山东省菏泽市2024-2025学年高三上学期11月期中考试物理试题B（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024—2025学年度第一学期期中考试高三物理试题（B）注意事项：1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时问90分钟。2.答题前，考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。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毫术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8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.某物体做直线运动，它的v-t图像如图所示。下列关于该物体的a-t图像、x-t图像可能正确的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】AB．根据v-t图像的斜率表示加速度，可知在物体沿正方向做初速度为零的匀加速直线运动，在物体沿正方向做匀减速直线运动，在物体沿反方向做初速度为零的匀加速直线运动，且加速度大小与的相等，方向相同，故AB错误；CD．根据v-t图像，可知在物体沿正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则位移有可知这段时间对应的图像为过原点且开口向上的曲线；在物体沿正方向做匀减速直线运动，后在物体沿反方向做初速度为零的匀加速直线运动，且加速度一样，则位移有可知这段时间对应的图像为开口向下的曲线，故C错误，D正确。故选D。2.如图所示为一透明薄膜的竖直截面。现用平行单色光照射该透明薄膜，形成的明暗相间的条纹图像正确的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】同一条纹对应的薄膜厚度相同，薄膜厚度随距离变化的越来越慢，自左向右条纹间距越来越大。故选C。3.动车铁轨旁两相邻里程碑之间的距离是1km。动车由静止出站时，车头恰位于某一里程碑处，出站过程可视为匀加速直线运动，加速度为0.2m/s2，车长约440m，动车通过下一里程碑的时间约为（）A.18s B.20s C.22s D.24s【答案】B【解析】设经时间车头到达下一里程碑，则有解得设经时间车尾到达下一里程碑，则有解得故动车通过下一里程碑的时间为故选B。4.如图所示，用轻绳a、b和弹簧c将小球1与小球2悬挂在空中，轻绳a与竖直方向夹角为30°，轻绳b与竖直方向夹角为60°，弹簧c水平。小球1的质量为m，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A.弹簧c的拉力为B.小球2的质量为2mC.剪断轻绳b的瞬间，小球1的加速度大小为D.剪断轻绳b的瞬间，小球2的加速度方向竖直向下【答案】C【解析】AB．对小球1进行受力分析，如图根据平衡关系有解得对小球2进行受力分析，如图根据平衡关系，有解得AB均错误；C．剪断轻绳b的瞬间，小球1受重力和绳a的拉力，受力分析如图根据牛顿第二定律，有可得C正确；D．剪断轻绳b的瞬间，小球2受重力和弹簧弹力作用，受力分析如图，根据牛顿第二定律，有解得设加速度的方向与水平方向成角，有可得加速度方向与水平方向成角，D错误。故选C。5.如图甲所示，地面上固定一倾角α=37°的斜面。质量为m的物块以初速度v0沿斜面上滑，其动能Ek与离出发点位移x的关系如图乙所示。重力加速度大小取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列判断正确的是（）A.物块的质量m=0.5kgB.物块与斜面间的摩擦因数μ=0.25C.物块的初速度v0=2m/sD.物块在运动过程中的最大重力势能Ep=20J【答案】B【解析】AB．由乙图可知，上滑过程，根据动能定理得下滑过程，根据动能定理得联立解得m=5kg，μ=0.25故A错误，B正确；C．由乙图可知，物块的初动能为解得v0=4m/s故C错误；D．当物块上到最高点时，重力势能最大，此时地面的高度为故物块在运动过程中的最大重力势能故D错误。故选B。6.如图所示，小球在半径为R的光滑球面上的A、B（）之间来回运动，振动周期为T1，振幅为A1。