2025届海南省天一大联考高三（上）学业水平诊断（一）物理试卷（解析版）

这是一份2025届海南省天一大联考高三（上）学业水平诊断（一）物理试卷（解析版），共16页。
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置．
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，将本试卷和答题卡一并交回．
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1．质量不同的两物体，同时开始做自由落体运动，在下落的任意时刻，两物体具有相同的（ ）．
A．动量 B．动能C．重力 D．速度
2．如图，在整车安全性碰撞试验中，汽车载着模拟乘员以速度v水平撞向刚性壁障，其速度变到0．质量为的模拟乘员受到的水平平均撞击力的冲量大小为，则v的值为（ ）．
A．B．C．D．
3．如图1，一小孩从滑梯的顶端由静止开始滑下至底端，其动能随下滑距离s的变化图像如图2，和为已知量，重力加速度大小为g．依据图中信息，可求出（ ）．
图1 图2
A．小孩的质量 B．小孩在下滑过程所受的合力大小
C．小孩在滑梯顶端时的重力势能D．小孩在滑梯底端时的动量大小
4．如图为冬季滑雪游乐场，一游客掉落的手机自倾斜直雪道的顶端A以的速度匀速滑下，后，游客自A点以的初速度、的加速度匀加速追赶，在底端B追上手机，则雪道长为（ ）．
A．B．C．D．
5．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，下列说法正确是（ ）．
A．从O到P，甲重力做功比乙多 B．从O到P，乙重力做功的平均功率比甲小
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
6．如图，竖直匀速上升的热气球总质量为，上升到某位置时，质量为m的物体从热气球脱落．若热气球在运动中所受浮力保持不变，不计空气阻力，重力加速度为g．物体脱落后，热气球（ ）．
A．仍匀速上升 B．变加速上升
C．匀减速上升，加速度大小为 D．匀加速上升，加速度大小为
7．如图，倾角的传送带以恒定速率顺时针转动，在其底端A处无初速轻放一小物体，物体经B运动到C，且在位置B速度达到．物体在和间受到的摩擦力之比，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物体与传送带间的动摩擦因数为（ ）．
A．0.4B．0.5C．0.8D．0.9
8．如图，水平轨道足够长，段部分粗糙且长度为，其余部分光滑．质量为、长度为的均匀木板以的初速度穿过部分，木板与粗糙部分的动摩擦因数为，重力加速度g取，木板穿过粗糙段后的速度大小为（ ）．
A．B．C．D．
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
9．某同学利用手机拍摄了一段羽毛球运动的视频，并经处理得到的运动轨迹如图所示，其中最高点b切线水平，c点的切线竖直．下列说法正确的是（ ）．
A．由a点运动到c点，羽毛球竖直方向上加速度大小不变
B．由a点运动到c点，羽毛球水平方向上做匀速直线运动
C．羽毛球在b点时处于失重状态
D．羽毛球在c点时速度方向竖直向下
10．神舟十八号载人飞船与天和核心舱对接过程的示意图如图所示，天和核心舱处于圆轨道Ⅲ．神舟十八号飞船处于圆轨道Ⅰ，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ由A运动到B处与天和核心舱对接，则神舟十八号飞船（ ）．
A．在轨道Ⅲ上运动时处于超重状态
B．在轨道Ⅱ上由A运动到B的过程机械能守恒
C．由轨道Ⅰ变换到轨道Ⅱ，需在A点减速
D．在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上分别经过B点时加速度相等
11．如图，半径为r的水平圆盘绕过盘心的竖直轴匀速转动，盘面上距转轴的位置有一可视为质点的小物体相对圆盘静止．某时刻圆盘突然停止转动，经时间t小物体滑至圆盘边缘恰好停下，则（ ）．
