2024~2025学年福建省名校联盟高三(上)期中考试物理试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年福建省名校联盟高三(上)期中考试物理试卷(解析版)，共19页。试卷主要包含了考试结束后，将答题卡交回，2km/h指的是平均速率，25m/s等内容，欢迎下载使用。
本试卷共6页，考试时间75分钟，总分100分。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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，将答题卡交回。
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。
1. 我国运动员全红婵在2024年奥运会女子10米跳台跳水决赛中荣获冠军.下图为她在决赛中一次跳水时重心的运动轨迹和相关数据.将全红婵视为质点，将她的运动情况简化为竖直方向的运动。关于本次跳水她在空中的运动过程，下列说法正确的是（ ）
A. 全红婵的位移大小为11.4m
B. 图中显示的空中运动时间1.6s指时刻
C. 数据中的入水速度47.2km/h指的是平均速率
D. 全红婵在空中运动时平均速度大小为约为6.25m/s
【答案】D
【解析】A．全红婵的位移大小为10m，A错误；
B．图中显示的空中运动时间1.6s指时间间隔，B错误；
C．数据中的入水速度47.2km/h指的是瞬时速度的大小，C错误；
D．根据平均速度计算公式可得
D正确。
故选D
2. 如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径，在运动中木板始终保持水平，物块相对于木板始终静止，则（ ）
A. 物块始终受到三个力作用
B. 物块受到的合外力始终指向圆心
C. 在c、d两个位置，物块所受支持力N相同，摩擦力f为零
D. 在a、b两个位置，物块所受摩擦力提供向心力，支持力
【答案】B
【解析】A．物块在最高点c和最低点d均受重力和支持力两个力作用，两个力的合力提供向心力，故A错误；
B．物块做匀速圆周运动，合外力提供向心力，可知合外力始终指向圆心，故B正确；
C．在最高点和最低点，摩擦力是零，重力和支持力的合力提供向心力，在位置c，根据牛顿第二定律得
所以
在位置d，根据牛顿第二定律得
所以
C错误；
D．在a、b两个位置，重力和支持力平衡，即，物块所受静摩擦力提供向心力，故D错误。故选B。
3. 如图，套在竖直细杆上的轻环A由跨过光滑轻质定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连。轻环A在外力作用下沿杆匀速上升，从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平的N位置过程中（ ）
A. 重物B匀速下降B. 重物B加速下降
C. 绳对B的拉力小于B的重力D. 绳对B的拉力大于B的重力
【答案】D
【解析】AB．设轻环A在外力作用下沿杆匀速上升时绳与竖直方向的夹角为，由绳关联的速度关系有
因逐渐增大，则减小，可知减小，即重物B减速下降，故AB错误；
CD．因重物B减速下降，由牛顿第二定律可知所受合外力向上，即绳对B的拉力大于B的重力，故C错误，D正确。故选D。
4. 如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，AC=h。圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A；弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为g，则圆环（ ）
A. 下滑过程中，加速度一直减小
B. 下滑过程中，因摩擦力产生的热量小于
C. 下滑经过B的速度小于上滑经过B的速度
D. 在C处，弹簧的弹性势能为-mgh
【答案】C
【解析】A．圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，所以圆环需要先加速再减速，经过B处的速度最大，加速度为零，所以加速度先减小，后增大，故A错误；
B．圆环从A处由静止开始下滑到C过程，由动能定理
圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A，由动能定理
联立可解
故B错误；
C．圆环从A处由静止开始下滑到B过程，由动能定理
圆环从B处由静止开始上滑到A过程，由动能定理
联立可解
所以下滑经过B的速度小于上滑经过B的速度，故C正确；
D．圆环从A处由静止开始下滑到C过程，由动能定理
圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A，由动能定理
解得在C处，弹簧的弹性势能
故D错误。
故选C。
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。
5. 运动场上，一位同学将铅球抛出，铅球做斜抛运动。不计空气阻力，关于铅球被抛出后在空中的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 铅球处于失重状态
B. 铅球所受重力的瞬时功率与时间成正比
C. 任意相等时间内铅球的速度变化量相同
D. 任意相等时间内铅球动能变化量相等
【答案】AC
【解析】A．铅球从抛出一直只受重力作用，加速度为重力加速度，处于完全失重状态，故A正确；
B．铅球在竖直方向上的速度先减小后增大，则由重力的瞬时功率可知先减小后增大，B错误；
C．做抛体运动物体只受重力的作用，所以其加速度为重力加速度，不发生变化，是匀变速运动，可知在相等的时间内速度变化量都相同，故C正确；
D．铅球在竖直方向上做竖直上抛运动，任意相等时间内竖直方向发生的位移大小不同，任意相等时间内重力做功不相等，由动能定理可知动能的变化量不同，故D错误。
故选AC。
6. 我国计划于2025年发射“天问2号”小行星取样返回探测器，首要目标是近地小行星2016HO3（太阳系内），它将对该小行星开展伴飞探测并取样返回地球。“天问2号”发射后接近近地小行星时，先完成从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ的变轨，然后进入环小行星圆轨道Ⅲ。如图，若轨道Ⅰ的长轴为a，轨道Ⅱ的长轴为b，在轨道Ⅲ上的线速度大小为v。则“天问2号”（ ）
A. 发射速度大于第三宇宙速度
B. 在轨道Ⅱ上P点速度大于v
C. 在轨道Ⅱ的机械能比在轨道Ⅰ的大
D. 在轨道Ⅰ上的周期与在轨道Ⅱ上的周期之比大于
【答案】BD
【解析】A．由于近地小行星在太阳系中，因此“天问2号”的发射速度小于第三宇宙速度，故A错误；
B．“天问2号”在Ⅲ轨道的P点需要点火加速变轨到Ⅱ轨道，在Ⅱ轨道的P点的速度大于v，故B正确。
C．“天问2号”从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ要减速，机械能会减小，即在轨道Ⅱ的机械能比在轨道Ⅰ的小，故C错误；
D．根据开普勒第三定律
故D正确。
故选BD。
7. “儿童蹦极”是一项广受欢迎的娱乐项目。该项目在小孩的腰间两侧对称系上相同的轻质橡皮绳，小孩可在橡皮绳的作用下做竖直方向上下跳跃动作。投入使用前，对该项目进行安全性能测试。如图，一质量为m的测试员静止悬挂时，两橡皮绳的拉力大小均为mg，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 此时橡皮绳与水平方向夹角为60°
B. 测试员竖直方向上下跳跃过程中，速度最大时橡皮绳恰处于原长
C. 某次测试中，剪断右侧橡皮绳瞬间，测试员加速度大小为g
D. 若左右两侧是相同的非弹性绳，剪断左侧绳瞬间，测试员加速度大小为
【答案】CD
【解析】A．根据题意，设此时橡皮绳与水平方向夹角为，由平衡条件有
解得
故A错误；
B．若小孩向上弹起，其速度最大时，加速度为零，所受合外力为零，两弹性绳拉力的合力等于小孩的重力，弹性绳处于拉长状态，故B错误；
C．静止时受到重力和两根橡皮绳的拉力，处于平衡状态，合力为零，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，右侧橡皮绳突然断裂，此瞬间，右侧橡皮条拉力变为零，而左侧橡皮绳的拉力不变，重力也不变，故左侧橡皮绳拉力与重力的合力与右侧橡皮绳断开前的拉力方向相反、大小相等，等于mg，故加速度
方向沿原断裂绳的方向斜向下，故C正确；
D．若拴在腰间左右两侧的是悬点等高、完全相同的两根非弹性绳，则左侧非弹性绳在腰间断裂时，左侧绳子拉力瞬间变为零，右侧绳子的拉力发生突变，将重力沿绳垂直绳分解，沿绳方向该瞬间合力为零，垂直绳子方向有
解得
故D正确。
故选CD。
8. 如图甲，足够长的水平传送带以恒定速率逆时针转动，一质量为的小物块从传送带的左端向右滑上传送带。小物块在传送带上运动时，小物块的动能与小物块的位移x关系图像如图乙所示，图中，取重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A. 小物块与传送带之间的动摩擦因数为0.1
B. 从小物块开始滑动到与传送带达到共同速度所需时间为1.5s
C. 整个过程中小物块与传送带相对位移大小为2.5m
