2024-2025学年山东省潍坊市高三(上)阶段性调研监测(期中)物理试卷(解析版)

这是一份2024-2025学年山东省潍坊市高三(上)阶段性调研监测(期中)物理试卷(解析版)，共24页。试卷主要包含了11， 武当山重峦叠嶂，气候多变等内容，欢迎下载使用。
2024.11
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的学校、姓名、班级、座号、考号填涂在相应位置。
2.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，绘图时，可用2B铅笔作答，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。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 某物体运动的x-t图像如图所示，其在加速和减速阶段的运动均可看作匀变速直线运动，时速度最大。下列说法正确的是（ ）
A. 后物体做匀速直线运动
B. 物体的最大速度为20m/s
C. 到物体的平均速度为10m/s
D. 物体加速和减速运动过程加速度大小之比为1∶3
【答案】B
【解析】A．由图乙可知，后物体位置不变即保持静止，故A错误；
B．到物体做匀加速直线运动，其平均速度为
时物体的速度最大，由
得
故B正确；
C．到物体的平均速度为
故C错误；
D．设物体加速和减速运动过程的加速度大小分别为和，则对加速和减速过程分别有
其中
求得
故D错误。
故选B。
2. 如图所示，长L的轻杆两端分别固定着可视为质点的质量为2m和m的小球，置于光滑水平桌面上，轻杆中心O有一竖直方向的固定转动轴。当轻杆绕轴以角速度ω在水平桌面上转动时，转轴受杆的拉力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由向心力公式，对质量为2m的小球受力分析，可得转轴对小球的拉力
方向指向圆心，对质量为m的小球受力分析，可得转轴对小球的拉力
方向指向圆心。由牛顿第三定律可知，小球对转轴的力与转轴对小球的力等大反向，则转轴受杆拉力的大小为
故选A。
3. 主动降噪耳机的工作原理是基于声波的叠加相消原理。如图所示，某中学课外小组在直线上的M点放置一个做简谐运动的声源，其振动方程为，声音在空气中的传播速度为340m/s，实验者耳朵P距M点的距离为6.8m，在MP的中点N处放置一个降噪声源，让人耳处听不到声音，不考虑声波传播过程中的强度衰减，则降噪声源的振动方程应为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据质点振动方程可知质点振动周期为
由波长公式可知声波的波长为
与的距离之差即波程差为
所以当波程差为半波长的奇数倍时，利用波的干涉原理可知两波源振动步调一致即可使P点振动减弱，则降噪声源的振动方程应为
故选A。
4. 2024年10月30日，神舟十九号载人飞船与空间站完成自主交会对接，神舟十九号航天员与神舟十八号航天员顺利会师。由于在空间站运行轨道上存在静止、密度为ρ的均匀稀薄气体，为了维持空间站的运动状态，需要对空间站施加一个与其速度方向相同的推动力F。已知空间站垂直速度方向的面积为S，稀薄气体碰到空间站后立刻与其速度相同，则空间站运行的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】以运动方向去一段稀薄气体为对象，根据动量定理可得
其中
解得
故选B。
5. 一小球自竖直墙壁的某点释放并自由下落，如图所示为频闪照相机在同一底片上经多次曝光得到的照片，数字1、2、3…代表小球运动过程中每次曝光的位置。已知每块砖的厚度均为d，连续两次曝光的时间间隔均为T，不计空气阻力及砖的间隙。则释放点与位置2的距离为（ ）
