湖北省黄冈市2024-2025学年高三上学期期中考试物理试卷

这是一份湖北省黄冈市2024-2025学年高三上学期期中考试物理试卷，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.关于惯性和物体间的相互作用力，下列说法正确的是( )
A. 两辆相同的汽车，速度大的惯性大，速度小的惯性小
B. 物体间的相互作用力，只有在物体都静止的时候大小才相等
C. 大人拉动小孩的时候，自己不动，是因为大人拉小孩的力大于小孩拉大人的力
D. 乒乓球可以被轻易扣杀，铅球却很难被掷得更远，是因为铅球的惯性比乒乓球惯性大
2.一辆汽车在平直的公路上快速行驶，突然前方有一条小狗从公路边上冲上公路，为避免撞上小狗，汽车司机急刹车直到汽车停止，汽车减速过程可视为匀减速直线运动。从司机发现小狗到汽车完全停下来，汽车的速度v与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 汽车减速过程经历的时间为2.5s
B. 汽车减速过程的加速度大小为10m/s2
C. 从司机发现小狗到汽车完全停下来，汽车的位移是20m
D. 从司机发现小狗到汽车完全停下来，汽车的平均速度为8m/s
3.如图所示，用0.6kg的铁锤钉钉子。铁锤击打钉子之前的速度为5m/s，击打钉子之后的速度变为0，打击时间为0.02s。铁锤的重力忽略不计，取重力加速度g=10m/s2。则铁锤击打钉子的过程中，下列说法正确的是( )
A. 铁锤对钉子的平均作用力大小为150N
B. 铁锤动量的变化量大小为3kg⋅m/s，方向竖直向下
C. 减小铁锤击打钉子的时间，其他条件不变，则铁锤对钉子的平均作用力变小
D. 增大铁锤击打钉子之前的速度，其他条件不变，则铁锤对钉子的平均作用变小
4.2024年9月24日，我国全球首个医学遥感卫星(珞珈四号01星)成功发射，卫星在离地面约500km的高度绕地球做匀速圆周运动;2022年4月15日，我国新一代地球同步轨道通信卫星(中星6D卫星)成功发射，卫星在离地面约3.6×104km的高度绕地球做匀速圆周运动;地球赤道上有一物体。关于赤道上物体、珞珈四号01星、中星6D卫星，下列说法正确的是( )
A. 赤道上物体的线速度最大
B. 赤道上物体的周期小于中星6D卫星的周期
C. 珞珈四号01星的角速度小于中星6D卫星的角速度
D. 珞珈四号01星的向心加速度大于中星6D卫星的向心加速度
5.如图所示，粗糙的水平地面上放一个物体A，天花板上用杆子固定一个光滑的定滑轮，轻质细绳跨过光滑的定滑轮，一端与物体A相连，另一端悬挂物体B。物体B在水平外力作用下缓慢上升，直到连接物体B的细绳与竖直方向成60∘夹角。此过程中物体A始终保持静止。下列说法正确的是( )
A. 水平外力F先增大后减小B. 细绳的拉力先减小后增大
C. 地面对物体A的支持力一直减小D. 地面对物体A的摩擦力一直减小
6.一个质量为2kg的物体静止在光滑的水平面上，给物体施加方向不变的水平拉力，从拉力作用在物体上开始，拉力F随物体位移x的变化图像如图所示。在物体运动的2m内，下列说法正确的是( )
A. 前2m内拉力F做的功为2J
B. 物体在2m处速度为 3m/s
C. 物体在2m位置时拉力F的瞬时功率为 3W
D. 物体在前1m内做匀加速直线运动，后1m内做匀速直线运动
7.如图所示，光滑水平面上有一静止带有四分之一光滑圆弧形轨道的滑块，轨道底端与水平面相切，滑块质量为M。质量为m的小球以初速度v0从圆弧形轨道底端冲上轨道，若小球没有从轨道顶端冲出，在小球冲上轨道到上滑到最高点的过程中，滑块的位移为x，所用的时间为t，重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 小球沿轨道上滑到最高点时的速度为0
B. 小球回到轨道底端时的速度大小为v0
C. 小球从冲上轨道到上滑到最高点，小球的水平位移为mv0t-Mxm
D. 仅增大小球的初速度，小球从轨道顶端冲出轨道后，将沿竖直方向运动
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的2倍。A、B分别是两轮边缘上的质点，如图所示，皮带与两轮之间不发生相对滑动。下列说法正确的是( )
A. 质点A、B的线速度vA=2vBB. 质点A、B的角速度ωB=2ωA
C. 质点A、B的转速nA=2nBD. 质点A、B的向心加速度aB=2aA
9.2024年夏天，我国奥运健儿在第33届夏季奥运会上摘得40枚金牌，取得参加境外奥运会的史上最好成绩，其中，邓雅文获得自由式小轮车女子公园赛金牌。邓雅文比赛中的一段赛道简化成如图所示，半径相等的圆弧形轨道AB、CD与地面相切，BC平台水平，AB、CD所对应的圆心角均为60∘。邓雅文骑着小轮车从A点冲上轨道，从B点冲出轨道，又从C点无碰撞地落回轨道。已知邓雅文和小轮车一起可以看做质点，BC长20 33m，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 从B点冲出时的速度为20 33m/s
B. 留给邓雅文在空中完成各种动作的时间为1s
C. 邓雅文离平台BC的最大高度为5m
D. 从C点落回轨道时的速度为10m/s
10.如图所示，一根轻质弹簧上端固定在天花板上，下端与物体A栓接，物体B在竖直向上的外力F的作用下将A托住，弹簧的劲度系数k=100N/m，A、B的质量均为m=2kg。刚开始弹簧处于原长状态，A、B均静止。某时刻改变外力使B向下做匀加速直线运动。前0.2s内F为变力，0.2s后F为恒力。取重力加速度g=10m/s2。在B向下匀加速直线运动过程中，下列说法正确的是( )
A. B的加速度大小为5m/s2
B. 从B开始运动到A、B分离，B向下运动的位移是0.16m
C. F的最大值是15N
D. F的最小值是10N
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学用如图所示的气垫导轨和光电门装置来验证动量守恒定律，在气垫导轨右端固定一弹簧，滑块b的右端有强粘性的胶泥。图中滑块a和挡光片的总质量为m1=0.600kg，滑块b和胶泥的总质量为m2=0.400kg，实验步骤如下：
