2024-2025学年湖南省衡阳市衡阳县第一中学高三（上）期中物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年湖南省衡阳市衡阳县第一中学高三（上）期中物理试卷（含答案），共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.在如图所示的照片中，关于物体或人在运动过程中的一些描述正确的是( )
A. 甲图是一列在12：35∼20：07之间由厦门北开往武汉的动车，12：35是指动车运动的时间间隔
B. 乙图中的电风扇在断电后会慢慢停下，原因是断电后电动机不再提供动力，失去动力导致扇叶停下
C. 丙图中运动员在跑步比赛，起跑时，地面对运动员的作用力大于运动员对地面的作用力，因此运动员才能加速启动
D. 丁图是正在做精彩表演的芭蕾舞演员，台下的观众不可以把她们视为质点
2.2024年7月31日，巴黎奥运会跳水女子双人10米跳台决赛，中国选手全红婵、陈芋汐完美展现“水花消失术”，以绝对优势获得金牌，跳水过程从离开跳板开始计时，v−t图像如下图所示，图中仅0∼t2段为直线，不计空气阻力，则由图可知( )
A. 0∼t1段运动员处于失重状态
B. 0∼t2段为空中的运动时间，该段时间运动员的速度方向始终竖直向下
C. t3∼t4段运动员的加速度逐渐增大
D. 0∼t3段运动员一直处于超重状态
3.如图所示，配有调节倾角的简易支架放在水平桌面上，上语文课时，某同学将一本古汉语字典放在支架的斜面上，若字典与支架斜面间的动摩擦因数为μ= 33，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，缓慢地调节倾角θ使得字典与支架始终处于静止状态，则下列说法正确的是( )
A. 倾角θ增大，字典受到的支持力增大
B. 倾角θ增大，字典受到的摩擦力减小
C. 若字典始终处于静止状态，支架对字典的作用力不变
D. 若字典始终处于静止状态，支架倾角的最大值θ=45°
4.如图，不可伸长的轻绳绕过光滑的钉子，一端固定在地面上，另一端吊着一个小球。在钉子沿水平方向向左匀速运动的过程中，下列说法正确的是( )
A. 小球在竖直方向上做加速运动B. 小球在竖直方向上做减速运动
C. 小球在竖直方向上做匀速运动D. 小球的运动轨迹是一条倾斜直线
5.如图所示，在距地面同一高度处将三个相同的小球以相同的速率分别沿竖直向下、竖直向上、水平向右的方向抛出，不计空气阻力，比较这三个小球从抛出到落地的过程，下列说法正确的是( )
A. 重力对每个小球做的功都各不相同
B. 重力对每个小球的冲量都各不相同
C. 每个小球落地时的速度都各不相同
D. 每个小球落地时重力做功的瞬时功率都各不相同
6.与地球公转轨道“外切”的小行星甲和“内切”的小行星乙的公转轨道如图所示，假设这些小行星与地球的公转轨道都在同一平面内，已知地球的公转半径为R，公转周期为T，小行星甲的远日点到太阳的距离为R1，小行星乙的近日点到太阳的距离为R2，引力常量为G，下列说法正确的是( )
A. 小行星甲与太阳的连线和小行星乙与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等
B. 小行星乙在远日点的加速度大小等于地球公转的加速度大小
C. 小行星甲的公转周期为T R13R3
D. 太阳的密度为3πGT2
7.水平地面上有一质量为3m半球型碗，内表面光滑，质量m的小球从边缘由静止滚到底端的过程，碗一直保持静止，(取重力加速度为g)在此过程中( )
A. 底座受到地面的最大摩擦力为2mg
B. 底座对地面的最大压力为5mg
C. 底座与地面的动摩擦因数最小为 24
D. 如果把碗放在光滑的水平面上，小球不能到达碗的另一侧边缘
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.(多选)2024年8月6日，千帆极轨01组卫星一箭18星发射升空，此次发射的千帆极轨01组卫星是我国低轨“千帆星座”的首批组网星，卫星运行的轨道高度距地面约500km到2000km，已知地球半径约为6400km，引力常量G=6.67×10−11N⋅m2/kg2，同步卫星的轨道距地面高度约为36000km，运行周期24ℎ，A卫星是01组中轨道最低的，B卫星是01组中轨道最高的，下列说法正确的是
