2024-2025学年湖北省新高考协作体高三(上)11月期中物理试卷（解析版）

这是一份2024-2025学年湖北省新高考协作体高三(上)11月期中物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75分钟 分值：100分
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分
1. 第33届夏季奥林匹克运动会在巴黎举行，其中在男子100米自由泳（泳道长50米）决赛中，我国运动员潘展乐以46秒40的成绩创造了新的奥运会纪录，勇夺该项目冠军，这也是我国游泳队在该项目历史上的第一金。下列说法中正确的是（ ）
A. 研究潘展乐的泳姿时可以把其看作质点
B. 潘展乐全程的位移大小为100m
C. 潘展乐全程的平均速度约为2.16m/s
D. 潘展乐全程的平均速率约为2.16m/s
【答案】D
【解析】A．研究泳姿时，不能忽略运动员的大小和形状，故不能将其看作质点，故A错误；
BC．根据题意可知潘展乐的位移为零，则平均速度为零，故BC错误；
D．平均速率等于路程除以时间，约为
故D正确。
故选D。
2. 中国象棋是起源于中国的一种棋，属于二人对抗性游戏的一种，在中国有着悠久的历史。由于用具简单，趣味性强，成为流行极为广泛的棋艺活动。如图所示，3颗完全相同的象棋棋子整齐叠放在水平面上，第3颗棋子最左端与水平面上的O点重合，所有接触面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用一直尺快速水平向右将中间棋子击出，稳定后，1和3棋子的位置情况可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设每颗棋子质量为m，根据题意三颗相同象棋子竖直叠放，所有接触面间的动摩擦因数均相同，设1、2两个棋子间最大静摩擦力为f，则2、3棋子间最大静摩擦力为2f，第三颗棋子与水平面间最大静摩擦力为3f，中间棋子被击出，中间棋子对第1颗棋子有向右滑动摩擦力，则第1颗棋子有向右的加速度，即向右有位移，后落在第3颗棋子上，在摩擦力作用下静止在第3颗棋子上，第3颗棋子仍受力平衡，第3颗棋子位移是零，可知稳定后，棋子的位置情况可能是A。
故选A。
3. 如图所示，水平地面上竖直固定着两块弹性挡板，其间距为10m，一小球从左边挡板处以初速度v0=4m/s水平向右运动，若小球在两板之间做匀减速直线运动，小球与挡板碰撞一次后停在两挡板中央，碰撞过程中小球速度大小不变，方向相反，则小球在匀减速过程中的加速度大小为（ ）
A. m/s2B. m/s2C. m/s2D. m/s2
【答案】C
【解析】根据匀变速直线运动的速度位移关系可得
代入数据解得
故选C。
4. 2022年1月，风云三号D星，风云四号A星和风云二号H星正式成为空间与重大灾害国际宪章的值班卫星，搭载“风云二号”08星的运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射。发射过程中“风云二号”08星的某一运行轨道为椭圆轨道，周期为T0，如图所示。则（ ）
A. “风云二号”08星的发射速度小于第一宇宙速度
B. “风云二号”08星在B→C→D的过程中，万有引力对它先做负功后做正功
C. “风云二号”08星在A→B过程所用的时间等于
D. “风云二号”08星在A→B→C的过程中，速率逐渐变大
【答案】B
【解析】A．第一宇宙速度为最小的发射速度，所以绕地球运行的卫星，其发射速度不能小于第一宇宙速度，故A错误；
B．08卫星在B→C→D的过程中，万有引力方向先与速度方向成钝角，过了C点后与速度方向成锐角，所以万有引力对它先做负功后做正功，故B正确；
C．08卫星在A→C的过程中所用的时间是0.5T0，由于08卫星在A→B→C的过程中，速率逐渐变小，A→B与B→C的路程相等，所以卫星在A→B过程所用的时间小于，故C错误；
D．根据开普勒第二定律，08卫星在A→B→C的过程中，卫星与地球的距离增大，速率逐渐变小，故D错误。
故选B。
