2025屆山西省高三上學期學情調研測試（一模）物理試題（B）（解析版）

高級中學名校試卷PAGE2025學年第一學期高三年級學情調研測試試卷物理考生注意：1.答題前，考生務必將自己的姓名、考生號填寫在試卷和答題卡上，并將考生號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3.考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.如圖所示，在一機械平臺上放一物體，該平臺在豎直方向上做簡諧運動。下列選項中哪種情況可能使物體開始脫離臺面（）A.平臺向下運動通過平衡位置處時 B.平臺向上運動通過平衡位置上方時C.平臺向下運動通過平衡位置下方時 D.平臺向上運動通過平衡位置下方時【答案】B【解析】A．設物體的質量為，重力為，機械平臺對其施加的支持力為，依據簡諧運動的基本規(guī)律，平臺在平衡位置處時，加速度為0，對于物體有則其與平臺不會脫離，故A錯誤；CD．同理，當平臺經過平衡位置下方時，其加速度向上，對于物體有即，其與平臺也不會分離，故CD錯誤；B．只有當平臺運動至平衡位置上方時，其加速度向下，對于物體有即，其與平臺才有可能分離，故B正確。故選B。2.如圖所示，在軸上有A、、、四個點，其間距已在圖中標注?，F有一周期為、波長為0.5m、沿軸正方向傳播的橫波，當時波恰好傳到點，則時，段的波形圖為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】由題知，該波的波長為0.5m，故波速可表示為時，該波傳播的距離為則在時，該波剛好傳播至D點前0.25m處。故CD段波形圖與選項D一致。故選D。3.大同市永泰門的音樂噴泉，為南城墻的城門廣場增加了吸引力和活力。已知噴泉豎直噴射時，能噴射的最大高度為31.25m。若噴頭方向與水平方向夾角為，不計噴頭高度和空氣阻力，重力加速度取，則噴出的水落地時到噴頭的距離為（）A.62.5m B.25m C.125m D.150m【答案】A【解析】噴泉豎直噴射的最大高度為31.25m，由得設噴頭與水平方向夾角為，則射程聯立得當夾角為，為62.5m故選A。4.如圖所示，一可視為質點的小物塊放在邊長為1m的正方形水平桌面的正中央，現物塊以大小為v0的初速度沿水平面內某一方向向桌子邊沿滑去，物塊與桌面間的動摩擦因數μ=0.1，重力加速度g取10m/s2，。物塊恰好停在桌子邊沿，則v0值可能為（）A.0.9m/s B.1.1m/s C.1.3m/s D.1.5m/s【答案】B【解析】由于物塊與桌面間動摩擦因數恒定，故其在桌面上做勻減速直線運動，又因保證其恰好停在桌子邊沿，據位移公式可得根據牛頓第二定律可得物塊在桌面上運動加速度的大小依據圖中的幾何關系得綜合以上關系，可推得故選B。5.如圖所示，物塊A通過一根不可伸長且承受張力足夠大的輕繩繞過光滑的輕滑輪與物塊B連接，A置于物體C上方，B與C的右側接觸。已知C上表面粗糙，右側光滑，當C豎直向上以加速度勻加速運動時，B恰好相對C不下滑。當C的加速度由逐漸緩慢變大時（）A.A對C的摩擦力保持不變 B.A對C的壓力保持不變C.A、B相對C仍保持靜止 D.輕繩對B拉力保持不變【答案】C【解析】D．受力分析，如圖所示當C以加速度a0向上勻加速時，A、B均相對于C恰好保持相對靜止，則由受力圖可得水平方向豎直方向解得當加速度由a0逐漸變大時，加速度越大，輕繩對B拉力逐漸變大，故D錯誤；B．C對A的支持力逐漸變大，由牛頓第三定律，A對C的壓力逐漸變大，故B錯誤；A．