江苏省徐州市2024-2025学年高三上学期11月期中考试物理试题 含解析

2024~2025学年度第一学期高三年级物理试题注意事项考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求1.本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。2.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。4.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。5.如需作图必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等需加黑加粗。一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意。1.水波通过窄缝时发生图示现象，这是水波的（）A.干涉现象 B.衍射现象 C.反射现象 D.折射现象【答案】B【解析】【详解】水波通过窄缝时，能绕过阻碍物，窄缝处相当于一个新的波源，使波能继续向前传播。因此属于衍射现象。故选B。2.如题1图所示的旋转飞椅是一种经典的游乐设施，飞椅未旋转时简化模型如题2图所示。当其以恒定转速运行时，可认为飞椅在水平面内做匀速圆周运动。外侧飞椅与内侧飞椅相比（）A.线速度较大 B.线速度较小C.角速度较大 D.角速度较小【答案】A【解析】【详解】CD．外侧飞椅与内侧飞椅绕同一个轴转动，具有相同的周期，根据可知，角速度相同，故CD错误；AB．外侧飞椅与内侧飞椅相比转动的半径较大，根据可知，外侧飞椅比内侧飞椅的线速度大，故A正确，B错误。故选A。3.郑钦文在2024年巴黎奥运会网球女单比赛中夺冠。她发球时将网球斜向下击出，如图所示，不计空气阻力，则（）A.击球时，球拍对球的作用力大于球对球拍的作用力B.击球时，球拍对球作用力小于球对球拍的作用力C.球从被击出到落地前，机械能守恒D.球从被击出到落地前，机械能减少【答案】C【解析】【详解】AB．根据牛顿第三定律可知，击球时，球拍对球的作用力等于球对球拍的作用力，故AB错误；CD．因为不计空气阻力，则球从被击出到落地前，球只受重力，只有球的重力做功，所以球的机械能守恒，故C正确，D错误。故选C。4.一列简谐横波在时刻的波形图如图所示，介质中处的质点P此刻沿y轴正方向运动，质点P的振动周期，则该波（）A.波长为4m B.振幅为12cmC.波速为20m/s D.沿x轴负方向传播【答案】C【解析】【详解】B．由图可知，振幅为，故B错误；A．由图可知，波长为，故A错误；C．该波的波速为故C正确；D．质点P此刻沿y轴正方向运动，根据“同侧法”可知，该波沿x轴正方向传播，故D错误。故选C。5.如图所示，用两条细线悬挂一个除去了柱塞的注射器，当其静止时，针头恰好对准下面木板的中心线（图中虚线）。将注射器内装上墨汁，当注射器左右摆动时，垂直于摆动的方向以速度v匀速拖动木板，在木板上留下墨汁图样，A、B两点间距为L。则该注射器在摆动时（）A.通过A点正上方时向右摆动 B.通过B点正上方时加速度为零C.通过A点和B点时摆动方向相同 D.摆动的周期为【答案】D【解析】【详解】A．由图可知，通过A点正上方后的墨汁留在了A点的左侧，所以，通过A点正上方时向做摆动，故A错误；B．通过B点正上方时，加速度为向心加速度，即此时注射器的加速度不为零，故B错误；C．由图可知，注射器通过A点的摆动方向向左，通过B点时摆动方向向右，故C错误；D．该单摆由A到B，恰好摆动了1.5个周期，故满足解得故D正确故选D。6.某同学在暗室中用题1图装置做测定“重力加速度”的实验，当频闪仪闪光频率时，恰能看到一串仿佛固定不动的水滴，各水滴到A点的距离分别为题2图中的、、、所示，则（）A.水滴滴落的时间间隔为0.02sB.水滴在D点的速度为C.所测重力加速度D.所测重力加速度大于当地实际重力加速度【答案】C【解析】【详解】A．由题意可知，水滴滴落的时间间隔为故A错误；B．水滴在D点的瞬时速度等于在CE间的平均速度，即故B错误；C．根据逐差相等公式可知，所测重力加速度为故C正确；D．因为有空气阻力的存在，所以下落时间偏大，所测重力加速度小于当地实际重力加速度，故D错误。故选C。7.如图所示，一质量均匀分布的木板静止在粗糙水平桌面上，木板和桌面右端对齐。设木板质量为m，长度为L，与桌面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。