福建省福州市八县（市）协作校2024-2025学年高三上学期期中联考物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1福州市八县（市）协作校2024—2025学年第一学期期中联考高三物理试卷【完卷时间：75分钟满分：100分】一、单项选择题（共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1.下列说法正确的是（）A.伽利略理想斜面实验说明力是维持物体运动的原因B.牛顿是一个国际单位制基本单位，1N=1kg⋅m/s2C.当Δt极短时，可以表示为物体在t时刻瞬时速度，体现了极限法D.嫦娥五号成功携带月壤样品回到祖国，月壤样品到达地球后惯性增大，重力增大【答案】C【解析】A．伽利略理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因，故A错误；B．牛顿是一个国际单位制导出单位，根据可知故B错误；C．当Δt极短时，可以表示为物体在t时刻瞬时速度，体现了极限法，故C正确；D．嫦娥五号成功携带月壤样品回到祖国，月壤样品到达地球后，质量不变，惯性不变，但重力加速度增大，重力增大，故D错误。故选C。2.如图所示，某人从距山脚高为H处将质量为m的石子以速率抛出。不计空气阻力，重力加速度大小为g。当石子下落到距地面高为h处时，其动能为（）A. B.C. D.【答案】B【解析】根据动能定理可得解得石子下落到距地面高为h处时，其动能为故选B。3.小明站在水池边从同一位置先后向水面扔出两个石子，第一次入水点为a，第二次入水点为b。两次石子达到的最大高度相同，如图所示。若不计空气阻力，两次比较，下列说法正确的是（）A.第一次扔出石子的速度大B.第一次石子入水的速度大C.第一次石子到达最高点的速度大D.两次石子在空中运动时间相等【答案】D【解析】D．斜抛运动的竖直分运动为竖直上抛运动，两次石子达到的最大高度相同，抛出点和落点高度也相同，说明两次的竖直分运动相同，即两次扔出石子的竖直分速度相同，两次石子落水的竖直分速度也相同。由可知两次石子在空中运动的时间相等。故D正确。ABC．石子水平分运动为匀速直线运动，由可知第一次石子水平分位移较小，说明第一次石子水平分速度较小，到达最高点时的速度小，由可知第一次扔出石子的速度小，由第一次扔出石子入水时的速度小。故ABC错误。故选D。4.“笛音雷”是春节期间常放的一种鞭炮，其着火后一段时间内的速度一时间图像如图所示（取竖直向上为正方向），其中时刻为“笛音雷”起飞时刻、DE段是斜率大小为重力加速度的直线。不计空气阻力，则关于“笛音雷”的运动，下列说法正确的是（）A.“笛音雷”在时刻上升至最高点B.时间内“笛音雷”做自由落体运动C.时间内“笛音雷”的平均速度为D.时间内“笛音雷”的平均速度【答案】D【解析】A．由图可知，时间内“笛音雷”速度一直为正值，表明其速度方向始终向上，可知，“笛音雷”在时刻并没有上升至最高点，上升至最高点应该在时刻之后，故A错误；B．时间内“笛音雷”速度方向向上，图像斜率为一恒定的负值，表明时间内“笛音雷”实际上是在向上做竖直上抛运动，其加速度就是重力加速度，故B错误；C．将A、用直线连起来，该直线代表匀加速直线运动，其平均速度为，而线段与横轴所围的面积大于曲线与横轴所围的面积，该面积表示位移，根据可知，直线代表的匀加速直线运动的平均速度大于曲线代表的变加速直线运动的平均速度，即时间内“笛音雷”的平均速度小于，故C错误；D．根据上述，时间内“笛音雷”做竖直上抛运动，做匀变速直线运动，故平均速度为故D正确。故选D。二、多顶选择题（共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有错选得0分）5.