安徽省皖中名校联盟2024-2025学年高三上学期第二次教学质量检测物理试卷（Word版附解析）

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1. 在物理学的发展过程中，物理学家们提出了许多物理学的研究方法，以下关于物理学的研究方法的叙述中，说法正确的是（ ）
A. “质点”概念的引入是运用了等效替代法
B. 当极短时，就可以表示物体在某时刻或某位置的瞬时速度，这体现了物理学中的微元法
C. 加速度的定义采用的是用两个物理量之比定义新物理量的方法
D. 在推导匀变速直线运动位移时间关系时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想模型法
【答案】C
【解析】
【详解】A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想化模型法，即“质点”概念的引入是运用了理想化模型法，故A错误；
B．根据速度定义式有
当趋于0时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法，故B错误；
C．在定义加速度时，采用了比值定义法，故C正确；
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故D错误。
故选C。
2. 2024年10月1日是中华人民共和国成立75周年国庆节，每逢重大节日人们都喜欢燃放烟花庆祝。我国宋代就已经出现冲天炮这种烟花（如图），也叫“起火”。若冲天炮从地面由静止发射，竖直向上做加速度大小为5m/s2的匀加速直线运动，第4s末掉出一可视为质点的碎片，不计碎片受到的空气阻力，g=10m/s2。则（ ）
A. 碎片离地面的最大速度为
B. 碎片掉出前离地面高度
C. 碎片离地面最大高度为
D. 碎片从掉出到落回地面用时
【答案】D
【解析】
【详解】BC．碎片脱离火箭时速度
碎片掉出前离地面高度
碎片离地面最大距离为
故BC错误；
A．由题意得碎片着地时速度最大
故A错误；
D．取向上为正方向根据
解得碎片从掉出到落回地面用时
故D正确。
故选D。
3. 国庆期间，很多家庭选择户外露营，享受大自然的美好，露营时常用的一种便携式三角架，它由三根长度均为L的轻杆通过铰链组合在一起，每根轻杆均可绕铰链自由转动。将三脚架静止放在水平地面上，吊锅通过一根细铁链静止悬挂在三脚架正中央，三脚架顶点离地的高度为h，支架与铰链间的摩擦忽略不计。当仅增大h，则（ ）
A. 每根轻杆对地面的压力增大B. 每根轻杆对地面的压力不变
C. 每根轻杆对地面的摩擦力增大D. 每根轻杆对地面的作用力不变
【答案】B
【解析】
【详解】AB．对整体竖直方向可得
根据牛顿第三定律可得，增大h时，每根轻杆对地面的压力为不变，故A错误，B正确；
C．设轻杆和竖直方向的夹角为，每根轻杆对地面的作用力为F，则
每根轻杆对地面的摩擦力大小为
其中
当h增大时，增大，减小，减小，f减小，选项C错误；
D．每根轻杆对地面的作用力包括对地面的压力和摩擦力，由于对地面的压力不变，而摩擦力减小，故每根轻杆对地面的作用力也减小，故D错误。
故选B。
4. 如图所示，图甲电梯内铁架台上的拉力传感器下挂有一瓶矿泉水，图乙是电梯启动后电脑采集到的拉力随时间的变化情况，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A. 图乙中，反映了电梯从高层到低层运动
B. 不能从图乙中得到矿泉水的重力
C. 根据图乙可以求出电梯启动过程中，匀加速阶段的加速度大小约为
D. 因为不知道电梯启动方向，所以无法判断哪段时间矿泉水瓶处于超重状态
【答案】C
【解析】
【详解】AD．在图乙中，在阶段，拉力大于重力为超重，加速度向上，电梯加速上升，阶段，拉力与重力持平，属于匀速运动，阶段拉力小于重力，为失重，加速度向下，电梯做减速运动，因此反映了电梯从低层到高层运动，且能判断时间矿泉水处于超重状态，AD错误；
B．在阶段，拉力与重力持平，因此可以得到矿泉水的重力，为15N，B错误；
C．由图可知，在匀加速阶段，拉力大小为16N，矿泉水的质量为
因此匀加速阶段的加速度大小约为
C正确。
故选C。
5. 如图所示，质量为、倾角为的光滑斜面体A放置在光滑的水平桌面上，细线绕过固定在桌面右侧的光滑定滑轮，一端与斜面体A相连，另一端悬挂着质量为的物块C，斜面体与定滑轮之间的细线平行于桌面。现将质量为的物块B放在斜面上同时释放斜面体，斜面体A与物块B恰能保持相对静止并一起滑动。则等于（ ）

A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】以斜面体A与物块B、C为整体，设整体的加速度大小为，由牛顿第二定律知
解得
对物块B，由牛顿第二定律有
解得
故选C。