若小球运动至A点时，在球面最低点无初速放置另一等质量小球，两小球碰撞后粘为一体，仍在球面内来回运动，此时振动周期为T2，振幅为A2。已知振幅A与成正比，h为小球离最低点的最大高度，下列关系正确的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】碰前小球机械能守恒，有碰撞过程中，根据动量守恒定律有碰后，根据机械能守恒定律有解得由于A与成正比，则单摆周期公式为可知故选D。7.足球运动是深受大家喜爱的运动。某同学练习射门时，从地面上O点将球射出，经时间，足球沿水平方向击中球门横梁，反弹后再经2，球恰好落回O点。已知碰撞点离地面高为h，球与横梁碰撞无能量损失，不计空气阻力，则O点到球门的水平距离为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】足球沿水平方向击中球门横梁，根据逆过程可知反弹后，设速度与水平方向的夹角为，则解得故选A。8.将质量为m的小球从地面以初速度v0竖直上抛，小球在运动过程中受到的空气阻力f与速度v的关系为，k为常数。当小球回到出发点时，恰好匀速。重力加速度大小为g，小球在空中运动的时间（）A. B. C. D.【答案】B【解析】由已知可得，当小球回到出发点时解得①设小球上升的最大高度为，小球在上升过程中，把时间分为很对小段、、…，每段的平均速度为、、…，因为时间很短，设向上为正方向，结合动量定理可得…以上各式相加整理可得②同理，设小球下降的高度也为，小球在下降过程中，把时间分为很对小段、、…，每段的平均速度为、、…，因为时间很短，设向上为正方向，结合动量定理可得…以上各式相加整理可得③由①②③式整理可得，小球在空中运动的时间故选B。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.2024年10月12日，紫金山-ATLAS彗星接近地球，它是年度最亮的彗星，特别适合肉眼观测。该彗星绕太阳一圈需约61751年，近日点距离太阳约0.4个天文单位（1天文单位等于日地平均距离），远日点相对于近日点可看做无穷远，速度约为0。理论分析表明，某个轨道的逃逸速度是该轨道环绕速度的倍，即，R为绕该轨道圆周运动的半径。则下列说法正确的是（）A.忽略彗星质量的变化，从近日点到远日点，彗星的机械能减小B.彗星在近日点加速度与地球公转的加速度之比为25∶4C.彗星在近日点的速率与地球公转速率之比约为D.彗星在近日点速率与地球公转速率之比约为【答案】BD【解析】A．忽略彗星质量的变化，从近日点到远日点，只有太阳的引力对彗星做功，可知彗星的机械能不变，选项A错误；B．根据可得彗星在近日点的加速度与地球公转的加速度之比为选项B正确；C．若彗星绕太阳以0.4个天文单位做圆周运动，根据则彗星以0.4个天文单位做太阳做圆周运动与地球绕太阳做圆周运动的速率之比为因彗星在近日点的速度大于其以近日点为半径做圆周运动的速度，可知彗星在近日点的速率与地球公转速率之比大于，选项C错误；D．由上述可知，地球公转速率彗星绕0.4天文轨道做圆周运动的速度为由题意可知，在椭圆轨道上近日点的速率应该等于逃逸速度，即即彗星在近日点的速率与地球公转速率之比约为，选项D正确。故选BD。10.图甲为一列简谐横波在t=0.3s时刻的波形图，P点是介质中的某一质点，其振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A.该波的传播方向沿x轴正向B.P点的平衡位置横坐标C.t=0.3s到t=0.5s内，质点P通过的路程为D.P点的振动方程为【答案】BC【解析】A．由图乙可知，t=0.3s时刻质点P正沿y轴正方向运动，根据波动与振动关系可知，波沿x轴负方向传播，故A错误；BCD．设P点的振动方程为将s，y=20cm代入解得则P点的振动方程为将s代入解得cm波动方程为（m）将cm代入解得mt=0.3s到t=0.5s内，质点P通过的路程为故BC正确，D错误；故选BC。11.质量为m的汽车在平直地面上匀速行驶，阻力大小为F1保持不变。某时刻冲入一段长为L的沙地，阻力大小变为F2保持不变。若F2>F1，发动机始终在额定功率P下工作，则（）A.汽车冲入沙地后，做匀减速运动B.汽车冲入沙地后的瞬间，加速度大小C.汽车通过沙地的时间D.若经时间，汽车冲出沙地，则汽车冲出沙地的速率【答案】BD【解析】A．