A對C的摩擦力逐漸變大，故A錯誤；C．整理表達式發(fā)現A、B質量消元，則A、B相對C一直靜止，故C正確。故選C。6.如圖所示，豎直面內處于同一高度的光滑輕質滑輪、相距。輕繩穿過帶有光滑小孔的小球P，輕繩的兩端繞過滑輪分別與輕彈簧、相連，彈簧、下端分別與置于水平地面的物體A、B相連，物體A質量為，物體B質量為。初始時刻用手將P球托住靜止在、連線的中點處；此時輕繩伸直且張力為零。放手后，P球下落到最低點時，A物體與地面恰好無作用力。彈簧、完全相同，彈簧的彈性勢能表達式為，為彈簧形變量，勁度系數，重力加速度為。在此過程中（）A.P球下落到最低點時，物體B對地面的壓力為零B.P球下落到最低點時，彈簧的彈性勢能大小為C.P球下落的最大高度為D.P球的質量為【答案】B【解析】B．由于同一根繩子，所以各物體沿繩方向速度大小相同，沿繩作用力大小相同。初始時刻，輕繩張力為0，當P球下落到最低點時，A物體與地面恰好無作用力，A物體重力等于彈簧a對它的拉力，由可得彈簧的伸長量為此時彈簧a的彈性勢能大小為故B正確；A．此時彈簧對B拉力大小等于mg，B對地面作用力為mg，故A錯誤；CD．此時左右兩端繩子各縮短，則PM長度變?yōu)椋瑒tP球下落的最大高度為，由機械能守恒定律可得所以故CD錯誤。故選B。7.現有一質點始終在xOy平面內運動，從t=0時刻起，它在x、y方向的位置與時間關系如圖所示，圖中x=4cosωt，y=3cosωt，sin53°=0.8。下列說法正確的是（）A.t=0時刻質點的位置坐標為（4，5）B.該質點在xOy平面內的軌跡為一條曲線C.該質點在1s~3s內的速度與x軸負方向的夾角為37°D.該質點在t=2s時的加速度一定不為零【答案】C【解析】A．根據題圖可知t=0時刻的坐標為（4，3），故A錯誤；B．由于x、y方向位移與時間均為余弦函數關系x=4cosωt，y=3cosωt聯立以上兩式，可得該質點的軌跡方程并結合圖像特征，即判定質點在xOy平面內做往復直線運動，故B錯誤；D．根據位移與時間圖像中斜率大小（速度大?。┑淖兓闆r，可知在t=2s時x、y方向的速度均達到最大，即加速度一定為零，故D錯誤；C．由于x、y兩軸所取標度相同，并結合B選項的分析，質點的軌跡方程即得軌跡與x軸所夾銳角為37°，1s~3s內速度方向為負，故C正確。故選C。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.韋伯望遠鏡發(fā)現一顆代號為K2-18B的類地行星，已知它的公轉周期和地球相同，公轉軌道半徑為地球和太陽間距的0.2倍。K2-18B和地球均圍繞各自中心天體做勻速圓周運動，則K2-18B和地球的（）A.中心天體質量之比為 B.中心天體質量之比為C.線速度大小之比為 D.線速度大小之比為【答案】AC【解析】AB．K2-18B公轉周期和地球相同，公轉軌道半徑為地球和太陽間距的0.2倍，根據萬有引力提供向心力其中可得中心天體質量之比為故A正確，B錯誤；CD．K2–18B公轉周期和地球相同，公轉軌道半徑為地球和太陽間距的0.2倍，根據可得兩者線速度之比為，故C正確，D錯誤。故選AC。9.如圖所示為某型號汽車在進行碰撞安全測試，一輛質量為的測試車以的速度在測試場地勻速直行，與前方一質量為靜止的道具車發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，碰撞后測試車以的速度勻速前進，道具車在運動過程中受到的阻力大小為2000N。