福建省三明市五县2023-2024学年高三上学期半期联考物理试卷（解析版）

PAGEPAGE12023—2024学年第一学期半期五县联合质检考试高三物理（科）试卷（考试时间：90分钟；满分100分）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，并将准考证号条形码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。一、单项选择题（本题共6小题，每小题2分，共12分。在每小题四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.下列说法正确的是（）A.牛顿是一个国际单位制导出单位，B.伽利略理想斜面实验说明力是维持物体运动的原因C.当极短时，可以表示为物体在t时刻瞬时速度，体现了理想模型的物理方法D嫦娥五号成功携带月壤样品回到祖国，月壤样品到达地球后惯性增大，重力增大〖答案〗A〖解析〗A．牛顿是一个国际单位制导出单位，根据可知故A正确；B．伽利略理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因，故B错误；C．当极短时，可以表示为物体在t时刻瞬时速度，体现了极限思维的物理方法，故C错误；D．嫦娥五号成功携带月壤样品回到祖国，月壤样品到达地球后，质量不变，惯性不变，但重力加速度增大，重力增大，故D错误。故选A。2.被称为“蜘蛛人”的高楼玻璃清洗工人，常用一根安全绳索将自己悬在空中（如图所示），工人及其装备的总质量为m，悬绳与竖直墙壁的夹角为α，墙壁对工人的弹力大小为，悬绳对工人的拉力大小为，重力加速度为g，（忽略墙壁对人的摩擦力）则（）A.B.C.缓慢增长悬绳长度时，减小，减小D.缓慢减短悬绳长度时，与的合力变大〖答案〗C〖解析〗ABC．对工人进行受力分析如图可得缓慢增长悬绳长度，即角减小，减小，减小，增大，减小，AB均错误，C正确；D．由于人处于平衡状态，所以与合力与重力等大反向，缓慢减短悬绳长度时，与的合力不变，D错误。故选C。3.如图甲，即将重新开放的三明麒麟山公园原缆车索道全长625米，乘坐缆车可饱览三明市区的美景。如图乙，在缆车水平底板上放一个行李，若缆车随倾斜直缆绳加速上行，则行李（）A.受到底板的摩擦力方向水平向右B.受到底板的支持力大于行李的重力C.处于失重状态，且受竖直向上的底板的作用力D.处于超重状态，且受到底板作用力的方向沿缆绳斜向上〖答案〗B〖解析〗ABC．缆车随倾斜直缆绳加速上行，可知行李的加速度方向斜向上偏左，则行李具有水平向左的分加速度，行李受到底板的摩擦力方向水平向左；行李具有竖直向上的分加速度，行李处于超重状态，行李受到底板竖直向上的支持力大于行李的重力，故AC错误，B正确；D．行李的加速度方向沿缆绳斜向上，则行李受到底板作用力可分解为两个分力，其中一个分力与重力平衡，方向竖直向上，另一个分力提供加速度，方向沿缆绳斜向上，则行李受到底板作用力的方向不是沿缆绳斜向上，故D错误。故选B。4.如图，一固定的表面光滑斜面，倾角为30°，顶端安装一定滑轮，物块A、B用轻线连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止状态。剪断轻线后A下落、B沿斜面下滑，则（）A.A的质量是B的质量的2倍B.两物体着地的瞬间速度相同C.从剪断轻线到落地，B的时间是A的时间2倍D.从剪断轻线到落地，两物体速度的变化量相同〖答案〗C〖解析〗A．由题意得A错误；B．根据机械能守恒得两物体下落高度相同，则落地速度大小相等，方向不同，B错误；C．对A对B又得，C正确；D．速度变化量为时间不同，则速度变化量相同，D错误。故选C。5.用劲度系数为k，原长均为的符合胡克定律的六根橡皮筋，将六个质量为m的小球连接成正六边形（如图所示），放在光滑水平桌面上。现在使这个系统绕垂直于桌面通过正六边形中心的轴匀速转动。在系统稳定后，观察到正六边形边长变为l，则此时转动的周期为（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗每根弹簧弹力均为相邻弹簧夹角为，则每个小球的合力与等于弹簧弹力，故得故选A。6.如图，水平传送带两端点A、B间距离L＝9m，传送带以速度（始终保持不变）顺时针运转。