2024-2025学年安徽省马鞍山市第二中学高三（上）期中物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年安徽省马鞍山市第二中学高三（上）期中物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示，一对父子掰手腕，父亲让儿子获胜。若父亲对儿子的力记为F1，儿子对父亲的力记为F2，下列说法正确的是( )
A. F2>F1B. F1和F2的合力为零
C. F2先于F1产生D. F1和F2两个力的性质一定相同
2.如图所示，将完全相同的两小球A、B，用长L=0.9m的细绳悬于以v=3m/s向右匀速运动的小车顶部，两球与小车前后壁接触，由于某种原因，小车突然停止瞬间，两悬线中的张力之比TB:TA为( )
A. 1∶1B. 1∶2C. 2∶1D. 3∶1
3.如图所示，若质点以初速v0水平抛出后，落在倾角为θ=30°的斜面上，要求质点从抛出点到达斜面的位移最小，则质点的飞行时间为( )
A. 3v03gB. 3v02gC. 3v0gD. 2 3v0g
4.新能源汽车以恒定的加速度由静止开始沿平直的公路行驶，t1时刻达到发动机额定功率后保持功率不变，t2时刻起匀速行驶。汽车所受的阻力大小不变，则此过程中汽车的加速度a、速度v、牵引力F、功率P随时间t的变化规律正确的是( )
A. B. C. D.
5.如图甲所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图乙所示。物块与地面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，则( )
A. t3时刻物块A的动能最大
B. t2时刻物块A的动量最大
C. 0~t3时间内F对物体一直做正功
D. 0~t3时间内F对物块的冲量先增大后减小
6.如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一起，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动且无相对滑动。甲圆盘与乙圆盘的半径之比为R甲:R乙=2:1，两圆盘和小物体A、B之间的动摩擦因数μA:μB=1:2，B的质量相同，A距O点为2r，B距Oˈ点为r，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时( )
A. 两物体都没有相对圆盘滑动时，角速度之比ωA:ωB=2:1
B. 两物体都没有相对圆盘滑动时，向心加速度之比aA:aB=1:2
C. 随着转速慢慢增加，A先开始滑动
D. 随着转速慢慢增加，B先开始滑动
7.如图所示，哈雷彗星在近日点时，线速度大小为v1，加速度大小为a1；在远日点时，线速度大小为v2，加速度大小为a2，则( )
A. v1v2= a1a2B. v1v2= a2a1C. v1v2=a1a2D. v1v2=a2a1
8.如图所示，一物体沿粗糙斜面上滑到最高点后再沿斜面下滑，回到出发点时的速度是出发时速度的一半，斜面的倾角为θ，则物体与斜面间的动摩擦因数是( )
A. 13tanθB. 12tanθC. 35tanθD. 23tanθ
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.一轻质弹性绳呈水平状态，M为绳的中点，现绳左、右两端点P、Q同时开始上下振动，一段时间后产生的波形如图所示，若两列波的振幅均为A，下列判断正确的是( )
A. 左、右两列波的频率之比为1:2
B. P、Q两端点开始振动的方向相反
C. 两列波相遇时会产生明显的干涉现象
D. M点在振动过程中相对平衡位置的最大位移大小为2A
10.工程师研究出一种可以用于人形机器人的合成肌肉，可模仿人体肌肉做出推、拉、弯曲和扭曲等动作。如图所示，连接质量为m的物体的足够长细绳ab一端固定于墙壁，用合成肌肉做成的“手臂”ced端固定一滑轮，c端固定于墙壁，细绳绕过滑轮，c和e类似于人手臂的关节，由“手臂”合成肌肉控制。设cd与竖直墙壁ac夹角为θ，不计滑轮与细绳的摩擦，下列说法正确的是( )
