四川省内江市第一中学2024-2025学年高三上学期半期考试物理试题（Word版附解析）

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一、单选题：共7题，每题4分，共28分。
1. 春暖花开的时节，许多家庭选择周末在公园里放风筝。如图1所示，当风筝在空中处于静止状态时，风筝平面与水平方向的夹角为，风筝线与风筝平面的夹角为，其简化图如图2所示。已知风对风筝的作用力与风筝面垂直，风筝的质量为，重力加速度g取。下列说法正确的是（ ）
A. 风对风筝的作用力大小为B. 风对风筝的作用力大小为mg
C. 风筝线的拉力大小为mgD. 风筝线的拉力大小为
【答案】C
【解析】
【详解】设风对风筝的作用力大小为，风筝线的拉力大小为，以风筝为对象，根据受力平衡可得
联立解得
，
故选C。
2. 某快递公司推出了用无人机配送快递的方法，某次配送时无人机从地面由静止开始竖直向上飞行，运动的图像如图所示，以竖直向上为正方向，下列说法正确的是（ ）
A. 无人机在第末开始改变速度方向做减速运动
B. 无人机在末至末竖直向下做减速运动
C. 在前运动过程中，第末无人机离地面最高
D. 无人机在前内的位移大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图像可知，第末无人机开始做减速运动，速度方向没有改变仍为正值，故A错误；
B．内无人机速度为正值，向上运动，内无人机速度为负值，向下运动，故B错误；
C．物体在时正向速度减为0，此时无人机离地面最高，无人机开始反向运动，故不是第末无人机离地面最高，故C错误；
D．图像的面积表示位移，无人机前的位移大小为
故D正确。
故选D。
3. 如图为某闯关游戏简化图。一绕过其圆心O的竖直轴顺时针匀速转动的圆形转盘浮在水面上，转盘表面始终保持水平，M为转盘边缘上一点。某时刻，一挑战者从水平跑道边缘 点以速度向右跳出，初速度方向平行于方向，且运动轨迹与此时刻在同一竖直平面内，随后参赛者正好落在M点，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 若跳出时刻不变，仅增大，参赛者必定落水
B. 若跳出时刻不变，仅减小，参赛者一定会落在OM之间
C. 若跳出时刻不变，仅增大转盘的转速，参赛者不可能落在M点
D. 若跳出时刻不变，仅减小转盘转速，参赛者可能落在M点
【答案】D
【解析】
【详解】AB．参赛者正好落在M点，则M点可能出现在图示的两个位置。
参赛者在空中所做运动为平抛运动，竖直高度不变，参赛者在空中运动时间不变；仅增大，参赛者的水平位移增大，可能落水，可能在台面上；仅减小，参赛者的水平位移减小，可能落水，可能在台面上。故AB错误；
CD．仅增大转盘的转速，或仅减小转盘的转速，参赛者的水平位移不变，只要满足M仍在原位置，参赛者就仍可能落在M点，故C错误；D正确。
故选D。
4. 钓鱼时常有一种说法为“放长线、钓大鱼”，放长线时需要甩竿。钓鱼者在a位置开始甩竿，至竖直位置时立刻停下，鱼钩（含鱼饵）从竿的末端b被水平甩出，最后落在距b位置水平距离为s的水面上。甩竿过程可视为竿在竖直平面内绕O点转过了角，O点离水面高度为h、到竿末端的距离为L。鱼钩从b点被水平甩出后做平抛运动。已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 鱼钩在b点抛出时的速度大小为
B. 鱼钩在b点抛出时的速度大小为
C. 竿到达竖直位置前瞬间的角速度为
D. 竿到达竖直位置前瞬间的角速度为
【答案】D
【解析】
详解】AB．鱼钩从抛出后做平抛运动，竖直方向
水平方向
联立解得鱼钩在b点抛出时的速度大小
故AB错误；
CD．根据可得竿到达竖直位置前瞬间的角速度
故D正确，C错误。
故选D。
5. 2020年诺贝尔物理学奖一半授予罗杰·彭罗斯，另外一半授予莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹，其中莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹发现了银河系中心的超大质量的黑洞。若该黑洞半径为太阳半径的倍，距黑洞中心为的某一星体以速度绕黑洞旋转，已知引力常量为，太阳半径为，则黑洞的密度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设黑洞质量为，星体质量为，该星体由万有引力提供向心力有
