青海省西宁市第十四中学2024-2025学年高三上学期期中考试物理试题（解析版）-A4

这是一份青海省西宁市第十四中学2024-2025学年高三上学期期中考试物理试题（解析版）-A4，共16页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（每小题只有一个正确选项，每小题4分，共28分。）
1. 《论衡》是中国思想史上的一部重要著作，是东汉时期杰出的唯物主义思想家王充的智慧结晶。其《效力篇》中有如下描述：“是故车行于陆，船行于沟，其满而重者行迟，空而轻者行疾”“任重，其进取疾速，难矣”，由此可见，王充对运动与力的理解（ ）
A. 与亚里斯多德观点相近B. 与牛顿第一定律相近
C. 与牛顿第二定律相近D. 与牛顿第三定律相近
【答案】C
【解析】
【详解】“其满而重者行迟，空而轻者行疾”、“任重，其进取疾速，难矣”，本质上的意思是，在相同力的作用下，质量大的物体速度变化慢，加速度小，质量小的物体速度变化快，加速度大，因此王充对运动与力的理解与牛顿第二定律相近。
故选C。
2. 篮球比赛前，常通过观察篮球从一定高度由静止下落后的反弹情况判断篮球的弹性。某同学拍摄了该过程，并得出了篮球运动的图像，如图所示。图像中a、b、c、d四点中对应篮球位置最高的是（ ）
A. a点B. b点C. c点D. d点
【答案】A
【解析】
【详解】由图像可知，图像第四象限表示向下运动，速度为负值。当向下运动到速度最大时篮球与地面接触，运动发生突变，速度方向变为向上并做匀减速运动。故第一次反弹后上升至a点，此时速度第一次向上减为零，到达离地面最远的位置。故四个点中篮球位置最高的是a点。
故选A。
3. 如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平地面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有（ ）
A. 三条绳中的张力都相等
B. 杆对地面的压力等于自身重力
C. 绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零
D. 绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A．三条绳子长度不等，绳与地面的夹角不同，所以三条绳中的张力不等，A错误；
B．地面对杆的支持力等于杆的重力和三条绳竖直方向分力的合力，所以杆对地面的压力大于自身重力，B错误；
C．因为杆处于静止状态，所受合力为零，所以杆在水平方向合力为零，C正确；
D．由于杆受绳的拉力、重力及支持力而处于平衡状态，故绳拉力在竖直方向分力与重力的合力等于支持力，同时，绳子拉力的合力竖直向下，重力竖直向下，二者显然不是平衡力，D错误。
故选C。
4. 如图所示是生产陶瓷的工作台，台面上掉有陶屑，与工作台一起绕OO'匀速转动，陶屑与台面间的动摩擦因数处处相同（台面够大）。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）
A 越靠近台面边缘陶屑质量越大
B. 越靠近台面边缘陶屑质量越小
C. 陶屑只能分布在某一半径的圆内
D. 陶屑只能分布成某一半径的圆环
【答案】C
【解析】
【详解】AB．与台面相对静止的陶屑做匀速圆周运动，静摩擦力提供向心力，当静摩擦力为最大静摩擦力时，根据牛顿第二定律可得
解得
因与台面相对静止的这些陶屑的角速度相同，由此可知能与台面相对静止的陶屑离轴OO′的距离与陶屑质量无关，只要在台面上不发生相对滑动的位置都有陶屑。故AB错误；
CD．离轴最远的陶屑其受到的静摩擦力为最大静摩擦力，由前述分析可知最大的运动半径为
由于μ与ω均一定，故R为定值，即离轴最远的陶屑距离不超过某一值R，即陶屑只能分布在半径为R的圆内，故C正确，D错误。
故选C。
