安徽省五校2024-2025学年高三上学期11月期中联考物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1颍上一中蒙城一中淮南一中怀远一中涡阳一中2025届高三第一次五校联考物理试题考试时间：2024年11月16日考生注意：1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将答题卡上项目填写清楚。3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1.物理学发展推动了社会进步，关于物理学史和物理学研究方法，下列说法不正确的是（）A.质点、点电荷概念的建立应用了理想化模型的思想B.速度和加速度都是利用比值定义法得到的定义式C.牛顿应用理想斜面实验将实验和逻辑推理结合，得出了力不是维持物体运动原因D.英国物理学家卡文迪什巧妙测量了万有引力常量，被人们称为测量地球质量的人【答案】C【解析】A．忽略事物的次要因素，抓住事物的主要因素，把主要因素从所要研究的事物中突出出来，这种方法叫作理想化模型法，质点、点电荷概念的建立应用了理想化模型的思想，故A正确；B．利用两个物理量之比来定义一个新的物理量，这种方法叫作比值定义法，速度和加速度都是利用比值定义法得到的定义式，故B正确；C．伽利略应用理想斜面实验将实验和逻辑推理结合，得出了力不是维持物体运动的原因，故C错误；D．英国物理学家卡文迪什巧妙测量了万有引力常量，被人们称为测量地球质量的人，故D正确。本题选择不正确的，故选C。2.如图所示，国产机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于（）A. B. C. D.【答案】C【解析】机器人在倾角为的斜面上稳定站立和行走，须满足其重力沿斜面向下的分力小于等于最大静摩擦力，即即对于本题，则故选C。3.指出：“我们既要绿水青山，也要金山银山”。为节能环保，营造低碳生活，新能源汽车越来越受到人们的青睐。为了测试某品牌新能源汽车的性能，现有A、B两辆汽车沿着平直公路运动，t=0时刻B车在A车前方x0=160m处，该时刻两车开始刹车，此后过程中两汽车运动的v-t图像如图所示，则下列说法正确的是（）A.A、B的加速度大小之比2∶1 B.A、B两车可能发生碰撞C.t=20s时两车相距x=60m D.t=15s时两车间距最小为10m【答案】D【解析】A．由图像可知，图像的斜率表示加速度，则则A、B的加速度大小之比为，故A错误；BD．因为B车在前，A车在后，且在之前，A车的速度大于B车的速度，在15s之后，A车的速度小于B车的速度，所以在时，两车位移差所以不会相撞，两车间距最小为故B错误，D正确；C．t=20s时，A车运动的位移为B车运动的位移为两车相距故C错误。故选D。4.如图甲所示，用一水平恒力F拉水平桌面上的木块，木块在水平桌面上做匀加速直线运动，加速度a=5m/s2。若把水平桌面调整为倾角θ=37°斜面，用同样大小的拉力F沿斜面向上拉木块，如图乙所示，木块在倾斜桌面上恰好做匀速直线运动。g取10m/s2，则木块与桌面间的动摩擦因数为（sin37°=0.6，cos37°=0.8）（）A.0.5 B.0.4 C.0.3 D.0.2【答案】A【解析】分析甲图，根据牛顿第二定律可得分析乙图，根据牛顿第二定律可得联立，解得故选A。5.如图甲所示，质量为m=2kg的物块挂在弹簧秤的下端，在弹簧秤的拉力作用下沿竖直方向从静止开始做直线运动。取竖直向上为正方向，物块的加速度随时间的变化关系如图乙所示，弹簧秤始终在弹性限度内，g取10m/s2.下列说法正确的是（）A.2s~6s内物块先超重后失重，弹簧秤的示数先增大后减小B.0~6s内物块先超重后失重，速度变化量大小为3m/sC.0~6s内物块先失重后超重，6s时物块的速度为6m/sD.0~6s内物块先失重后超重，弹簧秤6s末的示数为24N【答案】B【解析】A．2s~6s内加速度先向上后向下，则物块先超重后失重，弹簧秤的示数一直减小，选项A错误；BC．0~6s内加速度先向上后向下，则物块先超重后失重，图像与坐标轴围成的面积等于速度的变化量，则速度变化量大小为因初速度为零，则6s时物块的速度为3m/s，选项B正确，C错误；D．0~6s内物块先超重后失重，弹簧秤6s末的加速度为向下的2m/s2，则弹簧秤示数为T=mg-ma=16N选项D错误。故选B。6.我国近20年来，经济迅速发展，科技不断进步，高铁技术处于世界领先水平。一辆动车共有20节（含车头），平均分成4组，每组的第一节都有一个相同的发动机，该动车在四个发动机的牵引下沿着平直的轨道做匀加速运动，已知每节车厢和车头质量相等，每节车所受阻力相同，每个发动机提供牵引力均为F，从前到后第2节对第3节作用力为F1，第19节对第20节作用力为F2，则F1与F2的大小之比（）A. B. C. D.【答案】C【解析】设每节车厢的质量为m，所受阻力为f，加速度大小为a，以前两节车厢为研究对象，由牛顿第二定律得以最后一节车厢为研究对象，由牛顿第二定律得以所有车厢为研究对象，有三式联立，得故选C。