四川省眉山市东坡区2024-2025学年高二上学期11月期中校校联合考试物理试题

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考试时间：75 分钟 满分：100 分
一、单选题（本题共 7 个小题，每小题 4 分，共 28 分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。选对得 4 分，选错得 0 分。）
1．如图，倾角为30°的斜面静置于粗糙水平面。物块A由一轻绳与小球B相连，轻绳跨过光滑定滑轮，O点为轻绳与定滑轮的接触点。初始时小球B受到水平向右的拉力F，轻绳OB段与F的夹角，整个系统处于静止状态。现改变拉力F，将小球向右上方缓慢拉起，并保持夹角θ不变。从初始状态到轻绳OB段水平的过程中，斜面与物块A均保持静止，则在此过程中（ ）
A．拉力F先增大后减小
B．轻绳OB段的张力先增大后减小
C．地面对斜面的支持力逐渐增大
D．地面对斜面的摩擦力先增大后减小
【答案】D
【详解】AB．小球B受重力mg、轻绳OB的拉力和拉力F，由题意可知，三个力的合力始终为零，矢量三角形如图所示
在转至水平的过程中，轻绳OB的拉力逐渐减小，拉力F逐渐增大，故AB错误；
CD．整体（含斜面体，物块A和小球B）受向下的重力、向上的支持力、向左的摩擦力以及拉力四个力的作用，根据对小球的受力分析可知，拉力F的竖直方向分力逐渐增大，水平方向分力先增大后减小（矢量三角形中力F边在水平方向的分量在力F边逆时针转动过程中，先增大后减小），所以地面对斜面体的支持力逐渐减小，地面对斜面体的摩擦力先增大后减小，故C错误，D正确。
故选D。
2．在某次无人机空中侦察中，无人机沿竖直方向运动的图像如图所示，取竖直向上为正方向，关于无人机的运动，下列说法正确的是（ ）
A．时，速度方向竖直向下
B．时，加速度为零
C．第2s末到第4s末，位移为零
D．第4s末到第6s末，速度逐渐变大
【答案】C
【详解】A．时，速度为正，方向竖直向上，故A错误；
B．2s~4s内无人机的加速度均为
故B错误；
C．图像与坐标轴围成的面积代表位移，t轴上方为正方向，t轴下方为负方向，由图可知，第2s末到第4s末，位移为零，故C正确；
D．4s~6s内速度逐渐减小，故D错误。
故选C。
3．小船在静水中的速度为3m/s，它在一条宽为150m，水流速度为5m/s的河中渡河，下列说法正确的是（sin 53°=0.8，cs 53°=0.6）（ ）
A．小船能到达到正对岸
B．渡河的最短时间为30s
C．以最短位移渡河，小船的渡河时间为62.5s
D．以最短时间渡河，小船的渡河位移为250m
【答案】C
【详解】A．由于小船在静水中的速度小于水流速度，所以小船不能到达到正对岸，故A错误；
BD．当船头垂直河岸渡河时，所用时间最短，则有
小船沿河岸方向的位移大小为
小船的渡河位移大小为
故BD错误；
C．以最短位移渡河，此时小船在静水中的速度方向与合速度方向垂直，设合速度与河岸的夹角为，则有
则合速度大小为
合位移大小为
则小船的渡河时间为
故C正确。
故选C。
4．如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为，货物的质量为m，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为v，连接货车的缆绳与水平方向夹角为，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
货车的速度等于B．缆绳中的拉力大于
C．货物处于失重状态D．货车对地面的压力大于货车的重力
【答案】B
【详解】A．关联速度可知，沿着绳上的速度相等，可知
解得
A错误；
C．减小，增大，货车向左做匀速直线运动，v增大，加速度向上，则货物处于超重状态，B错误；
B．由加速度向上，则
缆绳中的拉力大于，B正确；
D．对货车受力分析可得
即
货车的对地面的压力小于货车的重力，D错误；
故选B。
5．人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为150g，从离人眼约20cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为0.2s，取重力加速度。下列分析正确的是（ ）
A．手机砸到眼睛前瞬间动量大小约为
