山东省德州市2024-2025学年高三上学期期中考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高三物理试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。2．选择题答案必须使用2B铅笔正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。一、单项选择题1.关于描述物体做直线运动的两个图像，下列说法正确的是（）A.图甲中，物体在0~6s这段时间内做加速度变大的加速运动B.图甲中，物体在0~6s这段时间内的位移等于18mC.图乙中，0~6s内物体速度变化量的大小为D.图乙中，6s末物体的速度大小为【答案】C【解析】A．v-t图像中各点切线的斜率表示加速度，斜率减小，加速度逐渐减小，物体做加速度逐渐减小的加速运动，故A错误；B．如果物体做匀加速直线运动，则在0~6s这段时间内，位移甲图图形面积大于匀加速直线运动的图形面积，所以图甲中，物体在这段时间内的位移大于18m，故B错误；C．由可知，a-t图像与时间轴所围面积表示速度变化量，则0~6s内物体速度变化量的大小为故C正确；D．由a-t图像得到的是速度变化量，因物体初速度未知，故无法求得6s末物体的速度，故D错误。故选C。2.量纲在物理学中具有重要的意义，下列选项中不属于电场强度单位的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】A．电场强度定义式为电场单位为N/C，故A正确，不符合题意；B．根据电场单位为V/m，故B正确，不符合题意；C．根据则电场单位为，故C正确，不符合题意；D．电场强度的单位是N/C，则有故D错误，符合题意。本题选择错误选项，故选D。3.单板滑雪是一项非常具有观赏性的比赛项目，图甲是北京冬奥会中运动员在空中姿态的图像。运动员的运动过程可简化成图乙，先以水平初速度从A点冲上圆心角为的圆弧跳台，从B点离开跳台，C点为运动轨迹最高点，之后落在着陆坡上的E点。忽略运动过程中受到的空气阻力并将运动员及装备看成质点，则下列说法正确的是（）A.运动员在A位置时，所受支持力与重力相等B.运动员在C点速度为0C.运动员从B到C的过程为超重状态，从C到E的过程为失重状态D.运动员从B到E的过程处于完全失重状态【答案】D【解析】A．运动员在A位置时，支持力与重力的合力为运动员做圆周运动提供向心力，故有解得A错误；B．运动员在C点时，竖直方向上的速度为0，但水平方向上的速度不为0，B错误；CD．运动员从B到E的过程中，做抛体运动，加速度为重力加速度，故运动员处于完全失重状态，C错误，D正确。故选D。4.嫦娥六号完成了人类历史上首次月球背面采样，是中国探月工程的重要里程碑。质量为m的嫦娥六号从月球背面由静止起飞，会在月球表面附近经历一个时长为、速度增加到的过程。已知月球的质量约为地球的，半径约为地球的，地球表面的重力加速度大小为g，忽略其他阻力。若该加速过程可视为一个竖直向上的匀加速直线运动，此过程中嫦娥六号的动力大小约为（）A B. C. D.【答案】A【解析】根据在天体表面附近，重力等于万有引力得所以月球表面的重力加速度为对着陆器根据动量定理有解得故选A。5.两无人机A、B进行“空中停车”测试（即减速直至停在空中）。它们沿同一直线同向飞行。时刻，A以速度、加速度大小做匀减速直线运动；此时在A的后方距离为13m处，B以速度、加速度大小做匀加速直线运动。一段时间后，为了避免和前方的A相撞，B做匀减速直线运动。下列说法正确的是（）A.时，A、B的速度相等B.测试过程中A、B的最大距离为15mC.若B不减速则5s末追上AD.若时，B开始做匀减速直线运动，为了避免和前方的A相撞，B的加速度大小至少为【答案】D【解析】A．依题意，可得解得可知时，A、B的速度相等。故A错误；B．测试过程中，当二者速度相同时，具有最大距离为故B错误；C．设若B不减速经追上A，则有解得或故C错误；D．依题意，时，A的速度为B的速度为二者距离为为了避免和前方的A相撞，设B的加速度大小至少为，则有，联立，解得故D正确。故选D。6.打篮球是很多同学喜欢的运动，同学们经常通过观察篮球自由下落后的反弹高度检测篮球的性能。某同学将一质量为0.5kg的篮球自距地面高1.2m处自由下落，反弹后的高度为0.8m。已知该篮球每次与地面碰撞前后的动能比值不变。若该同学在篮球下落的同时向下拍一下球，球落地后反弹仍能回到原高度1.2m处。重力加速度大小取，不计空气阻力，则该同学拍球过程中对篮球做的功为（）A.1.0J B.2.0J C.3.0J D.4.5J【答案】C【解析】由题意可得篮球与地面碰撞前后动能的比值为在同学拍球的情景中，令碰撞前后的速度分别为、，则有其中解得球下落过程，根据动能定理有解得故选C。