山東省青島市2024-2025學年高三上學期期中物理試卷（解析版）

高級中學名校試卷PAGE2025學年度第一學期第一學段模塊檢測高三物理注意事項：1.答卷前，考生務必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置。2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上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，只需要上交答題卡。一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個選項符合題目要求。1.近幾年我國航空事業(yè)飛速發(fā)展，某公司計劃開設太空旅館。其設計圖如圖所示，用長為78.4m的繩連結質量相同的兩客艙，兩客艙圍繞兩艙中點轉動，可使旅客感到和在地面上一樣受重力作用，而沒有“失重”的感覺，已知重力加速度g=9.8m/s2，則客艙轉動的角速度為（）A.0.5rad/s B.0.125rad/s C.0.25rad/s D.0.35rad/s【答案】A【解析】根據(jù)，可得，故選A。2.如圖所示，起重機吊起鋼梁時，鋼絲繩與鋼梁上的兩固定點A、B連接，兩鋼絲繩與豎直方向的夾角均為α，下列說法正確的是（）A.鋼絲繩越短，鋼絲繩的拉力F越小B.鋼絲繩越長，鋼絲繩的拉力F越小C.α角越小，鋼絲繩越容易斷D.鋼絲繩拉力F的大小與繩長和α角大小無關【答案】B【解析】根據(jù)平衡條件有鋼絲繩越短，α角越大，則F越大，即鋼絲繩的拉力越大，鋼絲繩越長，α角越小，鋼絲繩的拉力F越小，鋼絲繩越不容易斷。故選B。3.放置在粗糙水平面上的物體，在如圖所示的水平推力作用下由靜止開始運動，經(jīng)過一段時間后，水平推力逐漸減小。在水平推力逐漸減小到0的過程中（物體仍在運動），下列說法正確的是（）A.物體加速度逐漸減小，速度逐漸增大B.物體加速度先增大后減小，速度先增大后減小C.物體加速度逐漸減小，速度先增大后減小D.物體加速度先減小后增大，速度先增大后減小【答案】D【解析】根據(jù)題意可知，在時間內，物體在推力作用下由靜止開始做勻加速直線運動，此過程推力大于滑動摩擦力，隨后推力減小，但開始的推力仍然大于滑動摩擦力，物體在推力作用下做加速度減小的變加速直線運動，當推力大小等于滑動摩擦力時，加速度為0，物體速度達到最大值，之后推力小于滑動摩擦力，推力減小，加速度方向與速度方向相反，物體做加速度增大的變減速直線運動，即物體加速度先減小后增大，速度先增大后減小。故選D。4.如圖所示，將一斜面體固定在水平地面上，兩個小球P、Q分別從圖示位置以大小相同的速度水平拋出，兩個小球落到斜面上時，其速度方向均與斜面垂直。下列說法正確的是（）A.P、Q兩球在空中運動的時間之比為3∶4B.P、Q兩球在空中運動的時間之比為4∶3C.P、Q兩球在水平方向通過的距離之比為9∶16D.P、Q兩球在豎直方向下落的距離之比為9∶16【答案】C【解析】AB．設兩球水平初速度為v，末速度與水平方向的夾角為，則即與成正比，故故AB錯誤；C．水平方向通過的距離為可知水平位移與時間成正比，故為故C正確；D．豎直方向下落的距離為豎直方向下落的距離與時間的平方成正比，故為故D錯誤。故選C。5.我國首個巡天空間望遠鏡（CSST）定于2027年發(fā)射升空，它將與我國空間站在同一軌道獨立運行，在需要時可以與空間站對接。已知巡天空間望遠鏡預定軌道離地面高度約為400km，下列說法正確的是（）A.巡天空間望遠鏡可以在原軌道加速追上空間站完成對接B.巡天空間望遠鏡的線速度小于赤道上物體的線速度C.巡天空間望遠鏡的加速度大于地球同步衛(wèi)星的加速度D.考慮到稀薄大氣的阻力，巡天空間望遠鏡的線速度會越來越小【答案】C【解析】A．巡天空間望遠鏡若在原軌道加速會做離心運動，故不可能追上空間站完成對接，故A錯誤；B．根據(jù)解得由于同步衛(wèi)星軌道半徑大于巡天空間望遠鏡，所以又因為同步衛(wèi)星與赤道上物體具有相同的角速度，同步衛(wèi)星軌道半徑大，則由可知以上分析可知故B錯誤；C．由因為同步衛(wèi)星軌道半徑大于巡天空間望遠鏡，故巡天空間望遠鏡的加速度大于地球同步衛(wèi)星的加速度，故C正確；D．由考慮到稀薄大氣的阻力，巡天空間望遠鏡軌道半徑減小，故線速度會越來越大，故D錯誤。