5. 高速公路的ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是从识别区起点到自动栏杆的水平距离．某人驾驶汽车以5m/s的速度匀速进入ETC通道，ETC天线用了0.4s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是立即刹车，汽车刚好紧贴栏杆停下。已知司机的反应时间为0.3s，刹车时汽车的加速度大小为3m/s2，则该ETC通道的长度约为（ ）
A. 3.5mB. 4.2mC. 6.5mD. 7.7m
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】汽车在前0.4s＋0.3s内做匀速直线运动通过的位移
x1＝v0（t1＋t2）＝3.5m
随后汽车做匀减速运动通过的位移
x2＝＝m≈4.2m
所以该ETC通道的长度约为
L＝x1＋x2＝7.7m
故选D。
6. 如图所示是质量为150kg货物随电梯运动的图象（竖直向上为正方向），取，下列判断正确的是（ ）
A. 货物处于失重状态
B. 前10s内电梯对货物的支持力恒为1500N
C. 46s末货物上升的距离为22m
D. 前货物处于超重状态
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知前10s内货物的加速度
物体加速度向上，货物处于超重状态，故A错误；
B．前10s内，根据牛顿第二定律可得
可知电梯的支持力为1515N，故B错误；
C．图像与坐标轴围成的面积表示位移，则46s末货物上升的距离为
故C正确；
D．图像的斜率表示加速度，可知物体加速度向下，货物处于失重状态，故D错误。
故选C。
7. 如图，一辆公共汽车在水平公路上做直线运动，小球A用细线悬挂车顶上，车厢底板上放一箱苹果，箱和苹果的总质量为M，苹果箱和箱内的苹果始终相对于车箱底板静止，苹果箱与公共汽车车厢底板间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，若观察到细线偏离竖直方向夹角大小为保持不变，则下列说法正确的是（ ）
A. 汽车一定向左做匀加速直线运动
B. 车厢底板对苹果箱的摩擦力一定为
C. 苹果箱中间一个质量为m的苹果受到周围其它苹果对它的作用力方向水平向左
D. 苹果箱中间一个质量为m的苹果受到周围其它苹果对它的作用力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．对小球受力分析
可知合力与加速度方向水平向左，所以汽车运动的加速度方向水平向左，如果向右运动，则做匀减速直线运动，如果向左运动，则做加速直线运动，选项A错误；
B．设小球的加速度为a，受力分析如图所示，对小球由牛顿第二定律得
解得
则汽车的加速度和苹果箱的加速度都为，苹果箱和箱内的苹果始终相对于车箱底板静止，则车厢底板对苹果箱的摩擦力为静摩擦力，不是滑动摩擦力，所以不一定为，以这箱苹果为研究对象，根据牛顿第二定律有
选项B错误；
CD．以苹果箱中间一个质量为m的苹果为研究对象，设周围其它苹果对它的作用力大小为F，方向与竖直方向的夹角为，在水平方向根据牛顿第二定律有
在竖直方向上
加速度
三式联立解得
则，选项C错误，选项D正确。
故选D。
二、多项选择题（每题有多个选项符合要求，选全得6分，少选得3分，共18分）
8. 如图所示，在倾角为α的斜面上，放一质量为m的小球，小球和斜面及挡板间均无摩擦，当挡板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中（ ）
A. 斜面对球的支持力逐渐增大
B. 斜面对球的支持力逐渐减小
C. 挡板对小球的弹力先减小后增大
D. 挡板对小球的弹力先增大后减小
【答案】BC
【解析】
【详解】对小球受力分析知，小球受到重力mg、斜面的支持力FN1和挡板的弹力FN2，如图所示
