[物理]山西省2024-2025学年高三上学期9月联考试题(解析版)

这是一份[物理]山西省2024-2025学年高三上学期9月联考试题(解析版)，共18页。试卷主要包含了 滑雪是冬奥会的比赛项目之一等内容，欢迎下载使用。

全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 生活中无处不存在着各种物理现象，下列关于各种物理现象说法正确的是（ ）
A. 光从空气进入水中后，波长变短
B. 天空中彩虹是光的全反射现象造成的
C. 一定质量的理想气体，体积一定压强减小时单位时间内分子撞击器壁的平均冲量不变
D. 在产生正弦式交流电的过程中，当线圈经过中性面时，线圈中的磁通量为零
【答案】A
【解析】A．光从空气进入水中后，波速变小，频率不变，波长变短，故A正确；
B．天空中彩虹是不同颜色光的折射率不同，是光的色散现象造成的，故B错误；
C．一定质量的理想气体，体积一定压强减小时，气体温度降低，气体分子的平均动能减小，平均速率减小，单位时间内平均冲量减小，故C错误；
D．在产生正弦式交流电的过程中，当线圈经过中性面时，线圈中的磁通量最大，产生的感应电流为0，故D错误。
故选A。
2. 过水门仪式是国际民航中最高级别的礼仪。如图所示，“水门”是由两辆消防车喷出的水柱形成的，两条水柱形成的抛物线对称分布，且刚好在最高点水平相遇。已知水柱喷出时的速度大小为40m/s，从喷出到在最高点相遇所用时间为2s。重力加速度，不计空气阻力和水流之间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A. “水门”距喷出点的高度为5m
B. “水门”的宽度为
C. 在最高点相遇时，水柱的速度为20m/s
D. 水喷出的瞬间，速度与水平方向夹角为30°
【答案】D
【解析】A．在竖直方向上，水做竖直上抛运动，则
解得
h＝20m
A错误；
B．喷出时竖直方向速度
所以水平方向的初速度
所以“水门”的宽度为
B错误；
C．在最高点相遇时，水柱竖直方向速度为零，水柱的速度即为水平速度，C错误；
D．水喷出的瞬间，速度与水平方向夹角
θ＝30°
D正确。
故选D。
3. 如图所示，虚线的上方存在垂直纸面向外的匀强磁场。将一粗细均匀的电阻丝折成的正五边形导体框abcde置于磁场中（ab边水平），用导线将恒压电源U连接在导体框的a、b两点。则下列说法正确的是（ ）
A. ba边所受的安培力方向竖直向上
B. bcdea部分与ba边所受的安培力大小之比为1：4
C. ba边与bc边所受的安培力大小相等
D. 导体框所受的安培力为0
【答案】B
【解析】A．由电路可知，流过ab边的电流方向由b向a，由左手定则可知ba边所受的安培力方向竖直向下，A错误；
BC．设导体框的边长为L，单位长度的电阻为。由欧姆定律可得ab边的电流为
流过bcdea边的电流为
又bcdea边与ba边在磁场中的有效长度相等，则由公式
F＝BIL
可知安培力的大小与电流成正比，则bcdea部分与ba边所受的安培力大小之比为1：4，同理ba边与bc边所受的安培力大小之比为4：1，B正确，C错误；
D．整个导体框所受的安培力大小为
由左手定则可知安培力的方向竖直向下，D错误。
故选B。
4. 如图所示，质量M＝3kg、倾角α＝30°的粗糙斜面放置在水平地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一轻质细绳跨过滑轮，一端与斜面上静止的质量m＝1.2kg的物块相连，另一端与固定在水平地面的竖直轻弹簧相连，轻绳不可伸长且与斜面平行，弹簧保持竖直且始终在弹性限度内，系统处于静止状态时弹簧弹力大小为7N，重力加速度大小，则下列说法正确的是（ ）
A. 物块所受摩擦力的方向沿斜面向上
B. 物块所受支持力和绳子拉力的合力方向竖直向上
C. 地面对斜面的支持力大小为49N
D. 地面对斜面摩擦力大小为3.5N
【答案】C
【解析】A．物块所受重力沿斜面向下的分力大小为
可知，物块相对于斜面有向上运动的趋势，物块所受摩擦力的方向沿斜面向下。故A错误；
B．物块处于静止状态，所受合力为0，结合上述可知，物块受到重力、绳子的拉力、斜面的支持力与沿斜面向下的摩擦力四个力的作用，根据平衡条件可知，支持力和绳子拉力的合力与重力和摩擦力的合力等大反向，重力和摩擦力的合力方向斜向右下方，可知支持力和绳子拉力的合力斜向左上方。故B错误；