①按图安装好实验器材后，调节气垫导轨水平。接通气源，先将滑块a置于气垫导轨上，然后调节底脚螺丝，直到轻推滑块后，滑块上的挡光片通过光电门1的时间__________通过光电门2的时间;(填“小于”，“等于”，“大于”)
②将滑块b置于两光电门之间，将滑块a置于光电门1的右侧，滑块a在弹簧的作用下向左弹射出去，通过光电门1后继续向左滑动并与滑块b发生碰撞;
③两滑块碰撞后粘合在一起向左运动，并通过光电门2;
④实验后，分别记录下挡光片通过光电门1的时间t1，两滑块一起运动时挡光片通过光电门2的时间t2。
(1)完成实验步骤①中所缺少的内容。
(2)用游标卡尺测得挡光片的宽度d，挡光片通过光电门的时间为△t，则滑块通过光电门的速度可表示为v=__________(用d、△t表示)。
(3)实验中测得滑块a经过光电门1的速度为v1=2.00m/s，两滑块经过光电门2的速度为v2=1.12m/s，将两滑块和挡光片看成一个系统，则系统在两滑块相互作用前的总动量为p1=1.200kg⋅m/s，相互作用后的总动量p2=__________kg⋅m/s(结果保留3位小数)。
12.用如图甲所示的装置探究物体的加速度与力之间的关系。带有光滑定滑轮的长木板放在水平桌面上。细绳通过滑轮一端连接滑块，另一端连接固定的力传感器，从力传感器上可以直接读出细绳拉力大小F。动滑轮下方悬挂沙桶，通过改变沙桶内沙的质量来改变滑块的加速度。
(1)关于本实验，下列说法正确的是__________
A.实验需要满足沙桶和沙的总质量远小于滑块的质量
B.先释放滑块，再接通打点计时器的电源
C.在挂沙桶的条件下，调整长木板左端的高度，以补偿阻力
D.调整长木板右端的定滑轮，使得连接滑块的细绳与长木板平行
(2)实验中打出一条纸带如图乙所示，0、1、2、3、4为连续的5个计数点，相邻两个计数点间还有4个点没有画出来，打点计时器所用交流电的频率为50Hz，则此次实验中滑块的加速度为__________m/s2。(结果保留2位有效数字)
(3)某实验兴趣小组，利用该实验装置来测定滑块的质量和滑块与长板间的动摩擦因数，实验中不平衡摩擦，多次实验。利用所测得的数据作出a-F图像如图丙所示，图像的斜率为k，与纵轴的截距为一b，重力加速度为g，则本次实验中由图像测得滑块的质量为__________，滑块与长木板之间的动摩擦因数为__________(用题目中的k、g、b表示)。考虑到纸带与打点计时器之间的阻力、细绳与滑轮之间的阻力以及空气阻力，则测得的动摩擦因数__________(填“大于”，“等于”，“小于”)真实值。
四、计算题：本大题共3小题，共44分。
13.生活在南极的企鹅经常用肚皮贴着雪地滑行。如图所示，倾角为37∘的倾斜雪地与水平雪地平滑连接于B点。一只企鹅肚皮贴着雪地从倾斜雪地上的A点由静止开始下滑，最后停在水平雪地上。A点离B点的距离为4m，企鹅肚皮与倾斜雪地、水平雪地的动摩擦因数均为0.5，取重力加速度g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。求：
(1)企鹅下滑到B点速度的大小;
(2)企鹅从静止下滑到停下来所用的时间。
14.如图所示，传送带水平部分A、B两点间长l=3m，传送带在电动机的驱动下以v=2m/s的速度顺时针匀速转动。在传送带A端轻轻放上质量m=2kg的物体，物体在传送带上运动至B端，物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2。取重力加速度g=10m/s2。
求：(1)物体从A端运动到B端所用的时间;
(2)物体与传送带之间因摩擦产生的热量;
(3)电动机因传送物体而多做的功。
15.如图所示，物块A的质量m=5kg，一根轻绳跨过物块A上方的定滑轮，一端与物块A相连，另一端与质量为M的小环B相连，小环B穿在竖直固定的均匀细杆上。将小环B置于杆的Q点时，物块A、小环B均处于静止状态，此时连接小环B的轻绳与水平面的夹角θ=37∘。当小环B在杆上的O点时，小环B和定滑轮之间的轻绳处于水平。定滑轮到杆的距离为d=0.8m，不计一切摩擦和定滑轮的大小，现将小环B由P点静止释放，P、Q关于O点对称。取重力加速度g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。
求：(1)小环B的质量M;
(2)小环B运动到Q点速度的大小;
(3)小环B从P点运动O点过程中，轻绳对小环B做的功。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】略
2.【答案】B
【解析】A、由图知，汽车减速过程经历的时间为(2.5-0.5)s=2s，故A错误；
B、v-t图像的斜率表示加速度，由图知，汽车减速过程的加速度大小a=0-202.5-0.5m/s2=10m/s2，故B正确；
C、v-t图像中图线与t轴所围的面积表示位移，由图知，从司机发现小狗到汽车完全停下来过程汽车的位移x=0.5+2.52×20m=30m，此过程经历的时间t=2.5s，其平均速度v=xt=12m/s，故CD错误。
3.【答案】A
【解析】略
4.【答案】D
【解析】略
5.【答案】C
【解析】略
6.【答案】B
【解析】略
7.【答案】C
【解析】略
8.【答案】BD
【解析】略
9.【答案】AC
【解析】略
10.【答案】AD
【解析】略
11.【答案】①等于；(2)dΔt；(3)1.120。
【解析】(1)在步骤①中气垫导轨安装时应保持水平状态，滑块在轨道上应做匀速直线运动，故滑块上的挡光片通过两光电门的时间相等；
(2)由于挡光片的宽度比较小，故挡光片通过光电门的时间比较短，因此可将挡光片通过光电门的平均速度看成滑块通过光电门的瞬时速度，故滑块通过光电门的速度可表示为v=dΔt；
(3)两滑块相互作用后系统的总动量为p2=(m1+m2)v2=(0.600+0.400)×1.12kg⋅m/s=1.120kg⋅m/s∘
故答案为：①等于；(2)dΔt；(3)1.120。
12.【答案】(1)D
(2)0.72
(3)1k， bg，大于

