河南省三门峡市2024-2025学年高三上学期11月期中物理试题（解析版）-A4

这是一份河南省三门峡市2024-2025学年高三上学期11月期中物理试题（解析版）-A4，共18页。试卷主要包含了考试结束后，将答题卡交回等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号；非选择题答案使用0.5毫米的黑色墨水签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效。
4．考试结束后，将答题卡交回。
第I卷（选择题共46分）
一、选择题（本题共10小题，共46分，其中第1—7题每题4分，第8—10题每题6分。在每小题给出的四个选项中，第1—7题只有一项符合题目要求，第8—10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分）
1. 我国北方小孩在秋天常玩的一种游戏，叫“拔老根儿”，如图所示。其实就是两个人，每人手里拿着长长的杨树叶根，把两个叶根十字交错在一起，两人各自揪住自己手里叶根的两头，同时使劲往自己怀里拽，谁手里的叶根儿断了谁输。假如两小孩选用的树叶根所承受的最大拉力相等， 则下列说法正确的是（ ）
A. 叶根夹角较小的一方获胜
B. 力气较大的小孩获胜
C. 叶根夹角较大的一方的叶根对另一方的叶根的作用力更大些
D. 叶根夹角较大的一方的叶根对另一方的叶根的作用力更小些
【答案】A
【解析】
【详解】根据牛顿第三定律可知，叶根夹角较大的一方的叶根与另一方的叶根的作用力大小相等；以两个叶根十字交错点为对象，可知每个叶根对交错点的作用力的合力大小相等，根据
可知叶根夹角较小的一方，叶根产生的拉力较小，则叶根夹角较大的一方先达到树叶根所承受的最大拉力，故叶根夹角较小的一方获胜。
故选A。
2. 如图所示，某同学把一支粉笔竖直放在水平桌面边缘的纸条上，第一次以较慢的速度将纸条抽出，粉笔向后倾倒；第二次以较快的速度将纸条抽出，粉笔轻微晃动一下又静立在桌面上。比较两次现象，下列说法正确的是（ ）
A. 第一次粉笔受到纸条摩擦力更大B. 第二次粉笔受到纸条的摩擦力更大
C. 第一次粉笔受到纸条的冲量更大D. 第二次粉笔受到纸条的冲量更大
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由于正压力不变，根据滑动摩擦力的公式可知，粉笔受到纸条的摩擦力不变，故AB错误；
CD．由于慢慢地将纸条抽出作用的时间较长，根据可知，第一次粉笔受到纸条的冲量更大，故C正确，D错误。
故选C。
3. 高速公路的ETC通道长度是指从识别区起点到自动栏杆的水平距离。如图所示，某汽车以18km/h的速度匀速进入识别区，ETC天线用了0.3s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆。已知该ETC通道的长度为9m，车载电子标签到汽车前车牌的水平距离约为1m，刹车加速度大小为5m/s2，由此可知司机的反应时间约为（ ）
A. 0.6sB. 0.8sC. 1.0sD. 1.2s
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】汽车速度
设司机的反应时间为t0，汽车前内做匀速直线运动，其位移为
随后汽车做匀减速直线运动，根据速度-位移公式，可得匀减速位移为
所以该ETC通道的长度为
联立解得
故选B。
4. 2023年12月20日，中国工程院等单位在北京发布2023全球十大工程成就及《全球工程前沿2023》报告，中国空间站为2023全球十大工程成就之一。中国空间站在距地面h的圆形轨道上运行，其运行方向如图所示。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，忽略地球的自转，将地球视为质量分布均匀的球体。则空间站相邻两次经过地球赤道上空的时间间隔为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据