B．手机对眼睛的冲量大小约为
C．手机对眼睛的冲量方向竖直向上
D．手机对眼睛的作用力大小约为
【答案】A
【详解】D．选竖直向下为正方向，手机做自由落体运动，到达眼睛时的速度为
则手机砸到眼睛前瞬间动量大小约为
故A错误；
BC．手机与眼睛作用后手机的速度变成0，所以手机与眼睛作用过程中动量变化为
手机与眼接触的过程中受到重力与眼睛的作用力，根据动量定理有
解得
即眼睛对手机的冲量大小约为，方向竖直向上，因为手机对眼睛的作用力与眼睛对手机的作用力大小相等，方向相反，且作用的时间相等，所以手机对眼睛的冲量大小约为， 方向竖直向下，故BC错误；
A．由冲量的定义
解得
则手机对眼睛的作用力大小约为，故A正确。
故选A。
6．如图所示，质量为m的光滑圆环套在固定的水平杆上，轻绳的一端系在圆环上，另一端系着质量为M的木块。质量为的子弹以大小为的水平速度射入木块，并以速度离开木块，子弹穿过木块的时间极短。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．子弹射穿木块前后，子弹和木块组成的系统动量和机械能都守恒
B．子弹射穿木块前后，子弹和木块组成的系统动量不守恒，机械能守恒
C．子弹射出木块后的瞬间，圆环对杆的压力等于
D．木块上升到最高点时，速度大小为
【答案】D
【详解】AB．根据题意可知，子弹射穿木块前后，子弹和木块组成的系统动量守恒，子弹克服摩擦阻力做功，机械能不守恒，故A、B错误；
C．子弹射出木块后的瞬间，木块有速度，根据圆周运动的规律知，环对轻杆的压力大于，故C错误；
D．木块上升到最高点时，环和木块的速度相等，水平方向上系统动量守恒，由动量守恒定律有
解得
故D正确。
故选D。
7．如图所示，一质量为m的物体系于长度分别为、的轻质弹簧和细线上，的劲度系数为k，重力加速度为g，下列说法错误的是（ ）
A．剪断的瞬间，物体的加速度为g
B．细线上的拉力为
C．弹簧此时的长度为
D．剪断的瞬间，物体的加速度为
【答案】C
【详解】对小球受力分析，设弹簧弹力大小为，绳的拉力大小为，由受力平衡可得， 竖直方向
水平方向
设弹簧形变量为，则
由以上三式得，弹簧形变量
细绳上的拉力
A．剪断的瞬间，小球以绳长为半径向下做圆周运动，此时的合力为，根据牛顿第二定律，此时加速度
故A正确；
B．细绳上的拉力为，故B正确；
C．弹簧此时的长度应为，故C错误；
D．剪断的瞬间，小球所受弹簧弹力和重力不变，合力与剪断细绳前绳的拉力大小相等，方向相反，大小为。根据牛顿第二定律，此时加速度
故D正确。
故选C。
二、多选题（本题共 3 个小题，每小题 5 分，共 15 分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。选对得 5 分，选不全得 3 分，选错不得分。）
8．甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动，两物体运动的图像如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．甲做匀速直线运动，乙先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动
B．两物体两次速度相同的时刻分别在第1 s末和第4 s末
C．乙在前2s内的加速度为2 m/s2，2s后的加速度为1m/s2
D．2 s后，甲、乙两物体的速度方向相反
【答案】AB
【详解】AC．由图像可知，甲以2m/s的速度做匀速直线运动，乙在0～2s内做匀加速直线运动，加速度
在2～6s内做匀减速直线运动，加速度
选项A正确，C错误；
B．由图可知第1s末和第4s末两物体速度相同，选项B正确；
D．由图可知0～6s内甲、乙的速度方向都沿正方向，选项D错误。
故选AB。
9．如图甲所示，质量为2kg的物块静止放在光滑的水平地面上。以物块所在处为原点，以水平向右为正方向建立x轴，现对物块施加水平向右的外力F，F随x轴坐标变化的情况如图乙所示，则物块运动6m过程中（ ）
A．物块做匀加速直线运动B．物块运动6m过程外力F做的总功为25J
C．运动到6m时物体的末速度为5m/sD．运动到6m时力F的瞬时功率为15W
【答案】BC
【详解】A．木块在0~2m内，力F逐渐变大，可知加速度逐渐变大，物块做变加速直线运动，故A错误；
B．由图像可知，木块在0~6m内，外力F做功为
