天津市红桥区2024-2025学年高三上学期期中物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高三物理本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分共100分第Ⅰ卷（选择题，共40分）一、单选题（本题共5小题，每小题5分共25分）1.如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为和的小球，当它们处于平衡状态时，质量为的小球与O点的连线与水平面的夹角，则两小球的质量之比为（）A. B. C.QUOTE33 D.【答案】A【解析】对小球受力分析，受重力和细线拉力，由于二力平衡，由平衡条件可得对小球受力分析，如图所示由几何关系可知，力与x轴的夹角为，由共点力平衡条件可得，在x轴方向则有在y轴方向则有由牛顿第三定律可知，与大小相等，方向相反。联立以上各式解得故选A。2.如图所示，A、B为两个质量相等的小球，由细线相连，再用轻质弹簧悬挂起来，在A、B间细线烧断后的瞬间，A、B的加速度分别是（）A.A、B的加速度大小均为g，方向都竖直向下B.A的加速度为0，B的加速度大小为g、竖直向下C.A的加速度大小为g、竖直向上，B的加速度大小为g、竖直向下D.A的加速度大于g、竖直向上，B的加速度大小为g、竖直向下【答案】C【解析】在细线烧断前，A、B两球的受力情况如图甲所示，由平衡条件可得，在细线烧断后，立即消失，弹簧弹力及各球重力不变，两球的受力情况如图乙所示。由牛顿第二定律可得，解得，A球的加速度方向竖直向上，B球加速度方向竖直向下。故选C。3.如图，内壁光滑的圆锥漏斗固定在水平面上，其母线与竖直方向的夹角为两个质量均为m的小球A、B紧贴着漏斗在水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.A、B两球均受到重力、支持力和向心力B.A、B两球受到的支持力均指向各自圆周的圆心C.A球的转动周期大于B球的转动周期D.A、B球对漏斗壁的压力均为mg【答案】C【解析】A．A、B两球受到重力和支持力的作用，向心力是指向圆心的合力，不能说受到向心力，A错误；B．A、B两球受到支持力方向垂直于内壁斜向上，不是指向圆周的圆心，B错误；C．对两球进行受力分析，根据牛顿第二定律，有可得可知，轨道半径越大，周期越大，所以A球的转动周期大于B球的转动周期，C正确；D．根据受力分析可知A、B球对漏斗壁的压力均为D错误。故选C。4.如图所示，从倾角为的足够长的斜面顶端P以初速度水平抛出一个小球，落在斜面上Q点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为，若把水平抛出时的初速度变为，小球仍落在斜面上，则下列说法正确的是（）A.小球落在斜面上的速度与斜面的夹角将变大B.PQ间距变为原来间距的2倍C.小球在斜面上做平抛运动的时间变为原来平抛运动时间的2倍D.小球落在斜面上的速度大于原来落在斜面上时速度的2倍【答案】C【解析】A．根据平抛运动规律所以得倾角为定值，所以落在斜面上时速度与斜面的夹角为定值，与速度大小无关，故A错误；B．P、Q间距小球初速度变为时，P、Q间距变为原来的4倍，故B错误；C．由上述分析可得小球初速度变为时，在斜面上平抛运动的时间变为原来平抛运动时间的2倍，故C正确；D．小球落在斜面上时的速度初速度变为时，落在斜面上时的速度等于原来落在斜面上速度的2倍，故D错误。故选C。5.如图所示，一束复色光通过矩形玻璃砖后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是（）A.a光的频率比b光大B.在玻璃砖中的传播速度，a光比b光小C.若用b光照射某金属表面能发生光电效应，则用a光照射该金属也一定能发生光电效应D.通过同一双缝干涉演示仪，a光形成的条纹间距比b光的大【答案】D【解析】A．由图知两束光的入射角相等，b的折射角小于a的折射角，根据折射定律可知，玻璃砖对a光的折射率比对b光的小，由于折射率越大，光的频率越大，则a光的频率比b光的频率小，故A错误；B．由于玻璃砖对b光的折射率大，根据可知在玻璃砖中b光的传播速度比a光的小，故B错误；C．根据光电效应的发生条件可知，由于b光的频率较大，若b光能使某金属发生光电效应，则a光不一定能使该金属发生光电效应，故C错误；D．由于玻璃砖对b光的折射率大，故空气中b光的波长更小，根据可知，经同一套双缝干涉装置发生干涉，a光形成条纹间距比b光的大，故D正确。故选D。二、多选题。（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对的得5分，选不全的得3分，有错选或不答的得0分）6.