2025届山西省高三（上）学情调研测试（一模）（A）物理试卷（解析版）

这是一份2025届山西省高三（上）学情调研测试（一模）（A）物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了9 m/sB．1等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
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7小题，每小题4分，共28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.如图所示，在一机械平台上放一物体，该平台在竖直方向上做简谐运动。下列选项中哪种情况可能使物体开始脱离台面
A．平台向下运动通过平衡位置处时B．平台向上运动通过平衡位置下方时
C．平台向下运动通过平衡位置下方时D．平台向上运动通过平衡位置上方时
2.如图所示，一可视为质点的小物块放在边长为1m 的正方形水平桌面的正中央，现物块以大小为v₀的初速度沿水平面内某一方向向桌子边沿滑去，物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.1，重力加速度g取10m/s2，。物块恰好停在桌子边沿，则v0值可能为
A．0.9 m/sB．1.1m /sC．1.3m/sD．1.5m /s
3.大同市永泰门的音乐喷泉，为南城墙的城门广场增加了吸引力和活力。已知喷泉竖直喷射时，能喷射的最大高度为31.25 m。若喷头方向与水平方向夹角为45°，，不计喷头高度和空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则喷出的水落地时到喷头的距离为
A．25mB．62.5mC．125mD．150m
4.如图所示，在x轴上有A、B、C、D四个点，其间距已在图中标注。现有一周期为T、波长为0.5m、沿x轴正方向传播的横波，当t=0时波恰好传到 B点，则t=2T时，CD段的波形图为
5.如图所示，物块A通过一根不可伸长且承受张力足够大的轻绳绕过光滑的轻滑轮与物块B连接，A置于物体C上方，B与C的右侧接触。已知C上表面粗糙，右侧光滑，当C竖直向上以加速度a0匀加速运动时，B恰好相对C不下滑。当C的加速度由a=a0逐渐缓慢变大时
A． A、B 相对C仍保持静止
B． A对C的压力保持不变
C． A对C的摩擦力保持不变
D．轻绳对B拉力保持不变
6.现有一质点始终在xOy平面内运动，从t=0时刻起，它在x、y方向的位置与时间关系如图所示，图中x=4csωt，y=3csωt，sin53°=0.8.下列说法正确的是
A． t=0时刻质点的位置坐标为（4，5）
B．该质点在xOy平面内的轨迹为一条曲线
C．该质点在1s~3s内的速度与x轴负方向的夹角为37°
D．该质点在t=2s时的加速度一定不为零
7.如图所示，竖直面内处于同一高度的光滑轻质滑轮M、N相距2L。轻绳穿过带有光滑小孔的小球P，轻绳的两端绕过滑轮分别与轻弹簧a、b相连，弹簧a、b下端分别与置于水平地面的物体A、B相连，物体A质量为m，物体B质量为2m。初始时刻用手将P球托住静止在M、N连线的中点处，此时轻绳伸直且张力为零。放手后，P球下落到最低点时，A物体与地面恰好无作用力。弹簧a、b完全相同，弹簧的弹性势能表达式为，x为弹簧形变量，劲度系数，重力加速度为g。在此过程中
A． P球下落到最低点时，物体B对地面的压力为零
B． P球下落到最低点时，弹簧a的弹性势能大小为
C． P球下落的最大高度为
D． P 球的质量为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.韦伯望远镜发现一颗代号为 K2-18B的类地行星，已知它的公转周期和地球相同，公转轨道半径为地球和太阳间距的0.2倍。K2-18B 和地球均围绕各自中心天体做匀速圆周运动，则K2-18B 和地球的
A．中心天体质量之比为1：25B．中心天体质量之比为1：125
C．线速度大小之比为1：5D．线速度大小之比为5：1
9.如图所示为某型号汽车在进行碰撞安全测试，一辆质量为2000 kg的测试车以72 km/h的速度在测试场地匀速直行，与前方一质量为1000 kg静止的道具车发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后测试车以10 m/s的速度匀速前进，道具车在运动过程中受到的阻力大小为2000 N。下列说法正确的是
A．碰撞过程是弹性碰撞 B．碰撞过程两车损失的机械能为2×105J