A. 若保持θ不变，减小cd长度，则细绳对滑轮的力减小
B. 若保持cd长度不变，增大ad长度，细绳对滑轮的力始终沿dc方向
C. 若保持ac等于ad，增大cd长度，细绳对滑轮的力始终沿dc方向
D. 若θ从90°逐渐变为零，cd长度不变，且保持ac>cd，则细绳对滑轮的力先减小后增大
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.两个同学用如图所示装置来验证机械能守恒定律，进行了如下实验步骤：
①将质量均为M的重物A(含挡光片)、B用轻质细绳连接后，跨放在定滑轮上，一个同学用手托住重物B，另一个同学测量出 到光电门中心的竖直距离ℎ；
②在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统(重物A、B以及物块C)中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间Δt；
③测出挡光片的宽度d，计算重物A通过光电门时的速度大小v；
④利用实验数据验证系统(重物A、B以及物块C)机械能守恒定律。
(1)在步骤①中“ ”处，应填 (选填选项前的字母)
A.A的上表面 B.A的下表面 C.挡光片中心
(2)在步骤④中，如果系统机械能守恒，应满足的关系式为______________(已知当地重力加速度大小为g，用实验中字母表示)。
(3)某次实验分析数据发现，系统重力势能减少量大于系统动能增加量，造成这个结果的原因可能是( )
A.滑轮并非轻质而有一定质量
B.挡光片宽度较大
C.挂物块C时不慎使B具有向下的初速度
12.用如图甲所示的装置探究加速度与力和质量的关系，带滑轮的长木板和弹簧测力计均水平固定。
(1)关于该实验，下列说法正确的是 。(选填选项前的字母)
A.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数
B.改变砂和砂桶质量，打出几条纸带
C.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
(2)除了图甲中器材外，在下列器材中还必须使用的有 (选填选项前的字母)。
A.220V的交流电源 B.低压直流电源
C.天平(或电子秤) D.刻度尺
(3)将打点计时器接入频率为f的交流电源上，某一次记录小车运动情况的纸带如图乙所示。图中标出各点为打点计时器连续打下的点，则小车的加速度大小a=__________。(用所给字母表示)
(4)以弹簧测力计的示数F为横坐标，以加速度a为纵坐标，画出的a−F图像可能正确的是 。(选填选项前的字母)
A. B． C． D．
(5)若测出的a−F图像的斜率为k后，则小车的质量为___________。(用所给字母表示)
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图所示，质量m=1kg的滑块从倾斜传送带顶端由静止开始下滑，传送带长度为L=6m，与水平面倾角θ=37°，传送带匀速运动的速度v=6m/s，已知滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.75，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
(1)滑块与传送带共速所需时间t1；
(2)滑块通过整个传送带过程，因摩擦而产生的热量Q。
14.如图所示，两个完全相同的轻弹簧竖直固定在水平地面上，两弹簧均处于原长状态，弹簧的劲度系数k=150N/m。质量为ma=2kg的小球a从弹簧A上端开始，以某一初速度竖直向上运动，质量为mb=1.5ma的小球b从弹簧B上端开始静止下落。已知两小球下落到最低点时两弹簧的压缩量相同，两小球均与弹簧不栓接，重力加速度g=10m/s2，不考虑空气阻力。
(1)求小球a相对于出发点上升的最大高度ℎ；
(2)已知小球a与弹簧接触过程中，从最低点上升到加速度为0时所用最短时间t=0.18s，求小球a运动的周期T。