A. A卫星的运行周期约为1.6ℎ B. A、B卫星的运行周期之比约为1:8
C. 根据以上信息可以求出地球的质量 D. 千帆极轨01组卫星的发射速度大于11.2km/s
9.某高速公路上，由于前车违规停车发生一起追尾交通事故，图乙所示为交警根据现场测量绘制的刹车痕迹勘察示意图，其中x2表示前后两车减速区域重叠部分的长度。将后车制动过程和碰后两车的减速过程均视为匀减速直线运动，两车均视为质点且质量相等，所受阻力大小均始终为车重的0.5倍，碰撞时间极短，且碰撞前后两车始终在同一直线上运动，该高速路段的限速为120km/ℎ，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 两车碰后瞬间前车的速度为15m/sB. 两车碰后瞬间后车的速度为15m/s
C. 后车刹车后，经4s停下来D. 后车开始刹车时，没有超速
10.如图所示，轻杆一端可绕光滑铰链O在竖直平面内自由转动，另一端固定一可视为质点的小球A；轻绳一
端连接小球B，另一端穿过位于O点正下方的小孔P与A相连。用沿绳斜向上的拉力F作用于小球A，使杆保持水平。某时刻撤去拉力F，小球A、B带动轻杆绕O点转动。已知小球A、B的质量均为m，杆长为3L，OP长为5L，重力加速度为g，忽略一切阻力。则下列说法正确的是( )
A. 杆保持水平时，轻杆对小球A的拉力大小为2mg5
B. 运动过程中，两小球速度大小相等时的速度值为 34−115gL
C. 运动过程中，两小球速度大小相等时细绳对小球A的拉力大小为110mg
D. 运动过程中，两小球速度大小相等时轻杆对小球A的拉力大小为 345−215mg
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某同学利用如图(a)所示的装置进行探究物体之间拉力的关系。质量为m1、m2的物块A、B放在左端固定有光滑定滑轮的长木板上，两物块左端分别固定有拉力传感器1、2，拉力传感器质量不计。物块A与拉力传感器2通过轻绳连接，拉力传感器1通过绕过定滑轮的轻绳与装有砝码的砝码盘连接。现将纸带穿过打点计时器与物块B连接。实验过程中轻绳、纸带均与长木板平行，拉力传感器1、2对应的示数分别为F1、F2。
(1)以物块A和B作为研究对象，探究加速度a和拉力F1之间的关系。关于实验过程，下列说法正确的是_____。
A.实验过程中需要补偿阻力
B.实验过程中应先释放物块、后接通打点计时器的电源
C.实验过程中需要保证砝码和砝码盘的质量远小于两物块的总质量
(2)打出的纸带及数据如图(b)所示，A、B、C、D、E为连续相邻计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出，则系统的加速度大小为____m/s2，(结果保留2位有效数字)。
(3)为探究拉力F1和F2的关系，根据数据绘制了F1−F2的图像如图(c)。已知物块A的质量为2.0kg，则物块B的质量为____kg(结果保留2位有效数字)。
12.如图所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置，质量为m1和m2的滑块与质量为m0的动滑轮用不可伸长的轻质绳按图示方式连接(绳竖直)。m2的右侧有宽度为d、质量忽略不计的遮光条。现让m2从距离光电门高度为ℎ处由静止释放，发现光电计时器显示遮光条经过光电门的时间为t。已知重力加速度大小为g，且d远小于ℎ。
(1)m2经过光电门时的速度大小为______；
(2)若将m0、m1和m2看作一个系统，则m2下落ℎ过程中，系统减少的重力势能为______，系统增加的动能为______。
