福建省泉州市安溪一中，惠安一中，养正中学，实验中学四校2024-2025学年高三(上)11月期中物理试卷(解析版)

这是一份福建省泉州市安溪一中，惠安一中，养正中学，实验中学四校2024-2025学年高三(上)11月期中物理试卷(解析版)，共18页。试卷主要包含了双项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
学科：物理 总分：100分 考试时间：75分钟
一、单项选择题﹔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，只有一项是符合题目要求的。
1. 北京大学赵凯华教授说过“加速度是人类认识史上最难建立的概念之一，也是每个初学物理的人最不易真正掌握的概念……”，所以对加速度的认识应该引起大家的重视。如图所示，在一次蹦床比赛中，运动员从高处自由落下，以大小为的竖直速度着网，与网作用后，沿着竖直方向以大小为的速度弹回，已知运动员与网接触的时间，那么运动员在与网接触的这段时间内平均加速度的大小和方向分别为（ ）
A. ；竖直向下B. ；竖直向上
C. ；竖直向上D. ；竖直向下
【答案】C
【解析】规定竖直向下为正方向，v1方向与正方向相同，v2方向与正方向相反，根据加速度定义式得
负号表示与正方向相反，即加速度大小为18.0m/s2，方向竖直向上。故选C
2. 如图所示，杯子静止在水平桌面上，是杯子对桌面的压力，是桌面对杯子的支持力，则下列说法正确的是（ ）
A. 力和力是一对作用力和反作用力
B. 力和力是一对平衡力
C. 力就是杯子的重力
D. 力与杯子的重力是一对作用力和反作用力
【答案】A
【解析】A．是杯子对桌面的压力，是桌面对杯子的支持力，由牛顿第三定律可知两个力是一对作用力与反作用力，A正确；
B．平衡力是同一个物体受到的力，的受力物体是桌面，的受力物体是杯子，它们不是一对平衡力，B错误；
C．是杯子对桌面的压力，属于弹力，与重力的性质完全不一样，压力不是重力，C错误；
D．力与杯子的重力是一对平衡力，不是作用力与反作用力，D错误。
故选A。
3. 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。某次无人机在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。已知无人机总质量为，重力加速度大小为，不计空气阻力，则（ ）
A. 区间无人机受到的升力大小为64N
B. 区间无人机的加速度大小为
C. 内无人机的机械能增加了320J
D. 内无人机受到的升力的平均功率为400W
【答案】D
【解析】A．图像的斜率绝对值表示物理所受的合外力大小，由图可知，在区间无人机受到的合外力大小为,对无人机受力分析得
代入数据解得
A错误；
B．由图可知，区间无人机的合外力大小为64N，由牛顿第二定律得
B错误；
C．内无人机得动能增加量为0，重力势能增加量为
故内无人机的机械能增加了1000J，C错误；
D．根据上面的分析可知，无人机在上升阶段的最大动能为320J，根据可知，无人机的最大速度为，所以无人机在加速上升和减速上升的总时间为
有功能关系可知，升力对无人机做的功等于无人机机械能的增加量，故上升过程，升力对无人机做的功为W=1000J,则上升过程升力的平均功率为
D正确。故选D。
4. 一种升降电梯的原理图如图甲，A为电梯的轿厢，B为平衡配重。在某次运行时轿厢A（含乘客）、配重B的质量分别为和。A、B由跨过轻质滑轮的足够长轻质缆绳连接。电动机通过牵引绳向下拉配重B，使得轿厢A由静止开始向上运动。不计空气阻力和摩擦阻力，重力加速度g取。轿厢A向上运动过程中的图像如图乙。则（ ）
A. 内配重B处于失重状态
B. 内配重B上、下绳子拉力相等
C. 内配重B下面绳子拉力5600N
D. 绳子拉力对轿厢A的最大功率
【答案】D
【解析】A．由图像可知，5s～8s内轿厢A做匀减速直线运动，加速度向下，则配重B的加速度向上，为超重状态。故A错误；
B．由图像可知，3s～5s内轿厢A做匀速直线运动，则配重B也做匀速直线运动，受力平衡，所以配重B有
F向上=F向下+mg
故B错误；
C．在0～3s内，轿厢A与配重B的加速度大小
假设配重B上方缆绳拉力为F1，配重B下方缆绳拉力为F2，则对轿厢A有
F1-Mg=Ma1
对配重B有
F2+mg-F1=ma1
联立解得
F1=14400N，F2=8000N
故C错误；
D．由图可知，当t=3s时，轿厢A的速度最大，此时缆绳对轿厢A的力也最大，绳子拉力对轿厢A的最大功率
P=F1v=14400×6W=8.64×104W
故D正确。
故选D。
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有两项是符合题目要求的。