故B正确；
C．根据动能定理
解得运动到6m时，物体的末速度为
v=5m/s
故C正确；
D．运动到6m时，力F的瞬时功率为
P=Fv=5×5W=25W
故D错误。
故选BC。
10．质量为的物块静止于水平面上，时刻施加一水平拉力，拉力随时间变化的关系如图所示，物块与水平面之间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。下列选项正确的是（ ）
A．重力的冲量始终为零
B．内摩擦力冲量的大小为
C．时物块的动量为零
D．时物块动量的大小为
【答案】BD
【详解】A．根据冲量的定义
即重力的冲量不为零，故A错误；
C．物块受到的最大静摩擦力为
时物块水平拉力大于最大静摩擦力，物块运动中，动量不为零，故C错误；
B．根据C项分析，结合图线知，可知0~0.5s内，物块处于静止状态，受到静摩擦力作用；0.5~1s内，物块受到滑动摩擦力作用，则在内，摩擦力对物块的冲量大小为
故B正确；
D．在0~2s内，拉力F对物块的冲量大小为
在0~2s内，摩擦力对物块的冲量大小为
水平方向由动量定理可知
解得在时物块动量的大小为，故D正确。
故选BD。
第II卷（非选择题）
三、实验题（本题共 2 个小题，共 15 分。）
11．某兴趣小组设计了探究“加速度与力的关系”的实验方案，如图甲所示。小车的质量为M，沙和沙桶的质量为m，滑轮和细线质量不计。
(1)对本实验的操作，下列说法中正确的是__________。
A．实验中需要测量沙和沙桶的质量m
B．实验中需要调节滑轮的高度，使细线与长木板平行
C．实验中为减小误差，一定要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M
D．平衡摩擦力时，先悬挂沙桶，再调整长木板的倾角使小车拖着纸带沿长木板匀速下滑
(2)实验过程中，打出了一条纸带，如图乙所示。打点计时器使用50Hz交流电源，纸带上标注的0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出。测出，，，。则小车加速度大小 。
(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，作出的图像是一条过原点的直线，如图丙所示。若直线的斜率为k，则小车的质量为 （用斜率k表示）。
【答案】(1)B
(2)1.5 /1.50
(3)
【详解】（1）A．本实验可由弹簧测力计直接得出小车受到的拉力大小，不用沙和沙桶的重力代替小车受到的拉力，所以不需要天平测量沙和沙桶的质量m，故A错误；
B．要保证小车做匀变速直线运动，小车的受力必须恒定不变，因此需要调节滑轮高度，使细线与长木板平行，确保小车受力恒定不变．故B正确；
C．因为小车受到的拉力由弹簧秤进行测量，故不必要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M，故C错误；
D．平衡摩擦力时，不悬挂沙桶，调整长木板的倾角使小车拖着纸带沿长木板匀速下滑，故D错误。
故选B。
（2）由题意可知，两计数点间时间间隔为，由逐差法可得，小车加速度大小为
代入数据解得
（3）由牛顿第二定律可得
则
图线的斜率是
则小车的质量为
12．“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验装置如图Ⅰ-（1）所示。
(1)除图中所示的实验器材外，还需要的实验器材有___________；
A．天平B．秒表C．刻度尺D．复写纸
(2)有关下列实验操作和分析正确的是___________；
A．两球的质量必须相等
B．铅垂线的主要作用是确保斜槽末端水平
C．小球B可以放在斜槽水平段的任意位置
D．小球A每次必须从轨道的同一位置由静止释放
(3)某学习小组采用如图Ⅰ-（2）所示实验方案验证动量守恒定律。轨道上的小车A右端连接穿过打点计时器的纸带，轻推小车A运动，小车A与小车B碰撞后粘在一起运动。
①完成该实验 （选填“需要”或“不需要”）垫高轨道一端，以补偿阻力；
②图Ⅰ-（3）是正确操作后得到的一条纸带，计算小车A碰前的速度应选用 段纸带（选填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，则小车A、B一起运动的速度大小为 m/s（结果保留3位有效数字）。
【答案】(1)ACD
