甘肃省2024-2025学年高三（上）11月期中物理试卷（解析版）

这是一份甘肃省2024-2025学年高三（上）11月期中物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：必修第一册，必修第二册。
一、选择题：本题共10小题，共43分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题，只有一项是符合题目要求的，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
1．一辆汽车在变道超车时的轨迹如图所示，从A点经过P点后到达B点，假设超车过程中汽车速率不变，下列说法正确的是（ ）
A．汽车在沿着车道方向分速度不变
B．汽车在垂直于车道方向分速度先减小后增大
C．汽车在行驶到P点时受到的合力方向不可能沿着图中的方向
D．汽车在行驶到P点时受到的合力方向可能沿着图中的方向
2．如图所示，嫦娥六号经过圆形轨道Ⅲ，在Q处完成变轨后进入椭圆轨道Ⅱ，在P处再次变轨后进入近月圆形轨道Ⅰ，之后于2024年6月成功着陆于月球背面．忽略地球对嫦娥六号的影响以及嫦娥六号的质量变化，下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥六号在地球上的发射速度应大于地球的第二宇宙速度
B．嫦娥六号在轨道Ⅰ运行的加速度大小小于在轨道Ⅲ运行的加速度大小
C．嫦娥六号在轨道Ⅱ上由Q运动到P的过程中，机械能减少
D．嫦娥六号在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期
3．一辆汽车正在笔直的公路上行驶，突然发现前方100m处有事故发生，于是立即刹车做匀减速直线运动，从此时开始计时，1s后汽车距离事故发生处还有78m，又经过0.5s，汽车距离事故发生处还有68.5m．再经历5.5s，汽车距离事故发生处还有（ ）
A．32mB．30mC．28mD．26m
4．如图所示为游乐项目中的一段滑索，滑索由固定的倾斜钢索、可以沿钢索运动的无动力滑车及滑车下的悬绳组成．悬绳质量不计，游客坐上滑索后，由静止开始下滑，稳定后悬绳与竖直方向之间的夹角为，假设钢索与水平方向之间的夹角为保持不变，则钢索与滑车之间的动摩擦因数为（ ）
A．B．
C．D．
5．如图所示，一个磁铁吸附在竖直的门板上保持静止，假设磁铁的质量为m，距离门轴为r，与门板之间的磁力和动摩擦因数分别为和，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．现匀速转动门板，为使磁铁不滑动，则门板转动的最大角速度为（ ）
A． B．
C．D．
6．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
7．质量分别为、的两个物块A、B穿在倾斜直杆上，杆与水平面之间夹角，物块A与斜杆之间无摩擦，物块B与斜杆之间的动摩擦因数为（未知）．A、B之间用一根穿过轻质动滑轮的细线相连，滑轮下方悬挂物块C，现用手按住物块B不动，调节A的位置，A、C静止时松开B，B也能静止，如图所示，此时AC之间的绳子与竖直方向的夹角刚好为．已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．物块C的质量大小等于
B．物块B受到的摩擦力大小为
C．用外力使A沿杆向上缓慢移动一小段距离，B始终保持静止，则B受到的摩擦力不变
D．用外力使A沿杆向上缓慢移动一小段距离，B始终保持静止，则B受到的摩擦力变小
8．图甲为某型号的大型起重机，该起重机将质量为m的重物由静止开始沿竖直方向吊起，重物运动的图像如图乙所示．已知时起重机达到额定功率，重物质量为，不计空气阻力，重力加速度为．下列说法正确的是（ ）
A．重物上升的总高度为40m
B．起重机的额定功率为
C．时起重机的瞬时功率为
D．0~20s内起重机对重物做功为
9．在现代战争中，常需要对敌方发射的导弹进行拦截，可将该过程理想化为如图所示的模型．P处的拦截系统在时刻发现一颗导弹A以初速度从离地面高的正上方处竖直下落，拦截系统1.0s后竖直向上发射拦截弹B，为安全起见，拦截高度不低于95m，导弹和拦截弹在运动过程中均只受重力的作用，已知重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．拦截弹B发射时导弹A的速度为610m/s
B．拦截弹B发射时导弹A离地面高度为605m
C．拦截弹B发射速度大小不小于100m/s
D．拦截弹B发射速度大小不小于200m/s
