福建省同安第一中学2025届高三上学期期中考试物理试题 [含答案]

这是一份福建省同安第一中学2025届高三上学期期中考试物理试题 [含答案]，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．帆船运动作为一种比赛项目，最早的文字记载见于1900多年以前古罗马诗人维吉尔的作品中，1900年第2届奥运会将帆船运动开始列为比赛项目。如图所示，帆船在比赛的某个阶段沿曲线MN航行，速度逐渐减小，图中画出帆船在P点受到合力的四种方向，其中可能的是（ ）
A．①B．②C．③D．④
2．2024年5月26日，自行车公开赛暨粤港澳大湾区青年自行车联赛在横琴粤奥深度合作区举行。此项联赛是广东省体育局联合各地市共同打造的重点赛事，也是粤港澳地区十大体育精品赛事之一，吸引了竞赛组1000名选手和业余组3500余名选手参加。比赛中，若甲、乙两选手的图像如图，在时刻两车在赛道上初次相遇，则（ ）
A．内，乙的加速度逐渐增大，甲的加速度保持不变
B．时刻，甲乙再次相遇
C．内，乙在甲的前面且时刻，甲乙之间距离最大
D．内，甲乙之间的距离一直增大
3．套圈是我国民众喜爱的传统游戏，小孩和大人在同一条竖直线上的不同高度分别水平抛出相同的圆环，结果恰好都套中前方同一物体，不计空气阻力。若大人和小孩抛出圆环的高度之比为，圆环及被套物体均可视为质点，则下列说法正确的是（ ）
A．大人和小孩抛出的圆环初速度之比为
B．大人和小孩抛出的圆环在空中飞行的时间之比为
C．大人和小孩抛出的圆环落地时重力的瞬时功率之比为
D．大人和小孩抛出的圆环在空中运动过程中动量的变化量之比为
4．2024年8月20日凌晨迎来天王星西方照，此时若俯瞰太阳系的平面，会看到它们的位置关系如图所示，太阳、地球、天王星形成一个直角，地球位于直角的顶点，且此时太阳和天王星连线与地球和天王星连线夹角为。大约3个月后，地球将来到太阳和天王星之间，此时天王星、地球、太阳成一直线，即为天王星冲日。已知八大行星都是逆时针绕太阳公转，则天王星的公转周期约是地球公转周期的（ ）倍。
A．B．C．D．
二、多选题
5．如图所示，甲、乙两人静止在光滑的水平冰面上，甲推了乙一下，结果两人向相反的方向滑去，已知甲的质量大于乙的质量。在甲推乙的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．甲对乙的冲量大小等于乙对甲的冲量大小
B．甲的动量变化量小于乙的动量变化量
C．甲的动能大于乙的动能
D．甲的动能小于乙的动能
6．如图所示为内燃机中轻质活塞和轻质曲柄连杆结构的示意图和简图。气缸内高压气体推动活塞使其往复运动，某时刻活塞的速度为，连杆AO与活塞轴线BO垂直，气缸中高压气体及外部大气对活塞作用力的合力大小为F，已知，不计一切摩擦，则此刻（ ）
A．A点线速度大小为B．AB杆对活塞的作用力大小为
C．气缸壁对活塞作用力的大小为D．AB杆对A点推力的功率为
7．如图所示，质量为m的小球甲穿过一竖直固定的光滑杆拴在轻弹簧上，质量为4m的物体乙用轻绳跨过光滑的定滑轮与小球甲连接，开始用手托住物体乙，使滑轮左侧绳竖直，右侧绳与水平方向夹角为，轻绳刚好伸直但无拉力，某时刻由静止释放物体乙（距离地面足够高），经过一段时间小球甲运动到Q点，O、Q两点的连线水平，，且小球甲在P、Q两点处时弹簧的弹力大小相等。已知弹簧弹性势能表达式，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，重力加速度为g，，，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的劲度系数
B．小球甲位于Q点时的速度大小
C．在小球甲从P点上升到Q点的过程中，甲乙总机械能一直减小
D．在小球甲从P点上升到PQ中点的过程中，甲乙总机械能增加量为
8．我国设立每年秋分日为“中国农民丰收节”，传送带是粮食储运过程中常用的设备，如图甲所示。图乙中，传送带与水平面间的夹角，逆时针匀速转动。某次将静止的粮包从高处传送至低处的过程中，以水平地面为重力势能的零势能面，粮包的机械能E和传送距离s的关系如图丙所示。已知粮包的质量为10kg，可视为质点，重力加速度为，下列说法中正确的是（ ）
A．传送带的运行速度为3m/s