一质点沿直线运动时的图像如图所示，以下说法中正确的是（）A.第3s末质点的速度方向发生改变B.第3s末加速度突然改变方向C.前6s内质点的位移为8mD.第2s末和第4s末质点的位置相同【答案】AD【解析】A．由图可知，第3s末质点的速度由正变为负，速度方向发生改变，A正确；B．根据图像斜率表示加速度可知到时间内加速度不变，故B错误；C．根据速度图像与时间轴围成的面积表示物体在这段时间内通过的位移，图像在时间上方位移为正，图像在时间下方位移为负，则知，前6s内的位移为0，C错误；D．2~4s内质点通过的位移为0，则第2s末和第4s末质点的位置相同，D正确。故选AD。7.我国未来将建立月球基地并在绕月轨道上建造空间站。如图所示，关闭发动机的航天飞机A仅在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆的近月点B处与空间站对接。已知空间站绕月圆轨道半径为r，周期为T，引力为常量G，月球的半径为R，下列判断正确的是（）A.航天飞机由椭圆轨道到达B处进入空间站轨道时必须减速B.图中的航天飞机正在减速飞向B处C.月球的质量为D.月球的第一宇宙速度大小为【答案】AC【解析】A．航天飞机到达B处时速度比较大，如果不减速此时万有引力不足以提供向心力，这时航天飞机将做离心运动，继续沿原来的轨道做椭圆运动，故A正确；B．因为航天飞机越接近月球，万有引力做正功，所以正在加速飞向B处，故B错误；C．由万有引力提供空间站做圆周运动的向心力，则解得故C正确；D．速度是空间站在轨道r上的线速度，而不是围绕月球表面运动的第一宇宙速度，故D错误。故选AC。8.如图所示，一定质量的理想气体由状态1变化到状态2，图中，，状态1、2对应的温度分别为、，下列说法正确的是（）A.气体吸热，气体分子的平均动能增大，B.器壁单位面积上在单位时间内受分子撞击的次数减少C.若气体由状态2再变化到状态1时外界对气体做的功与图示变化过程气体对外做的功相等，则气体放出的热量也一定与图示变化过程吸收的热量相等D.气体从状态2变化到状态1的过程外界对气体做的功与图示变化过程气体对外做的功一定相等【答案】BC【解析】A．根据理想气体状态方程得，可得，说明从状态1变化到状态2，气体内能增加，分子平均动能增加，气体对外做功，内能增加，说明气体吸热，故A错误；B．分子平均动能增加，分子撞击器壁的力增大，由于气体压强减小，可得器壁单位面积上在单位时间内受分子撞击的次数减少，故B正确；C．若气体由状态2再变化到状态1时外界对气体做的功与题图所示变化过程气体对外做的功相等，则根据热力学第一定律可知，气体放出的热量与题图所示变化过程吸收的热量大小也相等，故C正确；D．气体由状态2变化到状态1，变化的过程没有确定，所以气体从状态2变化到状态1的过程外界对气体做的功与图示变化过程气体对外做的功不一定相等，故D错误。故选BC。第Ⅱ卷（非选择题，共60分）二、实验题（本题满分12分，第9题每空1分，第10题每空2分。）9.验证力的平行四边形定则的实验中（1）实验原理是等效原理，其等效性是指______A.使两次橡皮筋伸长的长度相等B.使弹簧秤在两种情况下发生相同的形变C.使两分力与合力满足平行四边形定则D.使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点O重合（2）下列哪些方法可减小实验误差______A.两个分力F1、F2间的夹角越小越好B.两个分力F1、F2的大小相差大些好C.拉橡皮条的细绳要适当长些D.弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度（3）如图2所示是甲、乙两名同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验时得到的结果。若按实验中要求的符号表示各个力，则可判定实验结果中尊重实验事实的______（填“甲”或“乙”），简述理由：______。【答案】（1）D（2）CD（3）甲见解析【解析】【小问1详解】实验原理是等效原理，其等效性是指使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点O重合。故选D。【小问2详解】A．实验要方便、准确，两分力适当大点，读数时相对误差小，夹角不宜太大，也不宜太小，故A错误；B．两个分力F1、F2的大小相差适中即可，故B错误；C．为了准确记下拉力的方向，故采用两点描线时两点应尽量距离大一些，故细绳应长些，故C正确；D．实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度，故D正确。故选CD。