(3)经过多次实验发现m0、m1和m2组成的系统减少的重力势能ΔEp与系统增加的动能ΔEk并不相等，请从系统误差的角度分析二者不相等的可能原因是(写出一条即可)：______。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.乒乓球台的纵截面如图所示，A、D是台面的两个端点，位于正中间的乒乓球网高度EF=ℎ，其中AE=4AB=DE=4DC，P、Q、C在同一竖直线上，所有点均在同一竖直面内。第一次在P点将乒乓球水平击出，球恰好过球网的最高点F，且刚好落到B点；第二次在Q点将同一乒乓球斜向上击出，轨迹的最高点恰好过球网最高点F，同时落在A点。乒乓球可看做质点，不计空气阻力作用。求：(注意：计算题中二级结论不能直接使用)
(1)P点到台面的高度ℎ1；
(2)Q点到台面的高度ℎ2。
14.汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶，行驶过程中司机忽然发现前方50m处有一警示牌，立即刹车。刹车过程中，汽车加速度的大小随位移变化的关系如图所示。司机的反应时间t1=0.3s，在这段时间内汽车仍保持匀速行驶，x1∼x2段为刹车系统的启动阶段，从x2位置开始，汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止。已知从x2位置开始计时，汽车第1s内的位移为10m，第3s内的位移为6m。
(1)求汽车刹车系统稳定工作后加速度的大小及x2位置汽车的速度大小；
(2)若x1∼x2段位移大小为11.5m，求从司机发现警示牌到汽车停止过程汽车位移的大小。
15.如图所示，长L=3m的水平传送带MN沿逆时针方向转动，带速大小可以根据需要进行调节，传送带左右两侧光滑平台等高，左侧平台上固定着一个半径r=0.8m的14光滑圆弧轨道和光滑圆轨道，两轨道间的平台足够长，C点为圆轨道内侧最高点，最低点D、D′点相互靠近且错开，右侧竖直墙壁上固定一个轻质弹簧。质量mA=30g的物块A从圆弧轨道的最高点P由静止释放，与静止在轨道最低点的质量mB=10g的物块B发生弹性碰撞，碰后撤去圆弧轨道。已知物块B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，物块A、B均可看作质点。
(1)物块A、B第一次碰撞后，求物块B的速度大小；
(2)若两物块碰撞后只有物块B能通过圆轨道的最高点且物块A、B均不脱轨：
i.求圆轨道半径的范围；
ii.若中间圆轨道的半径为0.32m，当传送带沿逆时针转动的速度由0增加至某一值时，保持此值不变，将A仍从P点由静止释放后，物块B恰好与物块A发生第二次弹性碰撞，求物块B与传送带组成的系统先后两次因摩擦产生的热量之比。
参考答案
1.D
2.A
3.C
4.A
5.B
6.B
7.C
8.AC
9.AD
10.BC
11.(1)A
(2)2.0
(3)3.0

12.dt (m0+m2−2m1)gℎ 12(m0+m2+4m1)(dt)2 定滑轮有质量或旋转增加了动能或存在摩擦或存在阻力
13.(1)第一次在P点将乒乓球水平击出，乒乓球做平抛运动，由 AE=4AB=DE=4DC ，可知
BE=EC
由于平抛运动在水平方向做匀速直线运动，由 x=vt ，可知乒乓球从P到F的时间 tPF 与乒乓球从F到B的时间 tFB 相等，即
tPF=tFB
乒乓球在竖直方向上做自由落体运动，由
ℎ1=12gt PB2 ， ℎ1−ℎ=12gt PF2 ， tPB=tPF+tFB=2tPF
解得P点到台面的高度
ℎ1=43ℎ
(2)第二次在Q点将同一乒乓球斜向上击出，乒乓球做斜抛运动，乒乓球在水平方向上做匀速直线运动，由 AE=4AB=DE=4DC ，可得
EC=DE−DC=34AE
由 x=vt ，可得
tEC=34tAE
乒乓球由F到A的运动为平抛运动，乒乓球从Q到F的运动可看作逆向的平抛运动，竖直方向上是自由落体运动，则
ℎ=12gt AE2 ， ℎ−ℎ2=12gt EC2
解得Q点到台面的高度
ℎ2=716ℎ

14.1)假设第三秒内未停止，则加速度大小为
a=s1−s32T2=2m/s2
最后一秒内的位移应为
x0=12aT2=1m