7.风级不同表现不同：零级烟柱直冲天，一级青烟随风偏，二级轻风吹脸面……。一次大风恶劣天气，小张同学路过一片空旷地带，迎风站立时刚好出现被风吹动相对路面滑动的现象，立即蹲下才安全停下来。事后查阅相关资料来估算当时的风力等级。小张体重约为65kg，鞋子和路面的动摩擦因数约为0.8，空气密度约为，迎风站立时受力面积约为，重力加速度。假设风吹到身上时速度减为零，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。根据以上数据，估算当时的风力等级为（）A.七级（13.9—17.1m/s） B.八级（17.2—20.7m/s）C.九级（20.8—24.4m/s） D.十级（24.5—28.4m/s）【答案】C【解析】设时间射到广告牌上的空气质量为，广告牌的面积为，则有根据动量定理有解得又因为，迎风站立时刚好出现被风吹动相对路面滑动的现象，所以解得故选C。8.某同学根据自制的电动模型车模拟汽车在水平面上的启动过程，并且通过传感器，绘制了模型车从静止开始到获得最大速度过程中速度的倒数和牵引力F之间的关系图像（），如图所示。已知模型车的质量为2kg，它先做匀加速运动达到额定功率，然后保持功率不变做变加速运动直到最大速度，行驶过程中受到的阻力恒定，则下列说法正确的是（）A.模型车牵引力的额定功率为6W B.模型车受到的阻力大小为3NC.模型车匀加速运动的时间为12s D.模型车加速过程运动位移为9m【答案】B【解析】A．根据可得结合图线的斜率可得A错误；B．由图像可知，模型车的速度从增大到是恒定功率启动的过程，速度最大时合外力为零，即牵引力等于阻力，根据图像可知，在时速度达到最大值，因此有B正确；C．由图像可知，模型车开始恒力作用下匀加速启动，根据牛顿第二定律可得，此阶段的加速度解得故匀加速运动的时间C错误；D．根据上述分析，结合匀变速运动规律可得，匀加速阶段的位移达到额定功率后，模型车做变加速运动，设其运动时间为，此阶段的位移为，根据动能定理则有模型车加速过程运动位移D错误。故选B。二、多项选择题9.真空中有A、B、C、D四点，刚好构成一正四面体。在A、B两点分别固定等量的正电荷，下列说法正确的是（）A.C、D两点的电场强度相同B.从C沿直线到D，电场强度先增大后减小C.从C沿直线到D移动某负电荷，该电荷的电势能先增大后减小D.从C点以某一初速度释放一点电荷，该电荷可能做匀速圆周运动【答案】BD【解析】A．C、D两点与两个点电荷的距离均相等，由对称性可知，C、D两点电势相等，电场强度的大小相等，但方向不同，故A错误；B．设M点在线段CD上，N为AB中点，其中，如答图所示由几何知识可知，△AMB是等腰三角形，设两点电荷电荷量大小均为q，则这两个点电荷在M处产生的电场强度大小均为M点的电场强度大小为其中长度BN是一个定值，由数学知识可知，当时，电场强度E取到最大值，M在CD线上移动时，θ的取值范围为则可知从C沿直线到D，电场强度先增大后减小，故B正确；C．根据等量同种正电荷的电场线及等势面分布、沿电场线方向电势逐渐降低可知，离两个正点电荷的距离越近电势越高，从C沿直线到D，带负电的试探电荷离两个正点电荷的距离先减小后增大，则电势先增大后减小，根据可知该负点电荷的电势能先减小后增大，故C错误；D．负点电荷从C点沿垂直电场力方向，以一定的速度释放，当提供的向心力等于所需要的向心力时，则可能做匀速圆周运动，该圆圆心为N点，故D正确。故选BD。10.如图所示，倾角的粗糙斜面C放在水平地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂质量为m的物块A，另一端与斜面上质量也为m的物块B相连，滑轮与B之间的细绳平行于斜面，整个系统处于静止状态。现用始终垂直细绳方向的拉力F缓慢拉动A，使其绕定滑轮逆时针旋转60°，B、C始终保持静止，在此过程中（）A.拉力F一直增大 B.斜面对B的摩擦力先减小后增大C.地面对C的摩擦力先增大后减小 D.地面对C的支持力先增大后减小【答案】AC【解析】A．对A进行受力分析如图所示根据平衡关系可知由题可知，由逐渐减小到，则F逐渐增大，T逐渐减小，A正确；B．对B受力可知解得则随着逐渐减小，当F缓慢绕定滑轮逆时针旋转60°，此时拉力B所受的斜面对它的摩擦力为0，达到最小，B错误；CD．对物体整体进行受力分析如图所示解得由此可知，在由逐渐减小到的过程中，先增大后减小，一直减小，C正确，D错误。故选AC。11.如图所示，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为l的细线，细线另一端系一质量也为m的小球C。