物理-黑龍江省哈爾濱市師范大學(xué)附屬中學(xué)2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期期中考試試題和答案

2024—2025學(xué)年度高三上學(xué)期期中考試物理試題一、選擇題（本題共10小題，共46分。在每個小題給出的四個選項中，第1-7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8-10題有多項符合題目要求，每小題6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）1．物體在流體中運(yùn)動時，流體的阻力跟物體相對于流體的速度有關(guān)，速度越大，阻力越大。雨滴在空氣中下落，下落過程中可將雨滴看作球體。雨滴較大時，下落過程中受到的阻力可以表示為CDpSv2，p表示空氣密度，S表示橫截面積，v為雨滴下落的速度，CD是阻力系數(shù)，稱為雷諾數(shù)。根據(jù)公式判斷CD的國際單位()2．疊石平衡藝術(shù)的創(chuàng)作過程中，藝術(shù)家們不使用任何粘合劑或輔助工具，僅依靠重力和石頭的自然形態(tài),調(diào)整石頭的角度和位置，使其達(dá)到平衡。在如圖所示的作品中，虛線為石頭間接觸面的切線，下列關(guān)于石頭A和B受力情況的說法正確的是()A．石頭A對石頭B的壓力的方向為豎直向下B．石頭A對石頭B的作用力的方向為垂直虛線向下C．石頭A對石頭B的作用力大于石頭B對石頭A的作用力D．石頭B的受力個數(shù)為5個3．某品牌汽車的車身支撐在固定于軸承上的若干彈簧上，彈簧的等效勁度系數(shù)k=1.5×105N/m。汽車開始運(yùn)動時，在振幅較小的情況下，其上下自由振動的頻率滿足（g為重力加速度，L為汽車靜止時彈簧的壓縮量）。這輛車乘坐7個人時，人感到振動幅度最大。已知汽車車身的質(zhì)量為600kg，平均每個人的質(zhì)量為60kg，若人體可以看成一個彈性體，則其固有頻率約為()A.1HZB.2HZC.4HZD.10HZ4.放在粗糙水平面上的物體受到水平拉力F的作用，0~3s內(nèi)速度和拉力的功率隨時間變化的圖像分別如圖（a）和圖（b）所示，取重力加速度g=10m/s2。下列說法正確的是()A．物體與水平面間動摩擦因數(shù)為0.45B．物體的質(zhì)量為3kgC．0~3s內(nèi)物體克服摩擦力做的功為84JD．0~3s內(nèi)拉力的平均功率為20W5．2024年10月12日紫金山-阿特拉斯彗星距離地球最近，天文學(xué)家們利用一段時間的觀測數(shù)據(jù)，計算出其軌道周期大約是61000多年。設(shè)紫金山-阿特拉斯彗星繞太陽運(yùn)行周期T1，在近日點(diǎn)與太陽中心的距離為r1，在遠(yuǎn)日點(diǎn)與太陽中心的距離為r2。月球繞地球做圓周運(yùn)動的軌道半徑為r3，周期T2約為27天。下列說法正確的是()A．地球繞太陽做圓周運(yùn)動的加速度大小為B．紫金山-阿特拉斯彗星在近日點(diǎn)的速度大小為C．太陽與地球的質(zhì)量之比為D．紫金山-阿特拉斯彗星與太陽的連線和地球與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等6．x軸上固定兩個點(diǎn)電荷A和B，電荷A帶正電且固定在原點(diǎn)，電荷A與電荷B的電荷量大小之比為QA:QB=1:9。通過電勢傳感器測出x軸上各點(diǎn)電勢φ隨坐標(biāo)x的變化規(guī)律并描繪出φ-x圖像。已知φ-x圖線與x軸的交點(diǎn)橫坐標(biāo)為?x1和x2，x=L處的切線與x軸平行，電荷僅受靜電力作用。下列說法正確的是()A．電荷B帶負(fù)電，固定在x=?L處B．同一負(fù)電荷在?x1處電勢能大于其在x2處電勢能C．在x=x2處無初速度釋放一正電荷，該正電荷的加速度先減小后增大再減小D．在x軸上x>0的任意位置無初速度釋放一正電荷，該正電荷一定能到達(dá)無窮遠(yuǎn)處7．如圖所示，不可伸長細(xì)繩水平跨在小定滑輪A、B上，質(zhì)量為m的小球懸掛在繩上的O點(diǎn)，O點(diǎn)與兩滑輪的距離均為L，在輕繩兩端分別拴有質(zhì)量也為m的物塊。先托住小球，使繩處于水平拉直狀態(tài)，并從O點(diǎn)靜止釋放小球，小球豎直向下運(yùn)動，經(jīng)過a、b到達(dá)最低點(diǎn)c，其中ab=bc。不計一切阻力，物塊不會與滑輪相撞，重力加速度為g。下列說法正確的是()A．c點(diǎn)到O點(diǎn)距離為LB．左側(cè)物塊在小球從a運(yùn)動到b過程中克服重力做功大于小球從b運(yùn)動到c過程中克服重力做功C．小球下落至兩邊繩的夾角為120°時，小球的速度為D．若將輕繩兩端物塊分別替換為豎直向下恒力F=mg，小球下落過程中的最大速度為8．如圖所示，平行板電容器通過單刀雙擲開關(guān)分別與電源E和二極管、定值電阻R相連，電容器下板接地，初始時開關(guān)S接1，C充電穩(wěn)定后，此時一帶電油滴位于電容器中M點(diǎn)且處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是()A．