C．将斜面、滑轮与物块作为整体，对整体进行分析，根据平衡条件有
即地面对斜面的支持力为49N。故C正确；
D．结合上述，将斜面、滑轮与物块作为整体，对整体进行分析，整体受到弹簧竖直向下的拉力、竖直向下的重力与竖直向上的支持力，整体在水平方向没有受到其他作用力，即整体相对于水平面没有运动趋势，即斜面不受地面的摩擦力。故D错误。
故选C。
5. 如图，一轻绳跨过光滑定滑轮，绳的一端系物块P，P置于水平桌面上，与桌面间存在摩擦；绳的另一端悬挂一轻盘（质量可忽略），盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m，并测量P的加速度大小a，得到图像。重力加速度大小为g。在下列图像中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设P的质量为，P与桌面的动摩擦力为；以P为对象，根据牛顿第二定律可得
以盘和砝码为对象，根据牛顿第二定律可得
联立可得
可知，a-m不是线性关系，排除AC选项,可知当砝码的重力小于物块P最大静摩擦力时，物块和砝码静止，加速度为0，当砝码重力大于时，才有一定的加速度，当趋于无穷大时，加速度趋近等于。
故选D。
6. 中国科学院紫金山天文台发现两颗小行星：和，它们在同一平面内绕太阳做同向的匀速圆周运动（仅考虑小行星与太阳之间的引力），测得两颗小行星之间的距离随时间变化的关系如图所示，已知：的周期大于的周期，下列说法正确的是（ ）
A. 和圆周运动的半径之比为3：1
B. 运动的周期为
C. 运动的周期为
D. 与所受太阳引力之比为1：16
【答案】C
【解析】A．设小行星距太阳的距离为，小行星距太阳的距离为。根据图像可知
，
联立解得
即半径之比为4：1，故A错误；
BC．因经过时间两星再次相距最近，设小行星与小行星绕太阳运动的周期分别为，则
根据开普勒第三定律可知
解得
故B错误，C正确；
D．由于两行星质量关系未知，故无法确定其所受太阳引力之比，故D错误。
故选C。
7. 滑雪是冬奥会的比赛项目之一。如图所示，若滑雪运动员以初速度v0＝4m/s沿倾角为θ＝30°足够长的滑雪轨道匀加速直线下滑，在2s的时间内下滑的路程为16m，已知运动员（含滑板）的质量为m＝60kg，重力加速度，则下列说法正确的是（ ）
A. 运动员下滑的加速度大小为
B. 运动员3s末的速度大小为8m/s
C. 运动员受到的阻力大小为120N
D. 运动员受到倾斜轨道支持力的大小为
【答案】D
【解析】A．运动员沿倾斜轨道向下做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动规律有
解得
A错误；
B．3s末的速度
B错误；
C．对运动员进行受力分析：运动员在下滑过程中，受到重力mg、轨道的支持力以及阻力的共同作用。以运动员为研究对象，根据牛顿第二定律，沿斜轨道向下方向有
解得
C错误；
D．垂直于斜轨道方向有
解得
D正确。
故选D。
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. t＝0时刻甲、乙两辆汽车在同一条平直公路上不同车道上车头恰好平齐。它们同时由静止开始沿平直公路做匀加速直线运动，然后分别刹车做匀减速直线运动直至停止，停止后车头仍平齐，两车的v－t图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 甲在行驶过程中的最大速度为20m/s
B. 乙在行驶过程中的最大速度为8m/s
C. 甲、乙两车加速度的大小之比为4：1
D. t＝8s时，甲车和乙车相距最远
【答案】ACD
【解析】A．由图可知，甲在行驶过程中的最大速度为，A正确；
B．根据题意可知两车的位移
解得乙在行驶过程中的最大速度为，B错误；
C．甲、乙加速度大小之比为
C正确；
D．经过时间t＝10s，乙车速度最大，甲车速度是0，设从时刻开始到经过时间两车速度相等，此时两车相距最远，设此时速度为，把甲车看成从时刻t起，反方向的匀加速直线运动，则有
对乙车
解得
D正确。
故选ACD。
