2025屆安徽省合肥市某中學高三年級上冊物理統(tǒng)一作業(yè)（七）含解析

高三年級第一學期統(tǒng)一作業(yè)（7）

物理試卷

考試時間：70分鐘分值：100分

一、選擇題（本題包含10小題，共42分。第1~8小題只有一項符合題目要求，每小題4

分；第9~10小題有多項符合題目要求，每小題5分，全部選對的得5分，選對但不全的得3

分，有錯選的得0分。）

1.物理學的發(fā)展推動了社會的進步。下列關(guān)于物理學的一些重大事件和科學方法，說法正確的是（）

A.伽利略把科學實驗與邏輯推理相結(jié)合得到了自由落體運動規(guī)律

B.牛頓采用比值定義法得到了加速度的表達式。=￡

m

C.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并測出了引力常量

D.愛因斯坦的相對論否定了牛頓力學理論，成功解決了宏觀物體的高速運動問題

【答案】A

【解析】

【詳解】A.伽利略把科學實驗與邏輯推理相結(jié)合得到了自由落體運動規(guī)律，故A正確；

B.此式為牛頓第二定律，是實驗定律，即物體的加速度與物體所受的合力成正比，與物體的質(zhì)量成反比,

并不是比值定義法，故B錯誤；

C.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，而卡文迪什通過扭秤實驗測出了引力常量，故C錯誤；

D.愛因斯坦的相對論發(fā)展了牛頓力學理論，推動物理學發(fā)展到一個新高度，成功解決了宏觀物體的高速運

動問題，故D錯誤。

故選Ao

2.成都地鐵18號線連通成都市區(qū)和成都天府國際機場，其中從世紀城站到海昌路站可看做一段直線軌

道，軌道總長為X。一列地鐵（可視為質(zhì)點）從世紀城站由靜止出發(fā)經(jīng)過勻加速、勻速、勻減速三個階段

后停在了海昌路站。己知地鐵運行的最大速度為加速與減速階段的加速度大小相同，加速階段用時為

to則下列說法正確的是（）

YX

A.地鐵勻速運行的時間為一B.地鐵勻速運行的時間為一-2t

vv

YU

C.地鐵運行全程平均速度為-----D.地鐵運行全程平均速度為——

x+vtx-vt

【答案】C

【解析】

【詳解】列車從靜止加速至最大速度過程所用時間t,運動位移為

1

x=—vt

12

列車加速與減速階段的加速度大小相同，則所用時間與運動位移相同，可得勻速階段有

x-2xx=vt'

解得地鐵勻速運行時間為

從世紀城站到海昌路站需要的時間為

V

則地鐵運行全程平均速度為

_XXV

V=——=-------

%x+vt

故選C。

3.如圖所示，一輕桿兩端分別固定著質(zhì)量為相A和mB的兩個小球A和B（均可視為質(zhì)點）。將其放在一個

直角形光滑槽中，已知輕桿與槽右壁成a角，槽右壁與水平地面成。角時，兩球剛好能平衡，且雙仇則

A、B兩小球的質(zhì)量之比為（）

cosa?cos8

Asinacos0B.---------------

,cosasinBsina-sin3

cosa?sin0sina?sin0

C.---------------D.---------------

sina-cos0cosa?cos6

【答案】D

【解析】

【詳解】A,B各受三個力而平衡，在沿斜槽方向,對A球有

Tsina=mA^cos0

對B球有

T'cosa=mBgsind

T'=T

聯(lián)立解得

sina?sin。

mcostx?cos9

Dn

故D正確。

4.如圖所示，A、B兩顆人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，它們軌道在同一平面內(nèi)且轉(zhuǎn)動方向相反。若已

R.1

知A衛(wèi)星轉(zhuǎn)動周期為T,A、B兩衛(wèi)星軌道半徑之比-=T,從圖示位置開始A、B兩衛(wèi)星每隔時間/再

“B4

次相距最近，則（）

'、或

//、

//'

//\

[0）

]8Q]

A.t-—TB.t=—TC.t=-TD.t=-T

8799

【答案】c

【解析】

【詳解】根據(jù)