A. 2dB. 3dC. D.
【答案】D
【解析】根据
位置2的速度
释放点与位置2的距离
联立解得
故选D。
6. 如图所示，圆弧轨道AB固定在竖直平面内，轨道末端A切线水平。套在轨道上的小球在拉力F作用下，缓慢地由最低点A运动到最高点B。已知拉力F始终沿轨道的切线方向，轨道对小球的弹力大小为，轨道与小球间的动摩擦因数处处相同。在此过程中（ ）
A. F增大，增大B. F减小，减小
C. F先增大后减小，减小D. F先减小后增大，减小
【答案】C
【解析】设小球的质量为，小球与圆心连线与竖直方向的夹角为，以小球为对象，根据受力平衡可得
，
又
联立可得
其中
缓慢地由最低点A运动到最高点B，从0逐渐增大到，可知减小；当时，F有最大值，则F先增大后减小。
故选C。
7. 武当山重峦叠嶂，气候多变。屹立山巅的铜铸金殿是一个庞大的优良导体，当带电的积雨云移来时，能产生“雷火炼殿”奇观。其原理可以简化为以下模型：一块带正电的金属板M，按照图中位置“1”到位置“4”的顺序逐渐靠近接地的金属板N，此过程中M板的带电量不变。下列说法正确的是（ ）
A. 从位置“1”到位置“2”，MN间的电场强度变大
B. 从位置“2”到位置“4”，MN间的电场强度变大
C. 从位置“1”到位置“2”，M的电势降低
D. 从位置“2”到位置“4”，M的电势升高
【答案】C
【解析】AB．MN间的电场强度
从位置“1”到位置“2”， 变大，其余各量不变，所以MN间的电场强度变小；从位置“2”到位置“4”， 减小，其余各量不变，但与无关，所以MN间的电场强度不变，故AB错误；
C．从位置“1”到位置“2”，MN间距离不变，而MN间的电场强度变小，由可知，MN间的电势差变小，而N板电势始终是零，且M板带正电，电势高于N板电势，所以该过程中M板电势降低，故C正确；
D．从位置“2”到位置“4”， MN间的距离减小，而MN间的电场强度不变，由可知，MN间的电势差变小，而N板电势始终是零，且M板带正电，电势高于N板电势，所以该过程中M板电势降低，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，斜面体的质量，倾角，质量的箱子沿斜面体匀速下滑，速度大小。时刻开始，对箱子施加平行于斜面向上900N的拉力。已知斜面体足够长且始终静止在水平地面上，重力加速度大小。则（ ）
A. 时，地面对斜面体的支持力大小为960N
B. 时，地面对斜面体的摩擦力大小为720N
C. 时，地面对斜面体的支持力大小为1500N
D. 时，地面对斜面体的摩擦力大小为480N
【答案】D
【解析】对箱子进行受力分析，可知匀速下滑的箱子所受的滑动摩擦力大小与重力沿斜面向下的分力等大反向，即
箱子匀速下滑时对整体受力分析，整体只受重力和地面的支持力，则地面对斜面体的支持力大小等于斜面体和箱子的重力之和，地面对斜面体的摩擦力大小等于0。
施加拉力后根据牛顿第二定律可知
解得
方向沿斜面向上，则经过
时箱子与斜面相对静止，之后箱子所受摩擦力突变为沿斜面向下的，根据牛顿第二定律
解得
方向沿斜面向上。箱子将匀加速向上运动。
AB．时，箱子依旧处于下滑状态，箱子对斜面体的摩擦力以及压力大小方向均不变，则斜面体与地面之间的作用力也不变，即地面对斜面体的支持力大小为
地面对斜面体的摩擦力大小为0。故AB错误；
CD．时，箱子已加速上滑，箱子对斜面体的压力大小不变，但对斜面摩擦力由沿斜面向下变为沿斜面向上，大小不变。对箱子进行受力分析，根据正交分解可得地面对斜面体的支持力大小为
解得
地面对斜面体的摩擦力大小为
故C错误，D正确。
故选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11月4日，神舟十八号载人飞船返回舱成功着陆。如图所示，神舟十八号返回舱和空间站在距地面400km的圆轨道Ⅰ上运行，启动返回程序，返回舱与空间站分离后变轨到椭圆轨道Ⅱ，再经变轨后进入大气层。则（ ）
