突发情况紧急刹车做匀减速直线运动，加速度太小为，从刹车时开始计时，求：
（1）两车在运动方向上的最远距离；
（2）从车开始减速到两车相遇所用的时间。
16. 2019年1月3日，嫦娥四号在月球背面预选区着陆，实现了人类航天器首次月球背面软着陆与巡视探测，这也是我国探月工程三步走“绕、落、回”中第二步，为接下来以月面采样返回为目标的月球探测第三步任务打下了很好的基础。如图所示为嫦娥四号飞行轨道示意图，卫星从地球发射后，每次经过近地点进行加速变轨，进入地月转移轨道后被月球俘获，每次经过月球的近月点进行减速变轨。图中轨道①②③为椭圆轨道，轨道③的远地点与地球同步卫星轨道距离地面的高度均为；轨道④⑤为椭圆轨道，它们轨道半长轴的三次方与环绕周期平方的比值均为，轨道⑥为月球的近月圆轨道，卫星在该轨道环绕的线速度为。已知地球表面重力加速度为，地球半径为。求：
（1）月球的半径；
（2）卫星在轨道③运动的周期。
17. 跳台滑雪是最具观赏性的运动项目之一，滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成，其场地可以简化为如图甲所示的模型。某实验小组结合滑雪轨道设计了如图乙所示的轨道进行研究，竖直圆弧轨道的圆心为，B点为轨道最低点，为另一四分之一竖直圆弧轨道，圆心为，圆弧轨道和的半径相同，交接处留有可供小球通过的窄缝。四点在同一水平线上，两点连线与水平方向夹角为。一质量的小球以与水平方向成的初速度从点滑出，从此时开始计时，时小球离连线最远，最后恰好沿切线方向从A点落入圆弧轨道，已知。求：
（1）小球从点滑出时初速度大小；
（2）的正切值；
（3）圆弧轨道和半径时，小球脱离轨道时重力的瞬时功率。
18. 如图所示，光滑水平面上并排静置三块相同的木板，它们的质量均为，长度均为，一质量为的小物块（可视为质点）从木板左侧以水平向右的初速度（未知）释放，已知小物块与木板上表面的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，。
（1）若木板相互粘连；
（i）以任意不同初速度释放，其他条件保持不变，求木板所能获得的最大速度；
（ii）若以初速度释放，在释放同时对施加一永平向右的恒力，从释放开始计时，求内恒力对做的功；