如图所示，一本质量为m的书放置在倾角为的倾斜桌面上，此书有三分之一部分伸出桌面外，桌面与书本之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.书本受到的支持力大小为B.书本受到的摩擦力大小一定为C.桌子对书本的作用力方向一定竖直向上D.若将书本伸出桌面部分变为四分之一，书本所受合力不变【答案】CD【解析】AB．对书进行受力分析，书受到竖直向下的重力、垂直桌面向上的支持力和沿桌面向上的静摩擦力，由平衡条件：垂直斜面方向可得书本受到的支持力大小书受到的静摩擦力大小即书受到的静摩擦力大小一定为，不一定达到最大静摩擦力，所以不一定为，故AB错误；C．桌子对书的作用力即支持力和静摩擦力，它们的合力一定与重力等大、反向、共线，即方向一定竖直向上，故C正确；D．若将书本伸出桌面部分变四分之一，书本仍保持静止状态，所受合力不变仍为零，故D正确。故选CD。6.影视作品中的武林高手展示轻功时都是吊威亚（钢丝）的。如图所示，轨道车A通过细钢丝跨过滑轮拉着特技演员B上升，便可呈现出演员B飞檐走壁的效果。轨道车A沿水平地面以速度大小向左匀速前进，某时刻连接轨道车的钢丝与水平方向的夹角为，连接特技演员B的钢丝竖直，取，，则下列说法正确的是（）A.该时刻特技演员B有竖直向上的加速度B.该时刻特技演员B处于失重状态C.该时刻特技演员B的速度大小为3D.该时刻特技演员B速度大小为6.25【答案】A【解析】AB．设连接轨道车的钢丝与水平方向的夹角为，将车速v沿着细钢丝方向和垂直于细钢丝的方向分解可知，在沿着细钢丝方向的速度与特技演员B的速度大小相等，即其中车速v不变，随着小车向左运动，不断减小，故不断增大，则不断增大，即特技演员B有竖直向上的加速度，处于超重状态，故A正确，B错误；CD．当时，则特技演员B的速度大小为故CD错误。故选A。7.如图所示，在“嫦娥”探月工程中，飞船在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，到达轨道Ⅰ的A点时点火变轨进入轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的近月点B时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.飞船从Ⅱ轨道进入Ⅲ轨道需要在B处点火加速B.飞船在轨道Ⅱ上通过B点的速率大于在轨道Ⅱ上通过A点的速率C.飞船在轨道Ⅰ上的运行周期小于在轨道Ⅲ上的运行周期D.飞船在轨道Ⅱ上通过B点时的加速度等于在轨道Ⅲ上通过B点时的加速度【答案】BD【解析】A．在变轨问题中，飞船从Ⅱ轨道进入Ⅲ轨道需要在B处点火减速，做近心运动，故A错误；B．根据开普勒第二定律，飞船在轨道Ⅱ上通过B点的速率大于在轨道Ⅱ上通过A点的速率，故B正确；C．根据开普勒第三定律，飞船在轨道Ⅰ上的运行周期大于在轨道Ⅲ上的运行周期，故C错误；D．根据万有引力定律解得无论是轨道Ⅱ上通过B点，还是轨道Ⅲ上通过B点，飞船与月球距离不变，则加速度相等，故D正确。故选BD。8.如图所示，游乐园的游戏项目——旋转飞椅，飞椅从静止开始缓慢转动，经过一小段时间，坐在飞椅上的游客的运动可以看作匀速圆周运动。整个装置可以简化为如图所示的模型。忽略转动中的空气阻力。设细绳与竖直方向的夹角为θ，则（）A.飞椅受到重力、绳子拉力和向心力作用B.θ角越大，小球的向心加速度就越大C.飞椅运动的周期随着θ角的增大而减小D.只要线速度足够大，θ角可以达到90°【答案】BC【解析】A．物体做匀速圆周运动，合外力提供向心力，则飞椅的重力、绳子拉力提供飞椅的向心力，故A错误；B．设飞椅和上面游客的质量为m，根据牛顿第二定律可知：解得可知θ越大，tanθ越大，故飞椅的向心加速度就越大，故B正确；C．