A. 返回舱在轨道Ⅰ上运行的加速度大于地球表面的重力加速度
B. 返回舱在轨道Ⅱ上运行的周期小于空间站在轨道Ⅰ上运行的周期
C. 返回舱在轨道Ⅱ上运行时，舱内宇航员处于超重状态
D. 返回舱在轨道Ⅱ上的运行速度可能大于第一宇宙速度
【答案】BD
【解析】A．在轨道Ⅰ上，由牛顿第二定律则有
可得
在地球表面，根据
可得
所以返回舱在轨道Ⅰ上运行的加速度小于地球表面的重力加速度，故A错误；
B．根据开普勒第三定律
返回舱在轨道Ⅱ上运行的半长轴小于空间站在轨道Ⅰ上运行的半径，所以返回舱在轨道Ⅱ上运行的周期小于空间站在轨道Ⅰ上运行的周期，故B正确；
C．返回舱在轨道Ⅱ上运行时，重力提供向心力，因此舱内宇航员处于失重状态，故C错误；
D．地球第一宇宙速度是近地卫星绕地球做匀速圆周运动最小速度，由题图可知，返回舱在轨道Ⅱ上近地点做离心运动，说明返回舱在该点的速度可能大于第一宇宙速度，故D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示，一根粗细均匀的木筷，下端绕几圈细铁丝后竖直悬浮在装有盐水的杯子中。现把木筷竖直向上提起一段距离后放手，忽略水的粘滞阻力及水面高度变化，其在水中的运动可视为简谐运动。以竖直向上为正方向，从某时刻开始计时，木筷下端的位移y随时间t变化的图像如图乙所示。已知盐水的密度为ρ，木筷的横截面积为S，木筷下端到水面的最小距离为，最大距离为。则（ ）
A. 木筷在时间内动能先增大后减小
B. 木筷做简谐运动的振幅为
C. 木筷（含铁丝）的质量为
D. 木筷在时间内运动的路程为
【答案】AC
【解析】A．木筷在时间内由正向最大位移处运动到负向最大位移处，速度先增大后减小，所以动能先增大后减小，故A正确；
B．由简谐运动的对称性可知
即
故B错误；
C．木筷静止在平衡位置时，所受浮力与重力相等，即
求得
故C正确；
D．木筷振动方程的一般形式为
其中
代入，得
时，有
结合图乙可知，木筷在时间内运动的路程为
故D错误。
故选AC。
11. 2024年11月12 日，第十五届中国国际航空航天博览会在广东珠海国际航展中心开幕。悬停在空中的直-20武装直升机用钢索将静止在地面上的质量为m的军车竖直向上吊起。钢索上的拉力F随时间变化的图像如图所示，已知时刻拉力的功率为P，此后拉力的功率保持不变。不计空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻军车的加速度为
B. 时刻军车的速度为
C. 向上吊起过程中军车的最大速度为
D. 到时间内军车上升的高度为
【答案】BC
【解析】A．根据牛顿第二定律可知，时刻军车的加速度为
故A错误；
B．根据题意，时刻军车的速度为
根据图像可知时间内拉力大小不变，即合力不变，加速度不变，军车做匀加速直线运动，则时刻军车的速度为
故B正确；
C．向上吊起过程中军车的最大速度在加速度等于0时取得，之后军车做匀速直线运动，速度大小不变，拉力大小也不变，此时拉力大小与重力大小相等，即
故C正确；
D．到时间，根据动能定理可知
整理可得军车上升的高度为
故D错误。
故选BC。
12. 如图所示，轻质弹簧的左端固定，右端与物体A相连，A置于光滑水平桌面上，细线左端连接A，右端绕过光滑的轻质定滑轮O与小球B相连，B套在光滑固定竖直杆上。托住B使细线水平伸直，此时弹簧处于原长。释放后B沿杆下滑到最低点Q，OQ与杆的夹角为37°，整个运动过程A未撞击滑轮，不计空气阻力。已知弹簧的弹性势能（x为弹簧的形变量），A、B的质量均为m，定滑轮到竖直杆的距离为L，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧的劲度系数
B. 弹簧的劲度系数
C. 小球B在最低点的加速度大小
D. 小球B在最低点的加速度大小
【答案】BC
【解析】AB．小球B沿杆运动到Q点的过程中，A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，有