減小極板間的正對面積，帶電油滴將向下移動B．貼著下極板插入金屬板，M點(diǎn)電勢將降低C．將開關(guān)S由1擲向2，此過程中不會有電流經(jīng)過電阻RD．開關(guān)S擲向2后，帶電油滴將向上移動9．平靜水面上的S處一蜻蜓點(diǎn)水形成一列水波向四周傳播（可視為簡諧波），A、B、C三點(diǎn)與S的振動平衡位置在同一條直線上。圖示時刻，A在波谷與平衡位置的高度差為H，B、C在不同的波峰上。已知波速為v，A、B在水平方向的距離為a。下列說法正確的是()A．A點(diǎn)振動頻率為B．到達(dá)第一個波峰的時刻，C比A滯后C．從圖示時刻起，經(jīng)過時間，B、C之間的距離增大D．從圖示時刻開始計時，A點(diǎn)的振動方程是y=HSin10．某學(xué)校的機(jī)動車出入口采用如圖所示的曲桿道閘，道閘由轉(zhuǎn)動桿OM與橫桿MN鏈接而成，M、N為橫桿的兩個端點(diǎn)。某天中午快遞員將快遞袋子掛在了校門口道閘的橫桿MN上，由于門衛(wèi)沒有及時將快遞袋取下，在道閘抬起過程中，快遞袋始終與橫桿MN保持相對靜止，且桿MN始終水平，此過程中桿OM繞O點(diǎn)從水平方向勻速轉(zhuǎn)動到接近豎直方向。若快遞袋可視為質(zhì)點(diǎn)，與橫桿之間的動摩擦因數(shù)為μ,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，轉(zhuǎn)動桿OM長度為L，重力加速度為g。下列說法正確的是()A．M、N兩點(diǎn)的加速度不同B．N點(diǎn)的加速度始終沿ON方向C．M、N兩點(diǎn)都在做勻速圓周運(yùn)動D．快遞袋能夠與橫桿MN保持相對靜止一起運(yùn)動的最大速率二、非選擇題：本題共5小題，共54分。11．(6分)某同學(xué)在實(shí)驗室利用自由落體運(yùn)動來驗證機(jī)械能守恒定律，如圖甲所示，接通電源，釋放重物，打出如圖乙所示的一條紙帶．已知打點(diǎn)計時器計時頻率為50Hz.(1)根據(jù)紙帶所給數(shù)據(jù)，打下B點(diǎn)時重物的速度為m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)；(2)某同學(xué)選用兩個形狀體積完全相同但質(zhì)量不同的重物a和b進(jìn)行實(shí)驗，測得幾組數(shù)據(jù)，畫出—h圖像，并求出各自圖線的斜率分別是k1、k2，如圖丙所示，由圖像可知a的質(zhì)量m1和b的質(zhì)量m2的大小關(guān)系是m1m2(選填“大于”或“小于”)；(3)通過分析發(fā)現(xiàn)造成k2值偏小的原因是實(shí)驗中存在各種阻力，已知實(shí)驗所用重物的質(zhì)量m2=0.06kg，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.8m/s2，可求出重物所受的平均阻力f＝N。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)12．(8分)實(shí)驗室工作人員利用如圖所示實(shí)驗裝置驗證動量守恒定律，他設(shè)計步驟如下，實(shí)驗時先讓質(zhì)量為m1的入射小球從斜槽軌道上某一固定位置S由靜止開始下滑，從軌道末端O點(diǎn)水平拋出，落到與軌道O點(diǎn)連接的傾角為θ的斜面上。再把質(zhì)量為m2大小和m1相同的被碰小球放在斜槽軌道末端，再讓入射小球仍從位置S由靜止?jié)L下，與被碰小球瞬間正碰，碰撞后，分別與斜面第一次碰撞留下各自的落點(diǎn)痕跡，A、B、C為三個落點(diǎn)的位置。（不考慮小球在斜面上的多次碰撞）(1)關(guān)于本實(shí)驗，下列說法正確的是。A．入射小球每次釋放的初位置可以不同B．斜槽軌道末端必須水平C．需要滿足入射球的質(zhì)量m1小于被碰球的質(zhì)量m2(2)實(shí)驗中不容易直接測定小球碰撞前后的速度，可以通過僅測量，間接地解決這個問題。A．小球開始釋放高度hB．斜面的傾角θC．O點(diǎn)與各落點(diǎn)的距離(3)在實(shí)驗誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式，則可以認(rèn)為兩球碰撞前后總動量守恒。A．m1OB=m1OA+m2OCB．m1OC=m1OB+m2OAC．m1OB=m1OA+m2OCD．m1OC=m1OB+m2OA(4)如果該碰撞為彈性碰撞，則還需要滿足表達(dá)式是(用m1、m2、OA、OB、OC表示)(5)如果想提高該實(shí)驗的精確度，給出一條合理化建議是。138分）如圖所示，半徑R=1m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，軌道的一側(cè)端點(diǎn)B和圓心O的連線與水平方向的夾角θ=37°,另一點(diǎn)C為軌道的最低點(diǎn)。