，
空间站相邻两次经过地球赤道上空的时间间隔为
得
故选B。
5. 如图所示，与水平方向夹角为的细绳一端系在小球O上，另一端固定在天花板上A点，劲度系数为k的水平轻质弹簧一端与小球连接，另一端固定在竖直墙上B点。小球质量为m，处于静止状态，弹簧处于弹性范围内，重力加速度为g，则（ ）
A. 细绳的拉力大小为
B. 弹簧伸长，伸长量为
C. 细绳剪断的瞬间，小球加速度为
D. 将弹簧撤掉，维持小球静止在原处的最小外力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．以小球为对象，根据受力平衡可得
，
联立解得细绳的拉力大小为
弹簧处于压缩状态，压缩量为
故AB错误；
C．细绳剪断的瞬间，弹簧弹力保持不变，则小球受到的重力和弹簧弹力的合力等于细绳剪断前绳子拉力，小球加速度为
故C错误；
D．将弹簧撤掉，维持小球静止在原处，当外力与绳子方向垂直时，外力具有最小值，则有
故D正确。
故选D。
6. 如图所示，转台上固定有一长为4L的水平光滑细杆，两个中心有孔的小球A、B从细杆穿过并用原长为L的轻弹簧连接起来，小球A、B的质量分别为3m、2m。竖直转轴处于转台及细杆的中心轴线上，当转台绕转轴匀速转动时（ ）
A. 小球A、B受到的向心力之比为3：2
B. 当轻弹簧长度变为2L时，小球A做圆周运动半径为1.5L
C. 当轻弹簧长度变为3L时，转台转动的角速度为ω，则弹簧的劲度系数为1.8mω²
D. 如果角速度逐渐增大，小球A先接触转台边沿
【答案】C
【解析】
【详解】A．由于弹簧的拉力提供小球做圆周运动的向心力，弹簧对两个小球的拉力相等，因此两个小球的向心力相等，A错误；
B．由于向心力相等，因此
而轻弹簧长度变为2L时
可得
，
当轻弹簧长度变为2L时，小球A做圆周运动的半径为0.8L，B错误；
C．当长度为3L时，即
可得
此时弹簧的弹力提供A球做圆周运动的向心力，则
整理得
C正确；
D．由于B球的轨道半径总比A球的大，因此B球先接触转台边沿，D错误。
故选C。
7. 2022年6月22日中午11点40分左右江苏南京一小区住宅大约22层楼（离地面约65m）高处着火，有网友拍下惊险一幕，如图所示，滚滚浓烟直往外窜。于是高架水炮消防车紧急灭火，已知水炮炮口与楼房间距为15m，与地面距离为60m，水炮的出水量为3，水柱刚好垂直打入受灾房间窗户。则（ ）

A. 水炮炮口的水流速度为10m/s
B. 若水流垂直冲击到窗户玻璃后向四周流散，则冲力约为1500N
C. 地面对消防车的作用力方向竖直向上
D. 水泵对水做功的功率约为W
【答案】D
【解析】
【详解】A．水流做斜抛运动，末速度水平，可反向看作平抛运动，水流高度差5m，竖直方向为自由落体运动
又
又1s时间内的水平位移为15m，有
合速度为
故A错误；
B．取1min内的水量为研究对象，以冲力的方向为正方向，根据动量定理得
根据牛顿第三定律可知，水流对窗户玻璃的冲力大小为750N。
故B错误；
C．消防车水炮炮口喷水，消防车受到反冲作用，则受到地面的支持力和摩擦力，合力斜向上，作用力斜向上。故C错误；
D．水泵对水做功的功率
故D正确。
故选D。
8. 如图所示，利用倾斜的传送带可以将高处的货物卸下来。第一次传送带静止，货物M从传送带顶端由静止滑下，滑离传送带所用时间为；第二次传送带按照图中箭头所示顺时针转动，货物M从传送带顶端由静止滑下，滑离传送带所用时间为。两次运动情况相比，下列判断正确的是（ ）
A. 货物滑离传送带所用时间大于
B. 货物运动的加速度相等
C. 货物滑离传送带的过程中系统产生的热量相等
D. 货物滑离传送带的过程中摩擦力对货物做功相等
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．传送带静止时，货物M受重力、支持力和向上的滑动摩擦力做匀加速直线运动，当传送带顺时针转动时，M相对于传送带向下滑，所受的摩擦力仍然沿传送带向上，故M受力不变，货物运动的加速度相等，仍做匀加速直线运动，设传送带长为，则
