湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高三上学期11月期中物理试题

这是一份湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高三上学期11月期中物理试题，共8页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（4x6=24分）
1．玩具“骑行小猪”绕碗的边缘做匀速圆周运动如图所示。若碗始终静止在水平桌面上，下列说法正确的是（ ）
A．小猪所受的合外力为零
B．小猪运动一周，其重力的冲量为零
C．碗对小猪的作用力大于小猪的重力
D．碗与桌面之间无摩擦力
2．2024年2月26日，在第十四届全国冬季运动会自由式滑雪男子公开组U型场地技巧项目比赛中，我省运动员毛秉强（图甲）以95.50的高分一举夺得金牌。比赛是在一个形状类似于U型的槽子里进行，U型槽由宽阔平坦的底部和两侧的凹面斜坡组成。宽阔的底部是为了使运动员重新获得平衡并为下一个动作做准备。若某次训练中，毛秉强在底部利用滑雪杖对雪地的短暂作用获得向前运动的推力，总共推了3次，之后沿直线滑行76.8m停下，其运动的图像可简化为图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．毛秉强利用滑雪杖共加速了5.6s B．毛秉强运动过程中的最大速度为
C．毛秉强做匀减速运动的加速度大小为 D．毛秉强利用滑雪杖加速时的加速度大小为
3．如图所示是地月天体系统，在月球外侧的地月连线上存在一个特殊点，称为拉格朗日点。在地球上发射一颗质量为的人造卫星至该点后，它受到地球、月球对它的引力作用，并恰好和月球一起绕地球同角速度匀速圆周运动。已知相对于地球质量M和月球质量m来说，很小，所以卫星对地球和月球的引力不影响地球和月球的运动。设地心、月心间距为L，月心到该拉格朗日点的距离为d，则（ ）
A．该卫星的线速度比月球的线速度小
B．该卫星的向心加速度比月球的向心加速度小
C．该卫星的发射速度大于第二宇宙速度11.2km/s
D．题中物理量满足等式
4．如图所示为游乐项目中的一段滑索，滑索由固定的倾斜钢索、可以沿钢索运动的无动力滑车及滑车下的悬绳组成。悬绳质量不计，游客坐上滑索后，由静止开始下滑，稳定后悬绳与竖直方向之间的夹角为，假设钢索与水平方向之间的夹角为保持不变，则钢索与滑车之间的动摩擦因数为（ ）
A．B．
C．D．
5．如图所示PO垂直足够大的木板ABCD，用与木板相同的材料制成若干滑板PQ，Q处为一小段圆弧。从P点由静止释放同一小物块直到停止，改变Q的位置使物块总能停止在木板上，则小物块停止时的位置组成的图形为（ ）
A．圆形B．椭圆形C．正方形D．菱形
6．氕（）、氘（）、氚（）是氢的同位素，已知三者均带正电，电荷量之比为1：1：1，质量之比为1：2：3.将如图甲、乙所示结构均放入云室，云室可以显示带电粒子运动径迹。如图甲，含有氕、氘、氚三种粒子的粒子束从O点静止进入电场，所有粒子经同一加速、偏转场最终都能打在光屏上；如图乙，含有氕、氘、氚三种粒子的粒子束从点以相同且不为零的初速度v0进入同一偏转场最终都能打在光屏上。已知粒子打在光屏上动能越大，光屏上显现的光点亮度越高，不计阻力、粒子间的相互作用和粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中，云室显示3条径迹，氕、氘、氚三种粒子打在光屏上速度大小之比为
B．甲图中，光屏上有3个光点，最亮的光点对应的粒子是氕
C．乙图中，云室只能显示出1条径迹，不能通过径迹区分三种粒子
D．乙图中，光屏上有3个光点，离光屏中心最近的是氚
二、多选题（5x4=20分）
7．如今智能手机中普遍安装了陀螺仪，它是一种加速度传感器，尺寸目前可以做到（3×3×1）mm，可集成于手机内部，用来检测手机的姿态。其工作原理如图所示，当手机运动状态改变时，固连在手机上的A部分随手机一起运动时，质量块B是通过弹性物体连接手机，由于惯性，不会随手机立刻发生变化，出现运动滞后，这样电容器电容值就发生了变化，变化的电容值会通过电信号传输给处理单元，就可测量手机的姿态，铺三层这种结构，就可以测出手机的前后左右和上下以及旋转，这样就可以360°无死角检测手机运动。以下说法中正确的是（ ）
A．在外太空，完全失重的情况下，这种传感器仍然可以使用
B．可以测量出任意情况下手机相对地面的速度