6. 如图为自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在A端，另一端拴接重物，当车轮高速旋转时，LED灯就会发光。下列说法正确的是（ ）
A. 只要轮子转动起来，气嘴灯就能发光
B. 增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光
C. 安装时A端比B端更远离圆心
D. 匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时也一定能发光
【答案】B
【解析】
【详解】A．车轮转动时，重物随车轮做圆周运动，所需要的向心力由弹簧弹力与重力的合力提供，车轮转速越大，弹簧长度越长，重物上的触点M与固定在B端的触点N越近，当车轮达到一定转速时，重物上的触点M与固定在B端的触点N接触后气嘴灯就会被点亮，故A错误；
B．灯在最低点时，对重物有
解得
故增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光，故B正确；
C．要使重物做离心运动，M、N接触，则A端应靠近圆心，安装时 A端比 B端更靠近圆心，故C错误；
D．灯在最低点时，有
即
灯在最高点时，有
即
故，即匀速行驶时，在最低点时弹簧比在最高点时长，因此匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时不一定能发光，故D错误。
故选B。
7. 若将“天问一号”探测器绕火星飞行看成圆形轨道，周期为T，轨道高度与火星半径之比为k，引力常量为G，将火星看作质量分布均匀的球体，则通过以上信息可以求得（ ）
A. 火星表面的重力加速度B. 火星的质量
C. 火星的第一宇宙速度D. 火星的密度
【答案】D
【解析】
【详解】B．根据万有引力提供向心力
可得火星的质量为
由于R不知，所以无法计算出火星的质量M，故B错误；
A．根据
可得火星表面的重力加速度为
由于M、R不知，所以无法计算出火星表面的重力加速度，故A错误；
C．根据
可得火星的第一宇宙速度为
由于M、R不知，所以无法计算出火星的第一宇宙速度，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力
又
解得火星的密度为
故D正确。
故选D。
8. 如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m的圆环相连，圆环套在倾斜的粗糙固定杆上，杆与水平面之间的夹角为α，圆环在A处时弹簧竖直且处于原长。将圆环从A处静止释放，到达C处时速度为零。若圆环在C处获得沿杆向上的速度v，恰好能回到A。已知，B是AC的中点，弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为g，则（ ）
A. 下滑过程中，环的加速度逐渐减小
B. 下滑过程中，环与杆摩擦产生的热量为
C. 从C到A过程，弹簧对环做功为
D. 环经过B时，上滑的速度小于下滑的速度
【答案】C
【解析】
【详解】A．环由A到C，初速度和末速度均为0，可知环先加速后减速。圆环所受弹簧的弹力逐渐增大，弹簧一直处于伸长状态。并且，弹簧弹力方向越来越靠近斜杆，分析圆环的受力可知，其合力先沿着斜杆向下，再沿着斜杆向上，且合力的大小先减小后增大，所以圆环的加速度先减小后增大，故A错误；
B．环由A到C，有
环由C到A，有
解得
故B错误，C正确；
D．由功能关系可知，圆环由A下滑至B，有
圆环由B上滑至A，有
则
即环经过B时，上滑的速度大于下滑的速度，故D错误。
故选C。
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
9. 校运动会期间，某同学参加学校运动会的三级跳远项目，从静止开始助跑直至落地过程如图所示。经测量，该同学的质量m=50kg，每次起跳腾空之后重心离地的高度是前一次的2倍，每次跳跃的水平位移也是前一次的2倍，最终跳出了xAD=10.5m的成绩。将小强同学看成质点，运动轨迹如图所示，已知小强最高的腾空距离h=1m，从O点静止开始到D点落地，全过程克服阻力做功Wf=200J。重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A. 三次跳跃在空中运动的时间之比为1:2:4
B. 运动到第三次起跳腾空之后最高点时的动能为1125J
C. 运动到D点着地时的速度为3m/s
D. 全过程运动员做的功为1825J
【答案】BD
【解析】
【详解】A．小强从最高点下落过程可看成平抛运动，竖直方向上有
得
三次高度之比为，则三次时间之比为，故A错误；
BC．由题意可知，第三次起跳腾空的水平位移，水平方向匀速直线运动
解得
即运动到第三次起跳腾空之后最高点时的动能为
运动到D点速度水平方向速度为
