山東省煙臺市中英文學(xué)校2025屆高三物理上學(xué)期冬學(xué)競賽試題

PAGEPAGE1山東省煙臺市中英文學(xué)校2025屆高三物理上學(xué)期冬學(xué)競賽試題一、單選題1．a(chǎn)、b兩質(zhì)點同時、同地沿同始終線運動，其v-t圖像分別如圖中a、b所示，t0時刻a、b兩質(zhì)點速度均為v0，在0~t0時間內(nèi)，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、b兩質(zhì)點不存在加速度相同的時刻B．t0時刻兩質(zhì)點相遇C．質(zhì)點a始終做勻加速直線運動D．質(zhì)點b的平均速度大于2．如圖所示，某同學(xué)用五根完全相同的輕繩子ABCDE將四個完全相同的燈籠連接懸掛，燈籠處于靜止?fàn)顟B(tài)，繩A和繩E與豎直方向的夾角為，繩C水平，則繩A、繩C的張力大小之比為A．3：4 B．4：3 C．1：2 D．2：13．如圖所示，兩根細(xì)繩AO和BO連接于O點，O點下方用細(xì)繩CO懸掛一重物，并處于靜止?fàn)顟B(tài)，繩AO拉力為F1，繩BO拉力為F2。保持A、O點位置不變，而將繩BO緩慢向B1O、B2O移動直至水平。對于此過程，下列選項正確的是（）A．F1漸漸變小B．F2漸漸變小C．F1、F2的合力漸漸變小D．F1、F2的合力保持不變4．壁球是一種對墻擊球的室內(nèi)運動，如圖所示，某同學(xué)分別在同始終線上相同高度的A、B、C三個位置先后擊打壁球，結(jié)果都使壁球垂直擊中墻壁同一位置。設(shè)三次擊打后球到達(dá)墻壁前在空中飛行的時間分別為t1，t2，t3，到達(dá)墻壁時的速度分別為v1，v2，v3，不計空氣阻力，則（）A．t1>t2>t3，v1>v2>v3B．t1>t2>t3，v1=v2=v3C．t1=t2=t3，v1>v2>v3D．t1=t2=t3，v1=v2=v35．如圖所示，在傾角為的光滑斜面上，一質(zhì)量為0.5kg的小車的支架上用輕繩連接著質(zhì)量也為0.5kg的小球，小車在沿斜面對下的外力F作用下下滑，在小車下滑的過程中，輕繩恰好處于水平，g取，則下列說法正確的是（）A．輕繩的拉力大小為5NB．輕繩的拉力大小為10NC．外力F為15ND．外力F為20N6．2024年國際雪聯(lián)單板滑雪U形池世錦賽決賽在西班牙內(nèi)華達(dá)山收官，女子決賽中，中國選手蔡雪桐以90．75分高居第一，勝利衛(wèi)冕。如圖所示，單板滑雪U形池場地可簡化為固定在豎直面內(nèi)的半圓形軌道場地，雪面不同曲面處的動摩擦因數(shù)不同。因摩擦作用，滑雪運動員從半圓形場地的坡頂下滑到坡底的過程中速率不變，則（）A．運動員下滑的過程中加速度不變B．運動員下滑的過程所受摩擦力先增大后減小C．運動員下滑過程中與雪面的動摩擦因數(shù)變小D．運動員滑到最低點時對軌道的壓力等于物體的重力7．如圖所示，輕彈簧的一端固定在豎直墻上，一個光滑弧形槽靜止放在足夠長的光滑水平面上，弧形槽底端與水平面相切，讓一個物塊從槽上高h(yuǎn)處由靜止起先下滑。下列說法正確的是（）A．物塊沿槽下滑的過程中，物塊的機械能守恒B．物塊沿槽下滑的過程中，物塊與槽組成的系統(tǒng)動量守恒C．從物塊壓縮彈簧到被彈開的過程中，彈簧對物塊的沖量等于零D．物塊第一次被反彈后肯定不能再次回到槽上高h(yuǎn)處8．2024年5月21日，我國放射人類首顆月球中繼衛(wèi)星“鵑橋”，6月14日進(jìn)入使命軌道地月拉格朗日軌道，為在月球背面著陸的嫦娥四號與地球站之間供應(yīng)通信鏈路．12月8日，我國勝利放射嫦娥四號探測器，并于2024年1月3日勝利著陸于與月球背面，通過中繼衛(wèi)星“鵲橋"傳回了月被影像圖，解開了古老月背的神奇面紗．如圖所示，“鵲橋"中繼星處于點上時，會和月、地兩個大天體保持相對靜止的狀態(tài)．