Mm

可得

GM

可得

E=1

R；8

所以有

TA=T"=8T

有

17171

/=亍,為=萬

設(shè)再次相距最近時A、B兩衛(wèi)星轉(zhuǎn)過的角度分別為。A、%，有

"+%=2》

即

a)At+a)3t=2萬

代入數(shù)據(jù)可得

t=-T

9

故選C。

5.如圖所示，長為工的直棒一端可繞固定軸。轉(zhuǎn)動，另一端擱在水平升降臺上，升降平臺以速度v勻速上

升，當棒與豎直方向的夾角為。時，棒的角速度為()

vsin^V

A.-------B.--------

LLcosO

Cucos。V

D.-------

L￡sin。

【答案】D

【解析】

【詳解】棒與平臺接觸點的實際運動即合運動方向垂直于棒指向左上方，如圖所示，合速度為

%=gL

豎直向上的速度分量等于平臺上升的速度V,艮P

coLsin0=v

所以

V

co=--------

Lsin^

故選D。

6.如圖甲所示，一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上，上端疊放兩個質(zhì)量均為M的物體A、B(B物體與彈

簧連接)，彈簧的勁度系數(shù)為鼠初始時物體處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)用豎直向上的拉力/作用在物體A上，使

物體A開始向上做加速度為a(a<g)的勻加速運動，A、B的速度隨時間變化圖像如圖乙所示，重力加速

度為g,則下列說法正確的是()

A

B

甲

A.拉力廠的最小值為Afa

B.A、B分離時，彈簧彈力恰好為零

C.A、B分離時，A上升的距離為"、一

k

D.彈簧恢復到原長時，物體B的速度達到最大值

【答案】C

【解析】

【詳解】A.A、B整體原來靜止，合外力為零，施加外力下的瞬間，對A、B整體，根據(jù)牛頓第二定律有

F=2Ma

當A、B整體向上運動時，彈簧彈力減小，則尸增大，拉力尸的最小值為2Ma,故A錯誤；

B.物體A、B在。時刻分離，此時A、B具有共同的v與m且A、B間作用力為0,對B有

F^-Mg=Ma

解得

%=M(g+a)

故B錯誤；

C.施加產(chǎn)前，物體A、B整體平衡，根據(jù)平衡條件有

2Mg=/ex1

解得

x_2Mg

V丁

A、B在。時刻分離，由

4=M(g+4)=而2

解得

_M(g+a)

則A、B分離時，A上升的距離為

4M(g-a)

Ax=x1-x2=-----------

故C正確；

D.當彈簧的彈力

F^=Mg

時，B達到最大速度，此時彈簧處于壓縮狀態(tài)，故D錯誤。

故選Co

7.如圖，四個滑塊疊放在傾角為。的固定光滑斜面上，其中B和C的質(zhì)量均為加，A和D的質(zhì)量均為

3m,B和C之間用一平行于斜面的輕繩連接，現(xiàn)對A施加平行于斜面向上的拉力孔使得四個滑塊以相同

加速度一起沿著斜面向上運動，滑塊間的動摩擦因數(shù)均為〃，重力加速度為g,最大靜摩擦力等于滑動摩

擦力，貝U()

n

A.拉力產(chǎn)的最大值為L3〃〃zgcos，

B.C對D的摩擦力為0.3〃wigcos8時，A對B的摩擦力為;〃cos9-5機？sin9

C.當拉力廠取得最大值時，輕繩上的彈力大小為0.8〃根geos，

D.當拉力產(chǎn)取得最大值時，C、D間的摩擦力為〃機geos夕

【答案】C

【解析】

【詳解】ACD.當A、B間的摩擦力為最大靜摩擦力時，拉力/取最大值，將BCD看成一個整體，可得

jLimgcos0-5mgsin0=5ma

對整體

F-Smgsin0—Sma

解得

F=1.6jumgcos0

此時對CD的整體

T-4mgsin0=4ma

解得

T=Q.8jLimgcos0

此時對D分析可知

fCD-3mgsin0=3ma

解得

fCD=0.6jumgcos0

故AD錯誤，C正確；

B.C對D的摩擦力為0.3〃mgcos夕時，對D進行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有

Q.3jumgcos0-3mgsin0=3ma

設(shè)A對B的摩擦力為Fc對BCD根據(jù)牛頓第二定律有

Fx-5mgsin0=5tna

解得

Fx=0.5/jmgcos0

故B錯誤；

故選C?