汽车在平直地面上匀速行驶时，牵引力等于阻力，冲入沙地后阻力瞬间变大，此时牵引力小于阻力，所以汽车做减速运动，但发动机功率保持不变，根据可知，牵引力逐渐增大，根据牛顿第二定律可知，汽车加速度逐渐减小，当牵引力增大到与阻力相等时，汽车加速度为零，此后做匀速直线运动，所以，汽车冲入沙地后，若沙地足够长，则汽车先做加速度减小的减速运动，然后做匀速直线运动，若沙地较短，则汽车做加速度减小的减速运动，故A错误；B．汽车冲入沙地后的瞬间，所受阻力为，因功率不变，所以牵引力仍为，，根据牛顿第二定律有即故B正确；C．若认为汽车在沙地中运动的过程为匀减速直线运动，则有其中联立，得但汽车在沙地中的运动并不是匀减速直线运动，故C错误；D．对于汽车在沙地中运动过程，根据动能定律有其中联立，求得故D正确。故选BD。12.如图所示，水平固定一光滑长杆，杆上O点正下方h=0.3m处C点固定一光滑定滑轮，一质量ma=0.75kg的滑块a套在细杆上。一长L=1m的轻质细绳绕过定滑轮，一端系在滑块a上，另一端悬挂一质量mb=0.5kg的小球b。用外力将滑块a拉至O点左侧A点，AC与竖直方向夹角θ1=60°。整个系统保持静止状态。某时刻，撤去外力，滑块a向右运动，B点处于AO之间且BC与竖直方向夹角θ2=37°。重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（）A.滑块a滑至B点时，滑块a与小球b的速度比值为5∶3B.滑块a滑至O点时，绳子拉力为5NC.滑块a滑至O点右侧后，滑块a的最小速度为0.4m/sD.滑块a滑至O点右侧后，b球离杆的最小的距离为0.88m【答案】ACD【解析】A．滑块a滑至B点时，滑块a沿绳方向的分速度与小球b的速度相等，即求得故A正确；B．滑块a滑至O点时，其竖直方向速度为零，所以小球b速度为零，但具有向上的加速度，因此绳子拉力大于小球b的重力，即绳子拉力大于，故B错误；C．滑块a由A点滑至O点的过程中，二者组成的系统机械能守恒，有求得滑块a滑至O点右侧后，滑块a减速运动，小球b水平方向加速运动，因滑块a的质量大于小球b的质量，所以滑块a的速度方向不变，绳子再次恢复竖直时，滑块a的速度最小，设其为，该过程相当于一个弹性碰撞过程，根据系统水平方向动量守恒和初末状态动能相等有联立，解得故C正确；D．滑块a滑至O点右侧后，当二者水平方向速度相等时，b球离杆的距离最小，设其为，滑块a由O点向右滑至小球b离杆距离最小的过程，对于两球组成的系统，根据系统水平方向动量守恒和机械能守恒有联立，求得故D正确。故选ACD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.某同学利用如图所示的装置验证机械能守恒定律。主要实验步骤如下：①将气垫导轨平放在桌面上，把光电门装在气垫导轨的A点上，然后将气垫导轨调至水平；②用螺旋测微器测出遮光条的宽度d，将遮光条装在滑块上；③在气垫导轨的右端支脚下垫上一个厚度为h的垫片，左右支脚间的距离为x，如图甲所示④接通气源，让滑块从导轨的B点（遮光条的中心线通过该点）由静止下滑，读出数字计时器记录的遮光条经过光电门的遮光时间t；⑤测得AB两点间的距离为L；⑥改变气垫导轨的支脚下垫片（厚度均为h）的数目n，重复步骤④，每次都从B点由静止下滑，读出数字计时器记录的遮光条经过光电门的遮光时间t。已知当地重力加速度大小为g，根据上述实验步骤请回答：（1）用螺旋测微器测量遮光条的宽度时的结果如图乙所示，则遮光条的宽度d=_________mm。（2）遮光条经过光电门时的速度v=________（用d、t表示）。（3）根据多组n、t数据，可绘制图像，如图丙所示，当其斜率k=_____________（用实验中所测物理量符号表示）时，可证明滑块与遮光条机械能守恒。【答案】（1）3.600（2）（3）【解析】【小问1详析】由图乙可知，遮光条的宽度【小问2详析】利用中间时刻的速度等于平均速度，可得遮光条经过光电门时的速度【小问3详析】根据机械能守恒有其中解得则图像的斜率为即可验证机械能守恒。14.一兴趣小组利用实验室现有的实验器材设计了“验证动量守恒定律”的实验。实验器材：斜槽轨道、水平仪、木板、白纸、复写纸、天平，刻度尺，2个半径相同、质量不同的小钢球。实验步骤如下：①用天平测量a、b两小球的质量分别为ma、mb，ma>mb；②如图安装实验装置，调整斜槽轨道，利用水平仪保证其末端的切线水平。