竖直方向速度
则
故B正确，C错误;
D．全过程由动能定理可知
解得
故D正确。
故选BD。
10. 如图，质量为1kg的物块A放在水平桌面上的O点，利用细绳通过光滑的滑轮与质量同为1kg的物块B相连，给一水平向左的拉力F=12N，从O开始，A与桌面的动摩擦因数μ随x的变化如图所示，B离滑轮的距离足够长，重力加速度g取10m/s2，则（ ）
A. 它们运动的最大速度为1m/s
B. 它们向左运动的最大位移为1m
C. 当速度为0.6m/s时，摩擦力做功可能为-0.04J
D. 当速为0.6m/s时，绳子的拉力可能是9.2N度
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB．由题知
设A向左移动x后速度为零，对A、B系统有
（此处fx前面的是因为摩擦力是变力，其做功可以用平均力），可得
A向左运动是先加速后减速，当时，摩擦力变成静摩擦力，系统受力平衡，最后静止。设A向左运动后速度为v，对系统则有
得
即当时，v最大为，故A正确，B错误；
C．当时，可得或
当时，摩擦力做功
同理可得时，摩擦力做功
故C正确；
D．根据牛顿第二定律
当时，系统加速度
对B有
得
当时，系统加速度
对B分析可得
故D正确。
故选ACD。
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11. 用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，探究平抛运动的特点。
（1）图1所示的实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片，在误差允许范围内，根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可判断A球竖直方向做______运动；根据______，可判断A球水平方向做匀速直线运动。
（2）某同学使小球从高度为0.8m的桌面水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运动（每秒频闪25次），最多可以得到小球在空中运动的______个位置。
（3）某同学在图2小球做平抛运动的轨迹上，选取间距较大的几个点，测出其水平方向位移x及竖直方向位移y，并在图3的直角坐标系内绘出了y—x2图像，此平抛物体的初速度v0=0.49m/s，则竖直方向的加速度g=______m/s2。（结果保留3位有效数字）
【答案】（1） ①. 自由落体运动 ②. A球相邻两位置水平距离相等
（2）10 （3）9.32
【解析】
【小问1详解】
[1][2]在误差允许范围内，根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，说明两球在竖直方向的运动完全相同，可判断A球竖直方向做自由落体运动。根据A球相等时间内水平位移相等，可判断A球水平方向做匀速直线运动。
【小问2详解】
某同学使小球从高为0.8m的桌面水平飞出，根据
解得落地的时间为
频闪周期为
可知，最多可以得到小球在空中运动的位置数为
【小问3详解】
小球竖直方向有
小球在水平速度有
则有
结合图像有
解得
12. 小李同学设计了一个实验探究木块与木板间的滑动摩擦系数μ。如图甲所示，在水平放置的带滑轮的长木板上静置一个带有砝码的木块，最初木块与砝码总质量为M，木块的左端通过细绳连接一小托盘，木块右端连接纸带。小李同学的实验方案如下：

a、将木块中放置的砝码取出一个并轻放在小托盘上，接通打点计时器电源，释放小车，小车开始加速运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点；
b、继续将木块中放置的砝码取出并放在小托盘中，再次测量木块运动的加速度；
c、重复以上操作，记录下每次托盘中砝码的重力mg，通过纸带计算每次木块的加速度a，数据表格如下；
第5次实验中得到的一条纸带如图乙所示，已知打点计时器工作频率为50Hz，纸带上相邻两计数点间还有四个点未画出，由此可计算得出a5=___________m/s2；
d、如果以mg为横轴，以加速度a为纵轴，将表格中的数据描点并画出a-mg图像。___________
e、若小托盘的质量忽略不计，且本实验中小托盘内的砝码m取自于木滑块，故系统的总质量始终为M不变，于是可得系统加速度a与木滑块与木板间的滑动摩擦系数μ应满足的方程为：___________=Ma、
f、若根据数据画出a-mg图像为直线，其斜率为k，与纵轴的截距为-b，则μ可表示为___________，总质量M可表示为___________，（用k和b表示），并可得到测量值μ=___________（g取9.8m/s2，结果保留两位小数）。

【答案】 ①. 5.13 ②. ③. mg-μ（Mg-mg） ④. ⑤. ⑥. 0.17##0.18##0.19##0.20##0.21##0.22