5. 如图所示，为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为、，灯笼受到的重力为G。下列表述正确的是（ ）
A. 与大小不一定相等B. 与可能都大于G
C. 与一定等于D. 与矢量和一定等于G
【答案】BD
【解析】因为灯笼处于平衡状态，所以根据平衡条件可知，O点和灯笼之间这根轻绳里的张力大小为
F=G
由题意，结合对称性可知，轻绳AO、BO与竖直方向的夹角相同，设这个夹角为θ。对结点O受力分析，并建立如图所示的坐标系：
根据共点力的平衡条件可得：
FAsinθ=FBsinθ
FAcsθ+FBcsθ=F
且
F=G
联立可得
由上式可知
当θ=60°时
FA=FB=G
当θ＜60°时
FA=FB＜G
当θ＞60°时
FA=FB＞G
又因为物体处于平衡状态，其所受合力为零，所以FA和FB的矢量和大小等于G，方向竖直向上。
故选BD。
6. 一物体自空中的点以一定的初速度竖直向上抛出，后物体的速率变为，则关于物体此时的位置和速度方向的说法可能正确的是（不计空气阻力，）（ ）
A. 在点上方，速度方向竖直向下B. 在点上方，速度方向竖直向上
C. 在点上方，速度方向竖直向下D. 在点下方，速度方向竖直向下
【答案】AB
【解析】由于速率为，分两种情况，速度方向向上或向下，若末速度方向向上，根据
可知
这段时间内向上位移
即在抛出点上方75m处，速度方向向上；
若末速度方向向下，根据
可知
这段时间内向上的位移
即在抛出点上方15m处，速度方向向下；
故选AB。
7. 我国风洞技术世界领先。如图所示，在模拟风洞管中的光滑斜面上，一个小物块受到沿斜面方向的恒定风力作用，沿斜面加速向上运动，则从物块接触弹簧至到达最高点的过程中（ ）
A. 物块的动能先增大后减小
B. 物块加速度一直减小到零
C. 弹簧弹性势能一直增大
D. 物块和弹簧组成的系统机械能先增大后减小
【答案】AC
【解析】AB．物体接触弹簧至最高点的过程之中，满足
开始时，加速度沿斜面向上，当开始压缩弹簧时，弹簧弹力逐渐增大，加速度逐渐减小，直至为0，在此阶段中，物体做加速度逐渐减小的加速运动。当加速度为零时，则满足
当再进一步压缩弹簧时，弹簧弹力进一步增大，加速度反向，并逐渐增大，在此阶段中，物体做加速度逐渐增大的减速运动，直至物体速度为零，并到达最高点。因此在整个过程中，物块的动能先增大后减小，加速度先减小，再反向增大，故A正确，B错误；
C．从物块接触弹簧至到达最高点的过程中，弹簧一直被不断压缩，因此弹簧的弹性势能在不断增大，故C正确；
D．由于物块和弹簧组成的系统一直受到沿斜面向上的风力作用，风力一直对整个系统做正功，故物块和弹簧组成的系统机械能不断增大，故D错误。故选AC。
8. 如图所示，质量分布均匀的铁链，静止放在半径的光滑半球体上方。给铁链一个微小的扰动使之向右沿球面下滑，当铁链的端点B滑至C处时其速度大小为。已知，以OC所在平面为参考平面，取。则下列说法中正确的是（ ）
A. 铁链下滑过程中任意一小段铁链的机械能均守恒
B. 铁链在初始位置时其重心高度
C. 铁链的端点A滑至C点时其重心下降2.8m
D. 铁链的端点A滑至C处时速度大小为
【答案】CD
【解析】A．铁链下滑过程中整体的机械能守恒，但任意一小段铁链运动过程中机械能不守恒，故A错误；
B．设铁链在初始位置时其重心到O点的距离为h，如图中的E点：
铁链的端点B滑至C处过程中，链条重心的位置到O点距离不变，在此过程中，根据机械能守恒定律可得：
其中，解得
h=1.8m
故B错误；
C．设链条长度为L，根据几何关系可得
铁链的端点A滑至C点时其重心下降的高度为
故C正确；
D．设铁链的端点A滑至C处时速度大小为v′，根据机械能守恒定律可得
解得
故D正确。
故选CD。
三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14、15、16题为计算题。考生根据要求作答。
9. 如图所示，滑块B在外力F作用下沿木板A向右滑动，木板A静止在地面上。已知木板A的质量为，滑块B的质量为，A、B间与地面间的动摩擦因数均为，重力加速度为g，则在B滑动过程中，B受到的摩擦力大小为__________；木块A受到地面的摩擦力的大小为__________、方向为__________（选填“向左”或者“向右”）。
【答案】μm2g μm2g 向左
【解析】[1]滑块B在外力F作用下沿木板A向右滑动，在B滑动过程中，B受到的摩擦力大小为
fB=μm2g
[2][3]根据力的作用是相互的，所以B对A的摩擦力大小为
f1=fB=μm2g
方向向右；
木板A静止在地面上，根据平衡条件得
f1=fA
解得木块A受到地面的摩擦力的大小为
fA=μm2g
方向向左。
10. 如图所示，一块直木板可绕过O点的水平轴在竖直平面内转动，木板上放有一小木块，木板右端受到竖直向上的作用力F，从图中位置A缓慢转动到位置B。小木块相对木板不发生滑动，则在此过程中，摩擦力对小木块__________；支持力对小木块__________；合力对小木块__________（选填“做正功”“做负功”或者“不做功”）。
