山东省济宁市兖州区2024-2025学年高三上学期11月期中考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024—2025学年第一学期期中质量检测高三物理试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第Ⅰ卷（选择题共40分）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。）1.一篮球运动员某次扣篮时，篮球以大小为、竖直向下的速度穿过篮圈，经过一段时间篮球与地面发生碰撞，碰后沿竖直向上的方向弹起，在距离地面某高处的速度大小为。上述过程所用的时间，篮球可视为质点，规定竖直向下的方向为正方向。该过程中，关于篮球的速度变化量和平均加速度的说法正确的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】AB．该过程中篮球速度的变化量为故AB错误；CD．根据加速度的定义式有故C正确，D错误；故选C。2.2024年8月6日，全红婵在巴黎奥运会女子10米跳台跳水决赛中，以总分425.60分的成绩勇夺金牌，这一成绩不仅打破了伏明霞的纪录，而且以17岁131天的年龄，成为中国奥运历史上最年轻的三金王。从全红婵离开跳台开始计时，其重心的图像如图所示。不计空气阻力，重力加速度取，运动轨迹视为直线，取竖直向下为正方向。下列说法正确的是（）A.全红婵在入水前做自由落体运动B.全红婵在3.65s时浮出水面C.全红婵入水时的速度大小为16.5m/sD.全红婵在1.65s到3.65s的平均速度大小小于7.25m/s【答案】D【解析】A．由题图可知，初始时刻全红婵具有向上的初速度，先做竖直上抛运动，到达最高点后做自由落体运动，故A错误；B．由题图可知，在3.65s时，其速度减为零，到达水中最低点，此时并没有浮出水面，故B错误；C．由图可知，全红婵初始时刻全红婵具有向上的初速度，先做竖直上抛运动，到达最高点后做自由落体运动，在1.65s时入水。其初速度为2m/s，有解得落水时即全红婵入水时的速度大小为故C错误；D．假设全红婵在1.65s到3.65s做匀减速直线运动，则其平均速度为由图像可知其做加速度逐渐减小的减速运动，所以位移小于匀减速运动的位移，则其平均速度小于7.25m/s，故D正确。故选D。3.如图所示，木块A、B质量分别为和，它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。初始状态A、B间的轻弹簧被压缩了，作用在A上的水平推力，系统静止不动。已知弹簧的劲度系数为，重力加速度g取。现撤去推力F，则（）A.撤去推力F前，木块A所受摩擦力大小是，方向向右B.撤去推力F前，木块B所受摩擦力大小是，方向向右C.撤去推力F后瞬间，木块A所受摩擦力大小是，方向向右D.撤去推力F后瞬间，木块B所受摩擦力大小是，方向向左【答案】C【解析】A．A的最大静摩擦力为弹簧的弹力为由题知故A处于静状态，则有方向向左，故A错误；B．B的最大静摩擦力为弹簧的弹力为由题知故B处于静状态，则有方向向左，故B错误；C．撤去推力F后瞬间，弹簧的弹力不变，仍为，大于A的最大静摩擦力，可知A会滑动，故A受的摩擦力为滑动摩擦力为方向向右，故C正确；D．撤去推力F后瞬间，弹簧的弹力不变，仍为，小于B的最大静摩擦力，可知B仍处于静止状态，对B分析，可得方向向左，故D错误。故选C。4.如图所示，一光滑球体放在三角形木块与竖直墙壁之间，整个装置保持静止。已知三角形木块AB边与水平地面的夹角，光滑球体的质量为m，三角形木块的质量为3m，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，则三角形木块和水平地面间的动摩擦因数至少为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】对光滑球体受力分析如图所示由几何知识可得把三角块和球作为一个整体受力分析如图可得解得C正确。故选C。5.如图，绕过定滑轮的绳子将物体A和B相连，绳子与水平桌面平行。已知物体A的质量大于物体B的质量，重力加速度大小为g，不计滑轮、绳子质量和一切摩擦。现将A和B互换位置，绳子仍保持与桌面平行，则（）A.