A．小物体运动的位移大小为B．小物体运动的位移大小为
C．圆盘转动的角速度为 D．圆盘转动的角速度为
12．如图，半球体放置在水平面上，细线一端固定在球心正上方的天花板上，另一端连接光滑、可视为质点的小球，小球静止在半球体上．半球体由于受热均匀缓慢膨胀时，球心始终在细线悬点正下方，则（ ）．
A．细线对小球的拉力大小不变 B．细线对小球的拉力增大
C．半球体对小球的支持力增大 D．半球体对小球的支持力减小
13．时刻，机器人由静止开始做直线运动，其和时间t之间的关系图像如图所示．已知之间的图像为直线，之后机器人做匀速直线运动，图中、为已知量，则（ ）．
A．在内，机器人的加速度大小为
B．在时刻机器人的速度大小为
C．图像中时刻对应的纵坐标为
D．图像中渐近线对应的纵坐标为
三、非选择题：本题共5小题，共56分．
14．（10分）
（1）学生小组用每枚质量的同种一元新硬币、刻度尺等，测量某轻弹簧的劲度系数k．实验过程如下：
①测量硬币的厚度d
将10枚硬币竖直叠放（如图1），刻度尺“0”刻线对齐最下端硬币下边缘，测出硬币的厚度．某次测量，最上面硬币上边缘对应刻度尺的示数如图2，每枚硬币的厚度__________mm．
图1 图2 图3
②测弹簧的劲度系数k
a．将轻弹簧下端固定在直径为D（略大于硬币直径）、高度可调的圆柱形容器底盘中心．调节容器的高度h，使弹簧上端与容器口齐平．
b.将若干硬币叠放在弹簧上端，硬币表面垂直弹簧，静止时，最上端硬币上边缘与容器口齐平，如图3所示．
若每取走一枚硬币，稳定后余下的正好升高补平，不考虑摩擦，弹簧始终在弹性限度内，则弹簧的劲度系数__________（重力加速度，结果保留2位有效数字）．
（2）某实验小组利用如图所示的装置研究“小车的加速度与所受合外力的关系”及测量物体的质量．
①下列实验操作中没有必要的是__________．
A.适当垫高长木板右端以补偿小车所受阻力
B.调节滑轮高度，使细线与长木板平行
C.小车的质量远大于钩码的质量
②实验时将打点计时器接到周期为T的交流电源上，经正确操作后获得一条纸带，打出的部分计数点如图1所示（每相邻两个计数点间还有4个点未画出）．测得C、E计数点到计数点A间的距离分别为、，则小车的加速度可表示为__________．
图1 图2
③改变钩码的个数，重复实验，得到多组小车加速度及力传感器读数值，画出的图像如图2中Ⅰ所示，图像的斜率为k．
④在小车上放上一小物体，重复步骤②和③，得到的图像如图2中Ⅱ所示，图像的斜率为，则该小物体的质量__________（用n、k表示）．
15.（10分）某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验操作步骤如下：
①用天平测出滑块和遮光条的总质量M、钩码和动滑轮的总质量m；
②调整气垫导轨水平，按图连接好实验装置，固定滑块；
③测量遮光条与光电门之间的距离L及遮光条的宽度d，将滑块由静止释放，光电门记录遮光条的遮光时间t；
④重复实验，进行实验数据处理．
根据上述实验操作过程，回答下列问题：
（1）为减小实验误差，遮光条的宽度d应适当窄一些，滑块释放点到光电门的距离应适当__________（填“远”或“近”）一些．
（2）根据实验步骤可知滑块通过光电门时，滑块的速度大小__________，钩码的速度大小__________，当地重力加速度为g，系统重力势能的减少量__________，系统动能的增加量__________（均用所测物理量符号表示）．
（3）若在误差允许范围内，则机械能守恒定律得到验证．
16．（10分）2024年9月4日，天问一号发布了全球分辨率最高的火星彩色图像，填补了国际上火星探测数据的空白．已知该探测器在火星表面附近做匀速圆周运动的周期为T，火星表面的重力加速度为g，引力常量为G．求：
（1）火星的半径r；
（2）火星的平均密度．
17．（12分）滑沙运动是小孩比较喜欢的一项运动，其运动过程可简化为如图所示的模型，倾角为的斜坡上有质量为的滑板，滑板与斜坡间的动摩擦因数为．质量也为可视为质点的小孩坐在滑板上端，与滑板同时由静止开始下滑，小孩与滑板之间的动摩擦因数为，斜坡足够长，重力加速度g取，不计空气阻力，取，．求：