7.如图是某小区单扇自动感应门，人进出时，门从静止开始以加速度a匀加速运动，后以匀减速运动，完全打开时速度恰好为零。已知单扇门的宽度为d，则门完全打开所用时间为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】设加速和减速的时间分别为t1、t2，将减速的逆过程看做是初速度为零的匀加速过程，可知解得故选D。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。8.如图甲所示，质量m=2kg的小物体放在长直的水平地面上，用水平细线绕在半径R=0.8m的薄圆筒上。t=0时刻，圆筒由静止开始绕竖直中心轴转动，其角速度ω随时间t的变化规律如图乙所示，小物体和地面间的动摩擦因数为0.2，g取10m/s2。则下列判断正确的是（）A.细线的拉力大小为8NB.t=2s时细线拉力的瞬时功率为32WC.小物体的速度随时间的变化关系满足v=4tD.在0~2s内，小物体所受合力为8N【答案】AB【解析】ACD．由乙图可知圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同，根据解得物体运动的加速度在0~2s内，小物体所受合力为根据牛顿第二定律得解得细线的拉力大小为故A正确；CD错误；B．根据A选项分析，可知t=2s时小物体的速度细线拉力的瞬时功率为故B正确。故选AB。9.A、B两颗卫星均绕地球做匀速圆周运动，绕行方向相同，如图所示，他们的轨道高度分别为R、3R，已知地球的半径为R，A卫星的转动周期为T0。不计其他天体对卫星的影响，不计A、B之间的引力，则下列说法正确的是（）A.A、B两颗卫星的线速度之比B.A、B两颗卫星的角速度之比C.A、B两颗卫星的加速度之比D.A、B两颗卫星相邻两次间距最小的时间为【答案】BD【解析】ABC．A、B两颗卫星做匀速圆周运动轨道半径分别为设中心天体的质量为M，卫星的质量为m，轨道半径为r，由万有引力提供向心力得分别求得所以，A、B两颗卫星的线速度之比、角速度之比和加速度之比分别为故A、C错误，B正确；D．A、B两颗卫星的的周期之比为即B卫星的周期为设A、B两颗卫星相邻两次间距最小的时间为t，则t须满足其中联立，得故D正确。故选BD。10.如图，高速公路上一辆速度为90km/h的汽车紧贴超车道的路基行驶。驾驶员在A点发现刹车失灵，短暂反应后，控制汽车通过图中两段半径及弧长相等的圆弧从B点紧贴避险车道左侧驶入。已知汽车速率不变，AC是一段直线路径，A、B两点沿道路方向距离为100m，超车道和行车道宽度均为3.75m，应急车道宽度为2.5m，路面提供的最大静摩擦力是车重的0.5倍，汽车转弯时恰好不与路面发生相对滑动，重力加速度g=10m/s2，则（）A.汽车转弯的圆弧半径125m B.汽车转弯的圆弧半径120mC.驾驶员反应时间为1.2s D.驾驶员反应时间为1.0s【答案】AC【解析】AB．汽车的速度汽车做圆周运动由摩擦力提供向心力代入数据解得汽车运动的半径为故A正确，B错误；CD．A、B两点间垂直道路方向的距离为C、B两点间沿道路方向的距离为驾驶员反应时间为故C正确，D错误。故选AC。三、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分。11.某学习小组用如图甲所示的实验装置测量木块与长木板之间的动摩擦因数，将左端带有滑轮的长木板放置在水平桌面上，轻绳跨过滑轮后左端与重物连接，右端与装有力传感器的木块连接，力传感器质量不计可以直接测出绳子的拉力大小F，木块右端连接穿过打点计时器的纸带，通过纸带可以计算木块的加速度大小a，改变重物的质量，进行多次实验。（1）下列说法正确的是______。A.调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B.调节长木板倾斜度，平衡木块受到的滑动摩擦力C.实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D.重物的质量应远小于木块的质量（2）已知交流电源的频率为50Hz，实验得到的一条纸带如图乙所示（图中每两个计数点间还有四个点未画出），则在该次实验中，小车运动的加速度大小为______m/s2（结果保留三位有效数字）。（3）为研究木块的加速度a与拉力F的关系，该小组同学根据多次实验测出的拉力F的大小及对应的加速度a的值作出了a-F的关系图像，如丙图所示，由图可知，木块与长木板之间的摩擦因数μ=______；木块的质量m=______kg（g取10m/s2）。【答案】（1）A（2）（3）【解析】【小问1详析】A．本实验需要细绳对小车提供一个恒定的牵引力，所以，需要调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，故A正确；B．本实验目的是测量木块与长木板之间的动摩擦因数，不需要平衡摩擦力，故B错误；C．