D. 由于小物块的出现导致传送带电动机多消耗的电能为12J
【答案】BD
【解析】A．由图乙可知，图像斜率的绝对值表示合外力的大小，小物块向右滑动过程，合外力为，则有
且
物块返回与传送带共速的动能为，则有
联立解得
，，
故A错误：
B．小物块与传送带共速前，小物块的加速度大小为
从小物块开始滑动到与传送带达到共同速度所需时间为
故B正确；
C．从小物块开始滑动到与传送带达到共同速度过程，小物块向右运动的位移大小为
传送带向左运动的位移大小为
则整个过程中小物块与传送带相对位移大小为
故C错误；
D．整个过程中小物块与传送带因摩擦产生的热量为
根据能量守恒可得
可得整个过程中电动机多消耗的电能为
故D正确。
故选BD。
三、非选择题：共60分。请根据要求作答。
9. 某升降机运动的图像如图，质量为50kg的人站在升降机中，取竖直向上为正方向。则0~10s内，升降机的位移大小为______m；0~2s内，人对升降机地板的压力大小为______N，取重力加速度。
【答案】 14 550
【解析】[1]图像的面积表示升降机的位移，则0~10s内有
[2] 0~2s内，人和升降机的加速度由图像可得
对人受力分析，由牛顿第二定律有
由牛顿第三定律可知
联立可得人对升降机地板的压力大小为
10. 如图，截面为四分之一圆周的柱状物体A置于光滑水平地面上，其与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B。对A施加一水平向左的力F，整个装置处于静止状态。将A缓慢向左移动稍许的过程中，A对地面的压力______；推力F______。（均选填“增大”“不变”或“减小”）
【答案】不变 减小
【解析】[1]把物体AB作为整体研究可知，受力如下图
则地面对A的支持力等于二者重力之和，恒定不变，根据牛顿第三定律可知，A对地面的压力也不变；
[2]对小球B受力分析如图，
将A缓慢向左移动稍许的过程中，该过程B处于动态平衡，其A对B的弹力方向与竖直方向的夹角减小，故结合平行四边形可知，墙壁对B的弹力减小，故F减小。
11. 某类地天体可视为质量分布均匀的球体。由于自转的原因，其表面“赤道”处的重力加速度为，“极点”处的重力加速度为，已知该天体的半径为R，引力常量为G。则该天体的质量为______，第一宇宙速度为______，自转周期为______。（用题中所给物理量符号表示）
【答案】
【解析】[1]根据
解得
[2]根据
解得第一宇宙速度
[3]根据
联立，解得
12. 图甲所示装置为平抛竖落仪，用小锤轻击弹簧金属片，A球向水平方向飞出，同时B球被松开竖直向下运动。
（1）用不同的力击打弹簧金属片，可以观察到______。
A. A、B两球同时落地
B. 击打的力越大，A、B两球落地时间间隔越大
C. A、B两球各自的运动轨迹均不变
（2）如图乙所示，某学生做“科学探究：平抛运动的特点”实验中，获得小球运动中的一段轨迹，但漏记小球做平抛运动的起点位置。该生在轨迹上选取了水平距离相等的a、b、c三点，并测量了各点间的竖直距离。则a、b两点间的时间间隔为______s，小球做平抛运动的初速度大小为______m/s。若以a点为坐标原点，以初速度方向为x轴正方向，以重力方向为y轴正方向，则图中抛出点的坐标为______cm，______cm，取重力加速度。
【答案】（1）A （2）0.1 2 －20 －5
【解析】【小问1详解】
AB．用小锤轻击弹簧金属片，在同一高度，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，由于平抛运动在竖直方向为自由落体运动，因此无论击打的力多大，A、B两球总是同时落地，且落地时间不变，故A正确，B错误；
C．用不同的力击打弹簧金属片时，A球获得的水平初速度不同，则A球的运动路线不同，B球始终是自由落体运动，其运动路线相同，故C错误。
故选A。
【小问2详解】
[1]小球做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，由匀变速直线运动的推论可得
则相邻小球间的运动时间为
[2]小球做平抛运动的初速度大小为
[3][4]在竖直方向，由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得小球在b点时竖直方向的分速度为
可知小球从开始抛出到b点的时间为
则小球从抛出点到a点的时间为0.1s，因此图中抛出点的坐标为
13. 图甲为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置，一实验小组利用该装置测量当地的重力加速度。