B．粮包与传送带之间的滑动摩擦因数为0.5
C．在0~0.2m内与0.2m~0.4m内，传送带对粮包做的功大小相等
D．在0~0.2m内与0.2m~0.4m内，粮包与传送带之间产生的热量相等
三、填空题
9．高铁刚开始启动的过程可以近似看作是匀加速直线运动，此时某乘客背包上的一个挂件如图所示，若挂件和轻绳与竖直方向的夹角为，则此时列车的加速度为 。经过一段时间后，高铁进入了一段水平弯道，若挂件和轻绳与竖直方向的夹角仍为，该弯道的半径为r，则高铁过弯的速度为 。（重力加速度为g）
10．生命在于运动，体育无处不在，运动无限精彩。如图，质量为450kg的小船静止在水面上，质量为50kg的人在甲板上立定跳远的成绩为2m，不计空气和水的阻力，则人向右跳时，船将向 （填“左”或“右”）运动；人相对地面的成绩为 m。
11．如图所示是位于我国平潭外海的风力发电机。某时间段内该地区的风速是ν，风向恰好与叶片转动的圆面垂直，叶片转动时有效受风面积为S，气流经过叶片后速度大小变为原来的，方向不变。已知空气密度为，则单位时间内冲击叶片的气流体积为 ，叶片受到的平均冲击力大小为 。
四、实验题
12．在“验证动量守恒”实验中，通过碰撞后做平抛运动测量速度的方法来进行实验，实验装置和原理如图所示。
(1)若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，则要求 ， （选填“＞”、“＜”和“=”）。
(2)用天平测量两个小球的质量、，实验中分别找到碰前的平均落地点P和、相碰后平均落地点的位置，经测量，小球的落地点到O点的距离分别为、、。通过验证等式 成立，从而验证动量守恒定律。若要验证两个小球发生的是弹性碰撞，还需要验证一个等式 （此式仅用“”、“”和”“”表示）成立即可。
13．某实验小组采用落体法验证机械能守恒定律，装置如图甲所示。
(1)关于本实验，下列说法中正确的是___________。
A．图甲中两限位孔必须在同一竖直线上B．用天平称出重物和夹子的质量
C．实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直D．实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源
(2)已知当地的重力加速度，交流电的频率f=50Hz，重物质量m=1kg，则根据纸带所给数据（其中O点为打点计时器打下的第一个点），可知OC过程中，重物动能的增加量 J，重物重力势能的减少量 J（结果均保留2位有效数字）；一般情况下，这是因为 ；
(3)如果用图像法处理数据，则从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点下落的高度h，并计算出各点速度的平方，以为纵轴，h为横轴建立直角坐标系，根据实验数据作出如图丙所示的图线。在实验误差允许范围内，若图像斜率为 （用字母g表示），则验证了机械能守恒定律。
五、解答题
14．如图所示为某型号气垫船，其总质量为，装有额定输出功率为6000kW的燃气轮机。若该气垫船由静止开始做匀加速直线运动，当速度为36km/h时，燃气轮机达到额定输出功率，之后保持该功率不变，直至达到最大速度后做匀速直线运动。气垫船由静止开始到最大速度所经历的时间为19s，假设整个过程中气垫船所受阻力恒为，重力加速度g取。求：
(1)燃气轮机提供的最大牵引力；
(2)整个过程气垫船的最大速度；
(3)气垫船由静止开始到最大速度时所经过的位移。
15．如图所示，质量为，半径的四分之一光滑圆弧槽静置但不固定于光滑水平地面上，有两个大小、形状相同的可视为质点的光滑小球、，、，右侧与球心等高处连接一轻质弹簧，弹簧的另一端距圆弧槽底有一定距离。现将从圆弧槽顶端由静止释放，重力加速度，求：
(1)小球滑离圆弧槽底端时，小球的速度大小；
(2)弹簧压缩过程中的最大弹性势能；
(3)试通过计算分析小球能否再次滑上圆弧槽。