C．碰后道具车前进 100m刚好停下 D．道具车刚停下即与测试车发生第二次碰撞
10.如图所示，带有光滑小孔的小球A套在半圆轨道上，用绕过光滑定滑轮ρ的足够长轻绳与小球B相连，小球A、B的质量均为m。给A施加一水平向右的拉力F，使小球A静止在圆轨道最低点a。已知定滑轮p与b、、c在同一水平线上，点为圆心，b=3L，p=4L，重力加速度为g，ssin37°=0.6，不计滑轮的质量、大小及空气阻力，则
A．水平拉力 F的大小为
B．撤去拉力 F后，A球运动过程中速度一直变大
C．撤去拉力 F后，A球不能运动到b点
D．撤去拉力F后，A球在轨道上运动过程中机械能最大时的速度大小
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（6分）某学校的实验小组用如图1所示的装置验证物体的加速度与质量的关系。
（1）当物体所受的合外力一定时，加速度与物体质量成 （填“正比”或“反比”），本实验采用了控制变量法。
（2）图2是打出的一条纸带，计数点A、B、C、D、E间都有4个点没有标出，电源的频率为50 Hz，则小车的加速度大小为 m/s2。
（3）若实验小组在做实验时，保持小车质量M不变，改变槽码的质量m，由实验数据得到如图3所示的a-m图像，图像不过原点的原因是 。
A．补偿摩擦力时轨道倾角过大
B．补偿摩擦力时轨道倾角过小
C．不满足M>>m
12.（10分）某班物理实验小组利用如图所示实验装置验证物块A、B组成系统的机械能守恒，D为固定在铁架台上的光电门，A、B用轻绳跨过定滑轮连接，滑轮质量和摩擦可忽略不计，物块B上固定了细遮光条，当地重力加速度为g。
（1）在铁架台上标记一位置C，并测得该位置与光电门D之间的距离为h。细遮光条对齐位置C，让B从位置C由静止开始下落，则在物块B加速下落到D处的过程中，B的机械能 （填“增大”或“减小”）。
（2）测得遮光条的宽度为d，其通过光电门的遮光时间为Δt，则B下落到D处的速度大小v= 。
（3）测得A、B（含遮光条）的质量分别为m1、m2，则系统重力势能的减小量△Ep= ，系统动能的增加量△Ek= 。。（用m1、m2、g、h、v中的部分字母表示）
（4）多次改变C位置，测出多组h、v，以为纵轴，以h为横轴，作出-h图像，测得该图像的斜率为k。若A、B质量之比= （用g、k表示），则可得△Ep=△Ek，即系统机械能守恒。
13.（10分）“边路传中，中路抢点打门”是足球比赛中常见的进攻战术，而这种战术需要球员间有良好的配合。在某次训练中，运动员甲正在沿着边线从A点向B 点以5m /s的速度匀速带球，带至B点后立即将球以20m/s的速度平行底线向 C 点踢出（忽略运动员踢球的时间），之后足球以2m/s²的加速度开始做匀减速运动。运动员乙则一直在D 点观察着甲的运动情况，合适的时机出现后，乙开始向C点先以5m/s²的加速度从静止开始匀加速运动，当达到10m/s后开始做匀速直线运动，最终和足球同时到达C点，乙在C点完成射门。已知：AB=40m，BC=36m，CD=20m。求：
（1）运动员乙从D到 C的运动时间；
（2）运动员乙需要在甲运动员运动到距离A 点多远时出发。
14.（12分）如图是由某种高硬度的金属丝制作的解压玩具的主要组成部分，其中AB 是半径为0.2m的光滑半圆，BC是与水平面成37°角的粗糙斜线，AB 与 BC平滑相接，且C 点刚好与圆心O等高。C点固定着弹簧的一端（不计弹簧长度），弹簧被压缩并处于锁定状态，锁定装置受到轻微碰撞后会解除锁定。游戏时，把一个质量为0.2kg的小圆环轻放在A端，圆环受到轻微扰动开始沿AEB 滑下，并滑上BC 撞击弹簧，再被弹簧弹回。重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6。
（1）若小圆环刚好能解除弹簧的锁定，斜线 BC与圆环间的动摩擦因数是多少；
（2）若在（1）的条件下，圆环被弹簧弹回后，刚好能回到A点，弹簧被锁定时的弹性势能是多少；
（3）若在（2）的条件下，圆环运动到E点时对半圆AB恰好无压力，且EO 与竖直方向AB的夹角是α，求α的余弦值。
15.（16分）如图所示，在光滑水平面上有一双层凹槽A，上层槽面光滑，下层槽面粗糙，槽壁间距离均为L=2m，，分别在上下槽的中点放置可视为质点的物块B、C．现给B 物块v₀=1m/s的初速度使其向右运动。已知A、B、C的质量均为1kg，C与下槽间的动摩擦因数μ=0.025，物块与槽壁碰撞均没有能量损失且不计碰撞时间，B与槽壁碰撞时，A、C均已达到共速，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）物块B 与槽壁第一次碰后瞬间，A、B的速度各是多大；