質(zhì)量為m=1kg的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從空中A點(diǎn)以v0=3m/s的水平初速度拋出，恰好從圓弧軌道的B端沿切線方向進(jìn)入圓軌道BC。不計空氣阻力，已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）小球在B點(diǎn)時的速度大??；（2）小球到C點(diǎn)時受到的圓弧軌道的支持力大小。1414分）如圖所示，在光滑水平地面上放置著一半徑為R的圓弧形滑塊B，其弧面光滑，在滑塊B的右側(cè)放置一連接有輕質(zhì)彈簧的小球C。現(xiàn)讓小球A從滑塊B的正上方距地面高3R處由靜止釋放，小球沿滑塊B的切線進(jìn)入圓弧面，然后從滑塊B的末端水平滑出，之后小球A擠壓彈簧但與彈簧未粘連。已知小球A的質(zhì)量為m，滑塊B的質(zhì)量為2m，小球C的質(zhì)量為m的k倍，重力加速度為g。求：（1）小球A從滑塊B末端滑出時，小球A和滑塊B的速度分別為多少；（2）小球A擠壓彈簧過程中，彈簧最大的彈性勢能為多少；（3）要使小球A彈回后能追上滑塊B，求出k的取值范圍。1518分）如圖1所示，一長為L的絕緣輕質(zhì)不可伸長細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)、另一端連接一個質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球，細(xì)繩與小球始終處在O點(diǎn)所在的同一豎直平面內(nèi)。整個空間存在場強(qiáng)大小為E1的水平向右的勻強(qiáng)電場，初始時將小球拉到距離O點(diǎn)正上方為L的A點(diǎn)處，之后由靜止釋放小球。小球可視為質(zhì)點(diǎn)，細(xì)繩不會被拉斷，已知重力加速度為g。（1）求小球做直線運(yùn)動的時間t；（2）若以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，在小球運(yùn)動的豎直平面內(nèi)建立xoy直角坐標(biāo)系，以O(shè)A方向為y軸正方向，場強(qiáng)方向為x軸正方向，已知細(xì)繩由松弛到繃緊的瞬間沿繩方向速度分量減為零，其他方向速度分量不發(fā)生改變，求小球所能到達(dá)的最左端的位置坐標(biāo)；（3）若將原電場更換為如圖2所示的交變電場（場強(qiáng)正、負(fù)號分別表示與原電場強(qiáng)度方向相同或相反），小球在A點(diǎn)由靜止釋放，欲使小球能在一個周期（T未知）內(nèi)恰能運(yùn)動到距離O點(diǎn)正下方L處的C點(diǎn)，且運(yùn)動過程中(除C點(diǎn)外)細(xì)繩始終無拉力，試求所加電場強(qiáng)度E2不應(yīng)大于多少。2024—2025學(xué)年度高三上學(xué)期期中考試物理試題答案一、選擇題1.A2.D3.B4.B5.C6.C7.D8.BC9.AD10.CD二、非選擇題11.(1)2.01(2)大于(3)0.03212.(1)B(2)C(3)C(4)m1OB=m1OA+m2OC(5)減少小球體積，換密度更大的小球，多次測量取平均值，換精確度更高的尺測量（答案合理均給分）131）VB=5m/s（2）N=67N【詳解】（1）設(shè)小球在B點(diǎn)的速度為VB，從A到B且對B點(diǎn)剛好無彈力:VB=，解得：VB=5m/s（2）VB從B到C，根據(jù)動能定理有：mgR(1+sinθ=mV?mV在C點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有：N-mg=求得N=67NvA=2方向水平向右；vB=方向水平向左Epm=（3）【詳解】（1）因小球和滑塊組成的系統(tǒng)水平方向不受外力，則系統(tǒng)水平動量守恒。取水平向右為正方向，則有:mvA-2mvB=0根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得:mg3R=聯(lián)立，解得:vA=2方向水平向右；vB=方向水平向左。（2）小球A擠壓彈簧過程中，當(dāng)兩小球共速時，彈簧壓縮最短，具有最大的彈性勢能，可得：Epm=A與C動量守恒得：mvA=(m+km)v共聯(lián)立，解得：Epm=（3）小球A與小球C通過彈簧相互作用過程中，動量守恒機(jī)械能守恒，有：聯(lián)立，解得：v負(fù)號表示小球A向左運(yùn)動，要使小球A彈回后能追上滑塊B，則有:解得:k>3151）t=2）(?L，?L3）【詳解】(1)由受力分析可知，小球初始所受合力F=(mg)2+(qE)2=2mg；如圖所示小球沿AB方向做勻變速直線運(yùn)動，直至B點(diǎn)細(xì)繩繃直，設(shè)此過程中小球走過的位移為S，則s=2L；設(shè)小球運(yùn)動過程中加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律F=ma，可知a=2g；結(jié)