安徽省合肥市普通高中六校联盟2024-2025学年高三上学期期中联考物理试卷 含解析

合肥市普通高中六校联盟2024-2025学年第一学期期中联考高三年级物理试卷（考试时间：75分钟满分：100分）命题学校：合肥五中命题教师：江斌审题教师：骆飞帆一、选择题（本大题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个正确答案，请把正确答案涂在答题卡上）1.“祝融号”火星车沿如图所示路线行驶，在此过程中揭秘了火星乌托邦平原浅表分层结构，该研究成果被列为“2022年度中国科学十大进展”之首。“祝融号”从着陆点O处出发，经过61天到达M处，行驶路程为585米；又经过23天，到达N处，行驶路程为304米。已知O、M间和M、N间的直线距离分别约为463米和234米，则火星车（）A.从O处行驶到N处的路程为697米B.从O处行驶到N处的位移大小为889米C.从O处行驶到M处的平均速率约为20米/天D.从M处行驶到N处的平均速度大小约为10米/天【答案】D【解析】【详解】A．由题意可知从O到N处的路程为故A错误；B．位移的大小为两点之间的直线距离，O、M、N三点大致在一条直线上，则从O到N处的位移大小为故B错误；C．平均速率为路程与时间的比值，故从O行驶到M处的平均速率为故C错误；D．平均速度大小为位移与时间的比值，则从M行驶到N处的平均速度为故D正确。故选D。2.为了筛选大小大致相同的脐橙，设计如图所示的橙子简易筛选装置。两根直杆处于同一倾斜平面内，上端间距小下端间距大，橙子沿两杆向下运动，大、中、小橙离开杆后，落入不同区域的接收桶中，脐橙可视为球体，不计阻力，则（）A.离开杆后，橙子在空中做一小段自由落体运动B.离开杆后，大橙速度变化比小橙的快C.前后两橙子沿杆运动过程中间距逐渐增大D.大果在沿杆向下运动过程中弹力对其不做功【答案】C【解析】【详解】A．离开杆后，橙子速度不为0，故不做自由落体运动，故A错误；B．离开杆后，橙子的加速度均为重力加速度g，由于加速度可知大橙速度变化与小橙速度变化一样快，故B错误；C．设杆倾斜角度为θ，动摩擦因数为μ，橙子质量为m，则由牛顿第二定律可知，橙子加速度可知在同一根的橙子加速度都相同，从第一个橙子释放开始计时，则由匀变速直线运动位移公式可知，其位移经过t0时间，释放第二个橙子，故其位移故前后两橙子沿杆运动过程中间距联立以上解得故前后两橙子沿杆运动过程中间距随时间而逐渐增大，故C正确；D．分析可知，虽然两杆的弹力方向与杆垂直，但分析可知任意一个弹力与两杆平面并不垂直，即位移方向与弹力方向不垂直，故其弹力做功不为0，故D错误。故选C。3.如图所示，轻质弹簧上端固定，下端连接一光滑小球a（可视为质点），斜面b静止在水平地面上，小球放在斜面上，开始时弹簧与斜面平行。现将斜面缓慢向左移到虚线处，小球仍静止在斜面上。下列说法正确的是（）A.b对a的弹力增加 B.弹簧的长度减小C.地面对b的支持力增加 D.地面对b的摩擦力减小【答案】D【解析】【详解】AB．根据题意，对小球受力分析，如图所示设弹簧与斜面的夹角为，斜面倾角为，由平衡条件有，又有斜面缓慢向左移到虚线处，增大，则增大，减小，弹簧长度增大，故AB错误；CD．根据题意，对斜面受力分析，如图所示结合AB分析，由牛顿第三定律可知，减小，由平衡条件可得，地面对b的支持力减小，地面对b的摩擦力减小，故C错误，D正确。故选D。4.图1是一辆正以速度v做匀速直线运动的自行车的车轮简化示意图，车轮边缘某点P（图中未画出）离水平地面高度h随自行车运动位移x的变化关系如图2所示，图中的L为已知量，则（）A.该车轮的直径为B.该车轮的转速为（转/每秒）C.在位置，相对地面的速度为零D.在位置，相对地面的速度为【答案】B【解析】【详解】A．