陕西省西安市莲湖区2024-2025学年高三上学期11月期中物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高三物理期中质量检测考试本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。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。4.本试卷主要考试内容：人教版必修第一册，必修第二册，选择性必修第一册第一章。一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.一辆汽车（视为质点）做初速度为0的匀加速直线运动，第一个时间T内的位移大小为x，则第二个时间T内汽车的位移大小为（）A.2x B.3x C.4x D.5x【答案】B【解析】汽车做初速度为0的匀加速直线运动，根据初速度为零的匀加速直线运动的比例关系，第一个T内的位移大小与第二个时间T内汽车的位移大小之比为1：3，第一个时间T内的位移大小为x，则第二个时间T内汽车的位移大小为3x。故选B。2.如图所示，一辆质量为m的汽车先过一段凹形桥，再过一段拱形桥，M、N分别为桥的最低点和最高点，且汽车通过M、N两点时的速度均不为0。汽车在通过两种桥面的过程中均未脱离桥面，下列说法正确的是（）A.汽车通过M点时处于失重状态B.汽车通过M点时的加速度可能为0C汽车通过N点时，无论速度多大，对桥面始终有压力D.汽车通过N点时对桥面的压力一定比通过M点时对桥面的压力小【答案】D【解析】AB．汽车通过M点时，根据牛顿第二定律可知加速度方向竖直向上，故此时汽车处于超重状态；由于汽车通过M、N两点时的速度均不为0，故此时汽车加速度大小不为0，故A错误；C．汽车通过N点时，根据牛顿第二定律可知若即时，此时桥面对汽车的支持力为0，根据牛顿第三定律可知，此时汽车对桥面的压力为0，故C错误；D．根据牛顿第三定律可知，桥面对汽车的支持力等于汽车对桥面的压力；由上述可知在M点时故汽车通过N点时对桥面的压力一定比通过M点时对桥面的压力小，故D正确。故选D3.如图所示，无人机用轻绳悬挂重物在空中，控制无人机让重物沿水平方向做匀加速直线运动，忽略空气对重物的阻力，下列说法正确的是（）A.重物的加速度越大，轻绳与竖直方向的夹角越小B.轻绳与竖直方向的夹角和重物的加速度无关C.轻绳在竖直方向上的分力与重物的加速度大小无关D.重物的加速度越大，轻绳在竖直方向上的分力越大【答案】C【解析】CD．分析重物，如图竖直方向处于平衡状态，轻绳在竖直方向的分力即轻绳在竖直方向上的分力与重物的加速度大小无关。故C正确；D错误；AB．轻绳水平方向上分力提供加速度，有联立，解得可知重物的加速度越大，轻绳与竖直方向的夹角越大。故AB错误。故选C。4.如图所示，一条两岸平行的河，水流速度方向平行河岸且大小保持不变。一条小船在河中匀速运动，船在静水中的速度大小为，船头方向与垂直河岸方向的夹角为，船的实际速度（合速度）与河岸的夹角也为，关于与的大小关系，下列说法正确的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】由题意作出船运动图示如下，由于垂直河岸方向的夹角为，与河岸的夹角也为，在矢量三角形OAB中，OA表示，OB表示，根据几何知识可得则有在中，由正弦定理可得即有整理可得故选A。5.如图所示，倾角为37°的斜面体放置在水平面上，滑轮1固定在天花板上，滑轮2是动滑轮，滑轮3固定在斜面体右上角，三个滑轮的质量均忽略不计，且均光滑。一条轻质细线一端连接质量为m的物块甲，另一端连接质量为2m的物块丙，丙放置在斜面上，滑轮2下方用轻质细线悬挂物块乙，整个系统处于静止状态，1、2以及2、3间的细线均竖直，3与丙间的细线与斜面平行，重力加速度大小为g，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，下列说法正确的是（）A.斜面体相对于水平面的运动趋势向左B.乙的质量为mC.丙相对斜面有沿着斜面向上的运动趋势D.若丙受到的静摩擦力正好达到最大值，则丙与斜面间的动摩擦因数为0.125【答案】D【解析】A．对斜面和丙整体分析，受重力、地面的支持力和细线竖直向下的拉力，可知斜面体相对于水平面没有运动趋势，故A错误；B．对滑轮2受力分析，受细线竖直向下的拉力受细线竖直向上的拉力由可得故B错误；C．