設(shè)地球的質(zhì)量為月球的k倍，地月間距為L，拉格朗日點與月球間距為d，地球、月球和“鵲橋”均視為質(zhì)點，忽視太陽對“鵲橋”中繼星的引力．則“鵲橋”中繼星處于點上時，下列選項正確的是()A．“鵲橋”與月球的線速度之比為B．“鵲橋”與月球的向心加速度之比為C．k，L，d之間在關(guān)系為D．k，L，d之間在關(guān)系為二、多選題9．如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與質(zhì)量為m的圓環(huán)相連，圓環(huán)套在傾斜的粗糙固定桿上，桿與水平面之間的夾角為α，圓環(huán)在A處時彈簧豎直且處于原長。將圓環(huán)從A處靜止釋放，到達(dá)C處時速度為零。若圓環(huán)在C處獲得沿桿向上的速度v，恰好能回到A。已知AC＝L，B是AC的中點，彈簧始終在彈性限度之內(nèi)，重力加速度為g，則（）A．下滑過程中，環(huán)的加速度不斷減小B．下滑過程中，環(huán)與桿摩擦產(chǎn)生的熱量為mv2C．從C到A的過程，彈簧對環(huán)做功為D．環(huán)經(jīng)過B時，上滑的速度大于下滑的速度10．如圖，內(nèi)壁光滑的絕緣細(xì)管，固定在水平桌面上，半徑為R，AB為其一條直徑。管內(nèi)有一個質(zhì)量為m，電荷量為q（q>0）的小球靜止于A點，小球半徑略小于管道半徑，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R?？臻g中有沿著AB方向的勻強電場，場強（g為重力加速度）。小球受到輕擾而起先運動下列說法正確的是（）A．小球運動過程中的最大速度為B．小球運動過程中最大動能為（+1）mgRC．運動過程中小球?qū)Νh(huán)的最大壓力為mgD．運動過程中小球?qū)Νh(huán)的最大壓力為5mg11．如圖所示，平行板電容器與靜電計和電源同時相連，靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地。在兩極板間有一個固定在P點的負(fù)點電荷，以C表示電容器的電容，E表示兩板間的電場強度，表示靜電計指針的偏角，表示P點的電勢，表示點電荷在P點的電勢能。若保持下極板不動，將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置，則（）A．C增大，E增大 B．增大，減小C．減小，增大 D．E增大，增大12．如圖所示,絕緣材料制成的半徑為R的內(nèi)壁光滑圓軌道,豎直放置在水平地面上且左右恰被光滑擋板攔住,圓心O點固定著電荷量為Q的場源點電荷.一電荷量為q、可視為質(zhì)點的帶電小球沿軌道內(nèi)壁做圓周運動,當(dāng)小球運動到最高點A時,地面對軌道的彈力恰好為零.若軌道與小球的質(zhì)量均為,,忽視小球的電荷對Q形成的電場的影響，重力加速度為g,靜電力常量為.下列說法中正確的是（）A．軌道內(nèi)壁的電場強度到處相同B．軌道內(nèi)壁的電勢到處相等C．運動到與圓心等高的B點時，小球?qū)壍赖膲毫Υ笮镈．運動到最低點C時，小球?qū)壍赖膲毫Υ笮榈贗I卷（非選擇題）三、試驗題13．為了探究質(zhì)量肯定時加速度與力的關(guān)系。一同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的試驗裝置。其中為帶滑輪的小車的質(zhì)量，為砂和砂桶的質(zhì)量。（滑輪質(zhì)量不計）(1)試驗時，肯定要進(jìn)行的操作或保證的條件是（____）A．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量B．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力C．小車靠近打點計時器，先釋放小車，再接通電源，打出一條紙帶，同時記錄彈簧測力計的示數(shù)D．