【答案】不做功 做正功 不做功
【解析】[1]小木块所受的摩擦力总与运动方向垂直，因此不做功；
[2]小木块所受的支持力总与水板方向垂直，始终与小木块的运动方向一致，故小木块所受的支持力一直对小木块做正功；
[3]小木块缓慢运动，小木块的合力为零，因此合力对小木块不做功。
11. 一质量为m的雨滴在空中从静止开始下落，已知下降过程中受到的空气阻力f与雨滴的速率v的平方成正比，即f = kv2，其中k为已知的常量，则达到稳定前，雨滴的加速度大小__________（选填“一直增加”或者“一直减小”）；雨滴的最大速率为__________；比例系数k的单位为__________（用国际单位制的基本单位表示）。
【答案】一直减小 kg/m
【解析】[1]雨滴在空中从静止开始下落做加速直线运动，雨滴速度达到稳定前，对雨滴由牛顿第二定律得
mg − kv2 = ma
速度变大，空气阻力变大，合外力变小，则雨滴的加速度一直减小。
[2]当加速度减小到零时，雨滴的速度达到最大，由平衡条件得
解得雨滴的最大速率为
[3]根据公式
可得比例系数
则单位为
12. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）如果没有操作失误，图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是________。
（2）本实验采用的科学方法是________。
A．理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
（3）实验时，主要的步骤是：
A.在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力和的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力的图示；
F.比较和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。
上述步骤中，有重要遗漏的步骤的序号是________和________；
【答案】（1）F （2）B （3）C E
【解析】（1）[1]如果没有操作失误，图乙中的是两个分力合力的理论值，而F是两个分力合力的实验值，则两力中方向一定沿AO方向的是F。
（2）[2]本实验采用的科学方法是等效替代法，故选B；
（3）[3]步骤C中，用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数，记录两个拉力的方向；
[4]步骤E中，只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，将结点拉到同样位置O，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力的图示；
上述步骤中，有重要遗漏的步骤的序号是C和E；
13. 利用图示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的__________。
A. 动能变化量与势能变化量
B. 速度变化量和势能变化量
C. 速度变化量和高度变化量
（2）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是__________。
A. 交流电源B. 刻度尺C. 秒表
（3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量__________，动能增加量__________。（用题目给的物理量符号表示）
（4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是__________
A. 利用公式计算重物速度B. 利用公式计算重物速度
C. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响D. 没有采用多次实验取平均值的方法
（5）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。该同学的判断依据是__________（选填“正确”或者“错误”）的。
【答案】（1）A （2）AB
（3）mghB
（4）C （5）错误
【解析】【小问1详解】
验证机械能守恒，即需比较重力势能的变化量与动能增加量的关系，故选A。
【小问2详解】
电磁打点计时器需要接低压交流电源，实验中需要用刻度尺测量点迹间的距离，从而得出瞬时速度以及下降的高度，实验验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要用天平测量质量，故选AB。