8.如圖所示，長為￡的不可伸長的輕繩，一端系于。點，另一端系一小球（可視為質(zhì)點），將小球拉至輕

繩水平，由靜止釋放。小球擺動至最低點的過程中，繩與水平方向夾角為。時，重力的功率為尸。不計空

氣阻力。當P有最大值時，sin。的取值為（）

oo

A.走B.旦egD.-

3222

【答案】A

【解析】

【詳解】由功率表達式可知重力的瞬時功率為

P=mgveosO

其中V8S。為瞬時速度豎直方向的分量，小球下擺過程中豎直方向的分速度先增大，后減小，當豎直分速

度達到最大值時，重力的瞬時功率最大，此時小球豎直方向加速度為零，繩子豎直方向的分力與重力平

衡，設(shè)繩子拉力為T,有

Tsin。=mg

又因為小球做圓周運動，沿半徑方向的合外力提供向心力，由牛頓第二定律可得

2

T-mgsinO=^-

小球下擺過程由動能定理可得

mgLsin8=gmv2

聯(lián)立可得

T—3mgsin6

即

3mgsin20=mg

解得

.A/3

sin0Q=——

3

故選Ao

9.如圖所示，足夠?qū)挼乃絺魉蛶б裕?2m/s的速度沿順時針方向運行，質(zhì)量根=0.4kg的小滑塊被光

滑固定擋板攔住靜止于傳送帶上的A點，f=0時，在小滑塊上施加沿擋板方向的拉力R使之沿擋板做加

速度大小a=lm/s2的勻加速直線運動，已知小滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)〃=02,取重力加速度大小

g=10m/s2,則下列說法正確的是（

A.1=0時，拉力尸的大小為0.4N

B.小滑塊在運動過程中始終受到沿擋板方向的摩擦力

C.f=2s時，滑塊受到擋板的彈力大小為述N

5

D.t=2s時，拉力廠的大小為2+26'N

5

【答案】ACD

【解析】

【詳解】A.由題意知小滑塊被光滑固定擋板攔住靜止于傳送帶上的A點，則擋板必垂直于傳送帶運動方

向，所以，7=0時，由牛頓第二定律得，拉力尸的大小為

F—ma=0.4N

故A正確；

B.因為小滑塊沿擋板方向運動的同時，還相對于傳送帶向后運動，故小滑塊在運動過程中始終受到的摩

擦力方向與擋板有一定夾角，故B錯誤；

C./=2s時，小滑塊沿擋板方向的速度為

v=at=2m/s

設(shè)摩擦力與擋板的夾角為e,則

tan61=—=1

v

即

6=45°

故f=2s時，滑塊受到擋板的彈力大小為

FN=fcos45。=/Limgcos45°=—^―N

故C正確；

D.f=2s時，沿擋板方向由牛頓第二定律得

F—/Limgsin45°=ma

解得拉力方的大小為

故D正確。

故選ACDo

10.人們有時用“打夯”的方式把松散的地面夯實。設(shè)某次打夯符合以下模型：兩人同時通過繩子對重物

各施加一個恒力，力的大小均為尸=500N,方向都與豎直方向成，=37°,重物離開地面〃=50cm后

人停止施力，最后重物自由下落把地面夯實力深度。設(shè)重物的質(zhì)量為m=50kg,與地面的平均沖擊力為

/=1.05X104N,g取lOm/s?。則下列說法中正確的是()

A.重物上升時加速度大小為6m/s?

B.重物落到地面時的速度大小”=J]6m/s

C.重物落到地面時的速度大小v=4m/s

D.若H=2(50kg<m<60kg,左=25kg-m),重物夯實的最大深度加=4cm

m

【答案】ACD

【解析】

【詳解】A.根據(jù)牛頓第二定律

ma=2Fcos0—mg

得

a=6m/s2

A正確；

BC.從離開地面到回到地面列動能定理得

1

2Fcos0H^-mv29

2

解得

4Fcos0-H

=4m/s

Vm

B錯誤，C正確；

D.對全過程列動能定理

2Fcos3-H+mg-h—f-h=0—0

將〃=上25代入上式得

m

25

227cos夕----bmg-h-f-h-0-0

m

整理計算后得

h=--------------------(50kg<m<60kg)