设绳长为L，绳的悬挂处到转轴的距离为s，则根据牛顿第二定律可知整理得可知周期随着θ的增大而减小，故C正确；D．假设θ可以达到90°，则在水平方向绳子的拉力提供向心力，竖直方向的合力为零，但是竖直方向飞椅及上面游客只受重力作用，合力不可能为零，故D错误。故选BC。三、填空题（共4小题，共22分）9.生活在青藏高原的胡秃鹫﹐以动物骸骨为主要食物。由于无法直接吞下巨大的牛骨，聪明的胡秃鹫会叼起牛骨飞到山谷的上空，然后将牛骨从几十米的高空释放，高速运动的牛骨落到石头上摔成小块然后被吞食。设某次胡秃鹫将牛骨从高空由静止释放，牛骨落到石头上时的速度达到了。若不考虑空气阻力，重力加速度，则牛骨下落的高度为_____________m，牛骨落到石头上前最后内下落的高度为______m。【答案】4525【解析】[1]根据可知，牛骨下落的高度为[2]设牛骨下落的时间为，则解得牛骨落到石头上前最后1s内下落的高度为10.月球是地球唯一的一颗天然卫星，是太阳系中第五大的卫星。航天员登月后，观测羽毛的自由落体运动，得到羽毛的速度随时间变化的图像如图所示。已知月球半径为，引力常量为，则月球表面的重力加速度大小为________________________，月球的第一宇宙速度为____________________月球的质量为____________________________【答案】【解析】[1]由图像斜率表示加速度，得月球表面的重力加速度大小为[2]在月球表面，根据重力提供向心力可得月球的第一宇宙速度[3]根据月球表面上的物体受到的万有引为等于重力，即月球的质量为11.在“探究平抛运动的特点”实验中（1）用甲图装置进行探究，下列说法正确的是_____________。A．只能探究平抛运动水平分运动的特点B．只能探究平抛运动竖直分运动的特点C．能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点D．需改变小锤击打的力度，多次重复实验（2）用乙图装置进行实验，下列说法正确的是_____________。A．两斜槽轨道必须光滑且其末端水平B．竖直方向平移斜槽轨道1时必须每次等间距移动C．小钢球必须从两斜槽上同一高度由静止滚下D．只能探究平抛运动水平分运动的特点（3）用丙图装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端，钢球从斜槽上点静止滚下，撞击挡板留下点迹，将挡板水平向右移动距离x，重复实验，挡板上留下点迹。点迹到点迹的距离为。测得钢球直径为，则钢球平抛初速度_____________（请用x、y、d、g表示）。【答案】（1）BD##DB（2）CD##DC（3）【解析】（1）[1]用图甲装置可以探究平抛运动竖直方向做自由落体运动，需要改变小锤击打的力度，多次重复实验。故选BD。（2）[2]A．用图乙装置进行实验，斜槽轨道不必要光滑，但末端必须水平，故A错误；B．竖直方向平移斜槽轨道1时不需要等间距移动，故B错误；C．要使两个小球到达斜槽末端时的速度相等，小钢球必须从两斜槽上同一高度由静止滚下，故C正确；D．小球1离开斜槽末端后做平抛运动，小球2离开斜槽末端后做匀速直线运动，实验中发现两小球总能相碰，所以该装置验证平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动，故D正确。故选CD。（3）[3]用丙图装置进行实验，由平抛运动规律有，联立解得12.如图甲所示的装置可以完成多个力学实验。第1小组利用该装置“研究匀变速直线运动”，第2小组利用该装置“验证牛顿第二定律”，第3小组将长木板放平，并把小车换成木块，“测定长木板与木块间的动摩擦因数”。（1）第1小组用20分度的游标卡尺测量遮光片的宽度，示数如图乙，则_________mm。