解得
故A错误，B正确；
CD．设小球B在最低点时细线的张力大小为，根据牛顿第二定律有
两物体沿细线方向的加速度相等，即
联立，求得
故C正确，D错误。故选BC。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某实验小组用如图甲所示的单摆装置测量当地的重力加速度，进行了如下操作：
①测出悬点O到水平地面的距离；
②打开光源，测出小球静止时在竖直墙面上的投影中心到地面的高度；
③将细线从竖直方向拉开较小角度后释放，打开手机的连拍功能，将连拍间隔设为0.1s，记录小球在不同时刻投影中心的位置并测出其离地面的高度h；
④将测出的高度和对应的时刻输入计算机，得到小球球心的离地高度h随时间t变化的图像如图乙所示。
请回答下列问题：
（1）单摆的摆长l=___________cm；
（2）单摆的周期T=___________s；
（3）当地的重力加速度大小g=___________（取，结果保留3位有效数字）。
【答案】（1）##
（2）##
（3）
【解析】【小问1详解】
单摆的摆长为
【小问2详解】
由图乙可知，单摆的周期为
【小问3详解】
由单摆的周期公式，得
14. 某同学利用如图甲所示实验装置探究小车加速度与其质量的关系，已知打点计时器所用电源频率为50Hz。
（1）下列说法正确的是___________
A. 图甲中的电磁打点计时器应接8V左右交流电源
B. 平衡阻力时，需要把钩码通过细绳系在小车上
C. 需调节定滑轮的高度，使滑轮与小车间的细绳与木板平行
D. 改变小车质量后，需重新平衡阻力
（2）某次实验中获得的纸带如图乙所示，A、B、C、D、E、F、G为选出的计数点，每相邻两个计数点之间有4个点未画出，则打点C时小车的速度大小为___________m/s，小车的加速度大小为___________（结果均保留2位有效数字）。
（3）平衡阻力后，保持钩码的质量m不变，改变小车的质量M，测出对应的加速度a，并做出图像，实验操作无误，下列图像最符合实际的是___________
A. B.
C. D.
【答案】（1）AC （2）
（3）C
【解析】【小问1详解】
A．图甲中的电磁打点计时器应接8V左右交流电源，故A正确；
B．平衡阻力时，不能把钩码通过细绳系小车上，故B错误；
C．为给小车提供一个恒定的牵引力，需调节定滑轮的高度，使滑轮与小车间的细绳与木板平行，故C正确；
D．改变小车质量后，小车所受重力沿斜面向下的分力与摩擦力等倍率变化，仍保持相等，所以，不需要重新平衡阻力，故D错误。
故选AC。
【小问2详解】
[1][2]相邻两计数点间的时间间隔为
由图乙可知，计数点B、C、D、E、F、G对应的刻度分别为、、、、、，所以打点C时小车的速度大小为
小车的加速度大小为
【小问3详解】
设细线对小车的拉力大小为T，对小车和钩码，根据牛顿第二定律有
两式联立，得
所以，与M为线性关系，且图像与纵轴交于正半轴。
故选C。
15. 如图所示，两波源分别位于和处，形成沿x轴正、负方向传播的甲乙两列简谐横波。0时刻波形图如图所示，此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动。已知两列波的波速均为2m/s，质点M的平衡位置位于处。求：
（1）两列波相遇的时刻；
（2）到时间内，质点M运动的路程。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
设t时刻两列波相遇，有
小问2详解】
乙波传到M点用时为
此时甲波传到处，这段时间内质点M运动的路程为
此时质点M处于平衡位置且正在向y轴正方向运动，接下来的内两列波又各向前传播（即），这段时间内两列波恰好完成波峰与波峰相遇，质点M通过的路程为
所以，到时间内，质点M运动的路程为