10．救援车营救被困在深坑中探险车的情景可简化为如图甲所示的模型．斜坡倾角为，其动摩擦因数为．在救援车作用下，探险车从坑底A点由静止匀加速至B点时达到最大速度，接着匀速运动至C点，最后从C点匀减速运动到达最高点D，恰好停下，选深坑底部为参考平面，救援过程中探险车的机械能E随高度h变化的图线如图乙所示，已知重力加速度，，，下列说法正确的是（ ）
A．探险车质量为1500kgB．探险车在坡面上的最大速度为4m/s
C．探险车在BC段运动的时间为18sD．救援过程中救援车对探险车做功为
二、非选择题：本题共5小题，共57分．
11．（7分）某同学在做“探究加速度与力的关系”的实验时，发现缺少打点计时器，他想到手机中的软件可以测量加速度，于是他设计了如图甲所示的实验来进行探究．实验步骤如下：
A．将智能手机固定在小车上；
B．用细线连接小车，细线的另一端跨过定滑轮连接砝码盘，调节定滑轮位置，使细线与斜面平行，盘内放上砝码，由静止释放小车，用手机测量小车的加速度；
C．改变砝码的质量m，且始终保持砝码和砝码盘的总质量远小于小车和手机的总质量，重复上述步骤，得到相应的加速度a；
D．作出加速度a与砝码质量m的图像，如图乙所示．
回答以下问题：
（1）该实验步骤AB之间遗漏的平衡摩擦力的操作是______；
（2）已知重力加速度为g，根据图乙的坐标点，可知砝码盘的质量为______；小车和手机的总质量为______（均用题中字母g、p、q表示）．
12．（9分）某同学利用图甲所示的气垫导轨实验装置探究轻弹簧弹力做功与物体动能变化的关系，主要实验步骤如下：
A．将桌面上的气垫导轨调至水平；
B．测出遮光条的宽度d；
C．称出滑块（含遮光条）的质量m；
D．将滑块左移压缩弹簧，测出弹簧的压缩量x；
E．由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t；
F．多次改变释放点的位置，重复D、E步骤，测出多组x、t数据．
已知弹簧始终在弹性限度内，且满足胡克定律，回答以下问题
（1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，遮光条的宽度为______cm；
（2）某次实验中，测出光电门的挡光时间为0.025s，则滑块经过光电门的速度大小为______m/s（保留2位有效数字）；
（3）通过改变滑块的释放位置，测出多组x、t数据，绘制出如图丙所示的图像，图中直线的斜率为a，若弹簧的劲度系数______（用m、a、d表示），可认为弹簧弹力做功等于物体动能的增量．
（4）另一同学在用上述装置做实验时，分析数据，做出了丁图所示的图线，图线不过原点的原因可能是______．
A．气垫导轨没有调水平
B．滑块和导轨有摩擦
C．光电门安放位置不合适，致使遮光条开始挡光时弹簧还没有恢复原长
13．（10分）风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置，其风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积．如图所示，某风力发电机叶片长，某段时间内发电机所在地区的风速是，风向恰好跟叶片转动形成的圆面（叶片圆面）垂直，风吹过该圆面后风速变为，已知空气的密度为，该风力发电机发电效率为，重力加速度，最终结果用表示．求
（1）单位时间内通过发电机叶片圆面的气流的体积；
（2）此风力发电机功率为多少．
14．（13分）2024年4月，搭载3名航天员的神舟十八号飞船发射后，成功和空间站对接．已知地球半径为，地球表面重力加速度为，空间站在离地面高度为的轨道上做匀速圆周运动，取，，，，计算结果均保留2位有效数字，求：
（1）空间站的运动周期为多少小时；
（2）若太阳光视为平行光，求空间站中的航天员在24h内经历“白天”的总时间为多少小时．
15．（18分）如图所示，水平轨道与竖直半圆轨道底部平滑连接于B点．在水平轨道的A点放置一个的小滑块，AB间距为，竖直半圆轨道的半径．在的水平力作用下小滑块从A点由静止开始运动，当小滑块到达B点时改变力F的大小和方向，使小滑块在竖直半圆轨道内做匀速圆周运动，力F始终与小滑块运动方向相同，到达C点后，撤去外力F，小滑块水平抛出．已知小滑块与水平轨道之间的动摩擦因数为，小滑块与竖直半圆轨道之间的动摩擦因数为，重力加速度为，取．求：
（1）小滑块经过B点时对半圆轨道的压力大小；
（2）小滑块由C点水平抛出落回水平轨道的位置与A点的距离（答案可保留根号）；
（3）小滑块由A运动至C的过程中外力F对小滑块做的功．
【参考答案】
1．C 如图所示，汽车从点到点的过程中，速度与轴方向的夹角逐渐增大，从点到点的过程中，速度与轴方向的夹角逐渐减小，分解速度，，，先增大后减小，先减小后增大，故A、B错误；由于汽车行驶过程中速率不变，所以受到的合力方向与速度方向垂直，故C正确，D错误．