（1）平衡摩擦力后，小车左端用细绳跨过定滑轮和钩码相连，从紧靠打点计时器的位置由静止释放，打点计时器在纸带上打出一系列点迹。某次实验得到的纸带和相关数据如图乙所示，其中相邻两个计数点之间还有四个点未画出，打点计时器所接电源的频率为50Hz，由该纸带可求得小车的加速度大小______。（结果保留2位有效数字）
（2）保持小车质量不变，改变钩码的质量m，重复实验，得到多组a、m数据，作出的图像的纵截距为b、斜率为k，如图丙所示，则实验所用小车的质量为______，当地的重力加速度大小为______。（用b、k表示）
【答案】（1）2.0 （2）
【解析】【小问1详解】
由于每两个计数点之间还有四个计时点，则计数点之间的时间间隔为
小车的加速度大小
【小问2详解】
[1][2]根据牛顿第二定律，有
整理得
即
，
解得
，
14. 依据运动员某次练习时推动冰壶滑行的过程建立如图所示模型：质量为的冰壶，先在大小，方向与水平方向夹角为的推力作用下沿着水平冰面做匀速直线运动。一段时间后运动员松手，冰壶在冰面上继续滑行的最远距离。取重力加速度，，，求：
（1）冰壶与冰面间的动摩擦因数；
（2）运动员松手时冰壶的速度大小。
【答案】（1）0.02
（2）
【解析】【小问1详解】
以冰壶为研究对象，由共点力作用下物体的平衡条件,在水平方向,有
其中
在竖直方向,有
联立解得
【小问2详解】
由匀变速直线运动的位移速度加速度关系式，得
由牛顿运动定律，得
解得
15. 如图所示，粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接，一质量为m的小滑块（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，经过B点后恰好能通过最高点C做平抛运动。已知导轨半径，小滑块的质量，小滑块与轨道AB间的动摩擦因数，的长度，重力加速度取。
（1）求小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小；
（2）求弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能；
（3）若仅改变AB的长度L，其他条件不变，要使小滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道，求出L的可能值。
【答案】（1）6N；（2）5J；（3）或
【解析】（1）小滑块恰好能通过最高点，有
解得
从到根据动能定理有
解得
在点，对小滑块有
解得
根据牛顿第三定律可得小滑块对圆轨道最低处点的压力大小为6N。
（2）设弹簧压缩至点时弹簧的弹性势能为，根据能量守恒定律有
解得
（3）当小滑块恰好能通过最高点做平抛运动时，的长度为20m，则有；
当小滑块运动到与圆心等高时速度为零，从到与圆心等高位置，根据能量守恒定律可得
解得
小滑块恰好到达点时，根据能量守恒定律可得
解得
则有
16. 如图，倾角的足够长的光滑斜面固定在水平面上，斜面底端垂直固定一块薄挡板，一质量为、长度为的木板A（与薄挡板等高）紧靠挡板。A上表面的下边缘处有一质量为、可视为质点的物体B，B与木板上表面之间的动摩擦因数；B与质量为的物体C通过绕过定滑轮的轻绳相连，左侧绳与斜面平行，C离地面足够高。初始时刻使系统处于静止且轻绳伸直，取重力加速度，，。求：
（1）固定木板，同时释放物体B、C，求B脱离木板A时的速度大小；
（2）解锁木板，同时释放物体B、C，求B经过木板A的中点时的速度大小；
（3）在第（2）问的基础上，若B经过A的中点时，B、C间的轻绳断裂，且A与挡板相碰瞬间速度立即变为0。求从释放B、C到B脱离A的整个过程A、B间因摩擦产生的热量。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
固定木板，同时释放B和C到B脱离木板A过程，由动能定理可得
解得
【小问2详解】
解锁木板，释放B、C后，对A、B、C受力分析，C向下加速，A沿斜面向上加速，B沿A向上加速。根据牛顿第二定律可得
，，
解得
，
设B从静止到经过木板A中点这段时间为，由运动学知识可得
，
又
，，
解得

则B经过木板A中点时的速度为
【小问3详解】
在第（2）问的基础上，连接B、C绳断裂后，设B沿木板A向上做匀减速运动的加速度为，根据牛顿第二定律可得
解得
设经过时间，B与A共速，B位移为，A位移为，则有
解得
，
B相对A的相对位移
所以，B在共速前未滑下A。设之后B和A以共同加速度一起沿斜面向上做匀减速运动，加速度
分别对B和A受力分析，假设成立。A、B一起减速到0后，再一起反向以向下加速直到A碰到挡板速度变为0，B向下继续加速直到脱离A。整个过程A、B间因摩擦产生的热量为
解得