故選C。6.在離地面同一高度處有質量相同的三個小球a、b、c，a球以速度v0豎直上拋，b球以速度v0豎直下拋，c球以速度v0水平拋出，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）A.三個小球落地時動量相同B.從拋出到落地，三個小球的動能變化量相等C.從拋出到落地，三個小球的動量變化量相同D.從拋出到落地，c球所受重力的沖量最大【答案】B【解析】A．根據(jù)題意可得，三個小球著地時速度方向不同，根據(jù)動量P=mv，三個小球落地時動量大小相同，方向不同，故A錯誤；B．從拋出到落地，三個小球的合力做功，即重力做功相同，根據(jù)動能定理根據(jù)功能關系可知動能變化量相等，故B正確；C．由三個小球a、b、c，a球以速度v0豎直上拋，b球以速度v0豎直下拋，c球以速度v0水平拋出，易得小球在到空中運動時間關系由動量定理可知，由于三個小球空中運動時間不同，故三個小球的動量變化量不相同，故C錯誤；D．根據(jù)I=Ft=mgt可知，由于a球運動時間最長，故a球所受重力的沖量最大，故D錯誤；故選B。7.如圖為曲柄連桿機構的結構示意圖，其功能是將活塞的往復運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動，從而驅動汽車車輪轉動。曲軸可繞固定的O點做勻速圓周運動，連桿兩端分別連接曲軸上的A點和活塞上的B點，已知轉速為2400r/min，OA=40cm，AB=1m。下列說法正確的是（）A.OA從豎直方向轉到水平方向過程中，活塞的速度逐漸增大B.當OA在豎直方向時，活塞的速度大小為32πm/sC.當OA與AB垂直時，活塞的速度大小為32πm/sD.當OA與AB共線時，活塞的速度大小為32πm/s【答案】B【解析】A．根據(jù)題意，活塞可沿水平方向往復運動，所以，OA從豎直方向轉到水平方向過程中，活塞的速度先增大后減小，故A錯誤；B．由公式可得，A點線速度為將A點和活塞的速度沿桿和垂直桿分解，如圖所示由幾何關系有可得故B正確；C．同理可知，A點的速度沿桿方向，活塞的速度分解如圖所以由幾何關系得可得故C錯誤；D．同理可知，A點在沿桿方向的分速度是0，所以活塞的速度為0，故D錯誤。故選B。8.如圖所示，一輕彈簧原長為2L，其一端固定在傾角為37°的斜面底端A點，另一端位于斜面上B點，彈簧處于原長狀態(tài)。質量為m的物塊P從C點由靜止釋放，最低到達E點（未畫出），隨后物塊P被彈回，最高到達F點。已知AF=4L，AC=7L，物塊P與斜面間的動摩擦因數(shù)，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。在此過程中，下列說法正確的是（）A.物塊與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒B.物塊運動到B點的速度最大C.彈簧的最大壓縮量為1.5LD.彈簧獲得的最大彈性勢能為【答案】D【解析】A．對于物塊與彈簧組成的系統(tǒng)，由于滑動摩擦力對物體做負功，所以系統(tǒng)的機械能不守恒，故A錯誤；B．物塊運動到B點時，根據(jù)牛頓第二定律物塊繼續(xù)加速下滑，知道加速度為零時速度最大，故物塊運動至B點時速度不是最大，故B錯誤；CD．設彈簧的最大壓縮量為，此時彈簧的彈性勢能為，根據(jù)能量守恒定律可得，在下滑過程，有上滑過程，有聯(lián)立，解得，故C錯誤，D正確。故選D。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.如圖所示，實線和虛線分別表示振幅和頻率均相同的兩列簡諧波的波峰和波谷，兩列波的振幅為10cm，波速為0.5m/s，波長為1m，C點是BD連線的中點，下列說法正確的是（）A.C點是振動加強點，其振幅為20cmB.P、Q兩處的質點始終處于平衡位置C.隨著時間的推移，B處的質點將向A處移動D.從圖示時刻起經(jīng)過1s，D點通過的路程為20cm【答案】AB【解析】A．B、D連線的中點C點是振動加強區(qū)的點，其振幅為=2A=20cm故A正確；B．P、Q兩處的質點處于波峰和波谷的相遇點，兩列波在這兩處的位移始終相反，合位移為0，故B正確；C．質點并不隨波遷移，故C錯誤；D．