又
且
联立可得
故选D。
6. 如图，在O点以相同的速率抛出质量相同的石子甲和乙，其轨迹在同一竖直平面内相交于P点。抛出时甲的初速度斜向上，乙的初速度水平。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 从O到P，甲重力做功比乙多B. 从O到P，乙重力做功平均功率比甲小
C. 在P点，甲重力的瞬时功率比乙大D. 在P点，乙重力的瞬时功率比甲大
【答案】C
【解析】
【详解】A．重力做功与路径无关，从O到P，物体的质量相等，高度相同，故重力做的功相等，即
A错误；
B．从O到P，乙飞行的时间较甲短，重力做功的平均功率大，B错误；
CD．从O到P，石子的机械能守恒，在P点，甲、乙石子的速率相同，甲速度方向与水平面夹角比乙大，竖直方向速率大，重力的瞬时功率大，C正确，D错误。
故选C。
7. 如图甲所示，倾角为的传送带以恒定速率逆时针运行，现将一质量为的物块轻轻放在传送带的A端，末物块恰好到达端，物块的速度随时间变化的关系如图乙所示，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）

A. 传送带的倾角为
B. 传送带与物体间的动摩擦因数为0.25
C. 物块在传送带上留下的摩擦痕迹长度为
D. 内，物块与传送带间因摩擦产生的热量为24J
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由题图可知，内物块的加速度大小为
由牛顿第二定律
内物块的加速度大小为
由牛顿第二定律
联立解得
，
故AB错误；
C．内传送带的位移及物体的位移分别为
它们的相对位移为
内传送带的位移及物体的位移分别为
它们的相对位移为
因为
所以物块在传送带上留下的摩擦痕迹长度为5m，故C错误；
D．内物块与传送带间因摩擦产生的热量为
内物块与传送带间因摩擦产生的热量为
所以内，物块与传送带间因摩擦产生的热量为
故D正确。
故选D。
二、多选题：共3小题，每小题6分，共18分。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
8. 在x轴上传播的简谐横波在时刻的波形图如图（a）所示，P、Q为该波上两个质点，此时P位于平衡位置，Q位于波峰。图（b）为P质点的振动图像。则（ ）
A. 该波传播方向为x轴正方向
B. 时，质点Q的速度最大
C. 在0~1.2s内质点P运动的路程为1m
D. 处质点的振动方程为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据图（b）为P质点的振动图像，0时刻P点的运动方向为y轴正方向，根据质点运动方向与传播方向的关系，该波传播方向为x轴正方向，故A正确；
B．根据图（b）为P质点的振动图像，可知此简谐波的周期为0.8s，故
质点Q在波谷，其速度为零，故B错误；
C．在0~1.2s内质点P运动的路程为
故C错误；
D．此列波
处质点初相位
其振动方程
故D正确。
故选AD。
9. 一质量为的儿童电动汽车在水平地面上由静止开始做直线运动。在一段时间内电动汽车的速度与牵引力的功率随时间变化的函数关系图像分别如图甲、乙所示，3s末电动汽车牵引力功率达到额定功率，10s末电动汽车的速度达到最大值，14s时关闭发动机，经过一段时间电动汽车停止运动。整个过程中电动汽车受到的阻力恒定。下列说法正确的是（ ）
A. 电动汽车最大速度为10m/s
B. 电动汽车受到的阻力为60N
C. 关闭发动机后，电动汽车经过5s停止运动
D. 整个过程中，电动汽车克服阻力做功为3750J
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．在0-3s内匀加速的加速度
根据
由图像可知
解得
F=100N
根据牛顿第二定律
解得
f=60N
电动汽车最大速度为
选项A错误，B正确；