-10/M2+10500/71

由二次函數(shù)得：當機=50kg時，有

hm=4cm

選項D正確。

故選ACDo

二、實驗題（每空2分，共16分）

11.某同學做“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”的實驗。如圖甲所示為某次實驗中用手通過兩個彈簧

測力計共同拉動小圓環(huán)的示意圖，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為標記出的小圓環(huán)的位置，。8和OC

為細繩。圖乙是在白紙上根據(jù)該次實驗結(jié)果畫出的圖。

（1）本實驗主要采用科學方法是（）

A.控制變量法B.等效替代法C.理想實驗法D.建立物理模型法

（2）圖甲中OC方向的拉力大小為N；

（3）圖乙中的力廠和力尸，一定沿橡皮條AO方向的是（選填或“F'”）

（4）在另一次實驗中，該同學用兩個彈簧測力計，通過細繩對小圓環(huán)施加平行木板平面的拉力作用，兩

個拉力的方向如圖丙所示。如果小圓環(huán)可視為質(zhì)點，且小圓環(huán)、橡皮條和細繩的重力可忽略不計，小圓環(huán)

平衡時，橡皮條A。、細繩。8和OC對小圓環(huán)的拉力的分別為耳、尸2和鳥，關(guān)于這三個力的大小關(guān)系，

正確的是o

A.Fi>F2>F3B.F3>Fi>F2C.F2>F3>D.F3>F2>F]

【答案](1)B(2)1.88N##1.89N##1.90N##1.91N##1.92N##1.93N

(3)F(4)A

【解析】

【小問1詳解】

本實驗的原理是用一個力產(chǎn)生的作用效果與兩個力產(chǎn)生的作用相同來進行等效替代。故選B。

【小問2詳解】

圖甲中0C方向的拉力大小為L90N(1.88~1.93均可)。

【小問3詳解】

用一個彈簧秤拉橡皮筋時，力一定沿橡皮條AO方向，圖中可以看出，產(chǎn)表示一個力，尸表示的是用平行

四邊形定則作出的兩個力的合力，所以一定沿橡皮條AO方向的是凡

【小問4詳解】

對。點進行受力分析，工與工的合力與巴等大反向，如圖

根據(jù)幾何關(guān)系可知

Fr>F2>F3

故選Ao

12.某同學采用重物自由下落的方法“驗證機械能守恒定律”，如圖甲所示。打點計時器所用電源頻率為

50Hz,當?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80m/s2,測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg。若按實驗要求正確地選出紙帶進

行測量，量得連續(xù)三點A、B,C到第一個點。的距離如圖乙所示，那么：

（1）紙帶的（選填“左”或“右”）端與重物相連；

（2）打點計時器打下點8時重物的速度VB=m/s；從打下點A到打下點C的過程中重力勢能的減

少量g=J（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；

（3）動能的增加量最有可能勢能的減少量、Ep（選填或“=”）。

【答案】（1）左（2）①.0.97②.0.38

（3）<

【解析】

【小問1詳解】

因紙帶上從左到右點間距逐漸增加，那么紙帶的左端與重物相連；

【小問2詳解】

[1]打下B點時的速度為

=%—%=（7.02-3.13）X?2m=o.97m/s

2T2x0.02

[2]從打下點A到打下點C的過程中重力勢能的減少量

2

AEp=mg（h0c-/zOA）=1.00x9.80x（7.02-3.13）x10J=0.38J

【小問3詳解】

因為存在摩擦阻力和空氣阻力，動能的增加量最有可能小于勢能的減少量A￡p.

三、解答題（本題共3小題，共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步

驟。只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）

13.如圖甲所示，在f=0時刻，一質(zhì)量為1kg、可視為質(zhì)點的物塊沖上一足夠長、傾角為37°的傳送帶底

端，同時傳送帶順時針勻減速轉(zhuǎn)動直至停止。取平行于傳送帶向上為正方向，物塊前L5s內(nèi)的速度-時間

圖像如圖乙所示，不計空氣阻力，重力加速度g?。?0m/s2，sin37°=0.6o則物體在傳送帶上向上運動

到最高點的過程中。求:

(1)傳送帶與物塊間的動摩擦因數(shù)〃;