9. 如图所示，甲图为用光电管演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种单色光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；图丙为遏止电压与照射光波长倒数的关系图像。已知光在真空中传播速度为c，电子电荷量大小为e，则下列说法正确的是（ ）
A. 由图乙可知，单色光a的光强比单色光b的光强小
B. 由图乙可知，单色光a频率比单色光c的频率高
C. 由图丙可知，该光电管阴极材料的逸出功大小为eg
D. 由图丙可知，普朗克常数等于
【答案】CD
【解析】A．在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大，则单色光a的光强比单色光b的光强大，故A错误；
B．由爱因斯坦光电效应方程和动能定理可得
，
可得
由图乙可知，单色光a的频率比单色光c的频率低，故B错误；
CD．由
可得
结合图像得
，
解得
，
故CD正确。故选CD。
10. 如图所示，一上表面距地面高为0.80m、半径为1.2m的水平圆盘上放置质量分别为0.85kg、0.15kg的A和B两个物体，用长为1.2m的轻绳连接，A物体在转轴位置上，B在圆盘边缘。当圆盘绕其竖直轴以角速度转动时，A、B两物体刚好相对圆盘静止。两物体均看做质点，两物体与圆盘之间的动摩擦因数均为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。某时刻轻绳突然断裂，下列说法正确的是（ ）
A. 轻绳断裂前，圆盘转动的角速度为
B. 轻绳断裂前，轻绳拉力的大小为1.7N
C. B物体落到水平地面的位置到竖直轴的距离为2m
D. B物体落地时的速度大小为4m/s
【答案】BC
【解析】AB．当圆盘绕其竖直轴以角速度转动时，由牛顿第二定律则有
联立解得
F＝1.7N
A错误，B正确；
C．轻绳突然断裂，B物体做平抛运动，有
所以B物体落到水平面的位置到竖直轴的距离为
C正确；
D．B物体落地时的速度大小为
D错误。故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组利用如图甲所示装置“研究平抛运动的规律”。实验方案如下：
（1）调节管口方向，使水从管口沿______方向射出；
（2）待水在空中形成稳定的弯曲水柱后，紧贴水柱后方放置白底方格板，小方格边长为10cm，并利用手机正对水柱拍摄照片，取水柱上的四个点A、B、C、D，重力加速度，则频闪照相相邻闪光的时间间隔为______s，水流射出管口的初速度大小为______m/s；
（3）若已知水管的横截面积为，由上述信息可计算出水从管口流出的流量为______；
【答案】（1）水平 （2）0.1##0.10 3##3.0 （3）##
【解析】【小问1详解】
由于是研究平抛运动规律，因此应使水从管口沿水平方向射出；
【小问2详解】
[1][2]设BC、AB的竖直高度差为，则
根据
解得
故水流平抛运动的水平初速度为
【小问3详解】
水的流量为
12. “探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。小车后面固定一条纸带，穿过电火花计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与竖直悬挂的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力F的大小。
（1）在安装器材时，要调整小滑轮的高度，使拴小车的细绳与木板平行，这样做的目的是______（填字母）；
A. 防止打点计时器在纸带上打出的点痕不清晰
B. 为达到在补偿阻力后使细绳拉力等于小车受的合力
C. 防止小车在木板上运动过程中发生抖动
D. 为保证小车最终能够实现匀速直线运动
（2）实验中______（填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码质量远小于小车质量；
（3）在实验中得到一条如图乙所示的纸带，用毫米刻度尺测量并在纸带上标出了部分段长度。已知A~G各相邻计数点间的时间间隔为T＝0.1s，由图中数据可求得：打点计时器在打D点时小车的瞬时速度大小为______m/s，小车的加速度大小a＝_____；（结果均保留2位有效数字）