实验时，应先接通打点计时器的电源再放开木块，故C错误；D．因为力传感器可以直接测出绳子的拉力大小，无需认为绳子拉力大小等于重物的重力，所以不需要满足重物的质量远小于木块的质量，故D错误。故选A。【小问2详析】利用逐差法计算小车的加速度【小问3详析】[1][2]对木块，根据牛顿第二定律得即即图像的斜率等于，总截距等于，即求得，12.某同学用向心力演示仪探究向心力与质量、半径、角速度的关系，实验情境如甲、乙、丙三图所示，其中铝球、钢球大小相等。（1）本实验采用的主要实验方法为______（填“等效替代法”或“控制变量法”）。（2）三个情境中，图______是探究向心力大小F与质量m关系（选填“甲”、“乙”、“丙”）。在甲情境中，若两钢球所受向心力的比值为，则实验中选取两个变速塔轮的半径之比为______。（3）某物理兴趣小组利用传感器进行探究，实验装置原理如图丁所示。装置中水平直槽能随竖直转轴一起转动，将滑块放在水平直槽上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平光滑直槽一起匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动需要的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。保持滑块质量和运动半径r不变，探究向心力F与角速度ω的关系，作出F-ω2图线如图戊所示，若滑块运动半径r=0.3m，细线的质量和一切摩擦可忽略，由F-ω2图线可得滑块和角速度传感器总质量m=______kg（结果保留2位有效数字）。【答案】（1）控制变量法（2）乙2：1（3）0.30【解析】【小问1详析】实验利用控制变量法来研究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系。【小问2详析】[1]根据可知，要研究向心力大小F与质量m关系，需控制小球的角速度和半径不变，由图可知，两侧采用皮带传动，所以两侧具有相等的线速度，根据皮带传动的特点可知，应该选择两个塔轮的半径相等，而且运动半径也相同，选取不同质量的小球。故乙符合题意。[2]由图可知，两小球质量相等，做圆周运动的轨道半径相同，根据牛顿第二定律可知两个变速塔轮边缘的线速度相等，即联立可得两个变速塔轮的半径之比为【小问3详析】根据结合F-ω2图像可知图线的斜率为解得四、计算题：本题共3小题，共计38分。答题时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13.为了祖国的统一，为了维护世界的和平，2024年10月14日中国人民解放军东部战区组织陆军、海军、空军、火箭军等兵力开展“联合利剑—2024B”一次大规模的围台军演。如图所示，某科目军事演习，红军“轰—20”轰炸机在离海面高H=500m高处水平飞行，发现远处海面有一艘静止的蓝军模型军舰，飞机为了保证安全，需要在距离军舰水平距离s=1000m时投下炸弹，若军舰发现飞机投下炸弹时立即以加速度a=2m/s2开始做匀加速直线运动，与飞机运动方向相同，结果炸弹仍然命中目标，不计军舰大小，不计空气阻力（g=10m/s2），求：（1）炸弹从投出至命中目标经过的时间；（2）飞机释放炸弹时飞行速度的大小v；（3）若军舰不动，同时竖直向上发炮拦截炸弹，发射炮弹的速度大小v0应为多少才能成功拦截？【答案】（1）10s（2）110m/s（3）55m/s【解析】【小问1详析】根据题意，炸弹做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，由解得【小问2详析】根据题意，炸弹做平抛运动，水平方向有解得飞机释放炸弹时飞行速度的大小为【小问3详析】根据题意，炸弹竖直方向做自由落体运动，若军舰不动，发射炮弹竖直向上做上抛运动，若要成功拦截，在竖直方向上有炸弹在水平方向有联立解得14.如图所示，装置可绕竖直轴转动，可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球的质量m=0.8kg，细线AC长L=1m，B点距C点的水平和竖直距离相等（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8），两细线AB、AC对小球的拉力分别为F1、F2.（1）若装置静止不转动，求F1、F2的大小；（2）若装置匀速转动，角速度，求F1、F2的大小；（3）若装置匀速转动，角速度ω=5rad/s，求F1、F2的大小。【答案】（1），（2），（3），【解析】小问1详析】对小球受力分析，如图所示根据受力平衡有【小问2详析】若装置转动的角速度缓慢增至细线AB上恰好没有拉力，且细线AC与竖直方向的夹角仍为，此时小球做匀速圆周运动所需向心力由重力和细线AC的拉力的合力提供，设此时的角速度为，如图所示根据牛顿第二定律有求得因所以，此时细绳AB上仍有拉力，受力分析如图所示根据牛顿第