河南省许平汝名校2024-2025学年高三上学期10月期中考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高三物理考生注意：1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。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毫米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。4.本卷命题范围：必修第一册，必修第二册。一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，第1∼7题，只有一项是符合题目要求的.第8∼10题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.1.火车转弯时可以看成是做水平面内的匀速圆周运动，火车转弯时，火车车轮对内、外轨的侧向力为零时的速度为规定速度，当火车以规定速度转弯时，悬吊在车厢内的玩具毛毛熊与车厢相对静止时的状态应是（）A. B. C. D.2.甲、乙两质点同时、同地、同向做直线运动，时间内的图像如图所示，甲、乙两图线关于图中虚线a对称，则在时间内，下列说法正确的是（）A.两质点在时刻相遇 B.两质点在时刻距离最小C.甲、乙间的距离先增大后减小 D.甲、乙间的距离一直减小3.如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道固定在竖直面内，圆弧的最低点D的切线方向水平，圆弧上的B、C两点将圆弧三等分.将一个小球放在B点，用一个最小的力使小球静止在B点，再将小球移至C点，仍用最小的力使小球静止在C点，则等于（）A. B. C. D.4.某同学在练习垫排球时，排球沿竖直方向运动，运动过程中受到的空气阻力大小与速度大小成正比，则下列说法正确的是（）A.排球在上升过程中惯性减小，下降过程惯性增大B.排球在上升过程处于超重状态，下降过程处于失重状态C.在下降过程中，排球对空气的作用力大于空气对球的作用力D.上升过程排球的加速度在减小，下降过程排球的加速度仍在减小5.将一个小球在A点斜向上抛出，经过时间后，小球到达B点，测得小球在B点时的速度方向斜向上与水平方向的夹角为37°，速度大小为，重力加速度为，不计空气阻力，，，则小球在A点抛出时的速度大小为（）A. B. C. D.6.如图所示，相同的小球A、B静止在水平面上，用长为L的细线连接，细线刚好伸直，O为细线的中点，用竖直向上的力作用在O点，使O点竖直向上运动，当A、B间的距离变为时，O点的速度大小为v，则此时A球的速度大小为（）A. B. C. D.7.如图所示，某卫星绕地球做椭圆运动，已知椭圆的长轴长度是地球直径的3倍，地球的平均密度为，引力常量为G，则卫星在椭圆上运行的周期为（）A. B. C. D.8.如图所示，C为可绕过O点竖直轴转动的光滑小圆环，小圆环的大小可忽略不计，穿过圆环的细线两端分别连接着小球A、B，A、B球的质量分别为、，使两球均绕C环做圆锥摆运动，两球做圆锥摆运动的周期恰好相等，已知长为、长为，A球做圆周运动的半径为、B球做圆周运动的半径为，小球的大小忽略不计，则下列判断正确的是（）A.A、B两球一定在同一平面内做圆周运动B.若与不等，则两球一定不在同一平面内做圆周运动C.一定有D.一定有9.如图所示，一年轻人骑着一款电动平衡车正行驶在平直的路上，该车的额定功率为P，车的质量为m，人的质量为，车行驶中受到地面的阻力为车对路面压力的0.2倍，其他阻力不计，重力加速度大小为g，则下列判断正确的是（）A.平衡车能行驶的最大速度为B.以额定功率行驶，车的速度为最大速度一半时，车的加速度大小为C.以最大速度匀速行驶时，车的功率突然减少为时，车的加速度大小为D.以最大速度匀速行驶时，人突然跳离车后的一瞬间（小车速度不变），车的加速度大小为g10.如图所示，粗细均匀的光滑直杆竖直固定，小球A套在杆上，球孔的内径比杆直径略大，绕过定滑轮的轻绳一端连接在小球A上，另一端连着质量为m的物块B，开始时，连接A的轻绳与水平方向的夹角为37°，定滑轮到小球A间的轻绳长度为L，杆上的O点与定滑轮等高，杆上C点与定滑轮的连线与水平方向的夹角为37°，，，由静止释放小球A后，小球A向上运动，不计小球和定滑轮的大小，重力加速度为g，则下列判断正确的是（）A.