變更砂和砂桶的質(zhì)量，打出幾條紙帶E．為減小誤差，試驗中肯定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M(2)該同學(xué)在試驗中得到如圖乙所示的一條紙帶（相鄰兩計數(shù)點間還有兩個點沒有畫出），已知打點計時器采納的是頻率為50Hz的溝通電，依據(jù)紙帶可求出小車的加速度為____m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。(3)以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度為縱坐標(biāo)，畫出的a-F圖象是一條直線，圖線與橫軸的夾角為，求得圖線的斜率為K，則小車的質(zhì)量為（____）A．B．C．D．14．某課外試驗小組欲利用如圖所示的試驗裝置，將一電流表改裝為溫度計。供應(yīng)的試驗器材有：電流表（量程為，內(nèi)阻為100Ω）、學(xué)生電源（輸出電壓為，內(nèi)阻不計）滑動變阻器（最大阻值為）、滑動變阻器（最大阻值為）、單刀雙擲開關(guān)、用防水絕緣材料包袱的熱敏電阻、導(dǎo)線若干.已知熱敏電阻的阻值與攝氏溫度t的關(guān)系為，試驗步驟如下：a.依據(jù)電路圖連接好試驗器材；b.為不燒壞電流表，將滑動變阻器的滑片P調(diào)整到a端；然后將單刀雙擲開關(guān)擲于c端，調(diào)整滑動變阻器，使電流表指針指在_____（選填“中心刻線”或“滿刻線”）位置，并在以后的操作中使滑片P_____（選填“位置不變”、“置于a端”或“置于b端”）；c.在容器中倒入適量熱水，將單刀雙擲開關(guān)擲于d端，隨著熱水溫度的下降，記錄若干個電流表的示數(shù)；d.依據(jù)熱敏電阻隨溫度變更的特性，計算出各個電流對應(yīng)的溫度，重新制作電流表的刻度盤，改裝成溫度計.依據(jù)試驗步驟，完成下列問題：(1)為使改裝的溫度計的量程足夠大，將試驗步驟b中兩空依據(jù)要求填寫完整.(2)依據(jù)試驗過程，電路中的滑動變阻器應(yīng)選_____（填“”或“”）.(3)電流表的電流I與熱水溫度t之間的函數(shù)關(guān)系式為_____（A），該溫度計能夠測量的最低溫度為_____.四、解答題15．2024年2月7日，美國SpaceX公司的重刑獵廉火箭首次放射勝利。火箭主體與三臺助推火箭的總質(zhì)量約為1400噸。其放射主羈句括兩個階段，在放射后2分30秒時，火箭到達(dá)56250米高度，兩臺副助推火箭脫離。此前為第一階段：放射后3分04秒，另一枚主助推火箭也脫離獵鷹火箭，此刻火箭到達(dá)8800米高度，副肋推火箭脫離到主助推火箭脫離為其次階段。重力加速度g取10m/s2。(1)假設(shè)在副助推火箭脫落前后兩個階段，獵廉火箭均在豎直方向上做勻變速直線運動，分別求出兩個階段的豎直方向加速度（保留兩位有效數(shù)字）；(2)副助推火箭在接近7分55秒順當(dāng)垂直著陸回收，標(biāo)記著火箭回收技術(shù)的勝利應(yīng)用，假設(shè)副助推火箭始終在豎直方向作直線運動，在脫離后前200秒內(nèi)僅受重力，之后馬上開啟發(fā)動機進(jìn)行豎直方向勻減速直線運動，落地時速度接近為0，不計一切阻力。己知每臺副助推火箭的質(zhì)量為200噸，求這個勻減速過程中副助推火箭的推動力大小（保留兩位有效數(shù)字）。16．如圖所示：一根光滑的絲帶兩端分別系住物塊A、C，絲帶繞過兩定滑輪，在兩滑輪之間的絲帶上放置了球B、D通過細(xì)繩跨過定滑輪水平牽引C物體．整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知，，，B物體兩側(cè)絲帶間夾角為，C物體連接絲帶與水平面夾角為，此時C恰能保持靜止?fàn)顟B(tài)．