现将一质量为m＝1kg的小煤块（可视为质点）无初速度地轻放至A点处，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.2，g取。由于小煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕。则小煤块从A运动到B的过程中（）A.从A运动到B的时间是3s B.在传送带划痕长度是0.5mC.摩擦力对物块做功为-4J D.电动机多输出的能量为4J〖答案〗D〖解析〗A．煤块的加速度为煤块与传送带共速时间为此时煤块的位移为煤块匀速运动的时间为煤块从A运动到B的时间是A错误；B．煤块在传送带划痕长度为B错误；C．摩擦力对物块做的功为C错误；D．电动机多输出的能量为D正确。故选D。二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错或不答得0分）7.如图所示，人在跑步机上跑步时（）A.鞋受到的摩擦力是静摩擦力B.鞋受到的摩擦力是滑动摩擦力C.人受到的重力和跑带对人的支持力是一对平衡力D.人对跑带的压力和跑带对人的支持力是一对平衡力〖答案〗AC〖解析〗AB．人在跑步机上跑步时，鞋与跑带只有相对运动趋势，鞋受到的摩擦力是静摩擦力，故A正确，B错误；C．人受到的重力和跑带对人的支持力是一对平衡力，故C正确；D．对跑带的压力和跑带对人的支持力是一对相互作用力，故D错误。故选AC。8.2023年3月1日，国际小行星中心发布了一颗新彗星的确认公告，这颗彗星由中科院紫金山天文台首次发现，明年有望成为肉服可见的大彗星。目前这颗彗星正在朝着它的近日点方向运动，其运行轨道可简化为半长轴为a的椭圆轨道，即图中的II轨道。I、III为绕太阳做匀速圆周运动的两个行星，其做匀速圆周运动运行半径分别为、，且有。行星I的烧行速率为，繁星运行到B点时的速率为，运行到E点时的速率为，行星III的绕行速率为，则下列说法正确的是（）A.行星I的绕行速率大于行星III的速率B.行星I的绕行速率大于慧星在B点的速率C.行星I的绕行周期等于慧星沿椭圆轨道运行周期D.彗星运行到P点的加速度等于行星III运行到P点的加速度〖答案〗AD〖解析〗A．彗星受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律可得解得行星I的绕行速率大于行星III的速率，故A正确；B．在B点点火加速，行星I的绕行速率小于慧星在B点的速率，故B错误；C．根据开普勒第三定律行星I的绕行周期小于慧星沿椭圆轨道运行周期，故C错误；D．彗星受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律可得解得彗星运行到P点的加速度等于行星III运行到P点的加速度，故D正确。故选AD。9.一质量为1kg的物体静止在水平地面上，受到竖直方向的力F后，竖直向上运动。物体运动速度平方与上升高度h间的变化关系图线如图所示，其中4～6m图线为直线。g取，忽略空气阻力，则物体（）A.从h＝3m运动到h＝4m的过程中，F逐渐变小B.从h＝0运动到h＝3m的过程中，F先变大后变小C.从h＝0运动到h＝4m的过程中，机械能先增大后减小D.从h＝4m运动到h＝6m的过程中，机械能逐渐减小〖答案〗BC〖解析〗B．根据运动学公式可知图像的斜率为加速度的2倍，由图可知，从h=0运动到h=3m的过程中，加速度先增大后减小，根据牛顿第二定律得可知F先变大后变小，故B正确；A．由图可知，从h=3m运动到h=4m的过程中，物体向上减速运动，斜率变大，加速度逐渐变大，从h=4m运动到h=6m的过程中，斜率大小为则由图像可知，h=4m前有一段加速度大小大于g，应有此阶段F的方向向下，从h=3m运动到h=4m的过程中加速度从零到大于g，可知F应是先向上减小，后向下增大，故A错误；C．由AB选项可知，从h=0运动到h=4m的过程中，F的方向先向上增大再减小，后方向变为向下，所以先做正功再做负功，机械能应先增大，后减小，故C正确；D．从h＝4m运动到h＝6m的过程中此阶段物体只受重力作用，机械能保持不变，故D错误。故选BC。10.一辆汽车在平直公路上由静止启动，汽车输出功率P与汽车速度v的关系图像如图所示，当汽车速度达到后，汽车的功率保持恒定，汽车能达到的最大速度为，若运动过程中汽车所受阻力恒为f，汽车的质量为m，下列说法正确的是（）A.