可知货物滑离传送带所用时间等于，故A错误，B正确；
C．当传送带顺时针转动时，货物相对滑动的距离增大，两次运动货物所受的摩擦力相同，故货物滑离传送带的过程中系统产生的热量较大，故C错误；
D．两次运动货物所受的摩擦力相同，且货物滑离传送带时，摩擦力的作用距离相同，故两次运动货物滑离传送带的过程中摩擦力对货物做功相等，故D正确。
故选BD
9. 随着技术的不断进步和成本的不断降低，无人机快递物流将会逐渐普及，无人机配送将在未来重塑物流行业。某次无人机载重测试，无人机在8个相同旋转叶片的带动下竖直上升，其动能随位移变化的关系如图所示。已知无人机及其载重总质量为，重力加速度大小为，不计空气阻力，此过程中无人机（ ）

A. 加速阶段，每个叶片提供的升力大小为
B. 减速阶段，每个叶片提供的升力大小为
C. 的上升过程中，无人机及其载重的机械能增加了1000J
D. 的上升过程中，无人机受到的升力的平均功率为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据的图像，在加速阶段，有动能定理有
即图像的斜率表示其所受到的合力，由图像可知，其合力为
设每个叶片提供的升力大小为F，则有
解得
故A正确；
B．减速阶段，同理可知，图线斜率的绝对值表示合力大小，设此阶段升力的大小为，合力为，则有
解得
故B错误；
C．的上升过程中，无人机及其载重的机械能增加量等于升力所做的功，而在整个上升过程中，升力做功为
所以其机械能的增加量为
故C正确；
D．设上升到5m时的速度为v，有
解得
设的上升过程所用时间为，则有
解得
则的上升过程中，无人机受到的升力的平均功率为
故D错误。
故选AC。
10. 如图甲所示，光滑水平面上放置、两物体，静止且左端有一轻弹簧，以初速度向右运动，当撞上弹簧后，能获得的最大速度大小为。保持的质量不变，改变的质量，可得与的大小关系如图乙。下列说法正确的是（ ）
A. 、组成的系统动量守恒B. 的初速度
C. 的质量D. 若，弹簧被压缩到最短时的弹性势能为37.5J
【答案】AD
【解析】
【详解】A．地面光滑，P、Q两物体组成的系统受合外力为0，动量守恒，故A正确；
BC．设碰后P的速度为，P、Q两物体碰撞，由动量守恒定律和能量守恒定律有
解得
变形得
由图线有
解得
故BC错误；
D．若，弹簧压缩最短，两者共速，由动量守恒定律有
弹簧势能为
得
故D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷（非选择题共54分）
二、实验题（本题共2个小题，共14分，请将答案写在答题卡上）
11. 某实验小组为了验证小球所受向心力与角速度、半径的关系，设计了如图甲所示的实验装置，转轴由小电机带动，转速可调，固定在转轴上点的力传感器通过轻绳连接一质量为的小球，一根固定在转轴上的光滑水平直杆穿过小球，保证小球在水平面内转动，直杆最外边插一小遮光片，小球每转一周遮光片通过右边光电门时可记录遮光片最外边的挡光时间，某次实验操作如下：
（1）用螺旋测微器测量遮光片的宽度，测量结果如图乙所示，则______。
（2）如图甲所示，安装好实验装置，用刻度尺测量遮光片最外端到转轴点的距离记为，测量小球球心到转轴点的距离记为。
（3）开动电动机，让小球转动起来，某次遮光片通过光电门时光电门计时为，则小球此时的角速度等于______。（用字母中的部分字母表示）
（4）验证向心力与半径关系时，让电动机匀速转动，遮光片每次通过光电门时间相同，调节小球球心到转轴点的距离的长度，测出每一个的长度以及其对应的力传感器的读数，得出多组数据，画出的关系图像应该为______。
（5）验证向心力与角速度关系时让小球球心到转轴点距离不变，调节电动机转速，遮光片每次通过光电门的时间不同，记录某次挡光时间同时记录此时力传感器的读数，得出多组与的数据，为了准确验证小球所受向心力与角速度的关系，利用实验测量量应画______（选填“”“”“”或“”）关系图。
【答案】 ①. ②. ③. A ④.