(2)D
(3) 需要 BC 1.14
【详解】（1）因本实验需要测量计数点之间的距离来求速度，所以还需要用到的器材是刻度尺；同时需要用天平测量滑块的质量，用复写纸记录点迹。
故选ACD。
（2）A．为了保证碰撞后小球A不反弹，则A的质量大于B的质量，故A错误；
B．铅垂线的作用是确定O点的位置，不是用于检验斜槽是否水平，故B错误；
C．小球B需放在斜槽水平段的末端位置，故C错误；
D．小球A每次必须从轨道的同一位置由静止释放，保证初速度一致，故D正确。
故选D。
（3）①[1]为使碰撞前小车做匀速直线运动，则应在实验前，需要在长木板靠打点计时器一端垫适量木块以补偿摩擦阻力；
②[2]碰前小车应做匀速直线运动，故选用BC段；
[3] 两车碰后粘到一起共同做匀速直线运动，则从DE段可求出碰后速度为
四、解答题（本题共 3 个小题，共 42 分。要求写出必要的公式、文字叙述。）
13．质量为、半径为的光滑圆弧形凹槽静止在光滑地面上，半径竖直，水平。现有另一质量为的小球（可视为质点）以速度从点水平冲上圆弧轨道。（已知重力加速度为）
（1）求小球上升的最大高度；
（2）求凹槽在全过程中的最大速度的大小；
（3）若小球以速度从点水平向左冲上圆弧轨道的同时，给凹槽一水平向右的速度，求小球到达凹槽处时，小球重力的瞬时功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）在最大高度时二者在水平方向上共速，设为，小球从冲上凹槽到到达最大高度的过程中，系统在水平方向动量守恒
而该过程系统的机械能守恒
联立解得
（2）当小球再次回到时，凹槽的速度最大，设此时小球与凹槽的速度分别为、，该过程系统水平方向动量守恒和机械能守恒
解得
、
或
、（舍）
故凹槽的最大速度
（3）小球到达点时二者在水平方向上速度相等，设为，小球在竖直方向上速度设为，由水平方向动量守恒，有
由机械能守恒有
解得
、
小球到达点时小球重力的瞬时功率
解得
14．党的二十大报告中提到的关于“积极稳妥推进碳达峰碳中和”、“ 深入推进能源革命”等战略要求，对新能源汽车的发展、强化新汽车产业供应链和打造产业链新生态等都具有积极的推动作用。某车企对自主设计生产的新能源汽车进行性能测试。如图甲是牵引力传感器传回的实时数据，如图乙是速度传感器记录的后的数据。已知被测试汽车质量为，汽车在水平测试平台上由静止开始做直线运动，运动过程中所受阻力恒定。求：
（1）末汽车的速度大小；
（2）前内汽车的位移大小。
【答案】（1）26m/s；（2）608m
【详解】（1）由图像可知，以后，汽车做匀速直线运动
0到，由动量定理得
解得
（2）内，汽车的加速度为
位移为
6s时的速度大小为
时间内
时间内
则前25s内汽车的位移大小为
15．如图所示，水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切于B点，右端与倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接（即物体经过C点时速度的大小不变），斜面顶端固定一轻质弹簧，质量为2kg的滑块（可视为质点）从圆弧轨道的A点由静止释放（AO半径与竖直方向夹角为60°），经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点。已知光滑圆轨道的半径R=1m，水平轨道BC长为0.5m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数，光滑斜面轨道上CD长为0.6m，取，，求：
（1）滑块第一次经过圆轨道上B点时对轨道的压力大小；
（2）整个过程中弹簧具有最大的弹性势能；
（3）滑块在水平轨道BC上运动的总路程s和总时间（结果保留两位小数）。
【答案】（1）；（2）；（3），
【详解】（1）滑块从A点到B点，由机械能守恒定律得
解得
滑块在B点，由向心力公式
解
由牛顿第三定律可得：滑块对B点的压力大小
（2）滑块第一次到达D点时，弹簧具有最大的弹性势能，滑块从B点到C点由动能定理得
解得
滑块从C点到D点，由能量守恒定律可得

解得
（3）滑块最终停止在水平轨道BC间，设滑块在 BC段运动的总路程为s，从滑块第一次经过B点到最终停下来的全过程，由动能定理可得
解得
将滑块在BC段的运动全程看做匀减速直线运动，加速度大小
由
可解得在BC上运动的总时间为