现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球，小球运动过程中与竖直杆不碰撞。下列说法正确的是（）A.C球由图示位置下摆的过程中，A、B、C组成的系统动量守恒B.C球由图示位置下摆到最低点时的水平位移为C.C球向左摆动到最大高度时的速度大小为D.C球向左摆动到最大高度时到O点的竖直距离为【答案】BD【解析】A．小球摆动过程，A、B、C系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，但竖直方向动量不守恒，故A错误；B．C球由静止释放到最低点的过程中，系统水平方向动量守恒，设C对地向左水平位移大小为x1，AB对地水平水平位移大小为x2，则有解得故B正确；CD．由题意可知，小球C摆至最低点时，设此时C球速度为v1，A、B同速度为v2，对A、B、C系统，水平方向动量守恒得由系统能量守恒得C球向左摆至最高点时，A、C共速，由水平方向动量守恒得解得由A、C系统能量守恒得解得则C向左运动能达到的最大高度比初始位置低，故C错误，D正确；故选BD。12.如图所示，质量为m可视为质点的小球通过轻绳绕固定点O转动，轻绳的长度为l，地面上的M点位于O点的正下方。将小球拉起至轻绳水平，然后由静止释放，当小球到达B点时，轻绳与水平方向夹角成30°，轻绳达到其最大能承受的拉力而断裂，小球继续运动，恰好落到M点。已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.小球从A运动到M的过程中，重力的功率一直增大B.轻绳能承受的最大拉力为mgC.小球从B运动到M的时间为D.之间的距离为【答案】ACD【解析】A．设轻绳与水平方向夹角为时，根据动能定理解得沿竖直方向的分速度为由数学知识可知，范围内，随的增大而增大，绳断裂后，小球在竖直方向做匀加速运动，持续增大。根据可知，小球从A运动到M的过程中，重力的功率一直增大，故A正确；B．绳断裂时沿绳方向，由牛顿第二定律解得故B错误；C．绳子断裂瞬间，水平方向解得故C正确；D．绳子断裂瞬间，竖直方向联立，解得故D正确。故选ACD。三、非选择题13.用如图所示的装置做“研究平抛运动”的实验。在一块平木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端前一段距离处，并保持板面与轨道末端的水平段垂直。小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹A；将木板沿水平方向向右平移一段动距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹B；木板再水平向右平移同样距离x，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再在白纸上得到痕迹C。若测得A、B间距离为，B、C间距离为，已知当地的重力加速度为g。（1）关于该实验，下列说法中正确的是________A.斜槽轨道是否粗糙不影响实验结果B.每次小球均须由静止释放C.为了能够获取多组数据，需要改变每次释放小球的位置（2）根据上述直接测量的量和已知的物理量可以得到小球平抛的初速度大小的表达式为________。（用题中所给字母表示）（3）小球打在B点时的动量与打在A点时的动量的差值为，小球打在C点时的动量与打在B点时动量的差值为，则应有________。【答案】（1）AB（2）（3）1：1【解析】【小问1详析】A．斜槽轨道是否光滑，不会影响做平抛运动，只要使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，A正确；BC．因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，B正确，C错误。故选AB.【小问2详析】由于平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，则有解得故小球抛出时的初速度【小问3详析】根据动量定义可知结合抛体运动规律可知故有14.某实验小组使用气垫导轨测量滑块的加速度，实验过程中发现气源损坏无法使用，为了完成实验，设计方案如图甲所示。将气垫导轨的右侧垫高补偿摩擦力，滑块上安装了宽度为d的遮光条，滑块在钩码牵引力作用下先后通过两个光电门。若某次实验过程中数字计时器记录了遮光条通过光电门1的时间为，通过光电门2的时间为，遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间为t。（1）用毫米刻度尺测得遮光片的宽度如图乙所示______cm。（2）计算滑块通过光电门1时的瞬时速度表达式为______。