汽车先做匀加速运动，后做匀速运动B.汽车速度为时，加速度大小为C.汽车从静止到速度通过的位移为D.若汽车速度达到所用时间为t，则经过的位移为〖答案〗BCD〖解析〗A．根据可知，过程牵引力不变，汽车做匀加速度运动。当牵引力功率保持恒定，则速度增大，牵引力减小，根据可知，汽车的加速度减小，即过程，汽车做变加速运动，A错误；B．汽车速度最大时汽车速度为时，处于匀加速度运动阶段，牵引力大小为根据加速度大小为B正确；C．汽车从静止到速度通过的位移为C正确；D．汽车在变加速阶段，根据动能定理其中联立可得，汽车速度达到2v0所用时间为t，则经过的位移为D正确。故选BCD。三、非选择题：（共64分，其中11～12题每空格1分，13～14题每空格2分，15～18计算题共44分）11.某段江面宽100m，甲、乙两艘小船在静水中速度均为5m/s，先后从A点出发，甲船渡河时间为20s，甲船航行轨迹总长为200m，则甲船行驶轨迹与河岸下游夹角α=________度；如果乙船渡河轨迹与甲船重合，但是渡河时间较长，则乙船渡河时间为________秒。（小船可视为质点）〖答案〗3040〖解析〗[1][2]由题意则甲船行驶轨迹与河岸下游夹角为甲船渡河时间为20s，结合河宽100m和静水速度5m/s，可知，甲船船头直线正对岸。由题意，乙船静水速度方向如图乙船的实际速度与静水速度大小相等，则乙船渡河时间为12.全民义务植树运动有力推动了我国生态状况的改善，如图所示，某同学正在种植一棵小树苗，先把树根部放入土坑中，双手把树扶起到竖直状态，若志愿者以速度v向左匀速运动扶正树苗时，手与树苗接触点的高度h不变，则该过程中树苗与手接触点的线速度________（填“增大”或“不变”或“减小”）；若某时刻树苗与地面的夹角为，树苗转动的角速度为________。〖答案〗变大〖解析〗[1]该同学的两手与树苗的接触位置始终距地面高为h，故双手的实际速度水平向左，将手的速度按如图所示方向进行分解可得志愿者向左匀速运动时，增大，所以该过程中树苗与手接触点的线速度变大。[2]手握树干的位置到O点距离为又联立解得13.小圆同学用橡皮筋、刻度尺、支架等，设计了如图a所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下：（1）让刻度尺0刻线与橡皮筋的上端对齐，把冰墩墩玩具挂在橡皮筋下端，稳定后橡皮筋长度的示数如图b所示，此时橡皮筋的长度为________cm；（2）已知橡皮筋长度l与弹力大小F的关系图线如图c所示，由此可得冰墩墩玩具的质量为________kg（重力加速度g取，计算结果保留3位有效数字）。〖答案〗（1）15.35（2）0.127〖解析〗（1）[1]橡皮筋的长度为15.35cm。（2）[2]由得可知弹簧劲度系数为将F=1.5N，l=16.5cm代入得则根据代入15.35cm得，冰墩墩玩具的质量为14.（1）某小组做探究加速度与合外力及质量的关系实验：①实验小组中的小华用甲图所示装置做实验，图中带滑轮的长木板水平放置于桌面，拉力传感器可直接显示所受到的拉力大小。小华做实验时，下列操作必要且正确的是________。A.用天平测出砂和砂桶的质量B.将长木板右端适当垫高，使小车能匀速滑动C.要先释放小车后，再接通电源打出几条纸带D.为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量②下图中所做的实验与本实验采用相同实验方法的是________。A.B.C.D.（2）实验小组中的小明用乙图所示的实验装置来做实验.①小明同学平衡了摩擦力后.以砂和砂桶的重力为F，在小车质量M保持不变情况下，不断往桶里加砂，砂的质量最终达到，测小车加速度a，作a-F的图像.下列图线正确的是________。A.B.C.D.②图为上述实验中打下的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每两点间还有四个计时点未画出，打点计时器的频率为50Hz，则C点的速度为________m/s，小车的加速度为________.（以上两空均保留一位有效数字）（3）实验小组中的小平同学如换用丙图所示的实验器材（光电门、遮光条等）来探究加速度与力、质量的关系。