C．关闭发动机后，电动汽车做减速运动的加速度
停止运动经过的时间
选项C错误；
D．整个过程中，电动汽车克服阻力做功等于牵引力做功，则
选项D正确。
故选BD。
10. 如图甲，一轻质弹簧的一端固定在倾角为30°的固定光滑斜面底端，一个质量为1kg的物块从斜面上离弹簧上端一定距离的O点由静止释放。以位置O为原点、沿斜面向下为x轴正方向，取地面为零势能面。在物块下滑全过程中，重力势能随位移x变化关系如图乙中的图线①，弹簧弹性势能随物块位移变化关系如图乙中的图线②，弹簧始终在弹性限度范围内，取重力加速度，则下列说法中正确的是（ ）
A. 弹簧原长为0.6mB. 物块刚接触弹簧时的动能为3J
C. 弹簧的劲度系数大小为62.5N/mD. 物块的最大加速度大小为25
【答案】BC
【解析】
【详解】A．取地面为零势能参考面，根据图像可知小球初状态的重力势能为
J
物块距离斜面底端
图乙中的图线②表示弹簧的弹性势能随小球位移变化的关系，由此可知小球下落m开始接触弹簧； 则弹簧的原长为
m-0.6m=1.0m
故A错误；
B．物体刚接触弹簧时，重力势能为
J
根据机械能守恒定律有
解得
J
故B正确；
C．弹簧发生形变的过程中，形变量为0.4m，根据弹簧弹性势能的计算公式
解得
N/m
故C正确；
D．弹簧压缩量最大时，弹力为
根据牛顿第二定律有
解得
故D错误。
故选BC
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
三、实验题
11. 某同学设计出如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落，下落过程中小球的球心经过光电门1和光电门2，光电计时器记录下小球通过光电门的时间、，已知小球的直径为，当地的重力加速度为。
（1）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量_______（填选项序号）。
A. 小球的质量
B. 光电门1和光电门2之间的距离
C. 小球从光电门1到光电门2下落的时间
（2）保持光电门1位置不变，上下调节光电门2，多次实验记录多组数据，作出随变化的图像如图2所示，如果不考虑空气阻力，若该图线的斜率_________（用题中所给的物理量符号表示），就可以验证小球下落过程中机械能守恒。
（3）实验中小钢球通过光电门的平均速度_________（选填“大于”“小于”或“等于”）小钢球球心通过光电门时的瞬时速度。
【答案】（1）B （2）
（3）小于
【解析】
【小问1详解】
要验证机械能守恒定律，则需要
其中
，
则还需要测量光电门1和光电门2之间的距离，故选B。
【小问2详解】
保持光电门1位置不变，则通过光电门时的速度v1不变，根据
可得
由图像可知
即如果不考虑空气阻力，若该图线的斜率，就可以验证小球下落过程中机械能守恒。
【小问3详解】
小球下落过程中做匀加速直线运动，根据匀加速直线运动推论，中间时刻速度小于中间位移速度，中间时刻速度等于平均速度，所以用小球经过光电门的平均速度代替小球的瞬时速度偏小。
12. 用如图所示的装置探究加速度与质量的关系，把右端带有滑轮的长木板放在实验桌上，小车的左端连接穿过打点计时器的纸带，右端连接细线，细线绕过定滑轮挂有托盘和砝码，通过垫块调节木板左端高度平衡摩擦力。
（1）下列实验操作中正确的有______。
A. 先释放小车后接通电源B. 调整定滑轮使细线与长木板平行
C. 平衡摩擦力时必须移去纸带D. 平衡摩擦力时必须移去托盘和砝码
（2）改进后再次实验，选取纸带的一段进行测量，如图所示，测得长度如下。已知打点计时器打点周期为T，则小车的加速度的表达式是______；（用题中字母表示）
（3）实验中保持小车质量不变，改变砝码的质量，进行实验。根据数据作出图像a—F图像，由图像可得出的结论是______；（文字表述，全面准确）
（4）设小车质量为M，托盘和砝码质量为m，重力加速度g。为某小组在实验中作出图像，图像斜率的物理意义是______；若图像纵截距为b，则______。（结果用所给物理量表示）
【答案】（1）BD （2）
（3）在小车质量不变时，加速度与合外力成正比
（4） ①. M ②.