根据题意可知，自行车运动位移L时，车轮转动一周，则直径为故A错误；B．车轮转动一周用时为则转速为故B正确；C．在位置，P在最高点，速度恰好水平，相对地面速度为2v，故C错误；D．在位置，P处于与圆心等高处，此时其有水平方向的速度v，和竖直方向的速度v，根据平行四边形定则可知，相对地面的速度为，故D错误。故选B。5.为丰富同学们的课余生活，学校组织了趣味运动会，如图甲，在掷沙包的活动中，某同学先后以不同的速度扔出两个相同的沙包，两次都落在了地面上的投掷盘的圆心位置，两次沙包的轨迹如图乙所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，抛出时沙包1的初速度方向水平，沙包2的初速度方向斜向上。忽略空气阻力和沙包大小的影响，关于两沙包在空中的运动，下列说法正确的是（）A.两次投掷时，沙包的水平速度可能相等B.两次投掷时，沙包在空中运动的时间可能相等C.两次投掷时，沙包在落地点的动能可能相等D.两次投掷时，沙包在落地点的重力瞬时功率可能相等【答案】C【解析】【详解】B．由图乙可知，沙包2做斜上抛运动，沙包1做平抛运动，两者竖直位移相同，对沙包1有对沙包2，令其初速度与水平方向夹角为，则有结合上述式可知即沙包2从抛出点到落地点运动的时间大于沙包1从抛出点到落地点运动的时间，故B错误；A．沙包1与沙包2从抛出点到落地点运动的水平位移相同，由于沙包2的运动时间大于沙包1，根据可知，沙包2的水平速度小于沙包1，故A错误；C．根据上述可知，沙包2的水平速度小于沙包1，而沙包2的水平速度为其初速度的水平分速度，因此抛出时沙包1和沙包2的初速度有可能大小相等，又因为两沙包相同，则初动能有可能相等，从抛出点到落地点，两次竖直高度相同，由动能定理可知，到达落地点时，两沙包的动能可能相等，故C正确；D．根据平抛运动与斜抛运动竖直方向分运动规律可知，两沙包落地过程，在竖直方向有，则有根据瞬时功率的关系式有可知落地时沙包2重力的瞬时功率大于沙包1重力的瞬时功率，故D错误。故选C。6.据报道，中国新一代载人运载火箭和重型运载火箭正在研制过程中，预计到2030年左右，中国将会具备将航天员运上月球实力，这些火箭不仅会用于载人登月项目，还将用在火星探测、木星探测以及其他小行星的探测任务中．中国宇航员在月球表面将小球以速度竖直向上抛出，小球上升的最大高度为h，已知月球的半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是（）A.月球表面的重力加速度大小为 B.月球的第一宇宙速度为C.月球的质量为 D.月球的密度为【答案】D【解析】【详解】AC.设月球的质量为，表面重力加速度为，对月球表面的做竖直上抛的小球有对月球表面的物体有得故AC错误；D.月球的密度为故D正确；B.设月球的第一宇宙速度为，有得故B错误。故选D。7.质量为的物体静止在水平面上，时受到水平拉力F的作用开始运动，图像如图所示，时物体刚好停止运动。物体与地面之间的动摩擦因数为，重力加速度g取，则（）A. B.时物体的速度最大C.物体最大动能为 D.时物体的动量为【答案】D【解析】【详解】A．根据图像可知，内水平拉力的冲量为内，根据动量定理可得解得物体与地面之间的动摩擦因数为故A错误；BC．物体受到的滑动摩擦力大小为由图像可知，当时，水平拉力大小为，此时拉力等于摩擦力，物体的加速度为0，速度达到最大，动能达到最大；内，根据动量定理可得其中解得最大速度为则最大动能为故BC错误；D．内，根据动量定理可得其中解得时物体的动量为故D正确。故选D。8.如图所示，水平光滑长杆上套有一个质量为的小物块A，细线跨过轻小光滑定滑轮，一端连接A，另一端悬挂质量为的小物块B，C为O点正下方杆上一点，滑轮到杆的距离。