16．“鲁布·戈德堡机械”是用连锁机械反应完成一些简单动作的装置。质量为m的“”形小盒C的右侧与质量为3m的物块D通过光滑定滑轮用轻绳相连，左侧滑轮与C之间的绳长为2L；物块D压在质量为m的木板E左端，E上表面光滑、下表面与水平桌面间动摩擦因数，E右端到固定挡板（厚度不计）的距离为L；质量为m且粗细均匀的细杆F通过光滑定滑轮用轻绳与E相连，E与定滑轮间轻绳水平，细杆F下端与地面距离为L；质量为m的圆环套在F上端，环与杆之间的滑动摩擦力为。初始所有装置均静止，一质量为m的小球以的速度水平弹入C并刚好被卡住，带动后面的装置运动，木板E与挡板相撞、细杆F与地面相撞后均以原速率反弹，最终圆环刚好到达细杆底部。小球A、小盒C、物块D、圆环均可视为质点，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
(1)小球弹入小盒C后，装置启动瞬间，绳子上的拉力大小；
(2)木板E与挡板第一次相撞瞬间的速度大小；
(3)细杆F的长度以及木板E运动的总路程。
参考答案
1．A
2．C
3．D
4．B
5．AD
6．AC
7．BD
8．BC
9．
10． 左 1.8
11． Sv
12．(1) ＞ =
(2)
13．(1)AC
(2) 2.5 2.6 纸带与限位孔间有摩擦或空气阻力
(3)2g
【详解】（1）A．为了减少阻力，图中两限位孔必须在同一竖直线上，故A正确；
B．本实验不称量重物的质量也可验证机械能守恒定律，故B错误；
C．为了保证重物在竖直方向做自由落体运动，实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直，故C正确；
D．为了提高纸带的利用率，实验时，先接通打点计时器的电源，再放开纸带，故D错误。
故选AC。
（2）[1][2][3]OC过程中，重物动能的增加量为
重物重力势能的减少量为
一般，这是因为重物下落过程中克服空气阻力和摩擦阻力做功；
（3）根据机械能守恒
整理得
所以，图线的斜率为2g，则验证了机械能守恒定律。
14．(1)
(2)20m/s
(3)80m
【详解】（1）整个过程中匀加速阶段牵引力最大，匀加速结束时
由
解得
（2）达到最大速度时，气垫船处于匀速阶段，牵引力与阻力大小相等，即
因为
故
（3）由牛顿第二定律得
则匀加速阶段经历的时间
则达到额定功率后到最大速度经历时间
匀加速位移
设达到额定功率至最大速度位移为，由动能定理
联立解得
则气垫船由静止开始至达到最大速度时所经过的位移
15．(1)3m/s
(2)3J
(3)不能
【详解】（1）圆弧槽不固定，槽和小球组成的系统在水平方向动量守恒，则：
由系统机械能守恒可得
联立解得，
（2）当小球、速度相等时，弹簧具有最大弹性势能，根据动量守恒得
解得
根据能量守恒可得
代入数据可得
（3）当弹簧回复原长时：设小球速度为，小球速度为，设水平向左为正方向。根据动量守恒得
由能量守恒得
解得
由于，不能再滑上圆弧槽。
16．(1)
(2)
(3)，
【详解】（1）设小球弹入C后的瞬间速度为v，与小盒C相连的绳子上的拉力大小为T。小球弹入C瞬间，二者组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得
对小球和C组成的系统，由圆周运动公式可知，与小盒C相连的绳子上的拉力大小
解得：
（2）由（1）知，当小球刚被小盒C卡住时，物块D对木板E压力为零，此时桌面对木板E的最大静摩擦力
由知，木板E将向右运动；木板E向右运动与挡板相撞前，将木板E、圆环和细杆F视为一个整体，设加速度大小为a。由牛二定律
解得
对圆环，由牛顿第二定律，可知圆环所受摩擦力
所以木板E向右运动与挡板相撞前，圆环与细杆F之间未发生相对滑动，假设第一次相撞的速度大小为，则
解得
（3）由分析知，第一次相撞后细杆F与圆环发生相对滑动，设相撞后圆环向下做匀减速直线运动的加速度大小为，木板E向左、细杆F向上做匀减速直线运动的加速度大小为，则对圆环由牛顿第二定律
对木板E、细杆F整体由牛顿第二定律
解得，
因为，大小相等，则圆环与木板E、细杆F同时减速为零，且圆环与细杆F的位移大小相等，方向相反。设第一次相撞后，木板E向左的最大位移为，则由匀变速直线运动推导公式
解得
同理可得：第二次相撞后，木板E向左的最大位移为
第n次碰撞后，木板E向左的最大位移
则第一次相撞后，圆环与细杆F的最大相对位移
同理可得：第二次相撞后﹐圆环与细杆F的最大相对位移
第n次相撞后﹐圆环与细杆F的最大相对位移
设细杆F的长度为x，则
设木板E运动的总路程为，由能量守恒
又
解得