2024届福建省福州市八县（市）协作校高三上学期期中联考物理试题（解析版）

这是一份2024届福建省福州市八县（市）协作校高三上学期期中联考物理试题（解析版），共16页。试卷主要包含了单项选择题，多顶选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1. 某运动员沿标准的400m跑道跑了一圈用时50s，以下说法正确的是（ ）
A. 50s是指时刻B. 该运动员平均速度大小为0
C. 该运动员位移是400mD. 该运动员平均速率是0
【答案】B
【解析】
【详解】A．50s是指时间间隔，故A错误；
BC．该运动员的位移为0，根据平均速度的公式可知，平均速度大小为0，故B正确，C错误；
D．根据平均速率的公式
该运动员平均速率是8m/s，故D错误；
故选B。
2. 如图所示，一个带磁性的白板擦被吸附在倾斜放置的白板的下表面并处于静止状态。若磁力垂直于接触面，则下列说法正确的是（ ）

A. 白板擦与白板之间可能没有摩擦力
B. 白板擦与白板之间可能没有弹力
C. 白板擦受到的合力大小等于其重力大小
D. 白板擦受到白板的作用力方向竖直向上
【答案】D
【解析】
【详解】AB．对白板擦进行受力分析，白板擦受到重力，白板的垂直于板的吸引力，垂直于板的弹力，在重力的作用下，白板擦有一种沿板向下的运动趋势，即受到沿板向上的摩擦力，合计四个力的作用，AB错误；
C．白板擦处于静止状态，根据平衡条件可知，白板擦受到的合力为0，C错误；
D．白板对白板擦有弹力、摩擦力与吸引力三个力作用，根据平衡条件可知，这三个力的合力与重力大小相等，方向相反，即白板擦受到白板的作用力方向竖直向上，D正确。
故选D。
3. 一质量为2kg的物体，在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速运动，当运动一段时间后拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出拉力随位移变化的关系图像，则根据以上信息能精确得出或估算得出的物理量有（取g=10m/s2）（ ）
A. 物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.25
B. 物体在8m处的加速度为a=4m/s2
C. 整个过程中拉力做功的平均功率P=5W
D. 合力做的功为-32J
【答案】D
【解析】
【详解】A．物体做匀速运动时，受力平衡，则
所以有
故A错误；
B．由图可知在8m处拉力大小为4N，根据牛顿第二定律可知此时有
代入数据可得
故B错误；
C．由于不知道整个过程运动的时间，故不能求得拉力做功的平均功率，故C错误；
D．图象与坐标轴围成的面积表示拉力做的功，则由图象可知
滑动摩擦力做的功
所以合外力做的功为
D正确；
故选D。
4. 中国天眼FAST已发现约500颗脉冲星，成为世界上发现脉冲星效率最高的设备，如在球状星团M92第一次探测到“红背蜘蛛”脉冲双星。如图，距离为L的A、B双星绕它们连线上的某点O在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，运动周期为T，万有引力常量为G，则双星总质量为（ ）

A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】双星A、B之间的万有引力提供向心力，有
其中
联立解得
故选C。
二、多顶选择题（共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有错选得0分）
5. 由静止开始做匀加速直线运动的汽车，第1s内通过的位移为0.4m，以下说法正确的是（ ）
A. 第1s末的速度为0.8m/s
B. 加速度为0.4m/s2
C. 第2s内通过的位移为1.2m
D. 前2s内通过的位移为1.2m
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．汽车运动的加速度为
则第1s末的速度为
v1=at1=0.8m/s
选项A正确，B错误；
C．第2s内通过的位移为
选项C正确；
D．前2s内通过的位移为
选项D错误。
故选AC。
6. 如图，光滑水平面上放置有紧靠在一起但并不黏合的A、B两个物体，A、B的质量分别为，，从开始，推力FA和拉力FB分别作用于A、B上，FA、FB大小随时间变化的规律分别为，。则（ ）
A. A、B两物体一直做匀加速直线运动
B. 当时，A、B两物体之间的弹力为零
C. 时，A、B两物体开始分离
D. 时，B物体的加速度为5m/s2
【答案】CD
【解析】
【详解】对整体根据牛顿第二定律得
解得
恰好分离时
解得
时，B物体的加速度为
解得
C. 时，A、B两物体开始分离，C正确；
B. 时，A、B两物体开始分离，此时
A、B两物体之间的弹力为零时，，B错误；
AD. 时，B物体的加速度为5m/s2，D正确，分离后B的加速度改变了，B没有一直做匀加速直线运动，A错误
故选CD。
7. 如图所示，轻绳一端连在水平台上的玩具小车上、一端跨过光滑定滑轮系着皮球（轻绳延长线过球心）。小车牵引着绳使皮球沿光滑竖直墙面从较低处匀速上升，此过程中球未离开竖直墙面，则（ ）