C．这种探测器可以测量地磁场强度，进而进行GPS定位
D．改变电容的值是通过改变正对面积和板间距d来实现的
8．如图甲，某同学手持电吹风垂直向电子秤的托盘吹风，圆形出风口与托盘距离较近且风速恒定，吹在托盘上的风会从平行于托盘方向向四周散开，简化图如图乙。当电吹风设置在某档挡垂直向托盘吹风时，电子秤示数与放上一质量为m的砝码时一致，出风口半径为r，空气密度为，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．使用出风口面积越大的电吹风，电子秤示数一定也越大
B．设出风口的风速为v，则单位时间内出风口吹出气体的质量为
C．电吹风出风口的风速为
D．电吹风吹风的功率为
9．如图所示，虚线a、b、c、d是空间静电场中的四条等势线，相邻等势线间的电势差恒定，一个电荷量为q的带正电小球套在以O点为圆心的光滑绝缘水平圆环上，小球在P点时，给小球一个初速度使小球沿圆环做圆周运动，圆环与等势线在同一水平面内，与等势线的交点分别为A、B、C、D，小球运动到D点时对圆环的作用力恰好为零，小球在B点的动能为，在C点的动能为，小球的半径为R，则下列判断正确的是（ ）
A．C点电势比A点电势高
B．小球在C点的速度比在A点速度大
C．A、B两点的电势差的绝对值为
D．小球在D点受到的电场力大小为
10．如图所示轻杆一端固定着小球，另一端通过铰链与固定水平轴连接，轻杆一端固定着小球，另一端用水平轴通过铰链与小球连接。用手托住M、N，使在同一水平线上，静止释放系统。某时刻，系统达到图中虚线位置，杆与竖直方向夹角，杆与竖直方向夹角，小球的速度水平向左。已知小球质量均为，杆的长度均为，重力加速度为，不计一切阻力。下列说法正确的是（ ）
A．该过程中，系统动量守恒
B．此时小球M的速度大小为
C．该过程中，小球N受到的总冲量大小为
D．该过程中，轻杆对小球M做的总功为
三、实验题（每空2分）
11．（8分）利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图（a）所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点到木板的距离OO′ = h（h > L）。
(1)电热丝P必须放在悬点正下方的理由是： 。
(2)将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点，O′C = s，则小球做平抛运动的初速度为v0 = 。
(3)在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ，小球落点与O′点的水平距离s将随之改变，经多次实验，以s2为纵坐标、csθ为横坐标，得到如图（b）所示图像。则当θ = 60°时，s为 m；若悬线长L = 1.0 m，悬点到木板间的距离OO′为 m。
12．（6分）某物理实验小组用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，在气垫导轨上安装了一个光电门，滑块上固定一竖直遮光条，用天平测出滑块和槽码的质量，分别为M和m，滑块用细线绕过定滑轮与槽码相连。调整气垫导轨水平，并使细线与导轨平行。将滑块从A点由静止释放，滑块经过光电门时槽码未着地，光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间为t，测得滑块在释放点A时遮光条与光电门间的距离为L。已知当地的重力加速度为g。
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度，若测量结果如图乙所示，则遮光条的宽度d= mm。
（2）多次改变光电门的位置，重复上述实验，作出L随的变化图像如图丙所示，图线为过坐标原点的直线，如果在误差允许的范围内当地的重力加速度大小为g= （用题中已知量和测得的物理量符号表示）时，可以判断槽码带动滑块运动过程中机械能守恒。
（3）如果实验前没有调整到气垫导轨水平，而是带滑轮的一端较低，其他实验操作和实验数据读数均正确，这样根据图像计算出的重力加速度大小应 （选填“大于”“小于”或“等于”）当地的重力加速度大小。
四、解答题
13．（12分）如图所示，某物流公司为了把货物运送到高度为h的高台，在地面上架设了一个由水平台阶组成的传送装置（与自动扶梯类似），该装置与水平地面的夹角为。现把一质量为m的货物放在最下层台阶上、货物随传送装置由静止以恒定加速度a向上运动。重力加速度大小为g。求：