若小球恰好能到达O点，则小球A的质量为B.若小球恰好能到达O点且到达O点时受到竖直向上的恒力，之后小球恰好能到达到C点，则该恒力的大小为C.小球A有可能恰好运动到C点D.若小球A的质量为，则小球A向上运动过程中，物块B先加速后减速二、非选择题：本题共5小题，共60分.11.（7分）某同学要验证力的平行四边形定则.所用的器材有：方木板、白纸、一个弹簧测力计、一根橡皮筋、刻度尺、细绳套、三角板.（1）橡皮筋的一端固定在铺有白纸的方木板上的P点，另一端拴上一根绳套和一根细绳，第一次用力拉细绳同时用弹簧测力计拉绳套，使橡皮筋的结点到达O点，如图甲所示，在白纸上记录细绳的方向、弹簧测力计的示数及绳套的方向，第二次将绳套和细绳按照记录互换位置，用力拉细绳的同时用弹簧测力计拉绳套，使橡皮筋的结点仍到达O点，如图乙所示，记录______（写出物理量及符号）；这时细绳的拉力的大小应等于______.（2）再只用一个弹簧测力计拉橡皮筋，使结点到达O点，记录这时弹簧测力计的示数及绳套的方向.用一个弹簧测力计将橡皮筋的结点仍拉至O点，这样做的目的是______.（3）选用相同标度，以甲、乙两图中、的图示为邻边在白纸上作平行四边形，这两个拉力所夹平行四边形的对角线是、合力的______（填“理论”或“实验”）值；这个对角线和橡皮筋______（填“一定”“不一定”或“一定不”）在一条直线上.12.（10分）某实验小组设计了一个如图所示验证机械能守恒定律的实验装置.在竖直木板上贴上白纸，在白纸上画上边长为L的正方形，边水平，在正方形内画水平线a、b、c、d、e、f、g将正方形8等分，每一等分的长为，在D点固定一个力传感器，用长为L的细线一端系在力传感器上，另一端系一个小球.小球的质量为m，忽略小球的大小，重力加速度为g.（1）关于实验器材，下列说法正确的是______.A.应选用密度小的木质小球 B.应选用密度大的钢质小球C.应选用弹性良好的细线 D.应选用几乎没有弹性的细线（2）将小球拉至A点由静止释放，力传感器示数的最大值为，则小球运动到最低点C时的动能等于______；如果表达式______在误差允许的范围内成立，则机械能守恒定律成立.（3）分别在a、b、c、d、e、f、g线上由静止释放小球，每次细线均拉直，记录每次小球由静止释放到最低点的高度（n为正整数且）及小球运动过程中力传感器的最大示数，作出图像，如果图像是一条倾斜直线，图像与纵轴的截距等于______，斜率等于______，则小球运动过程中机械能守恒得到验证.13.（10分）某天文爱好者在地球赤道上观察一颗在地球赤道平面内绕地球做圆周运动卫星的运动规律，已知该卫星绕行方向与地球自转方向相同，该天文爱好者观察到该卫星间隔t时间经过其正上方一次，已知地球的半径为R，地球自转角速度为，地球赤道表面的重力加速度为g，天文爱好者的质量为m，求：（1）天文爱好者受到地球的引力大小；（2）卫星做圆周运动的周期.14.（15分）如图所示，正方形光滑玻璃板水平固定放置，玻璃板距地面的高度为，玻璃板正中间有一个光滑的小孔O，一根细线穿过小孔，两端分别系着小球A和小球B，小球A的质量为，使小球A在玻璃板上绕O点做匀速圆周运动，同时使小球B做圆锥摆运动，小球A做圆周运动的线速度大小为，角速度大小为，悬线与竖直方向的夹角为60°，A、B做圆周运动的周期相同，重力加速度g取，不计空气阻力.求：（1）细线上的拉力的大小；（2）小球B的质量及连接A、B的细线的长度；（3）某时刻细线断开，小球B落地时的位置离O点的水平距离.15.（18分）如图所示，半径为R的光滑半圆弧轨道固定在竖直面内，底端与水平面在B点平滑连接，直径竖直，轻弹簧放在水平面上，左端与竖直固定挡板连接，右端与物块2连接，物块1与物块2接触不粘连，弹簧处于压缩状态，物块1、2刚好不滑动，物块1位于A点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两物块的质量均为m，与水平面间的动摩擦因数均为0.5，给物块1一个向右的、大小等于的水平恒力F，当物块1运动到B点时撤去F，此后物块从C点抛出落在地面上的位置恰好位于中点，弹簧始终在弹性限度内，物块1、2视为质点，重力加速度为g.