在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；③将木板向右平移适当的距离L，再使小球a从原固定点由静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹；④把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端让小球a仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两球先后撞在木板上并分别在白纸上留下痕迹；⑤从上到下，依次把痕迹标为A、B、C，用刻度尺测量白纸上O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2和y3。根据上述实验步骤请回答：（1）若实验步骤④中，小球a未撞到木板，则可采取的措施是A.适当减小距离L B.适当增加距离LC.适当降低小球释放固定点的高度 D.适当增加小球释放固定点的高度（2）实验步骤③中，小球a撞击到木板上的痕迹是___________（A、B、C）点，用本实验中所测得的数据验证两小球碰撞过程动量守恒的表达式为__________________________（用ma、mb、y1、y2和y3表示）（3）碰撞的恢复系数的定义为，其中v1和v2分别是碰撞前两物体的速度，和分别是碰撞后物体的速度。弹性碰撞的恢复系数e=1，非弹性碰撞的e<1。若本实验碰撞为弹性碰撞，则y1、y2、y3满足的关系为___________（用y1和y3表示）【答案】（1）AD（2）B（3）【解析】【小问1详析】若实验步骤④中，小球a未撞到木板，可能是小球水平速度较小或者木板距离抛出点的水平距离过大，则可采取的措施是适当减小距离L或者适当增加小球释放固定点的高度，增加初速度，故选AD。【小问2详析】[1]实验步骤③中，分析可知小球a碰前的速度大于碰后的速度，小于b球碰后的速度，故小球a碰撞之前撞击到木板上的痕迹是B点；[2]小球做平抛运动，则由解得则小球a碰撞之前速度小球ab碰撞之后速度要验证的关系为带入可知即用本实验中所测得的数据验证两小球碰撞过程动量守恒的表达式为【小问3详析】若本实验碰撞为弹性碰撞，则与联立可得15.在同一介质中有两列沿x轴传播的简谐横波a、b，波a的波源处于x=0.6m处，振幅Aa=20cm，波b的波源处于处，振幅Ab=10cm。t=0时刻两波源由平衡位置开始振动，t=0.15s时两波源间的波形如图所示，波a为实线，波b为虚线，求：（1）两列波的传播速度；（2）x=0.2m处的质点在前0.3s内运动的路程。【答案】（1）4m/s（2）60cm【解析】【小问1详析】传播速度解得v=4m/s【小问2详析】经过0.15s，波传播了，所以解得T=0.2s经过时间t1，波a传到x=0.2m处解得经过时间t2，波b传到x=0.2m处解得在0.1s-0.2s时间内，x=0.2m处质点的路程两列波离x=0.2m的质点的距离差经分析可知，两波叠加后x=0.2m的质点为振动减弱点，振幅在0.2s-0.3s内，x=0.2m处的质点的路程总路程解得s=60cm16.如图所示，有一水平足够长的传送带，以v0=4m/s的速度沿顺时针方向匀速运转，传送带右端平滑连接了一个倾角α=53°的粗糙斜面。现将一物体从距离斜面底端B点x=2.5m的A点静止释放，物体与斜面的摩擦因数μ1=0.5，与传送带之间的摩擦因数μ2=0.3。重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：（1）物体在传送带上离B点的最远距离；（2）物体最终在斜面上运动的总路程。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详析】物块在斜面上受力分析，根据牛顿第二定律有解得第一次到达B点，根据速度位移公式有解得物块在传送带上的受力，根据牛顿第二定律有解得根据速度位移公式有解得最远距离【小问2详析】因为，物块从传送带第一次回到B点时，速度，由能量守恒得解得总路程联立解得17.如图所示，倾角θ=37°的固定斜面AB与半径为R圆形轨道相切于B点。圆形轨道光滑，O点为圆心，F、D两点与圆心O等高，E点为圆最高点，C点为圆最低点。现将滑块由斜面上的一点静止释放，沿着斜面从B点进入圆形轨道，滑块与斜面的摩擦因数μ=0.25，重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）若滑块在运动过程中不脱离轨道，则释放点离B点长度l的取值范围；（2）若释放点离B点距离为，滑块在G点（图中未画出）脱离轨道，则：①G点距圆形轨道最低点