丙受到重力沿斜面向下的分力丙受到细线沿斜面向上的拉力则所以丙受到斜面沿斜面向上的静摩擦力，丙相对斜面有沿着斜面向下的运动趋势，故C错误；D．丙受到的静摩擦力若丙受到的静摩擦力正好达到最大值，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则解得故D正确。故选D。6.随着中国航天技术的发展，中国将向月球发射更多的探测器。质量为m的探测器（可视为质点）绕月球做线速度大小为的匀速圆周运动，探测器受到月球的万有引力大小为，已知月球的第一宇宙速度为，引力常量为G，忽略月球的自转，下列说法正确的是（）A.月球表面的重力加速度大小为 B.探测器绕月球转动的半径为C.月球的半径为 D.月球的质量为【答案】B【解析】A．因为探测器不是近月飞行，所以F0不等于探测器在月表的重力，故月球表面的重力加速度大小不等于,故A错误；B．设探测器绕月球转动的半径为r，根据万有引力提供向心力，依题得解得故B正确；C．因为F0不是探测器在月表受到的引力，设月球半径为R，故故故C错误；D．设月球质量为M，则解得故D错误；故选B。7.火箭竖直向上发射的初始阶段，重力加速度不变，空气阻力忽略不计，认为火箭的质量m保持不变，速度的倒数与加速度a的关系图像如图所示，图像中、均已知，下列说法正确的是（）A.火箭以恒定的加速度启动 B.火箭的最大动能为C.火箭以恒定的功率启动 D.火箭发射的初始阶段，重力加速度大小为【答案】C【解析】A．由题意可知根据牛顿第二定律由联立解得根据图像可知，发动机功率不变，所以速度增大，动力减小，加速度减小，不是匀变速运动。故A错误；B．根据图像可知，最大速度所以火箭的最大动能为故B错误；C．由乙图可知所以火箭以恒定的功率启动，故C正确；D．根据将点（0，）代入解得故D错误。故选C。8.小强乘坐西安地铁六号线列车从“咸宁路站”到“交通大学·兴庆宫站”的v-t图像如图所示，下列说法正确的是（）A.该列车减速过程中的加速度大小为B.该列车减速过程中的加速度大小为C.这两站间的距离为798mD.这两站间的距离为1023m【答案】AC【解析】AC．根据加速度的定义式所以该列车减速过程中的加速度大小为1m/s2，故A正确，C错误；CD．v-t图像与时间轴所围的面积表示位移，即故C正确，D错误。故选AC。9.如图甲所示，木板放置在光滑的水平面上处于静止状态，子弹（视为质点）以水平向右、大小为的初速度射入木板，当子弹运动到木板的最右端时刚好未射出，两者的速度与时间关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（）A.子弹与木板的质量之比为2:3B.木板的长度为C.若子弹的质量为m，则木板在加速过程中所受的摩擦力大小为D.若子弹的质量为m，则整个过程中子弹与木板因摩擦产生的热量为【答案】CD【解析】A．对子弹和木板系统，由动量守恒可得子弹与木板的质量之比为m:M=3:2选项A错误；B．由图像可知，木板的长度为选项B错误；C．若子弹的质量为m，则木板的质量为则木板在加速过程中所受的摩擦力大小为选项C正确；D．若子弹的质量为m，则整个过程中子弹与木板因摩擦产生的热量为选项D正确。故选CD。10.如图所示，挡板OA与竖直方向的夹角为，小球（视为质点）从O点的正上方高度为H的P点以大小为的初速度水平抛出，落到斜面上时，小球的位移与斜面垂直，重力加速度大小为g，不讨论小球落到斜面后的情况，下列说法正确的是（）A.小球落到斜面上的速度大小为B.小球在空中运动的时间为C.D.若小球抛出时的初速度大小为，则挡板OA与竖直方向的夹角为45°【答案】BD【解析】AB．设小球在空中运动的时间为，小球落到斜面的速度为，则速度与的夹角为；设水平位移为，竖直位移为，如图则，，解得，故A错误，B正确；C．小球落到斜面的竖直方向的位移解得故C错误；D．由，，可得即故D正确。故选BD。二、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某同学用如图甲所示装置来测量当地的重力加速度，实验打出的一条清晰纸带如图乙所示，O、A、B、C、D为连续的五个计时点，现测得O点到各点的距离分别为、、、，打点计时器在打O点时重物的速度为0。打点计时器的打点周期为T。（1）打点计时器打D点时重物的速度是打B点时重物的速度的______倍。（2）当地重力加速度大小的表达式为______（用题中所给物理量表示）。