5. 如图甲所示，在水平面上固定倾角为θ＝37°、底端带有挡板的足够长的斜面，斜面底端静止一质量为m的物块（可视为质点），从某时刻起，物块受到一个沿斜面向上的拉力F作用向上运动，拉力F随位移x变化的关系图像如图乙所示，当拉力F变为0时，物块恰好静止。重力加速度为g，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。对于整个过程，下列说法正确的是（ ）
A. 拉力对物块做功F0x0
B. 物块机械能一直增加
C. 物块的重力势能增加了mgx0
D. 系统的内能增加了
【答案】D
【解析】A．根据题意可知，拉力对物块做的功等于F－x图线与横轴所围图形的面积，即
故A错误；
B．根据功能关系可知，除重力以外的其他力做功等于机械能的变化量，而其他力即拉力F和摩擦力的合力，初始一段时间内拉力沿斜面向上，摩擦力一直沿斜面向下，拉力与摩擦力的合力沿斜面向上，即其他力做正功，机械能增大，之后拉力小于摩擦力，拉力与摩擦力的合力沿斜面向下，即其他力做负功，机械能减小，故B错误；
C．物块重力势能增加量为
ΔEp=mgx0sin37°=0.6mgx0
故C错误；
D．根据能量守恒定律有
故D正确。
故选D。
6. 如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力。忽略空气阻力，重力加速度为g。则球B在最高点时（ ）
A. 球B的速度为零
B. 球A的速度大小为
C. 水平转轴对杆的作用力为1.5mg
D. 水平转轴对杆的作用力为2.5mg
【答案】C
【解析】A．球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力，即重力恰好提供向心力，有
解得
故A错误；
B．由于A、B两球的角速度相等，由可知，球A的速度大小
故B错误；
CD．球B到最高点时，对杆无弹力，此时球A所受重力和拉力的合力提供向心力，有
解得
故水平转轴对杆的作用力为1.5mg，故C正确，D错误。
故选C。
7. 为了缓解高强度学习生活所带来的生理、心理压力，襄阳六中2024年3月组织了班级篮球对抗赛，比赛中小明同学进行了一次漂亮的远投。赛后技术分析知球脱手速度与落网速度方向相垂直，球出手点与入网点间距为16.2m，忽略空气阻力。g=10m/s2，则球在空中飞行时间为（ ）
A. 1.3sB. 1.5sC. 1.8sD. 2.0s
【答案】C
【解析】根据斜抛的运动规律可知，水平方向有
设投球初速度为，与水平方向的夹角为，落网速度为，水平方向有
竖直方向有
根据几何关系可知
将m代入解得s故选C。
8. 随着科技发展，手机的功能越来越多，如图所示是小米同学随质量为100 kg货物乘坐电梯时利用手机软件制作的运动v − t图像（竖直向上为正方向），g取10 m/s2，下列判断正确的是（ ）
A. 0 ~ 10 s货物处于失重状态B. 前10 s内电梯对货物的支持力恒为1010 N
C. 46 s末货物上升的距离为22 mD. 前30 s ~ 36 s货物处于超重状态
【答案】BC
【解析】A．由图可知前10 s内货物的加速度为
物体加速度向上，货物处于超重状态，故A错误；
B．前10 s内，根据牛顿第二定律可得
解得
可知电梯的支持力为1010 N，故B正确；
C．图像与坐标轴围成的面积表示位移，则46 s末货物上升的距离为
故C正确；
D．图像的斜率表示加速度，可知30 s ~ 36 s图像的斜率为负数，则物体加速度向下，货物处于失重状态，故D错误。
故选BC
9. 水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力F1、F2分别作用在a、b上。一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的v − t图线如图所示，图中AB//CD。则整个过程中（ ）
A. F1的冲量小于F2的冲量
B. F1的冲量大于F2的冲量
C. 摩擦力对a物体的冲量小于摩擦力对b物体的冲量
D. 合力对a物体的冲量等于合力对b物体的冲量
【答案】ACD