当挡板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中，小球所受的合力为零，根据平衡条件得知，FN1和FN2的合力与重力mg大小相等、方向相反，作出小球在三个不同位置力的受力分析图，由图看出，斜面对小球的支持力FN1逐渐减小，挡板对小球的弹力FN2先减小后增大，当FN1和FN2垂直时，弹力FN2最小。
故选BC。
9. “刀削面”是我国传统面食制作手法之一。操作手法是一手托面，一手拿刀，将面削到开水锅里，如图甲所示。某次削面的过程可简化为图乙，面片(可视为质点)以初速度v0=2 m/s水平飞出，正好沿锅边缘的切线方向落入锅中，锅的截面可视为圆心在O点的圆弧，锅边缘与圆心的连线与竖直方向的夹角为45°，不计空气阻力，重力加速度大小g=10 m/s2。下列说法正确的是（ ）
A. 面片在空中运动的水平位移为0.2m
B. 面片运动到锅边缘时的速度大小为
C. 若面片落入锅中后可沿锅内表面匀速下滑，则面片处于超重状态
D. 若面片落入锅中后可沿锅内表面匀速下滑，则所受摩擦力大小保持不变
【答案】BC
【解析】
【详解】A．面片沿锅边缘的切线方向掉入锅中，则有
又
解得
面片在空中运动的水平位移为
故A错误；
B．面片运动到锅边缘时的速度大小为
故B正确；
C．若面片落入锅中后可沿锅内表面匀速下滑，有指向圆心的向心加速度，向心加速度有向上的分量，则面片处于超重状态，故C正确；
D．若面片落入锅中后可沿锅内表面匀速下滑，设面片、圆心的连线与竖直方向的夹角为，则面片所受摩擦力大小为
逐渐减小，所受摩擦力大小逐渐减小，故D错误。
故选BC。
10. 如图所示为物流货场使用传送带搬运货物的示意图。传送带与水平面成37°角，并以3m/s的速度沿逆时针方向匀速转动。现将货物轻放在传送带的上端点A处，经1.3s货物到达传送带的下端点B处。已知货物与传送带间的动摩擦因数为0.5，，，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A. 传送带AB两点间距为3.45m
B. 传送带AB两点间距为4.45m
C. 从A点到B点的过程中，货物相对传送带的位移为0.55m
D. 从A点到B点的过程中，货物相对传送带的位移为1.45m
【答案】BC
【解析】
【详解】货物轻放在传送带上端点A处，根据牛顿第二定律可得
解得
货物加速度到与传送带共速所用时间为
该过程货物通过的位移大小为
由于，可知共速后，货物继续向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得
解得
根据运动学公式可得
，
代入数据解得
则传送带AB两点间距为
从A点到B点的过程中，传送带运动的位移为
则从A点到B点的过程中，货物相对传送带的位移为
故选BC。
三、实验题（每空3分，共18分）
11. 某实验小组利用如图甲所示的装置“探究加速度与合外力之间的关系”，进行了如下操作。
①把带定滑轮的长木板放置在水平桌面上，纸带穿过打点计时器的限位孔固定在小车后端，调整定滑轮的高度使细线与木板平行。接通电源，释放小车，在沙桶中慢慢加入沙子，直到轻推小车在纸带上打出一系列间隔相等的点；
②在沙桶中放入砝码，接通电源、释放小车，用纸带记录小车的运动情况，并在纸带上标出沙桶中砝码的质量m，通过处理纸带计算出小车的加速度a；
③改变放入沙桶中砝码的质量m，重复步骤②，得到多组m与小车对应的加速度a；
④以砝码的重力mg为横坐标，a为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线。
（1）如图乙所示为某次实验得到的一条纸带，在纸带上连续选取五个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间还有四个计时点。已知打点计时器工作的频率为50Hz，则小车的加速度大小为_______（结果保留三位有效数字）。
