辽宁省抚顺市六校协作体2024-2025学年高三(上)期中物理试卷(解析版)

这是一份辽宁省抚顺市六校协作体2024-2025学年高三(上)期中物理试卷(解析版)，共16页。试卷主要包含了4kgB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、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 长为L的列车经过铁路桥的过程中做匀减速直线运动，列车通过桥头的时间为t，列车在桥上（整车均在桥上）运动的时间也为t，列车通过桥尾的时间为2t，则列车的加速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平均速度
则
解得
故选A。
2. 蹦床运动是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。质量为50kg的运动员，从离水平网面3.2m高处由静止自由下落，着网后沿竖直方向蹦回离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为0.6s，取重力加速度大小，则网对运动员的平均作用力大小为（ ）
A. 1000NB. 1500NC. 2000ND. 2500N
【答案】C
【解析】设运动员接触网面时速度大小为，则
解得
设运动员离开网面时的速度大小为，则
解得
取竖直向上方向为正方向，由动量定理得
解得
故选C。
3. 天问一号探测器在距火星表面高度为h的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，已知引力常量为G，火星的半径为R，火星的质量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据万有引力提供向心力可得
解得火星的质量为
故选C。
4. 一物体静止在足够大的水平地面上，某时刻起在物体上作用一水平恒力，2s后撤去，物体在恒力F作用下的速度大小v随时间t的变化图像如图所示，已知物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A. 物体的质量为0.4kgB. 恒力F对物体做的功为24J
C. 物体沿地面减速的距离为4mD. 物体沿地面运动的最大距离为6m
【答案】D
【解析】A．根据图像可得物体的加速度为
根据牛顿第二定律，有
解得
故A错误；
B．根据v-t图像与坐标轴所围的面积表示位移，则有
根据动能定理，有
其中
联立可得
故B错误；
CD．撤去外力后，根据牛顿第二定律，可得物体减速运动时的加速度大小为
根据速度-位移公式
可得物体沿地面减速的距离为
物体沿地面运动的最大距离为
故C错误，D正确。
故选D。
5. 如图所示，三角形PMN，，，将一点电荷固定在M点，P点的电场强度大小为，N点的电场强度大小为，则和的比值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据正弦定理可得
可得
根据点电荷公式可得
，
则和的比值为
故选B。
6. 如图所示，水平地面上的物体在与水平方向成的拉力的作用下沿地面做匀加速直线运动的加速度大小为，在与水平方向成的推力的作用下沿地面做匀加速直线运动的加速度大小为。已知拉力与推力的大小相等，，则物体与地面间的动摩擦因数为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】物体在拉力的作用下有
物体在推力作用下有
其中
，
解得
故选D。
7. 如图所示，质量为的薄木板静置在足够大的水平地面上，一质量为、可视为质点的物块以的速度从左端滑上木板，恰好能到达木板的右端。已知物块与木板间的动摩擦因数为0.2，木板与地面间的动摩擦因数为0.1，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A. 木板的长度为1mB. 木板的最大速度为
C. 物块向右运动的最大距离为2mD. 木板沿地面运动的最大距离为1m
【答案】D
【解析】AB．物块做减速运动的加速度大小为
木板的加速度
共速时
解得t=1s，v=1m/s
则物块位移
木板位移
木板长度
木板的最大速度为
选项AB错误；
CD．共速后整体的加速度
还能移动距离
物块向右运动的最大距离为2.5m，木板沿地面运动的最大距离为1m，选项C错误，D正确。
故选D。
8. 如图所示，一户外健身器材轮子上有A、B两点，当器材上轮子匀速转动时，下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点的周期相等B. A、B两点的速度相等
C. A、B两点的角速度相等D. A、B两点的加速度相等
【答案】AC
【解析】A．A、B两点同轴转动，可知周期和角速度相等，选项AC正确；
B．根据
v=ωr
可知A、B两点的速度不相等，选项B错误；
D．根据
a=ω2r
可知A、B两点的加速度不相等，选项D错误。
故选AC。
9. 一质量为m乘客乘坐竖直电梯上楼，其位移x与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。下列判断正确的是（ ）
A. 时间内，v增大，B. 时间内，v减小，
C. 时间内，v增大，D. 时间内，v减小，
【答案】AD
【解析】A．根据图像的斜率表示速度，由图可知在时间内，速度v增大，该时间段内乘客加速上升，加速度方向向上，处于超重状态，则有，故A正确；
B．在时间内，图像的斜率保持不变，乘客的速度不变，乘客向上做匀速直线运动，处于平衡状态，则有，故B错误；
CD．在时间内，图像的斜率变小，乘客的速度v减小，乘客向上做减速运动，乘客处于失重状态，则有，故C错误，D正确。
故选AD。
10. 如图所示，粗糙水平地面上静置一楔形物块a，其斜面上有一小物块b，b与平行于斜面的细绳的一端相连，细绳的另一端固定在斜面上，a与b之间光滑，剪断细绳的瞬间，下列说法正确的是（ ）
A. 物块a对地面的压力一定减小B. 小物块b对物块a的压力可能不变
C. 小物块b对物块a的压力可能减小D. 小物块b对物块a的压力可能增大
【答案】ABC
【解析】A．剪断细绳前，以a、b为整体，竖直方向根据受力平衡可得