（2）关于第1、2两小组的实验，说法正确的是_________。A.第1小组实验时，需要平衡摩擦力B.第2小组实验时，需要平衡摩擦力C.第1小组实验时，要求钩码的质量远小于小车质量D.第2小组实验时，要求钩码的质量远小于小车质量（3）第2小组从某位置静止释放小车，测出遮光片的宽度和它通过光电门的挡光时间，小车释放位置到光电门的距离s，小车的质量，弹簧测力计的示数，则与应满足的关系式为_______。（4）第3小组测出木块静止时遮光片的右端距光电门左端的位移s，由遮光片的宽度和挡光时间求出木块的速度，并算出，然后在坐标纸上作出的图像（如图丙），重力加速度为，根据图像可求得动摩擦因数_________。（5）第3小组在实验中测量位移s时未考虑遮光片的宽度，则动摩擦因数的测量值_________真实值。（选填“大于”“小于”或“等于”）【答案】（1）10.55（2）B（3）（4）（5）大于【解析】【小问1详析】遮光片的宽度【小问2详析】A．用此装置研究匀变速直线运动时，摩擦力并不影响小车做匀变速直线运动，故不需要平衡摩擦力，故A错误；B．乙小组实验时，需要知道合外力，需要平衡摩擦力，故B正确；C．甲小组实验时，不要求钩码的质量远小于小车质量，故C错误；D．乙小组实验时，可以根据弹簧测力计直接读出力的大小，不要求钩码的质量远小于小车质量，故D错误。故选B。【小问3详析】小车通过光电门的速度加速度根据得【小问4详析】小车通过光电门的速度根据动能定理得由图像知联立可得【小问5详析】根据可知丙研究小组在实验中测量位移s时未考虑遮光片的丙宽度d，动摩擦因数的测量值大于真实值。五、计算题：（共3小题，共38分；解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）13.图甲所示的救生缓降器由挂钩（或吊环）、吊带、绳索及速度控制装置等组成，是一种可使人沿（随）绳（带）缓慢下降的安全营救装置。如图乙所示，高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆，图丙是工人运动全过程的图像。已知工人的质量，，求：（1）图乙中的建筑工人发生险情处离地多高；（2）加速下滑和减速下滑两过程中钢丝绳对工人的拉力之差。【答案】（1）45m；（2）【解析】（1）根据图像的面积表示位移，则发生险情处离地面的高度为（2）根据图像的斜率表示加速度，则加速下滑阶段有根据牛顿第二定律有解得同理减速下滑阶段加速度为根据牛顿第二定律有解得故14.两轮平衡车如图所示广受年轻人的喜爱；它的动力系统由电池驱动，能够输出的最大功率为；小明驾驶平衡车在水平路面上沿直线运动时，受到的阻力恒为f，已知小明和平衡车的总质量为m，在以下讨论中，忽略小明身体姿态调整引起的重心位置的变化，并忽略小明对系统做的功。(1)求平衡车能达到的最大行驶速度；(2)假设启动过程是由静止开始的加速度为a的匀加速运动，平衡车达到最大功率所用的时间t为多少？(3)小明想研究此平衡车在一定条件下的续航里程；他设想以某一恒定速度行驶直至能量耗尽，若忽略启动和停止过程平衡车的能量消耗及位移，则可由平衡车行驶的速度和时间，利用公式估算出平衡车单次行驶的最大距离；除此之外，请你再提供一种估算的方法，说明还需要哪些物理量，并给出最大距离的表达式；（注意：需要用到题目中没有给出的物理量，请在解答过程中做必要的说明）【答案】(1)；(2)；(3)见解析【解析】(1)当牵引力F等于阻力且功率最大时，平衡车以最大速度vm做匀速直线运动，此时f=F可得(2)加速度为a时，由牛顿第二定律，牵引力F满足达最大功率时设代步车速率为v，则由匀变速运动的规律联立可解得(3)方法1：需要知道平衡车匀速行驶时的实际功率P和单次行驶的续航时间t，由于f=FPt=Fx=fx可得最大距离x=