(2)物體與傳送帶共速前物塊的位移玉的大小;

(3)因摩擦產(chǎn)生的熱量大小0。

【答案】（1）〃=0.5

(2)Xj=3.75m

(3)Q=2.5J

【解析】

小問1詳解】

由受力分析可知，物體沿著斜面先做勻減速運動，再和傳送帶一起減速運動,由牛頓第二定律可知

"mgcos0+mgsin0=ma

可知

〃=0.5

【小問2詳解】

設(shè)物體與傳送帶共速前位移為當，由圖像乙可知

x1=^x(10+5)x0.5m=3.75m

【小問3詳解】

由圖可知，在5m/s共速，此后二者共同減速，則可知減速運動的加速度為

a=~=m/s2=-5m/s2

Az1.5—0.5

由速度公式丫=%可得物體沖上傳送帶時，傳送帶的初速度

=v-at=5m/s+5x0.5m/s=7.5m/s

則在共速前傳送帶行駛位移為

=V-v0=75―5%=3.125m

22a2x5

則物體與傳送帶的相對位移

s-xi-x1-0.625m

由摩擦生熱的定義式可得

Q=jumgcosOs

代入數(shù)據(jù)可得

Q=2.5J

14.一種離心測速器簡化工作原理如圖所示。細桿的一端固定在豎直轉(zhuǎn)軸OO'上的。點，并可隨軸一起

轉(zhuǎn)動。桿上套有一輕質(zhì)彈簧，彈簧一端固定于。點，另一端與套在桿上的圓環(huán)相連。當測速器穩(wěn)定工作

時，圓環(huán)將相對細桿靜止，通過圓環(huán)的位置可以確定細桿勻速轉(zhuǎn)動的角速度。已知細桿長度L=0.2m,

桿與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角。始終為60。，彈簧原長x0=0.1m,彈簧勁度系數(shù)上=100N/m,圓環(huán)質(zhì)量

m=lkg；彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小取lOm/sz,摩擦力可忽略不計

(1)若細桿和圓環(huán)處于靜止狀態(tài)，求圓環(huán)到。點的距離;

(2)求彈簧處于原長時，細桿勻速轉(zhuǎn)動的角速度大?。?/p>

(3)求圓環(huán)處于細桿末端P時，細桿勻速轉(zhuǎn)動的角速度大小。

【答案】(1)0.05m；(2)坦&rad/s;(3)10rad/s

3

【解析】

【詳解】(1)當細桿和圓環(huán)處于平衡狀態(tài)，對圓環(huán)受力分析得

"=mgcosa=5N

根據(jù)胡克定律尸=左以得

Ax=—=0.05m

0k

彈簧彈力沿桿向上，故彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧此時的長度即為圓環(huán)到。點的距離

石=玉）一Ax0=0.05m

（2）若彈簧處于原長，則圓環(huán)僅受重力和支持力，其合力使得圓環(huán)沿水平方向做勻速圓周運動。根據(jù)牛

頓第二定律得

tana

由幾何關(guān)系得圓環(huán)此時轉(zhuǎn)動的半徑為

r-x0sina

聯(lián)立解得

10A/6

?0=---rad/s

（3）圓環(huán)處于細桿末端產(chǎn)時，圓環(huán)受力分析重力，彈簧伸長，彈力沿桿向下。根據(jù)胡克定律得

T=Z:（L-^）=10N

對圓環(huán)受力分析并正交分解，豎直方向受力平衡，水平方向合力提供向心力，則有

mg+Tcosa-FNsina,Tsina+FNcosa-marr'

由幾何關(guān)系得

r'=Lsinor

聯(lián)立解得

a>=10rad/s

15.如圖，質(zhì)量為根的電動遙控玩具車在豎直面內(nèi)沿圓周軌道內(nèi)壁以恒定速率v運動，已知圓軌道的半徑

為R,玩具車所受的摩擦阻力為玩具車對軌道壓力的4倍，重力加速度為g,尸、。為圓軌道上同一豎直方

向上的兩點，不計空氣阻力，運動過程中。求:

(1)在最低點與最高點對軌道的壓力大小之差Ab；

(2)通過P、。兩點時對軌道的壓力大小之和M+M；

(3)由最低點到最高點電動機做功為卬。

【答案