山东省菏泽市2024-2025学年高三上学期期中考试物理试题 含解析

菏泽市2024—2025学年度第一学期期中考试高三物理试题本试卷共8页，18题。全卷满分100分。考试用时90分钟注意事项：1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，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，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、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：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.物体做直线运动的图像如图所示，关于对该图像的理解，下列说法正确的是（）A.时间内物体的速度和加速度均为负值B.时间内物体的速度和位移均不断减小C.时间内物体的速度方向和加速度方向都发生了变化D.在时刻物体回到了出发点【答案】D【解析】【详解】A．图像的斜率表示加速度，时间内物体的速度为负值，但加速度为正值，故A错误；B．图像与时间轴围成的面积表示位移大小，时间内物体的速度越来越小，但是位移不断增大，故B错误；C．时间内物体的速度方向发生了变化，但加速度方向没变，故C错误；D．图像与时间轴围成的面积表示位移大小，时间轴上方位移为正值，时间轴下方位移为负值，和时间内位移大小相等，方向相反，故时间内位移为零，在时刻物体回到了出发点，故D正确。故选D。2.如图所示，质量相等的物块A、B通过轻质弹簧连接。物块A的另一端与轻绳连接，手提轻绳使系统向上做加速度大小为g的匀加速运动。已知重力加速度为g，若突然松手，则在松开手的瞬间，物块A、B的加速度大小分别为（）A B.C. D.【答案】D【解析】【详解】BC．弹簧的弹力不突变，物块B受力不受影响，因此，故BC错误；AD．设弹簧的弹力为F，对物块A进行受力分析，有对物块B进行受力分析，有所以物块A的加速度为，故A错误，D正确。故选D3.某汽车司机驾驶汽车正以的速度行驶，在距离人行横道停车线处看到有行人通行，司机需要一定反应时间采取制动措施，制动后，汽车做匀减速运动的加速度大小为。为了在停车线前停车，该司机的反应时间不应超过（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】根据匀变速直线运动的速度位移关系则汽车从刹车到停止的位移所以匀速位移最多为，即反应时间不应超过故选C。4.北京时间8月3日，在巴黎奥运会乒乓球女单决赛中我省运动员陈梦夺得金牌。假设某次击球时，乒乓球以的速度垂直击中球拍，后以的速度反向弹回，不考虑乒乓球的旋转，乒乓球的质量，则乒乓球撞击球拍的过程中（）A.乒乓球对球拍的作用力大于球拍对乒乓球的作用力B.乒乓球对球拍的冲量小于球拍对乒乓球的冲量C.乒乓球的动量变化量大小为D.乒乓球对球拍的平均作用力大小为【答案】D【解析】【详解】A．乒乓球撞击球拍的过程中，根据牛顿第三定律可知，乒乓球对球拍的作用力与球拍对乒乓球的作用力等大反向，故A错误；B．根据冲量的定义，结合A项分析可知，乒乓球对球拍的冲量与球拍对乒乓球的冲量等大反向，故B错误；C．乒乓球的动量变化量即乒乓球的动量变化量大小为，故C错误；D．乒乓球撞击球拍过程中，对乒乓球有即球拍对乒乓球的平均作用力大小为，根据牛顿第三定律，乒乓球对球拍的平均作用力大小为，故D正确。故选D。5.如图甲所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个质量的物块，处于静止状态，以物块所在处为原点，以竖直向下为正方向建立x轴，重力加速度。现对物块施加竖直向下的拉力F使物块做匀变速运动，F随x变化的情况如图乙所示（弹簧处于弹性限度内）。在物块下移的过程中，动能的增量为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】由题图可知，当时，有解得结合运动学公式可得在物块下移的过程中，动能的增量故选C。6.如图所示为某赛车比赛中的精彩瞬间。赛车正在倾斜轨道上转弯，假设赛车运动的轨道平面始终在水平面内，赛车的速度为v，倾斜轨道与水平方向夹角为θ，赛车转弯的半径为R，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.时，赛车有沿倾斜轨道向上运动的趋势B.时，赛车刚好没有沿倾斜轨道向上或向下运动的趋势C.时，赛车沿倾斜轨道向下会受到摩擦力作用D.时，赛车沿倾斜轨道向下会受到摩擦力作用【答案】C【解析】【详解】AB．赛车只受重力和支持力的情况下解得故AB项错误；CD．时，赛车需要更大的向心力，需要摩擦力沿倾斜轨道向下；，故赛车需要较小的向心力，需要摩擦力沿倾斜轨道向上，故C项正确，D项错误。