15.如图所示，质量为m的滑块静止套在水平固定的光滑轨道上，质量也为m的小球通过长l=36−6 285m的轻绳与滑块连接，小球从图示位置静止释放，此时轻绳处于原长但无弹力。一质量为M= 0.6 kg的小物块从水平地面上A点出发，小物块的初速度v0= 6 m/s，通过长为L= 0.8 m的水平地面AB，进入半径R= 0.4 m的固定光滑圆弧轨道并从C点飞出。小物块上升到最高点时，恰与第一次落到最低点的小球发生弹性碰撞(碰撞时间极短)，碰后小物块落在水平地面上的D点，B、D间距离为 32R。已知圆弧轨道半径OB竖直，圆弧轨道BC对应的圆心角α= 120°，小球静止释放时轻绳与水平轨道的夹角θ= 45°，小物块与水平地面间的动摩擦因素μ= 0.5，重力加速度g= 10 m/s2，不计空气阻力，滑块、小球、小物块均可视为质点，所有物体运动均在图示平面内，求：
(1)小物块滑到C点时，轨道对小物块的支持力大小；
(2)碰撞后瞬间小物块的速度大小；
(3)小球的质量m。
参考答案
1.D
2.B
3.D
4.C
5.A
6.B
7.A
8.C
9.ABD
10.AC
11.(1)C
(2) mgℎ=12(2M+m)d2Δt2
(3)AB

12.(1)B
(2)ACD
(3) x3+x4−x1−x2f24
(4)B
(5) 2k

13.(1)根据牛顿第二定律可得
mgsinθ+μmgcsθ=ma1
v=a1t1
解得
t1=0.5s
(2)当滑块与传送带达到共速时，由于
mgsinθ=μmgcsθ
则共速后滑块与传送带一起匀速运动，所以
Q=μmgcsθ⋅Δx
Δx=vt1−v2t1
联立解得
Q=9J

14.(1)小球a从弹簧A上端开始，以某一初速度竖直向上运动，小球a做竖直上抛运动，利用逆向思维，根据速度与位移的关系有
v02=2gℎ
两小球下落到最低点时两弹簧的压缩量相同，令该压缩量为 x0 ，即两小球在最低点时，弹簧的弹性势能相等，对a小球有
magx0+12mav02=Ep0
对b小球有
mbgx0=Ep0
小球b静止释放后做简谐运动，根据简谐运动的对称性，结合胡克定律有
mbg=kx02
解得
x0=0.4m ， v0=2m/s ， ℎ=0.2m
(2)小球a做竖直上抛运动，根据速度公式有
−v0=v0−gt0
解得
t0=0.4s
小球a接触弹簧的运动为简谐运动的一部分，令该简谐运动的周期为 T0 ，在加速度为0时有
mag=kx1
解得
x1=215m
上述简谐运动的振幅
A=x0−x1=415m
则有
x1=215m=12A
小球a与弹簧接触过程中，从最低点上升到加速度为0时所用最短时间t=0.18s，则有
T04=t
由于加速度为0的位置，即平衡位置到刚刚脱离弹簧的间距等于振幅的一半，根据简谐运动的函数表达式有
x=Asin2πT0t
位移等于振幅的一半时，可以解得经历时间最少等于 T012 ，则小球a从加速度为0的位置到刚刚脱离弹簧的时间
t1=T012=0.06s
则小球a运动的周期为
T=t0+2t+t1
解得
T=0.88s

15.(1)小物块滑到C点时，根据动能定理有
−μMgL−MgR[1+sin(120∘−90∘)]=12Mv C2−12Mv 02
在C点，根据牛顿第二定律有
Mgsin(120∘−90∘)+FN=Mv C2R
解得
FN=21N
(2)小物块在C点的速度分解有
vx=vCsin30∘ ， vy=vCcs30∘
到达最高点后离C点的竖直距离为ℎ，则有
vy2=2gℎ
水平距离为
x=vxvyg
解得
x=2 35m= 3R> 32R
设碰后小物块的速度为vx′，则有
ℎ+R+Rsin30∘=12gt2
x− 32R=v x′t
解得小物块与小球碰后的速度为
v x′= 22m/s
方向向左。
(3)小球先做自由落体运动，有
v球2=2g⋅2lsin45∘
轻绳绷紧后，垂直于绳方向的速度为
v球1 =v球 sin45∘
小球与滑块组成的系统水平方向动量守恒，则有
mv球1sin45∘=mv球2+mv滑块
根据能量守恒定律有
12mv球12+mgl(1−sin45∘)=12mv球22+12mv滑块2
小球与小物块发生弹性碰撞，有
mv球2−Mvx=Mv x′−mv球3
12mv球22+12Mvx2=12mv球32+12Mv′ x2
解得
m=0.5kg