2．D 因月球为地球的卫星，嫦娥六号在地球上的发射速度应小于第二宇宙速度，故A错误；设月球的质量为，嫦娥六号的质量为，根据万有引力充当向心力可得，即嫦娥六号在轨道Ⅰ运行的加速度大小大于在轨道Ⅲ运行的加速度大小，故B错误；嫦娥六号在轨道Ⅱ上由运动到的过程中，仅有万有引力做功，机械能守恒，故C错误；根据开普勒第三定律可知，嫦娥六号在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期，故D正确．
3．C 由题意可知，汽车刹车后1s内，，刹车后1.5s内，，联立两式可得：，．汽车停止所用时间，所以总位移，此时离事故地点还有28m，故C正确．
4．A 由题得，，设滑车的质量为，游客（视为质点）质量为，重力加速度为，对游客受力分析，，对整体受力分析，解得，故A正确．
5．B 由于磁铁做匀速圆周运动，磁铁在竖直平面内受力分析如图所示，合力提供向心力并垂直指向门轴，当磁铁刚要滑动时，，，联立可得门板转动的最大角速度为，故B正确．
6．D 鱼钩做平抛运动有、，解得，竿到达竖直位置前瞬间的角速度为，故D正确．
7．D 受力分析以及夹角关系如图甲所示，可得。对于物块，沿杆方向合力为0，有，即，对物块有，所以有，故A错误；对、、整体受力分析可得，，故B错误；当物块沿杆向上移动一小段距离后两段绳与竖直方向的夹角将减小，证明如下：如图乙所示，设滑轮处为点，过、、做三条竖直线，并延长交处竖直线于点，由几何关系易得图中几处夹角（角）相等，且，又因为，所以，其中为绳子总长，当沿杆向上移动时，减小，所以减小．又因为，所以绳上拉力减小，由于沿杆方向合力为零，有，由于减小，减小，所以减小，故C错误，D正确．
8．BD 重物上升的总高度为图像的面积大小为30m，故A错误；由牛顿运动定律，起重器的额定功率为，故B正确；时由牛顿运动定律，起重器的瞬时功率为，故C错误；根据动能定理，起重机对重物做功等于重物机械能的变化量可得，故D正确．
9．AC 取竖直向下为正方向，拦截弹发射时导弹的速度为，故A正确；拦截弹发射时导弹离地面高度为，故B错误；临界情况为拦截弹上抛至95m处与导弹相撞，此时对拦截弹，对导弹，解得，故C正确，D错误．
10．ABD 探险车达到最高点时速度恰好为0，增加的机械能等于增加的重力势能，则有，解得，故A正确；点的速度即为全过程的最大速度，由题意可知，代入数据可得，故B正确；段匀速运动时间为，有，解得，故C错误；整个过程由能量守恒得，救援车对探险车做的功等于探险车增加的机械能和摩擦产生的内能，故可知，解得，D正确．
11．（1）打开手机测加速度软件，调节斜面倾角，然后轻推小车，直到加速度为零（2分）
（2）（2分） （3分）
解析：（1）该实验探究加速度与力的关系中需要平衡摩擦力，故需要打开手机加速度软件，调节斜面倾角，然后轻推小车，直到加速度为零。
（2）对小车和手机有，当时，；当时，．
12．（1）0.575（2分） （2）0.23（2分） （3）（2分） （4）C（3分）
解析：（1）遮光条的宽度
（2）滑块通过光电门时的速度为，代入数据得
（3）这一过程中，弹簧弹力做功等于滑块动能的增加量，有，可得，依题意知，则有
（4）若气垫导轨不水平或滑块受摩擦力，有或，这两种情况下图线都是曲线，A、B错误；若遮光条开始挡光时弹簧还没有恢复原长，则有，可得，C正确．
13．解：（1）秒内冲击风车车叶的气体体积为
（2分）
单位时间内冲击发电机圆面的体积为
（2分）
（2）秒内通过圆面气流的质量
（1分）
秒内风的动能减小量
（2分）
转化成的电能为
（1分）
则此风力发电机发电的功率为
（1分）
代入数据得
（1分）
14．解：（1）设空间站的质量为、地球质量为，根据牛顿运动定律：
（2分）
设地球表面一物体
（2分）
可得（2分）
（2）如图所示，根据几何关系有（2分）
空间站转动一周过程中，航天员经过的白天时间长为
（2分）
24h内“白天”的总时间为
（3分）
15．解：（1）小滑块由运动至过程中，根据动能定理得
（1分）
小滑块在处，由牛顿定律得
（1分）
由牛顿第三定律得
（2分）
（2）小滑块由点水平抛出
、（2分）
小滑块落回水平轨道的位置与点的距离为
（2分）
（3）设在运动过程中对称的、两点，其受力如图所示
在点，由向心力公式有（1分）
在点，由向心力公式有（1分）
两式相加可得（1分）
因小滑块在不同位置与半圆轨道间的压力不同，所以摩擦力是一个变力，将半圆轨道分成段，在轨道上下关于水平直径对称的位置上取两小段，每段的长度为，则在两小段的压力可视为恒力，摩擦力做功之和为
（1分）
小滑块由运动至过程中摩擦力做功解得
（2分）
小滑块由运动至的过程中，根据动能定理得
（2分）
解得（2分）