A. 小车做匀速运动
B. 小车做减速运动
C. 运动过程中，绳子对小球拉力的功率不变
D. 运动过程中，绳子对小球拉力功率减小
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．设连小球的绳与竖直方向的夹角为θ，如图所示
根据速度的分解有
小球匀速上升，θ增大，csθ减小，所以小车的速度不断减小，即小车减速运动，故A错误，B正确；
CD．运动过程中，绳子对小球拉力的功率
所以绳子对小球拉力的功率不变，故C正确，D错误。
故选BC
8. 如图甲所示. 一光滑斜面固定在水平地面上，其底端固定一轻质弹簧，将质量为m=1kg的物块从斜面顶端由静止释放，物块运动到最低点的过程中，其加速度随位移变化的规律如图乙所示，取重力加速度为，则（ ）

A. 弹簧的劲度系数为20N/m
B. 斜面的倾角为30°
C. 物块的最大动能为2J
D. 弹簧的最大弹性势能为4. 8J
【答案】BC
【解析】
【详解】B．由图乙可知物块与弹簧接触前，加速度为
设斜面倾角为，有
解得
则斜面的倾角
选项B正确；
A．到最低点，根据能量守恒有
解得
选项A错误；
C．设当位移为时，加速度为0，有
解得
此时动能最大，最大动能为
解得
故C正确；
D．根据能量守恒，弹簧的最大弹性势能为
故D错误。
故选BC。
三、非选择题：共60分，其中9、10题为填空题，11-12题为实验题，13-15题为计算题，考生根据要求作答。
9. 质量为2kg的小物块置于水平地面上，用10N的水平拉力使它从静止开始做加速度为2m/s2的匀加速直线运动，如图，则小物块在离出发点9m处速度大小为___________m/s；运动中受到地面的摩擦力大小___________N。
【答案】 ①. 6 ②. 6
【解析】
【详解】[1]根据运动学公式
可得
[2]由牛顿第二定律可知
10. 一条河宽为d=60m，水流速度恒为v=1.0m/s，一小船（可视为质点）要从一侧河岸划到对岸，但在距出发点下游L=80m处有一瀑布，要使小船划到对岸且不从瀑布上掉下，船划行的速度的最小值为__________m/s，此时船的位移大小为__________m，渡河时间为__________s。
【答案】 ①. 0. 6 ②. 100 ③. 125
【解析】
【详解】[1]在出发点、目的地均确定的情况下，船向指定地点航行，则合速度的方向已经确定，设与下游河岸成角，水速大小和方向是确定的，则当的方向与的方向垂直时的值最小，如图所示：

设船的实际速度为，当船刚好不从瀑布掉下，且的方向与的方向垂直时的值最小。设船实际的航向与下游河岸的夹角为，则
解得
则船划行的速度的最小值为
[2]根据几何关系，此时船划行到对岸位移为
[3]渡河时间
11. 某同学为测量物块与电梯水平地板间的动摩擦因数，将质量为的物块放在电梯水平地板上，弹簧测力计一端固定在电梯侧壁上，另一端连接物块并保持测力计水平。现用手将物块缓慢向左移动至如图甲所示的位置，放手后物块保持静止状态。
（1）图甲中弹簧测力计的示数为_________。
（2）电梯启动后，用手机内置的加速度传感器测得电梯运动的图像如图乙所示（以竖直向上为正方向）。若在电梯运行过程中的某一时刻物块恰好被拉动，则该时刻为_________（填“时刻”或“第末”）。
（3）若取重力加速度大小，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块和电梯水平地板间的动摩擦因数为_________（结果保留两位有效数字）。
【答案】 ①. 3.60（3.59~3.61） ②. 第末 ③. 0.40
【解析】
【详解】1）[1]测力计的指针指在3.6处，测力计精确度为0.1N，测力计需估读一位，所以读数为3.60N；
（2）[2]由图像可知，0~2s内，电梯处于超重状态，则物块对电梯的压力大于重力，最大静摩擦力较大，物块相对电梯静止，4~6s内，电梯处于失重状态，物块对电梯的压力小于重力，且加速度减小，所以若某一时刻物块恰好被拉动，应该是压力最小的时刻，向下的加速度最大的时刻，既第末；
（3）[3]在第末由牛顿第二定律有
滑动摩擦力为
联立可得
12. 某同学利用如图甲所示的装置验证牛顿运动定律。小车质量为M，砂桶和砂的总质量为m，平衡摩擦力后通过改变m来改变小车所受的合外力大小。小车的加速度大小a可由打点计时器和纸带测出。现保持小车质量M不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验，得到多组a、F值（F为弹簧测力计的示数）。
（1）该实验______满足（填“需要”或“不需要”）。
（2）砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，关于图乙的说法正确的是______（填字母代号）。
A.图线逐渐偏向纵轴
B.图线逐渐偏向横轴
C.图线仍保持原方向不变
（3）如图丙为上述实验中打出的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每两点间还有四个计时点未画出，打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，则C点对应小车的速度为______m/s，小车的加速度大小为______m/s2。（以上结果小数点后均保留1位数）。若小车质量M为350g，则砂桶和砂的总质量m为______g（重力加速度g取10m/s2，不考虑滑轮质量及摩擦）。
【答案】 ①. 不需要 ②. C ③. 0.8 ④. 4.0 ⑤. 350
【解析】
【详解】（1）[1]由图可知，可以通过弹簧测力计读出绳子的拉力，不是砂桶的重力充当合力，所以不需要满足；
（2）[2]由（1）可知砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，图线仍保持原方向不变，故C正确，AB错误；
（3）[3][4][5]由题意知纸带上相邻计数点的时间间隔
根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度得
根据逐差法得加速度
设绳子拉力为，对小车由牛顿第二定律得
对砂桶和砂由牛顿第二定律得
联立解得
13. 投壶是我国古代的一种民间游戏，据《礼记·投壶》记载，以盛酒的壶口作标的，在一定的水平距离投箭矢，以投入多少计筹决胜负。儒家所奉行的“六艺”，即“礼、乐、射、御、书、数”，而投壶就来自于这六艺之一。现在有某同学进行投壶的游戏，为简化起见，将箭矢视为质点球，并且不计空气阻力。该同学将球从离地面高h=1.25m的A点以初速度水平抛出，球刚好落在壶口B点，不计壶的高度，重力加速度为，求：
（1）A点离壶口B的水平距离x；
（2）球落入壶口B时的速度v的大小。（计算结果可以用根式表示）