【小问3详解】
[1]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量
ΔEp=mghB
[2]B点的瞬时速度为
则动能的增加量为
【小问4详解】
AB．因重物下落的加速度一般要小于g，则利用公式或者利用公式计算重物速度，都会造成重力势能的减少量小于动能的增加量，选项AB错误；
C．大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦力阻力的影响，选项C正确；
D．没有采用多次实验取平均值的方法，只会产生偶然误差，不可能总是重力势能的减少量大于动能的增加量，选项D错误。
故选C。
【小问5详解】
该同学的判断依据错误；
在重物下落h的过程中，若阻力f恒定，根据
可得
则此时v2-h图象就是过原点的一条直线．所以要想通过v2-h图象的方法验证机械能是否守恒，还必须看图象的斜率是否接近2g。
14. 在航空母舰上安装电磁弹射器以缩短飞机起飞距离。如图所示，航空母舰的水平跑道总长为180m，其中电磁弹射区的长度为80m，若弹射装置可以辅助飞机在弹射区做加速度为的匀加速直线运动，飞机离开电磁弹射区后在喷气式发动机推力作用下继续做匀加速直线运动，飞机离舰起飞速度为。已知航空母舰始终处于静止状态，飞机可视为质点，求：
（1）飞机离开电磁弹射区时的速度大小；
（2）飞机离开电磁弹射区后的加速度大小；
（3）飞机从静止开始到离开跑道的总时间t。
【答案】（1）80m/s
（2）18m/s2 （3）3.11s
【解析】【小问1详解】
根据速度—位移关系可得
则
【小问2详解】
飞机离开电磁弹射区后，根据速度—位移关系可得
解得
【小问3详解】
在电磁弹射区运动的时间为
飞机离开电磁弹射区后运动的时间为
所以飞机从静止开始到离开跑道的总时间为
t=t1+t2=2s+1.11s=3.11s
15. 如图所示，水平轨道BC的右端与高度固定光滑斜面轨道AB在B点平滑连接，左端与一倾角为的光滑斜面轨道CE在C点平滑连接，E处固定一劲度系数的轻质弹簧。一质量为的滑块从A点由静止释放，经BC后滑上CE并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点。已知BC长为，滑块与BC的动摩擦因数，CD长为，g取，弹簧的弹性势能满足公式，其中k为劲度系数，x为形变量。求：
（1）滑块第一次经过B点时的速率；
（2）滑块运动到的D点的加速度大小；
（3）滑块最终停在距B点多远的位置。
【答案】（1）3m/s
（2）12m/s2 （3）0.3m
【解析】【小问1详解】
从A到B过程中，根据机械能守恒定律可得：
解得
vB=3m/s
【小问2详解】
设滑块在D点时弹簧的压缩量为x，从A到D根据功能关系可得
mgh=μmgs+mgLsinθ+kx2
解得
x=0.2m
滑块在D点，根据牛顿第二定律可得
mgsinθ+kx=ma
解得
a=12m/s2
【小问3详解】
设最终停止时滑块在水平面上运动的距离为s′，根据功能关系可得
mgh=μmgs′
解得
s′=4.5m
由于
所以滑块最终停在距B点的距离为
16. 如图所示，在光滑水平面上，质量为的物块左侧压缩一个劲度系数为的轻质弹簧，弹簧与物块未拴接，物块与左侧墙壁用细线拴接，使物块静止在O点。在水平面A端与一顺时针匀速转动且倾角的传送带平滑连接，已知OA的长度，传送带顶端为B点，AB长度，物块与传送带间的动摩擦因数。现剪断细线同时给物块施加一个变力F，使物块从O点经过A点到B点做加速度大小恒为的加速运动，且变力F的方向始终与物块的速度方向平行。已知物块运动到A点时弹簧恰好恢复原长，不计空气阻力，重力加速度g取。
（1）求物块在水平面OA运动过程中，变力F的在O点和A点的值；
（2）若传送带速度大小为，求物块与传送带间由于摩擦产生的热量；
（3）若传送带匀速顺时针转动的速度大小为v，且v的取值范围为，求物块由O点到B点的过程中变力F做的功W与传送带速度大小v的函数关系。
【答案】（1）0N和8N
（2）48J （3）W=105-8v2
【解析】【小问1详解】
在O点
F1+kd=ma
在A点
F2=ma
解得
F1=0N，F2=8N
【小问2详解】
在初始位置
得
vA=1m/s

得vB=3m/s
物块从A到B运动时间为t
得t=1s
物块与传送带间摩擦产生的热量Q=μmgcsθ（vt-L）
得Q=48J
【小问3详解】
物块在水平面上F+k（d-x）=ma
力F随位移x线性变化
解得W1=1J
若传送带速度2m/s＜v＜3m/s，物块受到的滑 动摩擦力先沿斜面向上，后向下。
由牛顿第二定律可知
F1+μmgcsθ-mgsinθ=ma
F1=16N
F2-μmgcsθ-mgsinθ=ma
F2=48N
可得
W=W1+W2=105-8v2