（用题中所给字母表示）（3）关于补偿摩擦力说法正确的是______。A.挂上钩码，给滑块一定的初速度下滑，遮光条通过两个光电门的时间相等，说明完全补偿了摩擦力B.不挂钩码，给滑块一定的初速度下滑，若遮光条通过两个光电门的时间相等，说明完全补偿了摩擦力C.不挂钩码，给滑块一定的初速度下滑，若遮光条通过两个光电门的时间大于，说明右侧垫得过高（4）某同学运用所学动力学规律求解本次实验的加速度，化简后的表达式为，运用该表达式求解的加速度与真实加速度相比______（选填“偏大、偏小、相等”）【答案】（1）0.73##0.74##0.75##0.76##0.77（2）（3）BC（4）偏小【解析】【小问1详析】根据游刻度尺的读数规律，该读数为。【小问2详析】滑块通过光电门1时的瞬时速度表达式为【小问3详析】AB．平衡摩擦力时，应不挂钩码，给滑块一定的初速度下滑，若遮光条通过两个光电门的时间相等，表明通过两光电门的速度相等，即滑块匀速下滑，此时说明完全补偿了摩擦力，故A错误，B正确；C．平衡摩擦力时，不挂钩码，给滑块一定的初速度下滑，若遮光条通过两个光电门的时间大于，表明滑块通过第二个光电门的速度大于通过第一个光电门时的速度，说明右侧垫得过高，故C正确。故选BC。【小问4详析】t为遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间，光电门测速原理是以挡光时间的平均速度替代经过光电门时的瞬时速度，实际上该速度等于挡光时间内中间时刻的瞬时速度，即、本质上为挡光后分别经历、后的瞬时速度，根据由于滑块做匀加速直线运动，可知，挡光后滑块从挡光后经历所在位置到挡光后经历所在位置的时间小于遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间t，即运用该表达式求解的加速度与真实加速度相比偏小。15.动能定理和动量定理在物理学中有着非常重要的地位，是人们解决物理问题的重要工具。如图所示，一质量为m的物体在光滑水平面上受水平恒力F作用做匀变速直线运动，经过一段时间，速度由增加到v。结合上述情景，回答下列问题：（1）简述动能定理的内容，利用运动学公式和牛顿第二定律推导动能定理的表达式；（2）简述动量定理的内容，利用运动学公式和牛顿第二定律推导动量定理的表达式。【答案】（1）证明过程见解析（2）证明过程见解析【解析】（1）在某个过程中，合外力对物体做的功等于物体动能的变化。由牛顿第二定律有由运动学公式有联立以上各式得（2）在某个过程中，物体所受外合力的冲量等于它动量变化。由牛顿第二定律有由加速度定义式有联立以上各式得16.倾角为的光滑矩形斜面放在水平地面上，斜面宽度为，长度为。一视为质点的小球从B点以的速度沿方向释放，最终从边的M点（图中未标出）飞出，落到地面上的N点（图中未标出）。在水平地面上建立如图所示的平面直角坐标系（斜面底边与x轴重合，高的D点刚好落在y轴上），重力加速度，求：（1）的长度d；（2）N点的坐标。【答案】（1）（2）【解析】（1）由题意可知，小球沿方向做匀速直线运动，有沿方向做匀加速直线运动，有解得（2）小球在M点沿方向的分速度为设小球从M到N点的时间为，在竖直方向上小球的分速度为，且只受重力，由位移时间公式可得解得，（舍）小球在x轴和y轴方向上均做匀速直线运动，有则N的坐标为17.如图甲所示，在的区域内存在与x轴正方向成的匀强电场（大小未知），在的区域内存在竖直方向的匀强电场，大小，其方向变化如图乙所示（规定竖直向上为正）。在x轴负半轴的点有一微粒源，可以源源不断的产生质量为m，电荷量为q的微粒（初速度视为0），在匀强电场中微粒从A沿直线运动到O点。在处放置一平行于y轴的足够长的挡板，用于吸收打到其上的微粒。重力加速度为g，不考虑微粒间的相互作用，令，其中m，g，q，L为已知量。（1）求匀强电场的大小及微粒到达原点O的速度大小；（2）求时刻从原点O经过的微粒打到挡板的位置纵坐标y；（3）若挡板放在（）处，写出微粒打在挡板上的纵坐标取值范围（不要求写出推导过程）。【答案】（1），（2）-3L（3）（）【解析】（1）因微粒在匀强电场中从A沿直线运动到O点，可知此时微粒所受合力方向水平向右，由受力分析得解得微粒从A到O点做初速度为零的匀加速直线运动，在水平方向有解得（2）微粒在x方向的分运动为匀速直线运动，打到挡板所用时间0到时间内微粒做类平抛运动，在竖直方向上有到时间内，微粒受到的电场力和重力平衡，做匀速直线运动，在竖直方向上有则微粒打到挡板的位置纵坐标（3）当n=1，可知微粒在右侧区域运动时间若微粒在t=0时刻经过原点O，由第（2）问分析可知，微粒在竖直方向上偏转的距离为L；若微粒在t=t0时刻经过原点O，则做匀速直线运动，在竖直方向上不偏转。综上所述，当n=1时，微粒打在挡板上的纵坐标的取值范围为(-L