（1）小孩坐上滑板上端时滑板的加速度大小；
（2）对滑板施加沿斜坡向下的恒力，为使小孩不相对滑板滑动，施加恒力的最大值为多少．
18．（14分）如图所示，一轨道由半径为的四分之一竖直圆弧轨道和长度可以调节的水平直轨道在B点平滑连接而成．质量为的小物块1从A点正上方高为处静止释放，经过A点沿切线进入圆弧轨道，到达圆弧最低点B时的速度大小为．小物块1与静止在B点质量为的小物块2发生碰撞，碰后两小物块黏在一起在轨道段运动，两小物块与段间的动摩擦因数均为．两小物块从C点水平飞离轨道，落到水平面上的P点，P、C两点间的高度差为．两小物块均可视为质点，不计空气阻力，碰撞时间极短，重力加速度g取．求：
（1）小物块1在圆弧轨道上运动过程中摩擦力做的功；
（2）小物块1、2碰撞过程损失的机械能；
（3）为使两小物块落点P与B点的水平距离最大，段的长度应调节为多大．
【参考答案】
1～8题每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．9～13小题每小题4分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的，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．答案 D
命题透析 本题考查自由落体运动知识，意在考查考生的分析能力．
思路点拨 两物体同时做白由落体运动，任意时刻速度相同，而动量、动能和重力均与质量有关，均不同，D正确．
2．答案 A
命题透析 本题以整车安全性碰撞试验为背景，考查动量定理，意在考查考生运用知识解决问题的能力．
思路点拨 以v的方向为正方向，由动量定理知，得，A正确．
3．答案 B
命题透析 本题以小孩滑滑梯为背景，考查动能定理，意在考查考生的分析能力．
思路点拨 依据动能定理，知，可求得小孩在下滑过程所受的合力，小孩质量、小孩在滑梯顶端的重力势能、小孩在底端时的动量大小无法求出，B正确．
4．答案 B
命题透析 本题以游客追赶手机为背景，考查追及与相遇问题，意在考查考生的分析与运用知识解决问题的能力．
思路点拨 设游客追上手机所用时间为t，由，解得，
雪道长，B正确．
5．答案 C
命题透析 本题以两石子的抛体运动为背景，考查功和功率等知识，意在考查考生的分析能力．
思路点拨 重力做功与路径无关，从O到P，，A错误；
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；
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．
6．答案 D
命题透析 本题以热气球的运动为背景，考查牛顿第二定律，意在考查考生的分析能力．
思路点拨 竖直匀速上升的热气球所受的合力为零，当质最为m的物体脱落后，
气球所受合力，加速度大小，热气球匀加速上升，D正确．
7．答案 D
命题透析 本题以物体在传送带上的运动为背景，考查摩擦力及物体平衡等知识，意在考查考生的分析能力．
思路点拨 在A点轻放物体后，物体在间受滑动摩擦力作用，，
在B点速度达到后，物体在间受静摩擦力作用做匀速运动，，
又，得，D正确．
8．答案 C
命题透析 本题考查变力做功与动能定理，考查考生的科学思维．
思路点拨 木板穿过段所受摩擦力随位移x变化如图所示，
图像与坐标轴围成的面积表示物体克服摩擦力做的功，
根据动能定理有，解得s，故选项C正确．
9．答案 CD
命题透析 本题考查牛顿第二定律、轨迹图像、失重，考查考生的物理观念．
思路点拨 由于空气阻力的影响，在竖直方向上，羽毛球上升过程的加速度大于下落过程的加速度，选项A错误；
水平方向上并非匀速直线运动，选项B错误；
由于在b点时羽毛球存在竖直向下的重力加速度，故羽毛球处于失重状态，选项C正确；
羽毛球在c点时向下运动，选项D正确．
10．答案 BD
命题透析 本题考查万有引力定律、飞船变轨，考查考生的物理观念．
思路点拨 神舟十八号飞船在轨道Ⅲ上运动时完全失重，选项A错误；
神舟十八号飞船在轨道Ⅱ上由A运动到B机械能守恒，选项B正确；