下列說法正確的是（）A.碰撞過程是彈性碰撞B.碰撞過程兩車損失的機械能為C.碰后道具車前進100m剛好停下D.道具車剛停下即與測試車發(fā)生第二次碰撞【答案】CD【解析】AB．測試車的初速度碰撞過程，測試車輛速度由變?yōu)?，設測試車的質量為，碰撞前、后的速度分別為、，設道具車的質量為，其碰后的速度為，由于碰撞過程滿足動量守恒，則有解得兩車因碰撞損失的機械能碰撞過程不是彈性碰撞，故AB錯誤；C．設道具車在運動中受到的阻力為，加速度為，減速的位移為，據牛頓第二定律有利用逆向思維，根據速度與位移關系有解得故C正確；D．在碰撞之后，由于測試車以速度10m/s勻速運動，則其經過10s恰好又運動了100m，結合上述可知，道具車剛停下即與道具車發(fā)生了第二次碰撞，故D正確。故選CD。10.如圖所示，帶有光滑小孔的小球A套在半圓軌道上，用繞過光滑定滑輪P的足夠長輕繩與從小球B相連，小球A、B的質量均為。給A施加一水平向右的拉力，使小球A靜止在圓軌道最低點。已知定滑輪P與、o、在同一水平線上，o點為圓心，，，重力加速度為，，不計滑輪的質量、大小及空氣阻力，則（）A.水平拉力的大小為B.撤去拉力后，A球運動過程中速度一直變大C.撤去拉力后，A球不能運動到點D.撤去拉力后，A球在軌道上運動過程中機械能最大時的速度大小【答案】AD【解析】A．當A球在拉力F的作用下保持靜止時，水平方向還會受到繩對小球拉力T的分力，此時由題意可知，繩與水平方向的夾角為37°，對A球水平方向受力分析得對B球受力分析可知解得故A正確；C．撤去拉力F后，A球會在繩的拉力的作用下沿半圓軌道向左運動，設A球和圓心的連線與豎直方向的夾角為θ，則可知A球上升的高度為此時B球下降的高度為由數學知識可知，當時，始終有在整個運動過程中，A球和B球這一整體的機械能是守恒的，因B球減少的重力勢能始終比A球增加的重力勢能多，則當A球運動到b點時仍有速度，故C錯誤；B．當A球從b點脫離軌道后，因受到重力和繩拉力的作用，其速度會不斷減小，故B錯誤；D．當B球的機械能最小時，A球的機械能最大，此時A球剛好到b點，有豎直向上的速度v，沿繩方向速度為0，即B球的速度為0，對整體用動能定理有解得故D正確。故選AD。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.某學校的實驗小組用如圖1所示的裝置驗證物體的加速度與質量的關系。（1）當物體所受的合外力一定時，加速度與物體質量成_____（填“正比”或“反比”），本實驗采用了控制變量法。（2）圖2是打出的一條紙帶，計數點A、、、、間都有4個點沒有標出，電源的頻率為，則小車的加速度大小為_____。（3）若實驗小組在做實驗時，保持小車質量不變，改變槽碼的質量，由實驗數據得到如圖3所示的圖像，圖像不過原點的原因是_____。A.補償摩擦力時軌道傾角過大B.補償摩擦力時軌道傾角過小C.不滿足【答案】（1）反比（2）1.26（3）A【解析】【小問1詳析】根據牛頓第二定律可知當一定時，與成反比?！拘?詳析】由題知，相鄰計數點間有4個點沒有標出，則相鄰計數的時間為根據逐差法有代入數據得加速度【小問3詳析】由圖3，可知當時加速度大于0，說明補償摩擦力過度，即補償摩擦力時軌道傾角過大。故選A。12.某班物理實驗小組利用如圖所示實驗裝置驗證物塊A、B組成系統(tǒng)的機械能守恒，為固定在鐵架臺上的光電門，A、B用輕繩跨過定滑輪連接，滑輪質量和摩擦可忽略不計，物塊B上固定了細遮光條，當地重力加速度為。