故选C。7.如图所示，内壁光滑的半圆形轨道竖直放置，A为最低点，B为右侧最高点。现用力F将小球从A点沿轨道缓慢拉至B点，且保持力F的方向与竖直方向的夹角始终为。关于该过程下列说法正确的是（）A.力F先增大后减小B.力F一直增大C.轨道对小球的支持力先增大后减小D.轨道对小球的支持力一直增大【答案】B【解析】【详解】对小球进行受力分析如图所示轨道对小球的支持力由竖直向上变为水平向左，整个过程中由动态平衡的图解法可知，支持力先变小后变大，力F一直增大。故选B。8.如图所示，内壁光滑的三圆弧管道固定在竖直面内，O点为圆心，A、B两点分别为管道端口，连线水平，连线竖直，直径略小于管道内径、完全相同的两小球a、b通过轻质细绳连接，a球处于A点，b球处于B点。已知圆弧半径为，重力加速度，不计空气阻力。现由静止释放两小球，小球a落地瞬间被锁定，则小球b能够到达的最大高度为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】设小球a落地瞬间小球b与圆心O连线与竖直方向的夹角为θ，由机械能守恒定律，可得其中小球a落地后小球b继续向上运动至最大高度的过程中，由机械能守恒定律，可得小球b能够到达的最大高度联立方程，解得故选B。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.如图所示，在光滑水平面上停放着质量为m，装有半径为R的光滑弧形槽的小车，质量为m的小球以水平速度v从弧形槽的右端点P沿弧形槽向上滑去，到达某一高度后，小球又返回P点。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.小球返回到P点后将做自由落体运动B.小球返回到P点后将向右做平抛运动C.小球沿弧形槽上升的最大高度为D.若小球以的水平速度滑上弧形槽，小球能上升的最大高度为【答案】ACD【解析】【详解】AB．设小球离开小车时，小球和小车的速度分别为，整个过程系统水平方向动量守恒，有由机械能守恒定律可得联立解得即小球与小车分离后二者交换速度，所以小球以后将做自由落体运动，A项正确，B项错误；C．当小球与小车的水平速度相等时，小球沿弧形槽上滑到最大高度，此时机械能守恒定律可得联立解得小球沿弧形槽上升的最大高度C项正确；D．不论小球是否从弧形槽上端飞出，小球在最高点时的水平速度总与弧形槽的速度相同，有由机械能守恒定律可得联立解得小球能上升的最大高度D项正确。故选ACD。10.现在很多小区安装了自主洗车房，假设洗车房内的高压水枪喷出的水在空中为圆柱形，且直径为D，水流的速度大小为v，水柱能垂直冲击汽车。在冲洗时若有一半的水在汽车表面顺流而下，另一半的水以原速率返回。已知水的密度为ρ，下列说法正确的是（）A.高压水枪单位时间内喷出的水的质量为B.人手持高压水枪的力应大于C.水柱对汽车的平均压强为D.水柱对汽车的平均冲击力大小为【答案】BD【解析】【详解】A．高压水枪单位时间内喷出的水的质量故A错误；B．由动量定理可得解得喷水枪对水的作用力人对喷水枪的力为F1的反作用力与喷水枪重力的合力，所以应大于，故B正确；D．以汽车对水的作用力方向为正，由动量定理得解得水柱对汽车的平均冲击力大小故D正确；C．水柱对汽车的压强故C错误。故选BD。11.某时刻，两卫星a、b和地球球心在同一条直线上且在地球两侧，两卫星a、b轨道在同一平面，两轨道的交点为A和B，如图所示。已知卫星a的近地点和远地点的距离为，卫星b的运行轨道半径为r，只考虑地球对卫星的引力，下列说法正确的是（）A.卫星a和b分别运动到A点时，加速度相同B.卫星a在A、B两点时的速度相同C.图示位置时，卫星a的线速度小于卫星b的线速度D.运行中两卫星可能会相撞【答案】AC【解析】【详解】A．由，可知，卫星a和b在A处的加速度相同，故A正确；B．由椭圆轨道的对称性可知，卫星a在A、B两点时，速度的大小相同，但方向不同，故B错误；C．设椭圆轨道为轨道1，卫星b所在圆轨道为轨道2，以地球球心为圆心、卫星a在图中位置到地球球心的距离为半径做圆，记为轨道3，如图所示由，可知，故C正确；D．因为卫星a所在椭圆轨道的半长轴与卫星b所在圆轨道的半径相同，所以运行周期相同，所以不会相撞，故D错误。故选AC。12.如图所示，倾角为θ的传送带以速率v顺时针匀速转动。现将质量为m的物块（可视为质点），轻轻的放在传送带的A点，经过时间与传送带共速，再经过时间到达传送带的B点，两过程中物块的位移分别为，传送带的位移分别为。已知物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.动摩擦因数需满足B.时间段内，一定有C.全程摩擦力对物块所做的功为D.全程传送带因传送物块而多消耗的电能为【答案】ABD【解析】【详解】A．传送带能让物体向上运动，说明滑动摩擦力大于重力沿传送带向下的分力，即故A正确；B．