【解析】
【小问1详解】
A．为了避免纸带上出现大量的空白段落，实验时应先接通电源后释放小车，故A错误；
B．为了使细线的拉力等于小车所受外力的合力，实验中应需要调整定滑轮使细线与长木板平行，故B正确；
C．平衡摩擦力时需要通过打出的点迹分布是否均匀来判断实验是否达到要求，一次实验中需要纸带，故C错误；
D．平衡摩擦力是平衡小车所受重力沿斜面的分力，所以必须移去托盘和砝码，故D正确。
故选BD。
【小问2详解】
根据逐差法可知，车的加速度的表达式是
【小问3详解】
根据图像可知，点迹在误差允许的范围之内，点迹位于同一条直线上，且经过坐标原点，可知，根据数据作出图像a—F图像，由图像可得出的结论是在小车质量不变时，加速度与合外力成正比。
【小问4详解】
[1][2]将小车与托盘和砝码整体进行分析，根据牛顿第二定律有
平衡摩擦力后，整体的合力
变形有
可知，实验中作出图像，图像斜率的物理意义是指小车的质量M，图像纵截距
四、解答题
13. “高空抛物”一直被称为悬在城市头顶上的痛，尤其是人为的高空抛物，更给公共安全带来极大的危害性。最高人民法院发布《关于依法妥善审理高空抛物－坠物案件的意见》，对于故意高空抛物的，根据具体情形进行处罚。若有一质量为的花盆从高为的11层居民楼的花架上无初速坠下，砸中身高为的居民头顶，假设撞击后花盆碎片的速度均变为零，撞击时间，不计空气阻力，求：
（1）花盆刚砸中该居民头顶前的速度大小；
（2）花盆对该居民的平均撞击力有多大。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由题知，不计空气阻力，花盆做自由落体运动，则
代入得
（2）设平均撞击力为，以竖直向上为正方向，由动量定理知
代入得
14. 如图甲为冬奥会雪车项目的赛道。在某次雪车比赛训练中某运动员手推一辆雪车从O点由静止开始沿斜向下的直轨道OA加速奔跑，到达A点时该运动员跳入车内，且此时雪车速度。之后，雪车在蜿蜒的赛道上无动力滑行，途经B点，已知雪车质量，OA长度，OA倾角，AB高度差，忽略雪车与赛道间的摩擦及空气阻力。，，g取，求：
（1）从O到A过程中雪车的加速度；
（2）从O到A过程中运动员对雪车的推力（若推力沿斜面方向）；
（3）雪车到达B点时速度大小。
【答案】（1）10m/s2
（2）800N （3）40m/s
【解析】
【小问1详解】
根据匀变速直线运动位移与速度的关系可得
代入数据解得
【小问2详解】
从O到A过程根据牛顿第二定律可得
代入数据解得
【小问3详解】
设运动员质量为M，从A到B只有重力做功，则根据动能定理可得
代入数据解得
15. 如图所示，半径的粗糙圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的上端点和圆心的连线与水平方向的夹角，下端点为轨道的最低点。点右侧的光滑水平面上，紧挨C点静止放置一质量为的木板，木板上表面粗糙与点等高，木板左端放置一个质量为的物块。另一质量的物块从A点以某一速度水平抛出，恰好从轨道的端沿切线方向进入轨道，之后与发生弹性正碰（碰撞后拿走），最终未从木板右端滑下。已知的竖直高度，物块从点运动到点克服摩擦力做功，两物块均可视为质点，不计空气阻力，当地重力加速度取。求：
（1）物块抛出时的初速度大小；
（2）物块通过圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小；
（3）物块在木板上滑行的过程中产生的热量
【答案】（1）4m/s
（2）
（3）32J
【解析】
【小问1详解】
物块水平抛出后做平抛运动，从A点到点下落高度为
竖直方向上有
解得
解得在点，根据速度分解有
解得
【小问2详解】
物块从A运动到过程中，根据动能定理有
结合上述解得
物块到达点时，由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可知
【小问3详解】
物块运动到点时与发生弹性正碰，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
由最终未从木板右端滑下可知
根据能量守恒定律有
解得