绳子拉力大小不变B.绳子的拉力大小变大C.物体A和B运动的加速度大小不变D.物体A和B运动的加速度大小变小【答案】A【解析】未将A和B互换位置前，设绳子的拉力大小为F，整体的加速度大小为a，对A根据牛顿第二定律有对B，有联立求得将A和B互换位置，绳子仍保持与桌面平行，设此时绳子的拉力大小为，整体的加速度大小为，对AB整体，根据牛顿第二定律有求得对B，根据牛顿第二定律有求得因为，所以可得即绳子的拉力大小不变，物体A和B运动的加速度大小变大。故选A。6.如图所示，一光滑圆管固定在竖直平面内，质量为的小球在圆管内运动，小球的直径略小于圆管的内径。轨道的半径为，小球的直径远小于，可以视为质点，重力加速度为。现从最高点给小球以不同大小的初速度，下列说法正确的是（）A.小球运动到最低点，对外管壁的最小压力为B.小球能再运动回最高点的最小速度C.当小球在最高点由静止释放时，运动到与圆心等高处，对圆管的压力大小为D.小球在下落的过程中，重力的功率一直变大【答案】C【解析】A．当小球在最高点速度为零时，到达最低点对外管的压力最小，设小球到达最低点时的速度为，根据机械能守恒定律可得对小球受力分析，结合牛顿第二定律可得联立解得由牛顿第三定律可知小球对外管的压力大小A错误；B．因为内管可以给小球支持力，故小球在最高点的速度可以为零，B错误；C．设小球运动到圆心等高处的速度为，根据机械能守恒定律可得此时外管对小球的弹力为小球圆周运动提供向心力，根据牛顿第二定律可得联立解得根据牛顿第三定律可知，小球对圆管的压力大小C正确；D．小球在下落的过程中，竖直方向上的速度先增大，后减小，根据功率可知，重力的功率先变大，后减小，D错误。故选C。7.2023年3月1日，国际小行星中心发布一颗新彗星C/2023A3的确认公告。该彗星绕太阳运行的轨道为椭圆，该椭圆的两个焦点分别设为F1、F2，太阳位于焦点F1上。如图所示，以椭圆的中心为坐标原点，以F1、F2所在直线为x轴建立平面直角坐标系，椭圆轨道方程为。A、B两点分别为彗星的近日点和远日点，假设该彗星的运动不受其他天体的影响，则该彗星在A点和B点的线速度大小之比为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】由椭圆轨道方程可知，该椭圆的半长轴为半短轴为半焦距为彗星运行到A、B点时，在足够短的时间∆t内彗星和恒星的连线扫过的面可看成扇形，其面积分别为根据开普勒第二定律有可得故选C。8.如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，一可视为质点的小球从斜面底端斜向上抛出，速度方向与斜面夹角为，落到斜面上的位置距地面高度，重力加速度大小取，不计空气阻力，则小球的初速度大小为（）A.20m/s B. C.10m/s D.【答案】D【解析】将初速度和重力加速度都沿着斜面方向和垂直斜面方向分解，设垂直斜面方向的初速度为，垂直斜面方向的加速度大小为，沿着斜面方向的初速度为，沿着斜面方向的加速度大小为，根据几何关系可得，，，设小球运动时间为，垂直斜面方向沿着斜面方向联立解得故选D。二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）9.如图甲，趣味运动会上有一种“背夹球”游戏，A、B两个运动员背夹篮球完成各种动作。其过程可以简化为图乙，假设两运动员背部给篮球的压力均在同一竖直面内，不计摩擦，现保持A背部竖直，B背部倾斜且其与竖直方向的夹角缓慢增大，而篮球保持静止，在此过程中（）A.A对篮球的压力大于篮球对A的压力B.A、B对篮球的合力不变C.A对篮球的压力减小D.B对篮球的压力增大【答案】BC【解析】A．A对篮球的压力和篮球对A的压力是作用力与反作用力的关系，大小相等，故A错误；B．根据平衡条件可得，A、B对篮球的合力始终等于篮球的重力，故B正确；CD．根据篮球受到的三个力对应的矢量三角形，如图可得在角增大过程中，A、B对篮球的压力均减少，故C正确，D错误。故选BC。10.“开普勒－47”，该系统位于天鹅座内，距离地球大约5000光年，这一新的系统有一对互相围绕彼此运行的恒星，运行周期为T，其中一颗大恒星的质量为M，另一颗小恒星质量只有大恒星质量的三分之一，已知引力常量为G，则下列判断正确的是（）A.大恒星与小恒星的角速度之比为1︰1 B.