由轨道Ⅰ变换到轨道Ⅱ，需在A点加速，选项C错误；
在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上分别经过B点时，根据牛顿第二定律有，故加速度相等，选项D正确．
11．答案 AD
命题透析 本题以小物体随圆盘一起做匀速圆周运动为背景，考查圆周运动中的临界问题，意在考查考生的分析与知识应用能力．
思路点拨 设圆盘做匀速圆周运动的角速度为，小物体随圆盘一起转动的线速度，圆盘突然停止转动，小物体在圆盘上沿切线方向做匀减速运动，经过时间t，恰好在圆盘边缘停下，其位移大小，由，得，A、D正确．
12．答案 AC
命题透析 本题考查用相似三角形关系处理力的动态平衡问题，考查考生的科学思维．
思路点拨 设细线长度为L，悬点到半球体球心的距离为h，半球体半径为R，
以小球为研究对象，则有，解得，，
半球体受热均匀缓慢膨胀时，R增大，但h、L不变，故半球体对小球的支持力N增大，细线对小球的拉力T大小不变，选项A、C正确，选项B、D错误．
13．答案 AD
命题透析 本题以机器人做直线运动为背景，考查图像，意在考查考生识图、用图解决问题的能力．
思路点拨 由图像知在时间内，机器人运动时的图像为倾斜的直线，
由得，知其在这段时间内做匀加速运动，
图像的斜率，知内的加速度大小为，A正确；
在时刻，有，而得，B错误；
之后，得，可知时刻纵坐标为，渐近线纵坐标为，C错误，D正确．
14．答案（1）①1.90（，2分）②31（2分）
（2）①C（2分）②（2分） ④（2分）
命题透析 本题以测量弹簧劲度系数k的实验，以及研究“小车的加速度与所受合外力的关系”实验为背景，考查考生的实验能力．
思路点拨 （1）①由刻度尺的读数规则得10枚新一元硬币的总厚度为（均可），
则每枚硬币的厚度（均可）．
②弹簧的劲度系数，代入数据得．
（2）①本实验使用了力传感器，能直接显示作用在小车上力的大小，不需要满足小车的质量远大于钩码的质量，C符合题意．
②相邻两计数点间的时间间隔，
根据逐差法可得小车加速度的表达式．
④在图2的图像中，图像Ⅰ中小车、力传感器的总质量，图像Ⅱ中小车、力传感器、所加物体的总质量，则该物体的质量．
15．答案 （1）远（2分）
（2）（2分）（2分）（2分）（2分）
命题透析 本题通过验证机械能守恒定律，考查考生的实验探究能力．
思路点拨 （1）滑块前进的距离L适当大些有利于减小读数误差．
（2）滑块通过光电门的速度，
因为钩码通过动滑轮与滑块连接，钩码速度为滑块速度的，因此，
当滑块前进L距离时，钩码下降，
因此系统重力势能减少，
系统动能增加量为．
16．命题透析 本题以天问一号探测器绕火星表面做匀速圆周运动为背景，考查万有引力定律的应用，意在考查考生运用知识解决实际问题的能力．
思路点拨 （1）设探测器的质量为m，绕火星表面做匀速圆周运动，
有，（2分）
得．（2分）
（2）设火星的质量为M，探测器绕半径为r的火星表面做匀速圆周运动
有，（2分）
火星的体积，（2分）
火星的平均密度，（1分）
解得．（1分）
17．命题透析 本题考查牛顿第二定律的综合应用，考查考生的科学思维．
思路点拨 （1）若小孩与滑板以相同的加速度开始运动，对于小孩和滑板整体有
，（1分）
对于小孩则有，（1分）
解得，（1分）
故小孩相对长木板下滑，对于长木板有，（2分）
解得滑板的加速度为．（1分）
（2）小孩相对长木板有上滑趋势时加速度最大，此时施加恒力最大，对于小孩有
，（2分)
以小孩和滑板整体为研究对象，则有，（2分)
解得．（2分)
18．命题透析 本题考查动能定理、动量守恒定律、平抛运动，考查考生的科学思维．
思路点拨 （1)小物块1静止释放到B点的过程，
根据动能定理有，（2分)
解得．（1分)
（2)小物块1、2非弹性碰撞，根据动量守恒定律有，（2分)
碰撞过程损失的机械能为，
联立解得．（1分)
（3）小物块1、2整体由B点运动到C点，
根据动能定理有，（2分）
小物块由C点平抛至P点，水平方向有，（1分）
竖直方向有，（1分）
联立解得，（1分）
由数学知识可知时，P至B的水平距离最大，（1分）
解得．（1分）