【答案】（1）2.5m；（2）
【解析】
【详解】（1）设从A运动到B所用时间为t，有
联立解得
x=2.5m
（2）【方法一】运动到B点时竖直方向速度
则球落入壶口B时的速度
【方法二】从A到B，由动能定理有
解得
14. 由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同：若地球表面两极处的重力加速度大小为 ，在赤道处的重力加速度大小为 g，地球自转的周期为 T，引力常量为 G，地球可视为质量均匀分布的球体。求：
（1）地球半径 R；
（2）地球的平均密度；
（3）若地球自转速度加快，当赤道上的物体恰好能“飘”起来时，求地球自转周期 T'
【答案】（1） ；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）在两极
在赤道处
可得
（2）在地球表面两极
由密度公式
解得
（3）赤道上的物体恰好能飘起来，物体受到的万有引力恰好提供向心力， 由牛顿第二定律可得
解得
15. 如图所示，在光滑水平面和粗糙水平面之间连接一长度为传送带，长度，圆心为O、半径为的竖直光滑半圆轨道与水平面在D点平滑连接，其中段为光滑圆管，E和圆心O等高，。可视为质点的小物块从A点以的初速度向右滑动，已知小物块的质量，与传送带、水平面之间的动摩擦因数均为，重力加速度g取10。
（1）若传送带不转，求小物块滑到半圆轨道D点时对轨道压力F的大小；
（2）若传送带以的速率顺时针方向转动，求小物块第一次运动到C点的过程中系统产生的热量Q；
（3）在第（2）问基础上试通过计算判断小物块否会脱离轨道；
【答案】（1）；（2）；（3）不会脱离轨道
【解析】
【详解】（1）从A到D，根据题设条件，由动能定理得
在D点，由牛顿第二定律有
由牛顿第三定律有压力
联立代入数据解得
（2）假设到达C之前已与传送带共速，此时小物块相对于地面的位移为，则有
代入数据解得
所以物块到达C点时恰好与传送带共速，设所用时间为t，则由速度—时间关系有
传送带相对于地面的位移为，则由匀速运动规律有
小物块第一次运动到C点的过程中系统产生的热量
联立代入数据解得
（3）①在小物块第一次沿半圆轨道上升的过程中先判断是否可以通过F点。从D到F，由动能定理得
可得在F点恰好满足
可知小物块恰好可以通过F点；再判断是否可以通过G点，上升到最高点时，由机械能守恒有
可得
则小物块不会通过G点。设小物块第二次通过C点的速度，则有
解得
通过计算可知，小物块可在传送带上减速为0，并反向加速至第三次通过C点，且，则小物块第二次通过D点后上升至速度为0时，根据动能定理有
解得
则小物块第二次冲上半圆时，不会上升超过E点。综上，小物块不会脱离轨道。