开始时A位于P点，PO与水平方向的夹角为30°，现将A、B同时由静止释放，则下列分析正确的是（）A.物块A在运动过程中最大速度为B.物块A过C点后，向右运动最远距离为2hC.PO与水平方向的夹角为45°时，物块A、B速度大小关系D.物块A由P点出发第一次到达C点的过程中，物块B的机械能先增大后减小【答案】A【解析】【详解】A．当物块A运动到O点正下方C时，物块A的速度达到最大，B速度为零，根据系统机械能守恒有解得故A正确；B．根据系统机械能守恒及对称性，物块A过C点后，向右运动的最大距离与初始PC间的距离相等，即故B错误；C．当PO与水平方向的夹角为45°时，有解得故C错误；D．物块A由P点出发第一次到达C点的过程中，物块B在竖直方向先向下加速后向下减速，细线对物块B的拉力一直做负功，所以物块B的机械能一直减小，故D错误。故选A。二、选择题（本大题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全对的得3分，有选错的得0分）9.质点做直线运动的位移x随时间t变化、速度v随时间t变化的图像如图所示，其中能反映质点在内的平均速度为2m/s的是（）A B.C. D.【答案】BC【解析】【详解】A．由A选项图可知，质点在内的位移为则平均速度为故A错误；B．由B选项图可知，质点在内的位移为则平均速度为故B正确；C．根据图像面积表位移，由图可知，质点在内的位移为则平均速度为故C正确；D．根据图像面积表位移，由图可知，质点在内的位移为则平均速度为故D错误。故选BC。10.如图甲所示，轻弹簧竖直固定，质量为m的小球从A点自由下落，至B点时开始压缩弹簧，下落的最低位置为C点。以B点为坐标原点O，沿竖直向下建立x轴，小球从B点到C点过程中的加速度—位移图像如图乙所示，重力加速度大小为g。小球从B点运动到C点过程中，下列说法正确的是（）A.小球在C点时所受的弹力大于2mgB.小球在B点时的速度最大C.图像与x轴所包围的两部分面积大小相等D.小球先失重后超重【答案】AD【解析】【详解】A．小球若从B点由静止释放，到达最低点时，由对称性，最低点加速度向上，大小为，根据牛顿第二定律可得小球从A点自由下落，在点时速度不为零，则小球在C点时，弹力比上述情况要大，加速度向上，大于。由牛顿第二定律则A正确；B．小球在B点时，合力为重力，合力和速度同向，会继续加速，B点时的速度不是最大。B错误；C．设在D点，弹力和小球重力平衡，D点速度为，由微元法可知图像与x轴所包围的上部分面积图像与x轴所包围的下部分面积因为得C错误；D．小球下落过程中，加速度先竖直向下逐渐减小，后竖直向上逐渐增大，因此小球先失重后超重，D正确。故选AD。三、非选择题（本大题共5小题，共58分）11.某同学用图甲所示装置探究加速度合外力之间的关系。图中长木板水平放置，轻绳跨过定滑轮，一端与放在木板上的小车相连，另一端可悬挂钩码，本实验中可用的钩码共有N个，每个钩码的质量为m，小车的质量为M，重力加速度大小为g。（1）平衡摩擦力：将N个钩码全部放入小车中，在长木板不带滑轮的一端下方垫上一个小物块后，发现小车（和钩码）做减速运动，则应将小物块向______（选填“左”或“右”）移动，才会使小车（和钩码）在板上做匀速运动；（2）平衡摩擦力后，将n（依次取，2，3，4。。）