（2）物块B与槽壁第一次碰撞后至第二次碰撞前，物块C相对下槽面滑动的距离；
（3）经过足够长的时间后，物块C与左侧槽壁间的距离。
【参考答案】
选择题：共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项符合题目要求，每小题4分，共28分。第8~10题有多个选项符合题目要求，每小题6分，共18分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1.答案 D
命题透析 本题考查简谐运动基本规律，考查考生的物理观念。
思路点拨 设物体的质量为m，重力为G，机械平台对其施加的支持力为N，依据简谐运动的基本规律，平台在平衡位置处时，加速度a为0，对于物体，得N=G，则其与平台不会脱离，故A项错误；同理，当平台经过平衡位置下方时，其加速度a向上，对于物体，得N-G= ma，即N>G，其与平台也不会分离，故B、C项均错误；只有当平台运动至平衡位置上方时，其加速度a向下，对于物体，得G-N= ma，即N项正确。
2.答案 B
命题透析 本题考查匀变速直线运动规律，考查考生的科学思维。
思路点拨 由于物块与桌面间动摩擦因数恒定，故其在桌面上做匀减速直线运动，又因保证其恰好停在桌子边沿，据位移公式，其中a=1m/s2，得，依据图中的几何关系得，综合以上关系，可推得1m/s≤v0≤1.19m/s，，故选项B正确。
3.答案 B
命题透析 本题考查利用抛体运动规律解决现实问题，考查考生的科学思维。
思路点拨 喷泉竖直喷射的最大高度为31.25 m，由v2=2gh，得v=25 m/s，设喷头与水平方向夹角为θ，则射程，，联立得，当夹角为45°，x为62.5m，B正确。
4.答案 D
命题透析 本题考查简谐横波的传播规律，考查考生的科学思维。
思路点拨 该波的波长为0.5m，故波速可表示为，t=2T时，该波传播的距离为s = vt =1m ，由于BD距离为0.75m，故在t=2T时，该波刚好传播至D点前方0.25m处，故CD段的波形图与选项D一致。
5.答案 A
命题透析 本题考查牛顿第二定律的连接体问题，考查考生的科学思维。
思路点拨 当C以加速度a₀向上匀加速时，A、B均相对于C恰好保持相对静止，则由受力图可得水平方向：竖直方向：解得。当加速度由 a₀逐渐变大时，加速度越大，轻绳对 B拉力逐渐变大，D错误；C对A的支持力逐渐变大，由牛顿第三定律，A对C的压力逐渐变大，B错误；A对C的摩擦力逐渐变大，C错误；整理表达式发现A、B质量消元，则A、B相对C一直静止，A正确。
6.答案 C
命题透析 本题考查位移的合成、加速度、平均速度，考查考生的科学思维。
思路点拨 t=0时刻的坐标为（4，3），A项错误；由于x、y方向的位移与时间均为余弦函数关系，x=4csωt，y=3cs ωt，联立以上两式，可得该质点的轨迹方程，并结合图像特征，即判定质点在xOy平面内做往复直线运动，故B项错误；据位移与时间图像中斜率大小（速度大小）的变化情况，可知在t=2s时x、y方向的速度均达到最大，即加速度一定为零，D项错误；由于x、y两轴所取标度相同，并结合B选项的分析，质点的轨迹方程，即得轨迹与x轴所夹锐角为37°，1s~3s内速度方向为负，故综合分析C项正确。
7.答案 B
命题透析 本题考查机械能守恒定律、连接体，考查考生的科学思维。
思路点拨 由于同一根绳子，所以各物体沿绳方向速度大小相同，沿绳作用力大小相同。初始时刻，轻绳张力为0，当P球下落到最低点时，A物体与地面恰好无作用力，A物体重力等于弹簧a对它的拉力，由F弹=kx，得到弹簧的伸长量为，此时弹簧a的弹性势能大小为，故B正确；此时弹簧对B拉力大小等于 mg，B对地面作用力为 mg，A错误；此时左右两端绳子各缩短，则PM长度变为，则P球下落的最大高度为，由机械能守恒：，所以，C、D 错误。
8.答案 BC
命题透析 本题考查万有引力定律、圆周运动，考查考生的科学思维。
思路点拨 K2-18B公转周期和地球相同，公转轨道半径为地球和太阳间距的0.2倍，由，得中心天体质量之比为1：125，B正确；K2-18B公转周期和地球相同，公转轨道半径为地球和太阳间距的0.2倍，可得两者线速度之比为1：5，C正确。
9.答案 CD
命题透析 本题考查动量定理、动量守恒定律、功能关系等知识，考查考生的科学思维。