【解析】
【详解】[1]利用逐差法可得
=5.13m/s2
[2]描点如图所示

[3]根据牛顿第二定律以及牛顿第三定律可得
二者的拉力为相互作用力等大反向
联立上式可得
[4][5][6]根据
整理可得
斜率为
截距为
解得
利用描点图像数据可知截距约等于1.7代入
可得
在0.17~0.27范围之内都正确。
【点睛】本题考查利用函数关系处理数据的能力，需要同学们对于基本实验原理掌握熟练。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13. 如图所示，MN为半径为R、固定于竖直平面内的光滑四分之一圆挡板，挡板上端切线水平，O为圆心，M、O、P三点在同一水平线上，M的下端与轨道相切处放置竖直向上的弹簧枪。现发射质量为m的小钢珠，小钢珠从M点离开弹簧枪，恰好从N点飞出落到OP上的Q点。不计空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）小钢珠离开弹簧时的速度大小；
（2）OQ之间的距离。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
小钢珠到达N点时，由牛顿第二定律可得
小钢珠从离开弹簧到运动至N点的过程中，由动能定理得
解得小钢珠离开弹簧时的速度
【小问2详解】
小钢珠从N点到Q点，做平抛运动，在水平方向则有
在竖直方向则有
解得OQ之间的距离
14. 如图所示，在倾角为37°的斜面顶端放一质量为M=2kg，长度为L=0.35m的木板，木板顶端放一质量为m=0.5kg的小物块，小物块可看作质点。已知斜面长为x=0.7m，小物块与木板之间的动摩擦因数为μ1=0.6，木板与斜面之间的动摩擦因数为μ2=0.65，将小物块和木板同时由静止释放。（sin37°=0.6，cs37°=0.8，g=10m/s2）求∶
（1）小物块的加速度a1和木板的加速度a2；
（2）当木板滑到斜面底端时，木块距斜面底端的距离（即到木板下端的距离）；
（3）为保证木板滑到斜面底端前小物块不掉到斜面上，小物块质量m应满足的条件。
【答案】（1）1.2m/s2，0.7m/s2；（2）0.1m；（3）m≤1kg
【解析】
【分析】
【详解】（1）根据牛顿第二定律，对小物块
可得
a1=1.2m/s2
对木板
可得
a2=0.7m/s2
（2）木板滑到斜面底端
解得
t=1s
在这1s内，物块下滑距离
物块距斜面底端距离为
d=x-x′=0.1m
（3）假设木板滑到斜面底端时，物块也恰好滑到斜面底端
对木板
对木块
则木板的加速度至少为
根据牛顿第二定律
解得
m=1kg
因此木块的质量必须满足
m≤1kg‍
15. 如图，水平传送带Q长度s=2.5m，Q的左端与水平轨道上的B点平滑连接，传送带顺时针转动；质量为m=1kg的小滑块P（视为质点）由Q的右端以水平向左的速度v0=3m/s冲上传送带，从左侧滑出接着在光滑水平面上运动一段距离后，通过换向轨道由C点过渡到倾角为θ=37°、长L=1m的斜面CD上，CD之间铺了一层匀质特殊材料，其与滑块间的动摩擦因数可在0≤μ1≤1.5之间调节。斜面底部D点与光滑地面平滑相连，地面上一根轻弹簧一端固定在O点，自然状态下另一端恰好在D点。滑块在C、D两处换向时速度大小均不变，P与Q之间的动摩擦因数为μ2=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取g=10m/s2，sin37 °=0.6，cs37 °=0.8，不计空气阻力。求：
（1）P运动到B点时速度；
（2）若设置μ1=0，求滑块从C第一次运动到D时间及弹簧的最大弹性势能；
（3）若最终滑块停在D点，求μ的取值范围。
【答案】（1）2m/s
（2），8J
（3）0.125≤μ1<0.75或μ1=1
【解析】
【小问1详解】
小滑块P从Q的右端滑向B点的过程中，由动能定理得
解得
【小问2详解】
若，滑块在CD间运动过程，由牛顿第二定律得：
滑块做匀加速直线运动，由匀变速直线运动的位移-时间公式得：
解得
滑块到达D点时的速度大小
滑块的速度为零时弹簧的弹簧势能最大，由能量守恒定律可知，弹簧最大弹性势能
解得
【小问3详解】
最终滑块停在D点有两种可能：
a、滑块恰好能从C下滑到D，由动能定理得：
代入数据解得
b、滑块在斜面CD和水平地面间多次反复运动，最终静止于D点,当滑块恰好能返回C时，由动能定理得：
代入数据解得
当滑块恰好静止在斜面上，则有：
代入数据解得
则当时，滑块在CD和水平地面间多次反复运动，最终静止于D点。
综上所述，的取值范围是或。实验次数
1
2
3
4
5
托盘中砝码的总重力mg
1.5N
2N
2.5N
3.0N
3.5N
木块的加速度（单位：m/s2）
0.00
1.95
2.97
4.06
a5