小问3详解】实验测的弹力方向沿绳子方向，即图中的AO方向，由于误差的存在，作图法得到的合力与实验值有一定的差别，即作图得出的合力方向与AO方向有一定的夹角，故甲更符合实验事实。10.研究质量一定时加速度与力的关系。一同学设计了如图所示的实验装置。其中为带滑轮的小车的质量，为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）（1）实验时，一定要进行的操作或保证的条件是________。A.用天平测出砂和砂桶的质量B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C.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，同时记录弹簧测力计的示数D.改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带E.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）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有4个点没有画出）。已知打点计时器采用的是频率为的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_______（结果保留3位有效数字）。若实际频率小于，则测出的加速度_____________。（填“偏大”“偏小”“准确”）（3）以弹簧测力计的示数为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图象是一条直线，图线与横轴的夹角为，求得图线的斜率为，则小车的质量为_____________。A. B. C. D.【答案】（1）BCD（2）2.00偏大（3）D【解析】【小问1详解】A．小车所受的拉力由弹簧测力计读出，不需要测出砂和砂桶的质量，A错误；B．实验时应将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，B正确；C．实验时应让小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带以计算小车的加速度，同时记录弹簧测力计的示数以确定小车所受的拉力，C正确；D．要研究质量一定时加速度与力的关系，需改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带，D正确；E．本实验中拉力由弹簧测力计直接测量，砂和砂桶的质量对实验探究无影响，不需要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M，E错误。故选BCD。【小问2详解】[1]纸带两点间的时间小车的加速度[2]如果当时实际频率小于50Hz两个点之间的时间将大于0.02s，而做实验的同学依然把时间带为0.02s所带时间偏小，加速度的测量值将偏大；【小问3详解】对小车有即解得故选D。二、计算题：（本大题共3个小题，共48分，写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11.如图所示，平台AB距竖直光滑圆形轨道的C点的竖直高度，竖直光滑圆形轨道半径为。有一质量为小球以初速度从平台的边缘B点水平飞出，恰好沿圆弧轨道C点的切线方向进入圆弧，做圆周运动到达D点时速度为。OC与竖直方向的夹角为（不计空气阻力g=10m/s2）。求：（1）小球在空中飞行的时间；（2）小球的初速度；（3）小球对圆弧轨道D点的压力大小。（结果保留两位小数）【答案】（1）0.4s（2）（3）4.73N【解析】【小问1详解】根据自由落体运动规律解得【小问2详解】OC与竖直方向的夹角为，即小球从B到C的速度偏转角为30°，则有解得【小问3详解】根据牛顿第二定律有解得由牛顿第三定律知，小球对圆弧轨道D点的压力大小12.如图所示，斜面体C静置于水平地面上，物块A悬挂在绳OP、OQ的结点O处，OP水平，OQ与竖直方向的夹角为53°且跨过轻质光滑定滑轮与斜面体C上质量为的物块B相连，斜面体C的质量，倾角为53°，B与C之间、C与地面之间的动摩擦因数均为。改变物块A的质量，使A、B、C始终保持静止，设滑动摩擦力与最大静摩擦力相等，g取，，，则：（1）当B与C之间的摩擦力恰好为零时，求绳OQ的拉力大小；（2）当A的质量时，求物块B受到摩擦力的大小和方向；（3）求物块A质量的最大值。【答案】（1）12N（2）2N，沿斜面向上（3）【解析】【小问1详解】当B与C之间的摩擦力恰好为零时，绳OQ的拉力大小【小问2详解】当A的质量时，物块B受到的拉力物块B受到摩擦力的大小方向沿斜面向上；【小问3详