将木板右推，则推木板过程中克服摩擦力做的功为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】由于木板的重心并没有离开桌面，所以桌面对木板的支持力与木板的重力是一对平衡力，木板对桌面的正压力仍然等于木板的重力，因此在木板移动过程中，木板受到的摩擦力大小一直是，所以在木板右推，则推木板过程中克服摩擦力做的功为故选B。8.如图所示，一轻绳绕过光滑的两个轻质小定滑轮、，一端和质量为2m的小球连接，另一端与套在光滑固定直杆上质量为m的小物块连接。直杆与两定滑轮在同一竖直面内，与水平面的夹角，直杆上O点与两定滑轮均在同一高度，D是直杆上的一点，且。直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将物块从O点由静止释放，下列说法正确的是（）A.物块下滑至绳与杆垂直时，物块的速度最大B.物块下滑至绳与杆垂直时，物块的机械能最大C.物块下滑至D点时，小球重力的瞬时功率为零D.物块下滑过程中，小球的重力势能一直增加【答案】B【解析】【详解】A．物块下滑至绳与杆垂直时，物块加速度为加速度不为0，速度不是最大，故A错误；B．物块下滑至绳与杆垂直前，物块受绳子拉力一直做正功，则物块的机械能一直增大，物块下滑至绳与杆垂直后，拉力做负功，物块机械能减小，则物块下滑至绳与杆垂直时，物块的机械能最大，故B正确；C．由于物块下滑至D点时，物块的重力势能转化为系统动能，小球的速度不为0，则重力的瞬时功率不为零，故C错误；D．物块下滑过程中，根据几何关系可知，小球先上升，后降低，则小球的重力势能先增加，后减小，故D错误；故选B。9.2024年6月25日，嫦娥六号返回器实现世界首次月球背面采样返回。返回器在返回过程中运用独特的“打水漂”技术，在大气层上下做类似打水漂的曲线运动。返回过程中高度随时间变化如图所示，P点对应第一次进入大气层的最低点，Q点对应第一次离开大气层后的最高点，则（）A.该图像表示返回器的运动轨迹B.该图像的斜率表示返回器的速度C.在Q点时，返回器的加速度为零D.在P点时，返回器的竖直方向分速度为零【答案】D【解析】【详解】A．该图像表示返回器返回过程的高度随时间变化关系，不是运动轨迹，故A错误；B．该图像不是位移时间图，所以图像的斜率不表示返回器的速度，故B错误；C．在Q点时，返回器受到地球引力，所以加速度不为0，故C错误；D．因为P点对应第一次进入大气层的最低点，所以在P点时，返回器的竖直方向分速度为零，故D正确。故选D。10.如图所示，质量为m的物块受到一水平推力F作用，静止在倾角为的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数，斜面始终保持静止状态，则（）A.斜面对物块的摩擦力方向一定沿斜面向下B.斜面对地面的摩擦力方向水平向右C.物块对斜面的作用力方向竖直向下D.撤去推力F，斜面对地面的压力一定变小【答案】D【解析】【详解】A．物块静止斜面体上，如果满足则斜面与物块间无摩擦力作用，故A错误；B．对物块和斜面整体分析可知，水平方向上地面对斜面的摩擦力向右平衡外力F，根据牛顿第三定律可知，斜面对地面的摩擦力方向水平向左，故B错误；C．根据A选项分析可知，如果满足则此时斜面与物块间无摩擦力作用，物块对斜面的作用力垂直斜面向下，故C错误；D．撤去外力前，整体分析可知，地面对整体支持力为根据牛顿第三定律可知，斜面对地面的压力为。因为，所以撤去外力后，物块沿斜面加速下滑，小物块处于失重状态，故地面对整体支持力小于，所以撤去推力F，斜面对地面的压力一定变小，故D正确。故选D。11.从地面上以速率竖直向上抛出一个质量为m的小球，小球落地时速率为，若小球运动过程中所受空气阻力的大小与其速率成正比，则（）A.小球在空中运动的时间为B.全过程小球动量的变化量大小为C.上升过程中空气阻力的冲量大于下降过程中空气阻力的冲量D.上升过程中空气阻力的冲量小于下降过程中空气阻力的冲量【答案】A【解析】【详解】CD．做出小球的v-t图像如下图第一、第四象限中阴影部分的面积表示上升和下降过程的位移大小相等方向相反；若将纵坐标改为f，由于f∝v，因此第一、第四象限中阴影部分的面积仍相等，其物理意义为上升、下降过程阻力的冲量等大反向，故CD错误；AB．对整个过程，设向下为正方向，根据动量定理因解得动量变化量为故A正确，B错误；故选A。二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、答案中必须方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时明确写出数值和单位。12.