时间段内故B正确；C．由功的定义式时间段内，摩擦力对物块所做的功为,时间段内，摩擦力对物块所做的功为，故C错误；D．传送带多消耗电能的原因是摩擦力对其做负功，因此多消耗电能的大小等于全程传送带克服摩擦力做功的大小。第一阶段摩擦力为动摩擦力，大小为，传送带位移为,做负功；第二阶段摩擦力为静摩擦力，大小为，传送带的位移为,做负功，故D正确。故选ABD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.某同学用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。（1）平衡摩擦力时_____（填“需要”或“不需要”）连上细绳，带着钩码一起运动。（2）实际上平衡摩擦力后，小车所受合力_____（填“大于”“等于”或“小于”）钩码重力。（3）若某次打出的纸带点迹如图乙所示，已知打点计时器所接电源的频率为f，则可计算出小车的加速度_____。【答案】（1）不需要（2）小于（3）【解析】小问1详解】需要被平衡的摩擦力是纸带与限位孔之间的摩擦力和小车与轨道之间的摩擦阻力，因此需要连接纸带，但不需要连上细绳，带着钩码一起运动。【小问2详解】对钩码由牛顿第二定律得可知细绳拉力小于钩码重力，即实际上平衡摩擦力后，小车所受合力小于钩码重力。【小问3详解】由图可知相邻计数点的时间间隔为由逐差法可得联立可得14.“验证动量守恒实验”的装置的简化示意图如图甲所示，入射小球的质量为，被碰小球的质量为。（1）对于该实验的要求及对应目的，下列说法正确的是_____（填正确答案标号）。A.为了保证碰撞过程中两小球动量守恒，两小球的质量应满足B.为了保证碰后能向右飞出，两小球的质量应满足C.实验中使用的斜槽不需要光滑，但是为了保证两小球能做平抛运动，需要斜槽末端水平（2）多次从同一位置由静止释放入射小球，小球在纸上留下很多个痕迹，如图乙所示，为了确定落点，三个圆中最合理的是_____（填正确答案标号）。A.a B.b C.c（3）如果碰撞过程满足动量守恒，则需要验证的表达式为______________（用表示），若进一步验证该碰撞是否为弹性碰撞，则还需要满足的表达式为__________。（用表示）【答案】（1）C（2）C（3）①.②.【解析】【小问1详解】A．碰撞过程中两小球动量守恒，与小球的质量关系无关，故A错误；B．碰撞过程中，小球受到向右的冲量，会向右飞出，与小球的质量关系无关，故B错误；C．只要小球每次由静止释放的位置相同，就能保证每次碰前速度相同，因此不需要斜槽光滑，但是为了保证两小球能做平抛运动，需要斜槽末端水平，故C正确。故选C。【小问2详解】根据突出主要矛盾，忽略次要矛盾的原则，确定平均落点时，三个圆中最合理的是c。故选C。【小问3详解】[1]小球碰后均做平抛运动，水平方向有竖直方向有可知满足动量守恒时应满足表达式[2]若碰撞为弹性碰撞则还应满足表达式结合动量守恒表达式可得15.甲、乙两人骑自行车沿同一直线同向行驶，甲的速度为，乙在甲前方处，乙的速度为，甲经过的反应时间后，开始以加速度做匀减速直线运动。（1）试通过计算判断甲、乙是否会相撞；（2）若甲一直匀减速直至停下，求甲匀减速运动的位移。【答案】（1）不会相撞（2）【解析】【小问1详解】设从甲开始减速到共速所需的时间为，对该过程有解得甲在反应时间内运动的距离甲、乙共速前二者的相对位移由可知甲、乙不会相撞。【小问2详解】甲一直匀减速至速度减为零的过程中，有解得16.如图所示，某同学在篮球比赛中直入篮筐投中一个三分球。已知出手点的高度，篮筐的高度，篮球的出手速度，方向与水平方向间的夹角为，重力加速度，，求：（1）篮球从出手到进入篮筐所用的时间；（2）出手点到篮筐的距离。（结果保留根式）【答案】（1）（2）【解析】【详解】（1）设篮球从出手到进入篮筐所用的时间为t，竖直方向上，有其中解得或（舍去）（2）水平方向上，有出手点到篮筐的距离解得17.如图所示，高度、倾角的斜面固定在水平地面上，斜面的右侧有一劲度系数的弹簧，弹簧右端与墙面拴接，原长时左端位于B点，斜面最低点A与B点间的距离。将一质量的小物块（可视为质点）以初速度水平向右抛出，下落高度H后恰好无碰撞的从斜面最高点进入斜面，然后从A点无机械能损失地进入水平地面，滑行一段时间后挤压弹簧。已知物块与斜面和水平地面间的动摩擦因数分别为，弹簧始终在弹性限度内，其弹性势能（x为弹簧的形变量），重力加速度，求：（1）H的大小；（2）弹簧的最大压缩量；（3）物块最终停止的位置与A点的距离。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详解】对物块的平抛过程，竖直方向有物块恰好无碰撞地进入斜面可得联立解得【小问2详解】设弹簧的最大压缩量为，对物块从抛出到第一次减速到零过程，由动能定理可得解得或（舍）小问3详解】