(1)货物从最下层台阶传送到高台的时间t；
(2)货物在传送过程中受到的支持力N和摩擦力f的大小。
14．（14分）地表附近存在着环境电场，该电场可视为场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场，蜘蛛可以通过向空中吐出带电蛛丝实现飞行如图，在无风的天气里，质量为m的蜘蛛，从地面向空中吐出4根蛛丝，恰好可以使它脱离地面；在有水平风的天气里，时蜘蛛从地面向空中吐出n（且为偶数）根蛛丝，T时刻咬断一半蛛丝，经过一段时间后落到地面完成“迁徙”，假设蜘蛛吐出的每根蛛丝都相同，且电荷集中在蛛丝顶端，蜘蛛自身始终不带电；已知重力加速度为g，水平风力大小恒为，忽略空气对蜘蛛的其他作用力。
（1）判断蛛丝的电性，求每根蛛丝的带电量q；
（2）蜘蛛要实现空中“迁徙”求n的值；
（3）求蜘蛛“迁徙”一次飞行的水平距离x（计算结果可以保留根号）。
15．（16分）如图所示，长滑竿OPQ水平固定，套在竿上的滑环A通过竖直轻绳与物块B相连，竿上P点左侧光滑，P点右侧粗糙程度均匀，Q点处固定一个滑环以防止A冲出滑竿。初始时，A静止在O点处，用手突然给B一个向右的初速度v0，A、B共速时轻绳与竖直方向的夹角为37°，此时滑环A运动到P点处，此后A、B相对静止一起运动，到Q点时速度恰好减到零。A、B可视为质点，质量分别为mA=2kg，mB=1kg，绳长l=1.5m，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，不计空气阻力。求：
（1）A与滑竿间的动摩擦因数µ；
（2）B的初速度v0和PQ间距x；
（3）若初始时给B向右的初速度v=4.5m/s，当A滑到PQ间某处时，速度vA=1.0m/s，方向水平向右，此时轻绳与PQ夹角为30°，B的速度与水平方向夹角恰好也为30°，求该过程中摩擦力所做功。
参考答案：
1．C【详解】A．小猪绕碗的边缘做匀速圆周运动，由所受外力的合力提供圆周运动的向心力，合力方向始终指向圆心，可知，小猪所受的合外力不为零，故A错误；B．根据冲量的定义有
可知，小猪运动一周，其重力的冲量不为零，故B错误；C．小猪绕碗的边缘做匀速圆周运动，由碗对小猪的作用力与小猪的重力的合力提供圆周运动的向心力，重力方向竖直向下，合力方向指向圆心，即合力沿水平方向，则有
可知，碗对小猪的作用力大于小猪的重力，故C正确；D．结合上述可知，碗对小猪的作用力方向偏向碗内侧斜向上，根据牛顿第三定律可知，小猪对碗的作用力方向偏向碗外侧斜向下，在该力作用下，碗有向小猪所在位置沿外侧运动的趋势，则碗与桌面之间有指向碗内侧的静摩擦力，故D错误。故选C。
2．B【详解】A．毛秉强利用滑雪杖共加速了故A错误；
B．推了3次后速度最大，最大速度设为，则有得故B正确；
C．毛秉强做匀减速运动的加速度大小为故C错误；
D．设加速时的加速度大小为，则有解得
故D错误。故选B。
3．D【详解】A．卫星和月球的角速度相同，根据，该卫星的线速度比月球的线速度大，故A错误；
B．根据，该卫星的向心加速度比月球的向心加速度大，故B错误；
C．当物体(航天器)飞行速度达到11.2km/s时，就可以摆脱地球引力的束缚，飞离地球进入环绕太阳运行的轨道，所以该卫星的发射速度小于第二宇宙速度11.2km/s，故C错误；
D．对卫星，向心力 对月球，向心力
联立得故D正确。故选D。
4．A【详解】令滑车质量为M，游客质量为m，对滑车与游客整体进行分析有
结合几何关系，对游客进行分析有，解得故选A。
5．A【详解】设PQ与水平面夹角为，小物块与木板间的摩擦因数为，小物块在木板上滑行的距离为x，根据动能定理，又联立，解得
即小物块从不同滑板滑下后最终停止的位置到P点的水平距离保持不变，改变Q的位置，只是改变了小物块在木板上运动的方向，则小物块停止时的位置组成的图形为以O点为圆心，为半径的圆形。故选A。
6．D【详解】AB．甲图中，粒子在加速电场中时 在偏转电场中时
可知三种粒子出离偏转电场时的偏转距离y相同；粒子出离偏转电场时的速度满足
即 可知氕、氘、氚三种粒子打在光屏上速度大小之比为，因粒子出离偏转电场时速度的偏向角 即偏向角相同，可知云室显示1条径迹，光屏上有1个光点，三个粒子打到屏上动能相同，则亮度相同，选项AB错误； CD．乙图中，在出离偏转电场时
速度的偏向角可知三种粒子在电场中运动轨迹不同，即云室能显示出3条径迹，能通过径迹区分三种粒子，光屏上有3个光点，氚的最小，则偏转距离最小，即离光屏中心最近的是氚，选项C错误，D正确。故选D。