（4）保持小车质量不变，改变悬挂钩码个数，多次实验，根据记录的多组a、F数据，以a为纵轴、F为横轴建立直角坐标系，画出a－F图像是一条倾斜直线，若已知此图像斜率为k，则小车质量为______。（用k表示）
【答案】（1）B （2）不需要 （3）0.39 0.34 （4）
【解析】【小问1详解】
实验中调节定滑轮高度，使细绳与木板平行，可在补偿阻力后使细绳的拉力等于小车所受的合力，如果不平行，细绳的拉力在垂直于木板的方向上就有分力，改变了摩擦力就不能使细绳拉力等于小车所受的合力，B正确。
【小问2详解】
由于本实验中的力传感器可以读出绳的拉力，所以不需要满足所挂钩码质量远小于小车质量。
【小问3详解】
[1]由图数据可得：打点计时器在打D点时小车的瞬时速度大小
[2]根据逐差法可得小车的加速度大小
【小问4详解】
由F＝Ma，得
则
故
13. 如图所示，当轻质弹簧竖直放置时，在上面放一个600g的砝码，静止时弹簧压缩量为3mm。现用该弹簧水平推这个砝码，弹簧压缩量为1mm时，这个砝码恰好在水平面上做匀速直线运动。弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度，求：
（1）弹簧的劲度系数k；
（2）砝码与水平面间的动摩擦因数μ（结果保留1位有效数字）。
【答案】（1）2000N/m
（2）0.3
【解析】【小问1详解】
弹簧上放600g的砝码时，弹簧的弹力大小
由胡克定律
F＝kx
得弹簧的劲度系数
【小问2详解】
当砝码匀速运动时，有
而弹力
即得砝码与水平面间的摩擦力

得砝码与水平面间的动摩擦因数
14. 如图所示，质量为m＝0.4kg的带电物体（可视为质点）用绝缘轻绳拴接置于高为h＝1.8m的绝缘水平桌面上，整个空间加上水平向右的匀强电场后，物体与桌面间刚好没有压力，轻绳与竖直方向的夹角为α＝37°，物体到桌面右边缘的距离为x＝2.5m，某时刻将轻绳剪断，经过一段时间物体落在水平地面上。已知物体与桌面间的动摩擦因数为，物体所带的电荷量为，重力加速度，sin37°＝0.6，不计空气阻力。求：
（1）电场强度的大小；
（2）物体的落地点到桌面右边缘的水平间距。
【答案】（1）200N/C
（2）4.35m
【解析】【小问1详解】
物体刚好静止在桌面上时，受力分析，如图所示
由力的平衡条件得
则
代入数据解得
E＝200N/C
小问2详解】
轻绳剪断后，物体先沿水平桌面向右做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得
又
解得
物体运动到桌面边缘的速度为v，则由
得
解得
v＝5m/s
物体离开桌面后，水平方向做匀加速直线运动，竖直方向做自由落体运动物体从离开桌面到落地的时间为t，则由
得
t＝0.6s
水平方向上有
解得
所以有
代入数据解得
15. 如图所示，质量的滑块A静止在质量的木板B的左端，木板B静置于水平地面上，木板右侧适当位置有一固定的光滑圆弧轨道OPQ，圆弧的半径、圆心角θ＝37°，圆弧在P点与水平方向相切，且P点与长木板上表面等高，圆弧轨道的右侧有平台。滑块A在大小为18N的水平恒力F作用下向右运动，2s后撤去F，一段时间后滑块A与木板相对静止，此时滑块A恰好从P点滑上圆弧轨道，滑块从Q点离开圆弧轨道后刚好以水平速度滑上平台左端，已知滑块A与木板B之间的动摩擦因数，木板B与水平地面之间的动摩擦因数，重力加速度，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，不计空气阻力。求：
（1）前2s内滑块A和木板B的加速度大小；
（2）滑块A滑上圆弧轨道P点时对P点的压力大小；
（3）Q点与平台左侧的水平距离。
【答案】（1），
（2）
（3）1.2m
【解析】（1）由题意，根据牛顿第二定律对A，有
对B，有
解得，
（2）2s末，A、B的速度大小分别为


撤掉力F后，A做匀减速直线运动，B仍以做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律对A，有

当二者共速时有

解得
A从P点滑上圆弧轨道时的速度为
根据牛顿第二定律有
由牛顿第三定律有
（3）A从P点沿圆弧轨道到达Q点，根据动能定理可得
解得
A从Q点滑出后做斜抛运动，有
，
联立解得