16. 随着人们生活水平的提高，越来越多的人喜欢在家里或办公室摆放一些小玩具。图甲为一“永动摆件”玩具，可简化为图乙所示的示意图，其中ABCD为金属轨道，AB段竖直，BCD段为半径的圆弧。按下开关，弹射装置将质量的小球从圆形平台中心洞口O竖直向下弹出，小球沿轨道运动至D点斜向上飞出，恰好落到平台最左端E点。已知圆形平台边缘半径，轨道最低点C与平台上表面的距离，不计金属轨道摩擦与空气阻力，重力加速度大小，，半径O′D与水平方向夹角为37°，。求：
（1）小球从D点飞出时的速度大小；
（2）小球运动到C点时，轨道对小球的作用力大小F。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
小球由D点运动至E点过程中做斜上抛运动，水平方向和竖直方向分别有
两式联立，解得
【小问2详解】
小球由C点运动至D点过程中，根据动能定理有
小球经过C点时，有
两式联立，求得
根据牛顿第三定律，有
17. 如图所示的空间坐标系中，一点电荷固定在点，该点电荷只在的空间产生电场；在的空间存在沿z轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E；在处放置一垂直于y轴、足够大的荧光屏。点的放射源沿x轴正方向射出电荷量为＋q、质量分别为m和0.5m的两个粒子，粒子初动能均为，质量为m的粒子在的空间做半径为2a的匀速圆周运动，进入的空间后，打到荧光屏上，已知静电力常量为k，不计粒子的重力和粒子间的相互作用。求：
（1）M处点电荷所带的电荷量；
（2）质量为m的粒子打到荧光屏上的位置坐标；
（3）若粒子打到荧光屏上会形成亮点，判断荧光屏上有几个亮点，如果是一个，写出判断依据；如果是两个，求出两个亮点间的距离。
【答案】（1）
（2）
（3）见解析
【解析】【小问1详解】
质量为m的粒子匀速圆周运动，则有
且有
解得
【小问2详解】
设粒子经过y轴时，速度的偏转角为，经过y轴的点的坐标为。则有
可得
根据几何关系
解得
经过yOz平面后，粒子在x、y轴方向做匀速直线运动，在z轴正方向做匀加速直线运动，设打到荧光屏上点的坐标为，则有
根据牛顿第二定律
故打到荧光屏上点的坐标为
【小问3详解】
质量为0.5m的粒子在x0的区域，根据第2问的计算可知，在此区域的偏转距离相同，故而质量为0.5m的粒子与质量为m的粒子打到同一个点。
18. 如图所示，足够长的“”型平板B静置在水平地面上，小物块A处于B上表面的O点，O点左侧光滑，右侧粗糙，小物块C以速度与B左端弹性正碰，碰后B的速度为。一段时间后B与A弹性正碰，碰后A的速度为，最终A、B均静止。整个过程中A始终在B上，所有碰撞时间极短，不计空气阻力。已知，，A的质量，B的质量，C的质量，A与B上表面粗糙部分之间的动摩擦因数，B与地面之间的动摩擦因数，重力加速度大小。求：
（1）C与B碰后，B的速度大小；
（2）B上表面光滑部分的长度d；
（3）A对B的摩擦力做的功；
（4）A和B之间摩擦产生的热量Q。
【答案】（1）
（2）
（3）
（4）
【解析】【小问1详解】
根据题意可知B、C碰撞瞬间动量守恒，则根据动量守恒定律和能量守恒定律有
代入题中数据解得
【小问2详解】
A、B碰撞前，B在地面摩擦力作用下逐渐减速，A保持静止，A、B碰撞后A的速度
根据动量守恒定律和能量守恒定律有
解得碰撞前后B的速度分别为
，
根据动能定理，A、B碰撞前B向右运动的距离即为上表面光滑部分的长度，则
解得光滑部分的长度为
【小问3详解】
设A、B碰撞后到A运动到B粗糙部分所用时间为，B的加速度为，假设此时B仍在运动，则
解得
，
方向水平向左，则
解得
或（舍弃）
此时B的速度为
假设成立，之后A、B之间存在的摩擦力大小
根据牛顿第二定律可知B的加速度突变为
方向水平向左，A的加速度大小为
方向水平向左。假设从A滑到B粗糙部分直到B停下所用时间为，则
此时A的速度
之后B保持不动，A在摩擦力作用下逐渐停下来。此过程B的位移为
A对B的摩擦力做的功
【小问4详解】
A滑到B粗糙部分直到A停下，A的位移为
A和B之间摩擦产生的热量