个钩码挂在轻绳左端，其余N—n个钩码放在小车内，用手按住小车并使轻绳与木板平行，打开电源，释放小车，获得一条清晰的纸带如图乙，相邻计数点间的时间间隔均为0.1s，则可计算出小车的加速度大小a=______（结果保留3位有效数字）；（3）实验中______（选填“需要”或“不需要”）满足“小车及车上钩码的总质量远大于所挂钩码质量”的条件；（4）丙图是利用不同n对应不同a作出的图像，如果图线斜率为k，通过理论分析可知本实验中可用的钩码个数N=______（用g、k、m、M表示）；【答案】（1）左（2）2.02（3）不需要（4）【解析】【小问1详解】发现小车做减速运动，说明斜面倾角过小，应增大倾角，则应将小物块向左移动，才会使小车在板上做匀速运动【小问2详解】根据逐差法可得小车的加速度大小为【小问3详解】由于本实验中的研究对象是小车和N个砝码，不用计算绳子拉力，因此不需要满足“小车及车上钩码的总质量远大于所挂钩码质量”的条件。【小问4详解】以小车和N个砝码为整体，根据牛顿第二定律可得整理可得可知图像的斜率为解得本实验中可用的钩码个数为12.如图1所示的实验装置可以用来探究影响向心力大小的因素，一个内壁涂有润滑油的透明圆筒可以在水平底座上随着转台一起绕着虚线为中心轴在水平面上匀速转动，一个光滑的小圆环（半径不计）固定在圆筒内中心处，圆筒内有小球通过圆环用一根不可伸长的轻质细绳连在固定于圆筒转轴正上方的力传感器，球心到转轴的距离可通过圆筒上的刻度读出，连接小球的细绳水平。小天同学利用这一实验装置探究在小球质量、转动半径一定的情况下，向心力与转动角速度之间的关系。（1）当转台稳定转动时，记录下力传感器的示数；小天同学利用手机上的“秒表”功能测量转台的转速：当小球经过某位置时开始计时，记录为1，下次小球再经过该位置时记录为2，…，依次记录，直到第次，手机的秒表记录到从1到时转台转动花费的时间为，则小球随着转台转动的角速度_______。（2）调节转台转速，读取不同转速时力传感器的读数，并测出此时的角速度，得到与的多组数据。利用图像法处理数据，以为纵轴、为横轴建立直角坐标系，作出图像，如图2所示。得出的结论是：在小球质量、转动半径一定的情况下，向心力与转动角速度的平方成________（选填“正比”或“反比”）。（3）用图像法处理数据时，作图像而不作图像的原因是________。【答案】①.②.正比③.图像不是直线，是曲线，不能直观地得出与之间的关系【解析】【详解】（1）[1]从小球第1次到第次通过同一位置，转动圈数为，时间为，故周期为则小球随着转台转动的角速度为（2）[2]根据实验数据描点作图，图像为一条直线，表明在小球质量、转动半径一定的情况下，向心力与转动角速度的平方成正比。（3）[3]根据向心力公式可知图像不是直线，是曲线，不能直观地得出与之间的关系。13.泥石流是很严重的自然灾害，严重影响人们的生产和生活，如图甲所示。现将泥石流运动的过程进行简化，如图乙所示，泥石流从A点由静止开始沿斜面匀加速直线下滑，加速度达到，A距斜面底端B的长度为40m，泥石流经过B点时没有速度损失，然后在水平面上做匀减速直线运动，加速度大小为，一辆车停在B点右侧40m处的C点，当泥石流到达B点时，车由静止开始以的加速度向右做匀加速直线运动，以求逃生。（1）求泥石流到达B点时的速度大小。（2）求车行驶过程中，泥石流距离车最小距离。（3）车的加速度大小可以调整，为确保安全，车的最小加速度是多大？【答案】（1）20m/s（2）20m（3）3m/s2【解析】【小问1详解】泥石流到达B时的速度大小，则有代入数据解得【小问2详解】车行驶过程中，泥石流与车速度相等时，距离最小，设速度相等时时间为t，则有根据位移—时间公式有解得【小问3详解】若泥石流与车相遇，有m为确保安全得即最小加速度为。14.如图所示，轻质弹簧一端固定在墙壁上的点，另一端自由伸长到点，之间、右侧的水平面光滑，之间的距离，在其上表面铺上一种特殊材料，该材料动摩擦因数从向随距离均匀变化如右图所示。质量的足够高光滑曲面在处与水平面平滑连接。的小物块开始时静置于水平面上的点。现给小物块一个水平向右的初速度，重力加速度取。求：（1）小物块在曲面上上升