思路点拨 测试车辆的速度由20m/s变为10m/s，设测试车的质量为 M，碰撞前、后的速度分别为v0、v，设道具车的质量为m，其碰后的速度为v1，由于碰撞过程满足动量守恒。Mv0=Mv+mv1，则得v1=20m/s，两车因碰撞损失的机械能，A、B项错误；设道具车在运动中受到的阻力为f，加速度为a，减速的位移为x，据牛顿第二定律f= ma和运动学公式，可得x=100m，C项正确；在碰撞之后，由于测试车仍然匀速运动，则其经过10s恰好又运动了100m，与道具车发生了第二次碰撞，故D项正确。
10.答案 AD
命题透析 本题考查力学综合，考查考生的科学思维。
思路点拨 A球静止时，设轻绳中拉力为T1，对A球，有T1cs37°=F，对B球，有T1=mg，解得，A正确；撤去拉力F后，A球沿着圆轨道向左运动到某位置时，小球沿轨道切线方向合外力为零时，速度最大，A球运动过程中速度先变大后变小，B错误；撤去拉力F后，A球沿着圆轨道向左运动，当转至水平时A球有最大机械能（此时B球速度为零），对A、B系统，有，其中hA=a=3L，h B=ap-bp=4L，解得，D 正确，C错误。
11.答案 （1）反比（2分）
（2）1.26（±0.02，2分）
（3）A（2分）
命题透析 本题考查探究物体的加速度与质量的关系，考查考生的科学探究素养。
思路点拨 （1）根据牛顿第二定律，当F一定时，a与m成反比。
（2）根据逐差法求加速度得xAE-xAC-xAC=a（2t）2，t=5T=0.1s，代入数据得加速度a=1.26m/s2。
（3）当m=0时加速度大于0，说明补偿摩擦力过度。
12.答案 （1）减小（2分）
（2），（2分）
（3）（m2-m1）gh（2分）（2分）
（4）（2分）
命题透析 本题考查验证机械能守恒定律，考查考生的科学探究素养。
思路点拨 （1）拉力对B做负功，所以B 的机械能减小。
（2）B下落到D处的速度等于遮光条遮光时间内的平均速度，为。
（3）B重力势能的减小量为m2gh，A重力势能的增加量为m1gh，所以系统重力势能的减小量为（m2-m1）gh；A、B速率相等，都为v，所以系统动能的增加量为。
（4）由，即，得，可知图像斜率，所以
13.命题透析 本题考查运动学规律，考查考生的科学思维。
思路点拨 （1）乙从D跑至 C 过程中
加速段时间：… （1分）
匀速段时间：… （2分）
故乙从D到C运动时间为3s … （1分）
（2）甲带球至B点时间：… （1分）
球从B运动到C的时间… （1分）
解得t4=2s… （1分）
则乙启动比甲晚的时间为t=t3+t4-（t1+t2）=7s… （1分）
乙启动时，甲距离A点：x=v甲t=35m。 … （2分）
14.命题透析 本题考查圆周运动、功能关系，考查考生的科学思维。
思路点拨 （1）对于小圆环从A到C的整个过程：
… （2分）
… （2分）
（2）对于小圆环从C到A的整个过程，设弹簧的弹性势能为 Ep
则有… （2分）
化简得Ep=2mgR=0.8J…… （2分）
（3）设小圆环滑到 E 点时速度为v
则有… （1分）
在 E点小球重力沿半径方向的分力提供向心力
… （2分）
解出… （1分）
15.命题透析 本题考查动量守恒、能量守恒、运动学综合，考查考生的科学思维。
思路点拨 （1）设B 与槽壁第一次碰撞后速度vB₁，A 的速度为vA₁
由动量守恒定律和机械能守恒定律得：
… （1分）
… （1分）
解得：vB1=0，vA1=v0=1m/s… （1分）
（2）之后，B静止，A做匀减速直线运动，C做匀加速直线运动，由牛顿第二定律：
若A、C共速，则需用时间ts1和共速速度vs1：
… … （1分）
… （1分）
A、C的位移和相对位移：
⋯ （1分）
故B与槽壁第二次碰撞前，C不与A左侧槽壁相碰，△x₁即C在下槽面上滑动的距离。
说明：也可对A、C列动量守恒，结合功能关系，得出结果。
（3）第二次碰撞，A以vs1=0.5m/s的速度与静止的B碰，类比第一次碰撞计算可得：
第二次碰后：
vB2=0.5m/s，vA2=0… （1分）
此后，C做匀减速直线运动，A做匀加速直线运动，二者第二次共速。
设共速需用时间ts2和共速速度vs2，A、C的位移xA2、xC2和相对位移Δx2为：
ts2=1s… （1分）
v s2=0.25m/s… （1分）
xA2=0.125m
xC2=0.375m
… … （1分）
第三次碰撞：B以vB2=0.5m/s的速度与速度vs2=0.25m/s的A碰，由于A、B质量相等，二者速度交换：vB3=0.25 m/s
vA3=0.5m/s⋯ （1分）
此后，A做匀减速直线运动，C做匀加速直线运动，二者第三次共速。
再次计算相对位移：⋯ （1分）
发现：
由此可归纳：… （1分）
C相对于A 的总位移为：
… （2分）
当n→∞时，△x总=0.8m，则物块C与左侧槽壁间的距离为0.2m ⋯ （1分）