【解析】
【详解】[1]螺旋测微器的读数为
[2]遮光片通过光电门时光电门计时为t时遮光条地线速度为
所以小球此时的角速度为
[3]遮光片P每次通过光电门的时间相同，L1、d不变，则不变，由
可知的关系图像为过原点得倾斜直线。
故选A。
[4]根据向心力公式
为了准确验证小球所受向心力F与角速度ω的关系，利用实验测量应画图像。
12. 在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小张同学对教材上的实验方案做了改进，如图甲所示，调节桌面水平，用力传感器直接测细线的拉力，小车在水平拉力作用下，由静止开始做匀加速运动。
（1）关于该实验的操作，下列说法正确的是______
A. 必须测出砂和砂桶的质量，以其重力表示小车受到的合外力
B. 一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
C. 应当先释放小车，再接通电源
D. 要想探究加速度与相应力传感器示数的关系，需要多次改变砂和砂桶的总质量
（2）通过实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为、2、3、4是相邻计数点，相邻计数点之间还有四个计时点未标出，利用逐差法计算小车运动的加速度表达式为______（用表示）；
（3）由实验得到力传感器示数与小车加速度的关系如图丙所示，由图丙中数据可知小车质量______kg（结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）D （2）
（3）3.0
【解析】
【小问1详解】
AB. 因有力传感器测量小车的拉力，则不需要测出砂和砂桶的质量，也不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，选项AB错误；
C. 应当先接通电源，再释放小车，选项C错误；
D. 要想探究加速度与相应力传感器示数的关系，需要多次改变砂和砂桶的总质量，多次实验得到结论，选项D正确。
故选D。
【小问2详解】
相邻计数点之间还有四个计时点未标出，则相邻计数点间的时间间隔
则加速度
【小问3详解】
根据
可得
由图像可知
可得
m=3.0kg
三、计算题（本题共3个小题，共40分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动。图所示运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台A点处沿水平方向飞出，在空中飞行一段距离后在斜坡B点处着陆。测得AB间的距离为50 m，斜坡与水平方向夹角为 ，已知运动员及装备的总质量为 80 kg，不计空气阻力，g取 ，，计算结果均保留根号。求：
（1）运动员从A点飞出时的速度大小；
（2）若运动员从A点飞出时的速度大小变为，仍落到斜面上，求运动员落到斜面上的点到B点的距离。
【答案】（1）
（2）150m
【解析】
【小问1详解】
物体在空中平抛运动的高度为
则平抛的时间为

平抛的水平位移为
则平抛的初速度为
【小问2详解】
运动员在空中做平抛运动，则有
，，
解得
，，
则合位移为
故距B点的距离为
d=200m-50m=150m
14. 在一次消防演练中，某消防员沿固定的竖直金属杆由P处静止下滑至地面，示意图如图甲所示；消防员受竖直向上的摩擦力随时间变化情况如图乙所示。已知该消防员的质量，取重力加速度，空气阻力忽略不计。求：
（1）消防员向下加速和减速时的加速度大小、；
（2）P处距地面的高度h；
（3）通过训练，该消防员安全落地的最大速度，且他与金属杆之间产生的摩擦力大小范围为，求他从P处下滑至地面的最短时间t。

【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设加速时加速度为大小，摩擦力大小为，则
，
减速时加速度大小为，摩擦力大小为，则有
，
代入数据解得
，
（2）设加速阶段下降高度为，时间为，末速度为；减速阶段下降高度为，时间为，则有
，
，，
解得
（3）为使消防员在最短时间内落地，消防员应先做自由落体运动，再以最大摩擦力减速下降。设自由落体时间为，下降高度为，末速度为；减速度下降时间为，下降高度为，则
，
，
联立解得
15. 一弹射游戏装置竖直截面如图所示，固定的光滑水平直轨道AB、半径为R的光滑螺旋圆形轨道BCD、光滑水平直轨道DE平滑连接。长为L、质量为M的平板紧靠侧壁EF放置，平板上表面与DE齐平。将一质量为m的小滑块从A端弹射，恰好能通过圆形轨道最高点C，后滑上平板并带动平板一起运动，滑块已知R=0.5m，L=1.25m，M=m=0.1kg，平板与滑块间的动摩擦因数μ1=0.6，与水平地面间的动摩擦因数为μ2，滑块视为质点，不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。
（1）求滑块离开弹簧时速度v0的大小；
（2）若μ2=0，求平板加速至与滑块共速时系统损耗的机械能；
（3）若μ2≠0，滑块能够到达木板最右端，求μ2满足的条件。
【答案】（1）5m/s
（2）0.625J （3）μ2>0.1
【解析】
【小问1详解】
滑块恰好能通过圆形轨道最高点C时有
从滑块离开弹簧到C过程，根据动能定理有
解得
【小问2详解】
平板加速至与滑块共速过程，根据动量守恒有
根据能量守恒定律有
解得
【小问3详解】
若μ2≠0，平板与滑块相互作用过程中，滑块和平板得加速度分别为a1和a2，则
若木板不动，滑块则会从木板右侧掉落，则
此时
解得
若木板运动，其相对位移为
可得
综上可知，若滑块能够到达木板最右端，则