【解析】由于AB平行于CD，即撤去外力后，两物体加速度相等，所以a、b两个物体所受的摩擦力相等，由动量定理得
由图可知
所以摩擦力对a物体的冲量小于摩擦力对b物体的冲量，F1的冲量小于F2的冲量，合外力的冲量均为0。
故选ACD。
10. 如图（a）所示，原长x0为0.3 m的轻质弹簧的下端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，在弹簧的上端由静止释放一质量为1 kg的小球，小球的加速度大小a与弹簧长度x间的关系如图（b）所示。重力加速度g取10 m/s2，则（ ）
A. 斜面倾角的正弦值为0.6B. 弹簧的劲度系数为40 N/m
C. 小球的最大动能为0.6 JD. 弹簧最大弹性势能为1.2 J
【答案】AD
【解析】AB．当x < 0.2 m时，由牛顿第二定律可得
整理可得
结合图像可得
解得
，
故A正确，B错误；
C．由图（b）可知，小球在x2 = 0.2 m时，a = 0，此时小球的速度最大为vm，在x3 = 0.3 m时，有
，
根据
可知，在a − x图像中图线与坐标轴所围面积的2倍表示为，当时，a − x图像中图线与坐标轴所围面积
则有
小球最大动能为
联立解得
故C错误；
D．根据小球运动的对称性，可知当x1 = 0.1 m时，运动至最低点，弹簧具有最大弹性势能，根据能量守恒，可知
故D正确。
故选AD。
二、实验题：本题共2小题，11题6分，12题10分，共16分。
11. 研究小组用如图甲所示的装置来研究自由落体运动。图乙是实验中利用电磁打点计时器记录自由落体运动的轨迹时得到的一条纸带，图乙中的点是从放手开始打下的连续的计数点，其中相邻两计数点之间的距离为、、、，电源频率为。
（1）下列说法正确的是_________；
A. 电磁打点计时器的工作电压是220V
B. 实验中使用秒表测量时间
C. 实验时应先由静止释放纸带，然后赶紧接通电源
D. 求出的加速度一般比小，是因为纸带和重物受到阻力
（2）根据纸带上的数据，D点的速度_________m/s，重物的加速度大小为_________。（计算结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）D （2）0.58 9.6
【解析】【小问1详解】
A．电磁打点计时器的工作电压一般为，故A错误；
B．打点计时器直接可以记录时间，不需要秒表，故B错误；
C．实验时应先接通电源，后释放纸带，故C错误；
D．求出的加速度一般比小，是因为纸带和重物受到阻力，使得加速度小于，胡D正确。故选D。
【小问2详解】
[1] 电源频率为50Hz，周期为0.02s，根据纸带上的数据，由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可得，D点的速度
[2] 用逐差法求加速度的表达式为
代入数据解得重物的加速度大小为
12. 小明同学在实验室做“探究碰撞中动量守恒”实验。如图所示，把一“L”形长木板固定在水平桌面上，在长木板的左端固定一水平轻质弹簧。取两个材质相同，质量不同的小长方形物块A和B备用。实验步骤：把物块A放在长木板上弹簧的右侧，向左推物块A压缩弹簧直至A到P点。再由静止释放物块A，物块A最终停在长木板上，标记物块A停止的位置，在物块A运动的路径上适当位置标记一点Q，测出物块A停止位置到Q点的距离。重复上述过程多次，每次都由P点静止释放物块A，计算Q点到停止距离的平均值。将物块B静置与长木板上的Q点，重新从P点释放物块A，两者发生碰撞，测出物块A停止时到Q点的距离和物块B停止时到Q点的距离。如图所示，重复多次，分别计算距离的平均值计为和。（假设A返回运动过程中不与弹簧接触）
（1）为探究动量是否守恒，还需要测出________（写出测量物理量的名称及表示的字母），且一定满足__________。（用测量的字母以及题中的字母表示）
（2）若关系式__________中成立，则可得出结论：物块A、B碰撞过程中动量守恒。若要进一步验证物块A、B的碰撞是否为弹性碰撞，则应验证关系式______是否成立。（选用、、和测量物理量的字母表示）