大恒星与小恒星的向心加速度之比为1︰2C.大恒星与小恒星相距 D.小恒星的轨道半径为【答案】ACD【解析】A．根据双星模型角速度相同，则大恒星与小恒星的角速度之比为1︰1，所以A正确；B．根据万有引力提供向心力，则大恒星与小恒星的向心力相同，根据则向心加速度与质量成反比，所以大恒星与小恒星的向心加速度之比为1︰3，则B错误；CD．根据，，，联立解得，所以CD正确；故选ACD。11.如图所示，将球甲从高为处以速度水平抛出，同时将球乙从水平地面以的初速度竖直向上抛出，两球在空中相遇。不计空气阻力，忽略两球的大小，重力加速度为，则（）A.从抛出到相遇的时间为B.从抛出到相遇的时间为C.相遇点离地高度为D.抛出时两球之间的水平间距为【答案】AD【解析】AB．甲球竖直方向做自由落体运动，两球从抛出到相遇的时间满足求得故A正确，B错误；C．相遇点离地高度为其中故C错误；D．甲球水平方向做匀速直线运动，所以，抛出时两球之间的水平间距为其中故D正确。故选AD。12.如图所示，一轻质弹簧两端分别栓接甲、乙两木块，并竖直停放在水平桌面上。现用一竖直向下的外力F将木块乙缓慢压至某位置，然后撤去外力F，木块乙由静止向上运动，最终木块甲恰好未离开桌面。已知木块甲质量为m，木块乙质量为2m，弹簧劲度系数为k，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.木块乙上升过程中机械能一直增加B.弹簧的最大压缩量为C.木块甲对桌面的最大压力大小为5mgD.外力F对木块乙做的功为【答案】BD【解析】A．木块乙上升过程中，开始时弹簧处于压缩状态，后来弹簧处于伸长状态，则弹簧的弹性势能先减小后增大；而整个系统机械能守恒，弹簧的弹性势能与木块乙的机械能相互转化，所以木块乙的机械能先增大后减小，A错误；B．当木块乙静止时，弹簧处于压缩状态，其弹力等于木块乙的重力，即解得当木块甲恰好未离开桌面，此时弹簧处于伸长状态，弹力等于木块甲重力，即解得则木块乙上升的最高位置距开始静止点的距离为根据对称性可知弹簧的最大压缩量为B正确；C．木块甲对桌面的最大压力大小C错误；D．选弹簧的最大压缩时为零势能面，根据能量守恒可知解得D正确。故选BD。第Ⅱ卷（非选择题共60分）三、实验题（13题6分；14题6分，共12分。）13.某同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验时，已有的实验器材有：两个弹簧秤、橡皮条（带两个细绳套）、三角尺、木板、白纸和图钉。（1）下列几项操作有必要的是______。A.两个弹簧秤的示数必须相等B.两个弹簧秤之间的夹角必须取90°C.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上D.同一次实验中，结点O的位置不变（2）下列做法对减小实验误差有益的是______。A.弹簧秤、细绳套、橡皮条都应与木板平行B.两细绳套之间的夹角越大越好C.用两弹簧秤同时拉细绳套时，两弹簧秤示数之差应尽可能大D.拉橡皮条的细绳套要长些，标记同一细绳方向的两点要远些（3）如图的四个力中，不是由弹簧秤直接测得的是______。【答案】（1）D（2）AD（3）F【解析】【小问1详析】A．两个弹簧测力计的示数适当大些，但不必一定相等，故A错误；B．两个弹簧测力计之间夹角适当大些，不一定取90°，故B错误；C．橡皮条对结点的拉力与两细绳套的拉力的合力平衡，而两细绳套的拉力不一定相等，所以橡皮条与两绳套夹角的角平分线不一定在一条直线上，故C错误；D．同一次实验中，为了保证两分力的作用效果不变，结点O的位置不变，故D正确。故选D。【小问2详析】A．为了减小实验中摩擦造成的误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故A正确；B．两个弹簧测力计之间的夹角适当大些，不是越大越好，故B错误；C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应适当大些，不能太大，也不能太小，故C错误；D．为了更加准确记录力的方向，标记同一细绳方向的两点要远一些，故D正确。故选AD。【小问3详析】用平行四边形定则作出的合力在平行四边形的对角线上，所以不是由弹簧测力计直接测得的是F。14.