求：（g=10m/s2）（1）物體B的質(zhì)量m；（2）物體C與地面間的摩擦力f；（3）物體C與地面的摩擦系數(shù)μ（假設(shè)滑動摩擦力等于最大靜摩擦力）．17．如圖所示，兩個半徑為r的四分之一圓弧軌道與一段水平的直軌道連接，全部軌道均光滑，在左側(cè)圓弧的最低點靜止著一個質(zhì)量為的小球B，在軌道水平面上有兩個質(zhì)量均為m的小球C、D。兩小球之間用一長度鎖定不變的輕小彈簧連接，彈簧處于壓縮狀態(tài)、彈性勢能。一質(zhì)量為的小球A從左側(cè)圓弧的最高點以初速度滑下，A與B碰撞后馬上粘在一起結(jié)合成E不再分別，當(dāng)E與C碰撞后也馬上粘在一起結(jié)合成F（碰撞時間極短）。當(dāng)D剛要滑到右側(cè)最低點時，彈簧鎖定解除且右端斷開馬上將D彈出并與彈簧分別。彈簧始連接在F上，題中全部小球均可以看作質(zhì)點。求：(1)A、B碰撞過程中損失的機械能；(2)彈簧鎖定解除后，D第一次滑上軌道右側(cè)圓弧部分的軌跡所對的圓心角；(3)彈簧鎖定解除后，若D、F（含彈簧）每次碰撞均在水平面，求第N次碰撞結(jié)束時，D、F的速度。18．“勢阱”是量子力學(xué)中的常見概念，在經(jīng)典力學(xué)中也有體現(xiàn)。當(dāng)粒子在某力場中運動，勢能函數(shù)曲線在空間某范圍內(nèi)勢能存在最小值，形如陷阱，粒子很難跑出來。各種形式的勢能函數(shù)只要具有這種特點，我們都可以稱它為勢阱，比如重力勢阱、引力勢阱、彈力勢阱等。（1）如圖甲所示，光滑軌道abcd固定在豎直平面內(nèi)形成一重力勢阱，兩側(cè)高分別為kH（k＞1）和H。3個完全相同的小鋼球（1號、2號、3號），質(zhì)量均為m，2號和3號小球緊挨著靜置于水平軌道的b處，1號小球從左側(cè)a處沿著軌道從靜止起先向下運動，在b處與其他小球發(fā)生彈性碰撞，碰撞前后都在軌道上運動。已知重力加速度為g。①計算說明3號小球離開該勢阱在水平軌道cd運動時的速度大小。②若將2號球左側(cè)涂膠（不計膠的質(zhì)量），1、2號球碰撞后粘在一起，發(fā)覺全部3個球都能離開該勢阱，分析說明k滿意什么條件？（2）我國首個火星探測器被命名為“天問一號”。為了簡化問題，可以認(rèn)為地球和火星在同一平面上繞太陽做勻速圓周運動，火星軌道半徑約為地球軌道半徑的1.5倍。從地球表面對火星放射火星探測器，簡潔又比較節(jié)約能量的放射過程可簡化為：先在地球表面使探測器加速并獲得足夠的動能，從而擺脫地球引力勢阱的束縛，經(jīng)過一系列調(diào)整使探測器成為一顆沿地球公轉(zhuǎn)軌道運行的人造行星；然后使探測器在適當(dāng)位置加速，經(jīng)橢圓軌道（霍曼轉(zhuǎn)移軌道）到達(dá)火星。①已知，取無限遠(yuǎn)處為零勢能點，間距為r，質(zhì)量分別為m1、m2的兩質(zhì)點組成的系統(tǒng)具有的引力勢能可表示為：，式中G為引力常量且大小已知。假設(shè)地球是一半徑為R，質(zhì)量為M且質(zhì)量分布勻稱的球體，通過理論分析可知，質(zhì)量分布勻稱的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零。在如圖乙所示的坐標(biāo)系中，縱軸表示引力勢能，橫軸表示質(zhì)量為m的探測器到地心的距離r。請在該坐標(biāo)系中定性畫出地球與探測器組成的系統(tǒng)具有的引力勢能函數(shù)曲線。并在縱坐標(biāo)上標(biāo)出探測器在地球表面時所具有的引力勢能。②由開普勒定律可知：全部行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上；全部行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。