求：（1）物块1、2刚分离时，物块2的加速度的大小；（2）A、B间的距离；（3）若仅改变物块1在段运动时撤去F的位置，要使撤去拉力F后，物块1能滑上圆弧轨道且在圆弧轨道上运动时不离开轨道，则撤去F的位置离A点的距离应满足什么条件.——★参考答案★——1.A由于火车以规定速度转弯时，对火车有，对毛毛熊有，解得，选项A正确。2.C由题意及图像可知，甲、乙两质点间的距离先增大后减小，在时刻距离最大，选项C正确.3.B设小球静止在圆弧面上时受到圆弧的弹力与竖直方向的夹角为，易知拉力的方向与圆弧的弹力方向垂直时，拉力最小，则最小拉力，因此，选项B正确.4.D排球的质量不变，惯性不变，选项A错误；排球上升和下降过程加速度方向均向下，均处于失重状态，选项B错误；根据牛顿第三定律，在下降过程中，排球对空气的作用力大小等于空气对球的作用力大小，选项C错误；上升过程，速度减小，加速度减小，下降过程，速度增大，加速度减小，选项D正确.5.C小球在B点的水平分速度，竖直方向分速度，在A点抛出时竖直方向分速度，则小球在A点抛出时的速度大小为，选项C正确.6.A根据几何关系，当A、B间的距离为时，与竖直方向的夹角为30°，设A的速度为，则，解得，选项A正确.7.D设近地飞行的卫星运行周期为，则，，，解得，根据开普勒第三定律有，解得，选项D正确.8.AC由于圆锥摆的周期，h为C点到小球做圆周运动所在平面的高度，选项A正确，B错误；设悬线的拉力为F，则，选项C正确，D错误.9.AD质量为的人骑该车速度最大时，，解得，选项A正确；当速度为最大速度的一半时，，解得，选项B错误；，解得，选项C错误；人跳离车后的一瞬间，，解得，选项D正确.10.AD若小球恰好能到达O点，小球A向上运动到O点过程中，物块B下降的高度为，根据机械能守恒，解得，选项A正确；若小球恰好能到达O点，则小球A的质量为，设小球A所受竖直向上的恒力大小为F，对A、B系统，小球A由静止释放运动到C点的过程，由功能关系有，解得，选项B错误；若小球恰好运动到C点，系统的机械能增加，因此小球不可能恰好到达C点，选项C错误；若小球A的质量为，大于，因此小球向上运动不可能到达O点，则小球向上运动过程中，物块B先向下加速后向下减速，选项D正确.11.（1）弹簧测力计的示数（1分）（1分）（2）与、共同作用的效果相同（2分）（3）理论（1分）不一定（2分）解析：（1）弹簧测力计的示数，这时细绳的拉力的大小等于.（2）用一个弹簧测力计将橡皮筋的结点仍拉至O点，这样做的目的是与、共同作用的效果相同.（3）两个拉力所夹平行四边形的对角线是甲、乙两图中弹簧测力计合力的理论值；这个对角线和橡皮筋不一定在一条直线上.12.（1）BD（2分）（2）（2分）（或）（2分）（3）（2分）（2分）解析：（1）应选用密度大的钢质小球，以减小空气阻力的影响；应选用几乎没有弹性的细线，选项B、D正确.（2）由可知，小球运动到C点的动能；如果表达式成立，即（或），则机械能守恒定律得到验证.（3）如果，得到，即如果图像与纵轴的截距等于，斜率等于，则机械能守恒定律得到验证.13.解：（1）天文爱好者在赤道上随地球自转时做匀速圆周运动向心力，重力G是引力的两个分力（1分）其中，（2分）由于，G及同方向（1分）所以（1分）（2）设卫星转动的角速度为，根据题意有（2分）解得（1分）由（1分）解得（1分）14.解：（1）根据牛顿第二定律（1分）根据圆周运动的规律（1分）解得（1分）（2）设小球B的质量为，对小球B研究（1分）解得（1分）设段细线的长为L，对小球B研究（1分）解得（1分）由（1）问知，则细线的长（1分）（3）小球B做圆周运动的半径（1分）小球B做圆周运动的线速度大小为（1分）小球B离玻璃板的距离（1分）则小球B离地面的高度（1分）细线断后，小球B做平抛运动的时间（1分）小球B做平抛运动的水平位移（1分）则小球B落地时的位置离O点的水平距离为（1分）15.解：（1）设物块1、2刚要分离时，物块1、2的加速度均为a，刚要分离时对物块1研究（1分）解得（1分）（2）未施加拉力时，设弹簧的压缩量为，对物块1、2整体研究（1分）设当物块1、2刚要分离时弹簧的压缩量为，对物块2研究（1分）解得（1分）即给物块1施加拉力的一瞬间，1、2就即将分离.施加拉力以后，物块1从A点由静止开始以加速度做匀加速运动.设长为L，设物块1到C点速度为v，根据动能定理（1