（2）根据上述操作，理论分析可知砝码的重力mg与小车受到的合外力F的大小关系为mg________（填“大于”“等于”或“小于”）F。
（3）该实验小组作出的关系图线，你认为最合理的是________（填正确答案标号）。
A. B.
C. D.
【答案】（1）2.50
（2）大于 （3）C
【解析】
【小问1详解】
相邻计数点的时间间隔为
小车的加速度为
【小问2详解】
设沙和沙桶的质量为m0，则小车所受阻力为，设小车的质量为M，根据牛顿第二定律
得
即mg大于F。
【小问3详解】
由（2）得
可知图线通过原点，斜率随m的增大而减小。
故选C。
12. 某个实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。方案如图甲所示，步骤如下：
①用两个弹簧消力计互成角度的拉细绳套， 使橡皮筋伸长，结点达到纸面上某一位置， 记为 O1
②记录两个弹簧测力计的拉力 F1和F2的大小和方向：
③只用一个弹簧测力计，仍将结点拉到位置 O1，记录弹簧测力计的拉力F'的大小和方向：
④按照力的图示要求、作出拉力F1、F2、；
⑤根据力的平行四边形定则， 作出F1和F2的合力F；
⑥比较 F和的一致程度。
（1）本次实验需要用到带细绳套的橡皮条， 图乙中最合适的是__________；
（2）步骤②中某个弹簧测力计指针位置如图丙所示， 其读数为__________ N：
（3）如图丁所示， 步骤⑥中， 方向一定沿AO1方向的是__________（选填“F”或“”）。
【答案】（1）C （2）2.70
（3）
【解析】
【小问1详解】
为了减小拉力方向的误差，应使用细绳套适当长一些的。
故选C。
【小问2详解】
弹簧测力计的分度值为0.1N，由图可知其读数为2.70N；
【小问3详解】
由图丁可知F是通过平行四边形作图得到的，存在一定误差，方向不一定沿AO1方向；是由一个弹簧测力计拉橡皮筋时得到的，根据二力平衡可知，方向一定沿AO1方向。
四、计算题（共36分）
13. 如图，轮滑训练场沿直线等间距地摆放着若干个定位锥筒，锥筒间距，某同学穿着轮滑鞋向右匀减速滑行。现测出他从1号锥筒运动到2号锥筒用时，从2号锥筒运动到3号锥筒用时。求该同学
（1）滑行的加速度大小；
（2）最远能经过几号锥筒。
【答案】（1）；（2）4
【解析】
【详解】（1）根据匀变速运动规律某段内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知在1、2间中间时刻的速度为
2、3间中间时刻的速度为
故可得加速度大小为
（2）设到达1号锥筒时的速度为，根据匀变速直线运动规律得
代入数值解得
从1号开始到停止时通过的位移大小为
故可知最远能经过4号锥筒。
14. 如图所示，质量为m的小物块用长为L的细线悬挂于O点，给物块一个水平初速度使其在竖直面内做圆周运动，物块运动到最低点时，细线的拉力大小等于7mg，斜面体ABCD固定在水平地面上，斜面AB长为L，倾角为30°，BC竖直且长也为L，若物块做圆周运动到最低点时细线突然断开，此后物块恰好从A点无碰撞地滑上斜面AB，最终落在地面上，物块与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，空气阻力不计，（答案用字母和根号表示）求：

（1）小物块做圆周运动在最低点时速度大小；
（2）小物块在斜面上运动的时间；
（3）求小物块从细绳断开到落在地上的水平距离。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
设物块运动到最低点时速度，根据牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
设物块运动到A点时速度大小为，根据几何关系有
由于
因此物块在斜面上做匀速直线运动，在斜面上运动的时间
【小问3详解】
物块运动到A点时竖直方向的分速度
圆周运动的最低点与A点的高度差
A点离水平地面的高度
物块做平抛运动下降2L高度的水平位移
物块落地点离圆周运动最低点间的距离
15. 如图所示，质量为1kg的物块（可视为质点）放在质量为的木板右端，物块与木板间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。开始时两者均静止，现对木板施加一个水平向右的恒力，取。
（1）若推动木板时，物块始终与木板保持相对静止，F不能超过多大？
（2）若F=24N，作用1s后撤去F，物块恰好不从木板上掉下，求木板长度；
（3）接第（2）问，物块与木板均停止运动后，物块距木板左端的距离为多少？
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
要使物块和木板保持相对静止，则二者的加速度始终相等即可，对于物块，其加速度大小
解得
对于木板而言，则有
解得
即F的最大值不超过12N。
【小问2详解】
F=24N>12N，物块与木板相对滑动，则物块加速度
木板的加速度
1s末，物块的速度大小
板的速度大小
撤去外力后，板的加速度大小
设二者经过时间共速，由匀变速直线运动规律可得
解得
此时，物块的位移
板的位移
物块恰好不从板上掉下来，则板长
【小问3详解】
根据上述分析可知，物块和木板的共同速度为
由于，木板与物体不能一起减速。
此时木板的加速度大小
则物块减速至停下来运动的位移
则木板减速至停下来运动的位移
则物块距木板左端的距离为