剪断细绳的瞬间，由于a与b之间光滑，则b相对a向下运动，b具有竖直向下的分加速度，以a、b为质点组，根据质点组牛顿第二定律可得
可得
可知物块a对地面的压力一定减小，故A正确；
BCD．剪断细绳前，以b为对象，设斜面倾角为，垂直斜面方向根据受力平衡可得
剪断细绳的瞬间，b相对a向下运动，若a仍处于静止状态，以b为对象，则有
可知小物块b对物块a的压力不变；
剪断细绳的瞬间，b相对a向下运动，若a沿水平方向向左运动，则b具有沿斜面向下的分加速度和垂直斜面向下的分加速度；以b为对象，垂直斜面方向根据牛顿第二定律可得
可得
可知小物块b对物块a的压力减小；故BC正确，D错误。
故选ABC。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律，力传感器可以测量轻绳中的拉力大小
（1）实验时保持带滑轮的长木板水平，在砝码盘中放入一定质量的砝码，得到如图乙所示的一条纸带，、、、是纸带上相邻两个计时点之间的距离，已知打点计时器打点的周期为，则小车的加速度大小______。
（2）改变砝码盘中砝码的质量多次测量，根据纸带计算出小车的加速度，以力传感器的示数为横坐标，小车的加速度为纵坐标，描点得到如图丙所示的斜率为的拟合直线，图像不过原点的原因是______；用天平测出滑轮和小车的总质量______，就验证了牛顿第二定律。
【答案】（1）
（2）没有平衡摩擦力
【解析】（1）纸带上相邻两个计时点的时间间隔为，根据逐差法有
（2）[1][2]题中图像不过原点的原因是没有平衡摩擦力；由牛顿第二定律可得
则
则
解得
12. 某实验小组同学用如图甲所示的装置“研究平抛物体的运动规律”，当地重力加速度大小。
（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线__________，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛__________。
（2）贾同学正确实验得到小球做平抛运动的轨迹，如图乙所示，其中O为抛出点，则小球做平抛运动的初速度大小__________。
（3）林同学将白纸换成每格边长的方格纸，通过实验记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则小球做平抛运动的初速度大小__________。
【答案】（1）水平 初速度相同
（2）1.5 （3）4.2
【解析】【小问1详解】
[1][2]为了保证小球抛出的速度处于水平方向，实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平；每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相同。
小问2详解】
竖直方向有
可得
则小球做平抛运动的初速度大小为
【小问3详解】
竖直方向有
可得
水平方向有
可得小球做平抛运动的初速度大小为
13. 在点处固定一个带正电的点电荷，从点由静止释放一个质量为、可视为质点的带负电小球，小球的运动轨迹为如图所示的实线，它与以点为圆心、为半径的圆相交于、两点，、两点在同一竖直线上，与水平方向的夹角，A点距点的竖直高度为，小球经过点时的速度大小为，重力加速度大小为，不计空气阻力，求：
（1）小球经过点时的速度大小；
（2）小球从点运动到点的过程中，电场力对小球做的功。
【答案】（1） （2）
【解析】【小问1详解】
B、两点位于同一等势面上，根据动能定理有
解得
【小问2详解】
小球从A点运动到点的过程中，根据动能定理有
解得
14. 如图所示，水平恒力F作用在质量为2m的小球A（视为质点）上，细线与竖直方向的夹角，小球A和质量为5m的物块B用平行斜面、跨过光滑定滑轮的细线连接，物块B放在倾角的斜面体C上，C固定在水平地面上，A、B和C均处于静止状态。突然撤去恒力F，小球A在摆动过程中物块B不滑动，定滑轮可视为质点，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度大小为g。求：
（1）恒力F的大小；
（2）撤去恒力F后细线中的最大张力；
（3）物块B和斜面体C间的最小动摩擦因数。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
以A球为对象，根据受力平衡可得
解得恒力F的大小为
【小问2详解】
撤去恒力F后，小球A做圆周运动，设半径为，当小球A运动到最低点时，小球A的速度最大，细线中的张力最大；根据动能定理可得
在最低点根据牛顿第二定律可得
联立解得最大张力为
【小问3详解】
撤去恒力F前，细线拉力大小为
以B为对象，沿斜面方向根据受力平衡可得B受到摩擦力大小为
方向沿斜面向下；当撤去恒力F时，此时细线拉力最小，大小为
以B为对象，根据受力平衡可得B受到的摩擦力大小为
方向沿斜面向上；当小球A运动到最低点时，根据受力平衡可得B受到的摩擦力大小为
方向沿斜面向下；综上分析可知
可得
可知物块B和斜面体C间的最小动摩擦因数为
15. 如图所示，均可视为质点的小球A、B通过长为L的轻质细绳相连，小球A的下方沿着绳子方向固定一轻质弹簧（图中未画出），弹簧的长度远小于细绳的长度，现用手提着小球A，使小球B距离水平地面的高度也为L，突然松手，两小球由静止开始自由下落，接下来的运动中，所有碰撞时间均极短，弹簧始终处于弹性限度内，小球每次与地面碰撞后的速度大小均变为碰撞前的一半，已知小球A、B的总质量为M，重力加速度大小为g，不计空气阻力。
（1）求小球B第一次着地时的速度大小；
（2）求从松手到两小球第一次碰撞的时间t；
（3）小球A、B的质量满足什么关系时，可使弹簧压缩至最短？最短时的弹性势能为多少？
【答案】（1）
（2）
（3）两者质量相等时，弹簧压缩至最短。弹性势能为
【解析】【小问1详解】
根据自由落体速度位移公式可知，小球B第一次着地时的速度大小
解得
【小问2详解】
小球B落地时，两球速度大小相等
，
从B落地反弹到相遇
解得
从松手到两小球第一次碰撞的时间
【小问3详解】
A、B碰撞前瞬间，A球的速度为
B球的速度大小
A、B碰撞过程动量守恒，当发生完全非弹性碰撞时，碰后共速，两球组成的系统机械能损失最大，弹性势能最大，规定竖直向下为正方向，有
其中
整理得
所以当
此时，弹性势能最大，最大值为