（1）在鐵架臺上標記一位置，并測得該位置與光電門D之間的距離為。細遮光條對齊位置C，讓B從位置C由靜止開始下落，則在物塊B加速下落到處的過程中，B的機械能_____（填“增大”或“減小”）。（2）測得遮光條的寬度為，其通過光電門的遮光時間為，則B下落到處的速度大小_____。（3）測得A、B（含遮光條）的質量分別為、，則系統(tǒng)重力勢能的減小量_____，系統(tǒng)動能的增加量_____。（用、、、、中的部分字母表示）（4）多次改變位置，測出多組、，以為縱軸，以為橫軸，作出圖像，測得該圖像的斜率為。若A、B質量之比_____（用、表示），則可得，即系統(tǒng)機械能守恒。【答案】（1）減?。?）（3）（4）【解析】【小問1詳析】B下落過程中，拉力對B做負功，根據功能關系可知B的機械能減小?！拘?詳析】B經過光電門的時間極短，用平均速度代替B經過光電門的瞬時速度，即B下落到D處的速度為【小問3詳析】[1]B重力勢能的減小量為，A重力勢能的增加量為，所以系統(tǒng)重力勢能的減小量為[2]系統(tǒng)動能增加量為【小問4詳析】由于系統(tǒng)機械能守恒，即所以可得可知圖像斜率為所以13.“邊路傳中，中路搶點打門”是足球比賽中常見的進攻戰(zhàn)術，而這種戰(zhàn)術需要球員間有良好的配合。在某次訓練中，運動員甲正在沿著邊線從A點向點以的速度勻速帶球，帶至點后立即將球以的速度平行底線向點踢出（忽略運動員踢球的時間），之后足球以的加速度開始做勻減速運動。運動員乙則一直在點觀察著甲的運動情況，合適的時機出現后，乙開始向點先以的加速度從靜止開始勻加速運動，當達到后開始做勻速直線運動，最終和足球同時到達點，乙在點完成射門。已知：，，。求：（1）運動員乙從到的運動時間；（2）運動員乙需要在甲運動員運動到距離A點多遠時出發(fā)?！敬鸢浮浚?）3s（2）【解析】【小問1詳析】乙從D跑至C過程中，加速段時間勻速段有代入數據解得故乙從D到C運動時間為【小問2詳析】甲帶球至B點時間球從B運動到C的時間解得則乙啟動比甲晚的時間為乙啟動時，甲距離A點14.如圖是由某種高硬度的金屬絲制作的解壓玩具的主要組成部分，其中是半徑為的光滑半圓，是與水平面成角的粗糙斜線，與平滑相接，且點剛好與圓心等高。點固定著彈簧的一端（不計彈簧長度），彈簧被壓縮并處于鎖定狀態(tài)，鎖定裝置受到輕微碰撞后會解除鎖定。游戲時，把一個質量為的小圓環(huán)輕放在端，圓環(huán)受到輕微擾動開始沿滑下，并滑上撞擊彈簧，再被彈簧彈回。重力加速度取，。（1）若小圓環(huán)剛好能解除彈簧的鎖定，斜線與圓環(huán)間的動摩擦因數是多少；（2）若在（1）的條件下，圓環(huán)被彈簧彈回后，剛好能回到點，彈簧被鎖定時的彈性勢能是多少；（3）若在（2）的條件下，圓環(huán)運動到點時對半圓恰好無壓力，且與豎直方向的夾角是，求的余弦值?！敬鸢浮浚?）（2）（3）【解析】【小問1詳析】對于小圓環(huán)從A到C的整個過程，根據動能定理，有代入數據解得【小問2詳析】對于小圓環(huán)從C到A的整個過程，設彈簧的彈性勢能為，根據能量守恒，有代入數據解得【小問3詳析】設小圓環(huán)滑到E點時速度為v，則有在E點小球重力沿半徑方向的分力提供向心力解得15.如圖所示，在光滑水平面上有一雙層凹槽A，上層槽面光滑，下層槽面粗糙，槽壁間距離均為L=2m，分別在上下槽的中點放置可視為質點的物塊B、C。現給B物塊v0=1m/s的初速度使其向右運動。已知A、B、C的質量均為1kg，C