验证动量守恒的实验可以在如图甲所示的气垫导轨上完成，其中左、右两侧的光电门可以记录遮光片通过光电门的挡光时间。实验前，测得滑块A（连同其上的遮光片）的总质量为、滑块B（连同其上的遮光片）的总质量为，两滑块上遮光片的宽度相同。实验时，开启气垫导轨气源的电源，让滑块A从导轨的左侧向右运动，穿过左侧光电门与静止在两光电门之间的滑块B发生碰撞。（1）关于实验，下列说法正确的是______。A.本实验应调整气垫导轨使其保持水平B.两滑块的质量必须满足C.需要用刻度尺测量两光电门之间的距离D.需要用秒表测定滑块上的遮光片经过光电门的时间（2）在某次实验中，光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。

左侧光电门右侧光电门碰前无碰后在实验误差允许范围内，若两滑块的碰撞为弹性碰撞，则以下关系式中正确的是______。A. B.C. D.（3）某同学观察到，在台球桌面上，台球以初速度和静止的球发生斜碰时，碰后两球的速度方向将不在同一直线上，如图乙所示。已知两球大小相同，质量相等，若两球碰撞过程无能量损失，碰后两球速度方向与初速度的夹角分别为和，则和满足的关系为______。【答案】（1）A（2）BD（3）【解析】【小问1详析】A．本实验应调整气垫导轨使其保持水平，以保证两滑块发生正碰。故A正确；B．本实验对两滑块质量大小关系没有要求故B错误；C．由实验可知只需要测出挡光片的宽度，即可根据光电门记录的遮光时间测出碰撞前后滑块的速度。就可验证动量守恒定律。故C错误；D．滑块上的遮光片经过光电门的时间是直接通过光电门记录的。故D错误。故选A。【小问2详析】由动量守恒定律及能量守恒定律得以上两式整理可得故选BD。【小问3详析】设两球的质量均为，在方向与垂直方向上由动量守恒定律可得又由能量守恒得结合以上三式可得即四、计算题（本题共4小题，共48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）。15.如图所示，平直公路旁的小树间距相等都是，某同学骑自行车停止用力后向右做匀减速运动，加速度大小。现测出他从1号小树运动到2号小树用时，求该同学：（1）通过1号小树时的速度大小；（2）通过最后一棵小树时的速度大小。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详析】设该同学通过1号小树时的速度为，根据匀变速运动规律有解得【小问2详析】由1号小树到停止运动，由运动学公式有，解得可见，通过最后一棵小树是4号小树，则有其中，解得16.如图所示，在竖直平面内，固定有半径为的半圆弧轨道，其两端点连线水平，将一轻质小环套在轨道上，一细线穿过轻环A，一端系在点，另一端系一质量为的小球，小球恰好静止在图示位置，，不计所有摩擦，重力加速度大小为。（1）求细线对点的拉力大小和半圆弧轨道对环A的弹力大小；（2）若轻环A固定，且A到小球的距离为，转动小球，使之在水平面内做匀速圆周运动，求细绳对A环作用力的最大值。【答案】（1）mg，（2）【解析】【小问1详析】设细线对小球的拉力大小为T，细线对轻环的拉力大小为F。对小球由平衡条件得细线对M点的拉力大小与细线对小球的拉力大小相等，也为mg。则细线对小环的拉力大小对轻环由平衡条件可知，半圆弧轨道对环A的弹力大小为。【小问2详析】由几何关系可知，当细线刚好经过N点时，小球的做圆周运动的半径最大为R，AN与竖直方向夹角为θ，线上拉力为细线对A环作用力的最大值解得17.如图所示，质量为木板A静止在水平面上，A与水平面间的动摩擦因数。在A的左端放置一质量的铁块B（可视为质点），B与A间的动摩擦因数从。时用一水平向右的恒力作用在B上，设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，取。（1）求A与B各自的加速度大小；（2）若后撤去力，此后的运动过程中B刚好不从A上掉落，求木板A的长度。【答案】（1），（2）【解析】【小问1详析】地面对木板A滑动摩擦力大小为A、B间滑动摩擦力大小为对B由牛顿第二定律解得对A由牛顿第二定律解得【小问2详析】内A的位移大小为内B的位移大小为内A相对B滑行的位移为时，A的速度大小为B的速度大小为撤去力F，做匀加速运动，加速度不变；B做匀减速运动，加速度大小设经