用游标卡尺测遮光条宽度如图所示，则遮光条的宽度d＝________mm。〖答案〗（1）BD（2）C0.84（3）9.80〖解析〗（1）①[1]A．小车受到的拉力可由拉力传感器测出来，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，故A错误；B．实验前要平衡摩擦力，将长木板右端适当垫高，使小车能自由匀速滑动，故B正确；C．为充分利用纸带，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数，故C错误；D．小车受到的拉力可以由拉力传感器测出，实验中不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故D错误。故选B。②[2]探究加速度与合外力及质量的关系实验利用了控制变量法；A．斜面理想实验用的是实验与逻辑推理相结合的方法，故A错误；B．卡文迪什扭秤实验采用的是放大的实验方法，故B错误；C．共点力合成实验采用的是等效替代的方法，故C错误；D．影响向心力大小的因素实验采用的是控制变量的方法，故D正确。故选D。（2）①[3]实验时平衡了摩擦力，则图像过原点；但是最后砂桶的质量不是远小于小车的质量，则图线将出现弯曲；故选C。②[4]由于每两个记数点间还有四个计时点未画出，纸带上面每打一点的时间间隔是0.1s，根据匀变速直线运动的推论一段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则C点的速度为[5]根据匀变速直线运动的推论公式可得：（3）[6]从图中可以看出副尺有20个刻度，则精度为0.05mm，游标卡尺的读数为15.我国游泳健将覃海洋在刚结束的2023年杭州亚运会男子200米蛙泳决赛中刷新记录夺得金牌，新晋为“世界蛙王”。图甲为运动员蛙泳时某段蹬腿加速及惯性前进过程，将这两个过程简化为水平方向的匀变速运动，其v-t图像如图乙所示，设运动员质量为60kg，重力加速度g取，求：（1）蹬腿加速过程和惯性前进过程中加速度大小；（2）0～0.9s内运动员平均速度的大小；（3）惯性前进过程中，水对运动员作用力的大小（〖答案〗保留根式）。〖答案〗（1），；（2）；（3）〖解析〗（1）0-3s内，加速过程的加速度大小为0.3-0.9s内，惯性前进的加速度大小为（2）解法一：位移为由得解法二：由得（3）惯性前进时竖直方向上运动员处于平衡状态，浮力为水平方向上水对运动员的阻力使其减速水对运动员的作用力大小得16.如图所示，竖直平面内的圆弧形光滑轨道半径为R＝2m，A端与圆心O等高，AD为与水平方向成45°角的斜面，B端在O的正上方，一个质量m＝1kg的小球在A点正上方某处由静止开始释放，自由下落至A点后进入圆形轨道并能沿圆形轨道到达B点，最后落到斜面上C点，且到达B处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为4mg（忽略空气阻力，重力加速度g取）。求：（1）小球释放点与A点的高度差h；（2）小球从B点运动到C点所用的时间t；（3）小球平抛过程中重力的最大功率P。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）球到B处时，根据牛顿第二定律可得其中解得从释放点到B点的过程，根据动能定理有解得小球释放点与A点的高度差为（2）小球从B到C做平抛抛运动，则有，根据几何关系有联立解得（3）落在C点前瞬间竖直分速度最大，重力的功率最大，则有17.2023年杭州亚运会上三明清流籍的葛曼棋连续夺得女子100米和4×100m接力两枚金牌。若甲乙两运动员在接力赛交接棒的过程中，为了乙能快速接棒，甲会在接力区前适当的位置设置标记A，当甲跑到A标记时向乙发出起跑口令，乙在接力区的前端B处听到口令立即起跑（忽略声音传播时间及人反应时间），已知接力区的长度为L＝20m，甲短距离加速后能保持v＝8m/s的速度跑完全程，设乙起跑后的运动是匀加速运动，试求：（1）若AB距离，且乙恰好与甲共速时被甲追上，完成交接棒，则在完成交接棒时，乙离接力区末端的距离为多大？（2）若AB距离，乙的最大速度为，并能以最大速度跑完全程，要使甲乙能在接力区完成交接棒，则乙在听到口令后加速的加速度最大为多少？〖答案〗（1）；（2