某实验小组用细线和小钢球做成一个单摆，验证小球摆动过程中机械能守恒。如题1图所示将细线固定在O点，B是小球静止时所处的位置，B到水平地面高度为H。当地重力加速度为g，实验步骤如下：①将小球从B位置拉至A处，测出AB间高度h；②在B上方略高于小球的位置固定一刀片，小球由静止释放，摆到B位置时，细线恰好被刀片割断，小球做平抛运动，落在复写纸上，并在复写纸下面的白纸上印出一个印迹；③重复上述步骤多次，找出平均落点；④以平均落点为小球的落地点C，用刻度尺测出平抛运动的水平位移s；⑤改变小球释放高度，重复上述实验。请回答下列问题：（1）实验中某一释放高度的多次落点位置如题2图所示，该平均落点的刻度尺读数为______cm；（2）写出小球做平抛运动时的初速度的计算式（用题中的字母符号表示）______；（3）若所作图像如题3图所示，当图像斜率______时，可认为该运动过程小球的机械能守恒；（4）小球摆动过程中动能的变化量为，重力势能的变化量为。多次实验总发现，可能的原因是：______；（写出一条即可）（5）若保持为常数，当h和H满足______（写出h和H的关系式）时，小球的水平射程最远。【答案】（1）44.75（44.74~44.76）（2）（3）4H（4）小球在运动过程中受到空气阻力（5）【解析】【小问1详解】平均落点为点迹分布的密集中心，根据刻度尺的读数规律，该读数为44.75cm。【小问2详解】小球做平抛运动，则有，解得【小问3详解】小球从A运到B过程有结合上述解得可知，图像的斜率若满足上述表达式，可认为该运动过程小球的机械能守恒。【小问4详解】小球在运动过程中受到空气阻力，导致增大的动能小于减小的重力势能。【小问5详解】结合上述有解得根据数学规律有可知，当有此时，水平射程最大。13.月球探测器围绕月球做匀速圆周运动，其速度大小为v，距离月球表面高度为h，周期为T，引力常量为G。求：（1）月球的半径R；（2）月球的质量M。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】根据其中解得【小问2详解】根据万有引力提供向心力解得14.限重空投项目是飞行器设计创新大赛中最精彩的，也是难度最大的。某次空投沙袋时飞行器与水平面的仰角，离地高度，速度。沙袋相对于飞行器无初速度释放，忽略空气阻力对沙袋的影响，g取。求：（1）沙袋离地面最大高度H；（2）沙袋落地点距释放点的水平距离L。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】沙袋释放瞬间，沿竖直方向的分速度大小为方向竖直向上，则沙袋上升到最高点时，距抛出点的竖直高度为所以，沙袋离地面最大高度为【小问2详解】沙袋释放瞬间，沿水平方向的分速度大小为沙袋在水平方向上，将做匀速直线运动。在竖直方向上，取竖直向上为正方向，则根据时间位移公式解得沙袋从抛出到落地，在竖直方向上运动的时间为根据分运动的等时性可知，沙袋在水平方向上运动的时间也为3s，则沙袋落地点距释放点的水平距离为15.如图所示，物块下方用轻绳拴一小球，在一与竖直方向夹角为的恒力F作用下沿粗糙水平天花板向右做匀加速直线运动，在该过程中轻绳和水平方向夹角恒为。已知物块质量，小球质量，，。若时刻物块水平速度，，，g取，求：（1）物块加速度的大小a；（2）0.3s末力F的瞬时功率P；（3）物块和天花板间动摩擦因数。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详解】对小球受力分析，小球受到竖直向下的重力G和沿绳方向的拉力T，则在竖直方向水平方向根据牛顿第二定律代入数据，联立以上各式，解得【小问2详解】0.3s末物块的速度为根据可知，此时力F的功率为【小问3详解】将小球和物块看做整体，在竖直方向上合力为零，设物块与天花板间的弹力为N，则解得在水平方向，根据牛顿第二定律解得16.如图所示，三个小钢球A、B、C（可视为质点）由两根长均为L的轻细绳连接，放在光滑水平面上，其中球B质量为2m，球A、C的质量均为m，细绳刚好处于伸直状态且无拉力，现使球B瞬间获得与绳垂直的水平初速度，设球A、C的碰撞为弹性碰撞。求：（1）小球A、C第一次碰撞前瞬间，小球A的动能；（2）小球A、C第一次碰撞后瞬间，A相对于B做圆周运动的向心力大小；（3）当两细绳夹角第一次为时，小球B的速度大小。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详解】由对称性知，运动中小球A、C沿绳方向的分速度大小相等，沿垂直绳方向的分速度大小相等，方向相反，小球B一直沿初速度所在的直线运动，小球A、C第一次碰撞前瞬间，结