（3）若实验小组在打出的另一条清晰纸带上（整条纸带的宽度相同）按打点的先后顺序每隔一个计时点（图丙中未画出）取一个计数点，从第一个计数点开始在每个计数点处将纸带剪开分成五段（分别为1、2、3、4、5），将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，如图丙所示，横、纵坐标表示的物理量在图丙中未标明，下列说法正确的是______。A.图丙中的图线表明重物做匀加速直线运动，倾斜直线可代表重物的位移与时间的关系图像B.把纸带的宽度作为2T的时间间隔，每段纸带的长度除以2T，就可代表倾斜直线的纵坐标（速度大小）C.若第2段纸带的长度为L，第5段纸带的长度为d，则重物的加速度为【答案】（1）2（2）（3）B【解析】【小问1详析】依题意，纸带上打D点时经过的时间为4T，打B点时经过的时间为2T，根据可知即打点计时器打D点时重物的速度是打B点时重物的速度的2倍。【小问2详析】依题意，根据逐差法，可得【小问3详析】AB．图丙中的图线表明重物做匀加速直线运动，把纸带的宽度作为2T的时间间隔，由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这个过程的平均速度，可得每段纸带的长度除以2T，就可代表倾斜直线的纵坐标（速度大小），则倾斜直线可代表重物的速度与时间的关系图像。故A错误；B正确；C．若第2段纸带的长度为L，第5段纸带的长度为d，由则重物的加速度为故C错误。故选B。12.某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。在固定的水平气垫导轨上安装两个光电门，带有遮光片的A、B两滑块放置在气垫导轨上，两遮光片的宽度相等，A放置在光电门1的左侧，B放置在两光电门之间，实验开始，让导轨的气源充上气，给A一个水平方向的初速度，两滑块碰撞前A通过光电门的时间为，碰撞后A、B通过光电门的时间分别为、。（1）若A的质量大于B的质量，则碰撞后A______通过光电门1；若A的质量等于B的质量，则______等于。（均填“可能”或“不可能”）（2）若碰撞后A、B的运动方向相反，，且A、B发生的是弹性碰撞，则A、B的质量之比为______。【答案】（1）不可能可能（2）1:3【解析】【小问1详析】[1]若A的质量大于B的质量，则碰撞后A滑块不反弹，即碰撞后A不可能通过光电门1；[2]若A的质量等于B的质量，且若发生弹性碰撞，则速度发生交换，故则可能等于。【小问2详析】若碰撞后A、B的运动方向相反，，则碰后两滑块的速度大小相等，由动量守恒定律且A、B发生的是弹性碰撞，根据机械能守恒定律联立解得13.如图所示，光滑硬直杆与水平面成53°角固定放置，劲度系数为k、原长为L的轻质弹簧一端固定在O点，另一端与圆环（视为质点）相连，圆环套在杆上。现让圆环从与O点等高的A点由静止释放，当圆环运动到O点的正下方B点时，圆环的动能正好等于圆环在A处时弹簧的弹性势能。已知A、B两点间的距离为5L，重力加速度大小为g，对劲度系数为k的轻质弹簧，其弹性势能与弹簧的形变量x的关系式为，弹簧始终在弹性限度内，，，求：（1）圆环在B点时的动能；（2）圆环的质量。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详析】由几何关系有，弹簧的原长为L，则圆环在A点时弹簧的伸长量为2L，弹簧的弹性势能圆环在B点时的动能【小问2详析】圆环在B点时弹簧的伸长量为3L，弹簧的弹性势能圆环从A点运动到B点，由机械能守恒，有解得圆环的质量14.甲、乙两小球（均视为质点）在同一竖直线上，时刻，甲从地面开始做竖直上抛运动，同时乙从距地面某高度处开始做平抛运动，已知两球落地的时间差为，甲在最高点时某与乙恰好在同一高度，重力加速度大小为g，不计空气阻力，求甲落地的时刻以及乙开始运动时距地面的高度。【答案】，【解析】设甲落地的时刻为，则乙落地的时刻竖直上抛运动具有对称性，上升的时间与下降的时间相等，则甲上升到最高点的时刻（甲、乙处于同一高度的时刻）为，甲、乙相遇后，甲、乙下落的高度相等甲下落的高度乙下落的高度又由解得乙释放时距地面的高度解得15.如图所示的轨道由四部分组成，AB与BC是关于B点中心对称的抛物线形状的细圆管轨道，固定在水平面CD上，DE是固定在水平面CD上的四分之一圆弧轨道，A、C、D三点的切线水平，E点的切线竖直。小球乙（视为质点）静止在CD上。若使质量为m的小球甲（视为质点）在A点获得一个大小为、方