【答案】（1）A物块的质量和B物块的质量
（2）
【解析】【小问1详解】
[1][2]由于小物块A、B材质相同，则小物块A、B与长木板的动摩擦因数相同，则小物块A、B做匀减速直线运动的加速度均为a，有
整理有
设碰撞前物块A经过Q点的速度为v，有
设碰撞后物块A和B经过Q点的速度分别为、，则有
，
由于碰撞时间极短，则若碰撞中动量守恒有
整理有
所以还需要测量的是A滑块的质量和B滑块的质量。
【小问2详解】
[1]有上述分析可知，动量守恒有
整理有
[2]若物块A、B发生弹性碰撞，则由机械能守恒定律
结合之前式子，联立有
又因为
解得
三、解答题：本题共3小题，12+14+18，共44分。
13. 襄阳横冲国际滑雪场，一名滑雪运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台A点处沿水平方向飞出，在空中飞行一段距离后在斜坡B点处着陆。假设滑雪跑道足够长，测得AB间的距离为150m，斜坡与水平方向夹角为37°，已知运动员及装备的总质量为100kg，不计空气阻力（g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，计算结果均保留根号）。求：
（1）运动员从A点飞出时的速度大小v0；
（2）若运动员从A点飞出时的速度大小变为1.2v0，仍落到斜面上，求运动员落到斜面上的点到A点的距离。
【答案】（1）
（2）216m
【解析】【小问1详解】
物体在空中平抛运动的高度为
则平抛的时间为
平抛的水平位移为
则平抛的初速度为
【小问2详解】
运动员在空中做平抛运动，则有
则合位移为
14. 如图所示，内壁粗糙、半径的四分之一圆弧轨道AB在最低点B与足够长光滑水平轨道BC相切。质量的小球b左端连接一轻质弹簧，静止在光滑水平轨道上，另一质量的小球a自圆弧轨道顶端由静止释放，运动到圆弧轨道最低点B时，对轨道的压力为小球a重力的两倍。忽略空气阻力，重力加速度g取。
（1）求小球a由A点运动到B点的过程中，摩擦力做功。
（2）求小球a通过弹簧与小球b相互作用的过程中，弹簧的最大弹性势能；
（3）求小球a通过弹簧与小球b相互作用的整个过程中，弹簧对小球b的冲量I的大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
小球由A静止释放运动到最低点B的过程中，根据动能定理有
小球在最低点，根据牛顿第三定律可知，小球受到轨道的支持力
根据牛顿第二定律
联立，代入相关已知数据求得
【小问2详解】
小球a与小球b通过弹簧相互作用，达到共同速度过程中，由动量守恒定律可得
由能量转化和守恒定律可得
联立代入相关已知数据求得：小球a通过弹簧与小球b相互作用的过程中，弹簧的最大弹性势能
【小问3详解】
小球a与小球b通过弹簧相互作用的整个过程中，设a后来速度为，b后来速度为，由动量守恒定律可得
由能量转化和守恒定律有
对b，根据动量定理有
联立代入相关已知数据可得
15. 如图所示，某传送带与地面倾角，之间距离，传送带以的速率逆时针转动。质量为，长度的木板上表面与小物块的动摩擦因数。下表面与水平地面间的动摩擦因数，开始时长木板靠近传送带端并处于静止状态。现在传送带上端A无初速地放一个质量为的小物块，它与传送带之间的动摩擦因数为，（假设物块在滑离传送带至木板右端时速率不变，。）求：
（1）物块离开点的速度大小；
（2）物块在木板上滑过的距离；
（3）木板在地面上能滑过的最大距离。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
小物块速度未达到时，由牛顿第二定律可得
小物块与传送带共速时，下滑的距离
二者共速之后，根据牛顿第二定律可得
由运动学公式，可得
解得
【小问2详解】
小物块在木板上运动时，由牛顿第二定律可知
同理，分析木板受力，可得
解得
二者共速时
解得
物块在木板上滑过的距离
此后二者共同减速，无相对位移。
【小问3详解】
物块和木板的共同速度
共速前，对于木板
共同减速的加速度
对于木板
则木板在地面上能滑过的最大距离