【解析】略
13.【答案】解：(1)企鹅在倾斜雪地上，由牛顿第二定律：mgsinθ-μmgcsθ=ma1
由运动学公式：vB2=2a1l
企鹅在B点的速度：vB=4m/s
(2)企鹅从A点到B点所用的时间：vB=a1t1
企鹅在水平雪地上，再由牛顿第二定律：μmg=ma2
在水平雪地上停下来所用的时间：vB=a2t2
企鹅从静止下滑到停下来所用的时间：t=t1+t2
得t=2.8s

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：(1)物体在传送带上加速过程中，由牛顿第二定律：μmg=ma
物体加速到与传送带共速所用的时间：v=at1
物体加速到与传送带共速所用的位移：x1=12at12
物体与传送带共速后，匀速运动到B点的位移：x2=l-x1
物体与传送带共速后，匀速运动到B点的时间：t2=x2v
则物体从A端到B端所用的时间：t=t1+t2
得t=2s
(2)物体加速到与传送带共速的过程中，传送带的位移：x3=vt1
物体与传送带共速后，与传送带保持相对静止，不再产生热量。
物体与传送带因摩擦产生的热量：Q=μmg(x3-x1)
得Q=4J
(3)电动机因传送物体多做的功，由能量守恒定律：
W=12mv2+Q
另一解法：对传送带，由动能定理得：W-μmgx3=0
得W=8J

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：(1)小环静止在Q点时，轻绳的拉力：T=mg
对小环进行受力分析，由正交分解：Tsinθ=Mg
小环的质量：M=3kg
(2)小环从P点运动到Q点，物体 A的位置不变，由机械能守恒定得MghPQ=12MvQ2+12mvA2
小环运动到Q点时，小环与物体A的速度关系：vQsinθ=vA
PQ两点之间的高度：hPQ=2dtanθ
则小环运动到Q点的速度大小：vQ= 15m/s
(3)小环从P点运动到O点，物体A下降的高度：h=dcsθ-d
小环下降高度：hPO=dtanθ
小环下降到O点时，物体 A的速度为零，由机械能守恒定律：MghPO+mBgh=12MvO2
对小环，由动能定理：MghPO+W=12MvO2
得W=10J

【解析】详细解答和解析过程见【答案】