7．AD【详解】A．这种传感器的使用原理是惯性，跟重力无关，所以在外太空，完全失重的情况下，这种传感器仍然可以使用，故A正确；BC．这种探测器可以测出手机的前后左右和上下以及旋转，不可以测量出任意情况下手机相对地面的速度，也不可以测量地磁场强度，进行GPS定位，故BC错误；D．由图可知，手机上的A部分与质量块B发生相对移动时，电容的正对面积和板间距d发生变化，所以改变电容的值是通过改变正对面积和板间距d来实现的，故D正确。故选AD。
8．BC【详解】A．当电吹风设置在某档挡垂直向托盘吹风时，功率相同，对于Δt时间内吹出的风
与托盘作用过程，根据动量定理解得故A错误；
B．单位时间内出风口吹出气体的质量故B正确；C．根据题意可知，风与托盘间的相互作用力大小 根据动量定理解得故C正确；D．根据以上分析有 解得故D错误。故选BC。
9．AC【详解】A．由于小球在D点对圆环作用力为零，表明电场力提供向心力，根据电场力的方向确定D点电场强度方向由D点指向O点，由此判断，A、B、C、D四点中，A点电势最低，选项A正确；
B．小球从P点向D点运动， 电场力做负功，动能减小，选项B错误；C．相邻等势线间的电势差恒定，A、B两点电势差的绝对值选项C正确；D．球在D点受到的电场力根据能量守恒可知得到选项D错误。故选AC。
10．BC【详解】A．系统初状态动量为0，末状态M有沿斜向下的动量，N有水平方向的动量，两个动量的矢量和不可能为0，所以动量一定不守恒，A错误；
B．细杆的一端可绕固定点自由转动，则M的速度方向始终与杆垂直，又因为两球沿杆的速度方向相同，所以此时刻小球M的速度方向垂直杆斜左下，如图所示
由几何关系可知此时
M、N机械能守恒有
联立解得 B正确；
C．N球动量变化量为 C正确；
D．对M由动能定理有 解得 D错误。故选BC。
11．(1)保证小球沿水平方向抛出 (2) (3) 1 1.5
【详解】（1）本实验要验证小球平抛运动规律，则小球抛出的初速度只能沿水平方向，由于在烧断细线前小球做圆周运动，速度方向沿切线方向，而只有在悬点正下方时，物体的速度才沿水平方向，所以电热丝P放在悬点正下方是为了保证小球沿水平方向抛出。
（2）由于小球做平抛运动故有在水平方向有
在竖直方向有 故有
（3）[1]由图像可知，当θ = 60°时，，此时s为1 m。
[2]改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ时，小球平抛的速度为v，则有
则物体在水平方向的位移 联立可得
由图像可知，当csθ = 0时，，则有 当L = 1 m时
12． 3.55 大于
【详解】（1）[1]由题图可知，该有表卡出的精确度为0.05mm，所以其读数为
（2）[2]滑块经过光电门时的速度为
槽码带动滑块运动过程中，若机械能守恒，有
整理有 结合题图，图像的斜率为
解得
（3）[3]气垫导轨带滑轮的一端较低，设于水平方向的夹角为θ，实际上由运动过程根据机械能守恒定律有
整理有
结合题图，图像的斜率为 整理有
13．(1)
(2)，
【详解】（1）由图可知，货物沿斜面的位移为 ，根据运动学公式有
解得
（2）对物体受力分析如图所示
将加速度沿水平方向和竖直方向分解，可得，
可得，
14．（1）负电；；（2）；（3）
【详解】（1）以蜘蛛和蛛丝整体为研究对象，蜘蛛所受重力大小与蛛丝所受电场力大小相等方向相反，所以蛛丝带负电。由二力平衡知 解得
（2）依题意，蜘蛛要完成起飞，则；咬断一半蛛丝后，能够降落，则，故
又为偶数，则
（3）设蜘蛛咬断蛛丝前、后，竖直方向加速度大小分别为、，咬断蛛丝前
咬断蛛丝后
设咬断蛛丝时，蜘蛛速度为，上升了，咬断蛛丝后，又上升了，到达最高点。有
蜘蛛咬断蛛丝后，设继续飞行时间为，有
蜘蛛在空中飞行时，设水平加速度为，有 迁徙距离
联立解得
15．（1）0.75；（2）3m/s，；（3）或
【详解】（1）对A、B系统
对B有
联立解得
（2）对A、B系统从O运动到P点，系统水平方向动量守恒，系统机械能守恒，则
联立解得
，
对A、B系统从P运动到Q点有
解得
（3）B物体相对于A物体的速度垂直于轻绳斜向右上或右下，速度矢量关系如图所示的两种情况
情况一：
情况二：
对系统用动能定理
联立解得
或
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
D
A
A
D
AD
BC
AC
BC