已知地球公轉(zhuǎn)周期為12個月，如圖丙所示，探測器由地球公轉(zhuǎn)軌道上的H點起先放射（即瞬間加速，加速時間可忽視），此后探測器僅在太陽引力作用下，經(jīng)霍曼轉(zhuǎn)移軌道在I點到達(dá)火星。“天問一號”已于2024年7月23日放射升空，請依據(jù)上述信息推斷“天問一號”到達(dá)火星的時間？請查閱資料，結(jié)合“天問一號”真實到達(dá)時間，對推斷時間給出評價。（可能須要用到的數(shù)據(jù)：）19．如圖所示，A、B為半徑R＝1m的四分之一光滑絕緣豎直圓弧軌道，在四分之一圓弧區(qū)域內(nèi)存在著E＝1×106V/m、豎直向上的勻強電場，有一質(zhì)量m＝1kg、帶電量q＝＋1.4×10－5C的物體（可視為質(zhì)點），從A點的正上方距離A點H處由靜止起先自由下落（不計空氣阻力），BC段為長L＝2m、與物體間動摩擦因數(shù)為μ＝0.2的粗糙絕緣水平面，CD段為傾角θ＝53°且離地面DE高h(yuǎn)＝0.8m的斜面。（取g＝10m/s2）(1)若H＝1m，物體能沿軌道AB到達(dá)最低點B，求它到達(dá)B點時對軌道的壓力大小；(2)若物體沿軌道AB恰好經(jīng)過最低點B后，沿BC滑動，則物體停止的位置距離B點多遠(yuǎn)？；(3)若高度H=0.85m，物體能沿AB滑下，則物體從C處射出后打到的位置。（已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.不探討物體反彈以后的狀況）答案1．D2．D3．D4．C5．C6．C7．D8．C9．CD10．AC11．AB12．BD13．BCD1.3D14．滿刻線位置不變415．(1)設(shè)第一階段的運動時間為t1，其次階段的運動時間為t2，則t1=150st2=34sx1=56250mx2=88000-56250=31750m火箭在第一階段做初速度為零的勻加速運動，設(shè)加速度大小為a1，則解得：a1=5.0m/s2，方向豎直向上設(shè)第一階段結(jié)束時火箭的速度為v1，其次階段的的位移為x2，則=750m/s解得：a2=11m/s2，方向豎直向上(2)設(shè)副助推火箭在脫離后只受重力的時間為t3，勻減速運動的時間為t4，則t3=200st4=125s副助推火箭在t3時間內(nèi)發(fā)生的位移為=-50000m對應(yīng)的速度為=-1250m/s副助推火箭在最終階段位移為x4=-6250m設(shè)最終階段的加速度為a，a=125m/s2依據(jù)牛頓其次定律可知解得16．（1）對B受力分析，受重力和兩側(cè)繩子的拉力，依據(jù)平衡條件，知解得：m=3kg（2）對C受力分析，受重力、兩個細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，依據(jù)平衡條件，知水平方向受力平衡：解得：f=10N（3）對C，豎直方向平衡，支持力：由f=μN，知17．(1)小球A從左側(cè)圓弧的最高點以初速度滑下，設(shè)其與B碰撞前速度為，A與B碰撞后馬上粘在一起速度為，依據(jù)動能定理及A、B系統(tǒng)動量守恒有聯(lián)立解得，A、B碰撞過程中損失的機械能為代入已知數(shù)據(jù)解得：(2)由題知A、B結(jié)合體E與C、D碰撞并一起向右運動過程中，設(shè)彈簧鎖定解除前瞬間整體速度為，整體動量守恒，則有鎖定解除后，設(shè)結(jié)合體E速度為，D速度為，整體動量守恒，能量守恒，故有聯(lián)立以上式子解得，（不合題意，舍去），（不合題意，舍去）D第一次滑上軌道右側(cè)圓弧部分，依據(jù)機械能守恒定律可得代入數(shù)據(jù)解得：(3)以左為正方向，依據(jù)F、D碰撞動量守恒得第一次依據(jù)系統(tǒng)機械能守恒得聯(lián)立兩式解得，（、，不合題意，舍去）同理，F(xiàn)、D其次次碰撞解得，（、，不合題意，舍去）綜