波的周期為s從圖示時刻起經(jīng)過1s，D點通過的路程為cm故D錯誤；故選AB。10.如圖所示，水平桌面上固定一個半圓軌道，O點為半圓軌道的圓心，一根輕繩跨過半圓軌道的A點（O、A等高），輕繩一端系在豎直桿上的B點，另一端連接小球P?，F(xiàn)將質量為m的小球Q用輕質掛鉤掛在輕繩上的AB之間，整個裝置處于靜止狀態(tài)。已知α30°，β45°，不計一切摩擦，下列說法正確的是（）A.小球P的質量為B.靜止時半圓軌道對小球P的支持力為C.剪斷輕繩瞬間，小球P的加速度大小為D.將輕繩的B端向上緩慢移動一小段距離時，小球P在半圓軌道的位置不變【答案】BD【解析】AB．分別對兩個小球受力分析，如圖所示根據(jù)幾何關系知為等邊三角形，因為是活結，所以輕繩的張力大小都相等，設為，對P由平衡條件得對Q由平衡條件得聯(lián)立解得半圓弧軌道對小球P的支持力為小球P的質量故A錯誤，B正確；C．剪斷輕繩瞬間，拉力突變?yōu)榱?，小球P只受重力和支持力，此時合力為重力沿切線方向的分力，為，所以加速度大小為故C錯誤；D．將繩的B端向上緩慢移動一小段距離時，對Q球分析知，AQB變成了晾衣架問題，繩長不會變化，A到右邊板的距離不變，因此角度不會發(fā)生變化，即繩子的張力也不會變化，P球沒有發(fā)生位移，小球P在半圓軌道的位置不變，故D正確。故選BD。11.位于坐標原點的波源產生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，圖甲為t=0時完整的波形圖，圖乙為x軸上某質點的振動圖像。已知介質中a、b兩質點的橫坐標分別為4m、10m，則下列說法正確的是（）A.圖乙可能為質點b的振動圖像B.該波的傳播速度為3m/s，t=0時波源已振動了C.t=0時，波源的位移大小為D.從t=0時刻開始算起，當質點b第二次到達波峰，波源通過的路程為【答案】BCD【解析】A．題目描述簡諧橫波向x軸正方向傳播，根據(jù)同側法判斷可知，t=0時刻位于b點的質點在向下振動，乙圖描述振動圖像t=0時刻質點向上振動，A錯誤；B．由甲圖可知，t=0波向x軸正方向傳播的距離為a、b間距離所以由乙圖可知振動周期所以波速波源已振動時間B正確；C．設t=0時刻波動圖像方程為根據(jù)圖像性質可知，，則波動圖像方程為當x=0時C正確；D．根據(jù)題目分析可知，t=0時刻b點經(jīng)過平衡位置且向下運動，經(jīng)過時間第二次到達波峰位置。所以波源振動時間也為。t=0時刻波源點經(jīng)過位置且向下運動，再過時間位于位置。根據(jù)一個完整周期質點運動路程為4A，半個周期質點運動路程為2A的性質，時間可拆分為對應質點經(jīng)過路程為D正確。故選BCD。12.如圖所示，一自然長度為L的彈性輕繩，其彈力與伸長量成正比，輕繩左端固定在A點，右端跨過光滑定滑輪連接一質量為m的小球，小球套在豎直固定的粗糙桿上，ABC在同一水平線上，小球從C點由靜止釋放，到達D點時速度恰好為零。已知A、B間的距離為L，C、D間的距離為3L，小球與桿之間的動摩擦因數(shù)為0.5，小球在C點時彈性繩的拉力為大小mg，彈性繩始終處在彈性限度內，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A.下滑過程中，小球受到的摩擦力始終不變B.小球從C到D下滑過程中克服輕繩彈力做功為2.5mgLC.在D點給小球一個豎直向上的速度，小球恰好能回到C點D.若把小球的質量變?yōu)?m，則小球從C點由靜止開始運動，到達D點時速度大小為【答案】AD【解析】A．當小球運動到某點P點，彈性繩伸長量是xBP，小球受到如圖所示的四個力作用其中FT=kxBP將FT正交分解，則FT的水平分量為摩擦力為故A正確；B．根據(jù)動能定理有解得故B錯誤；C．若小球恰能從D點回到C點，應用動能定理得聯(lián)立求解得故C錯誤；D．若只把小球質量變?yōu)?m，小球從C點由靜止開始運動，到達D點時根據(jù)動能定理有解得小球到達D點時的速度大小故D正確；故選AD。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.阿特伍德機是由英國物理學家阿特伍德創(chuàng)制的用于測量加速度及驗證運動定律的實驗裝置。某實驗小組對該裝置加以改進后用來驗證機械能守恒定律如圖甲所示。實驗步驟如下：①將質量均為m的A、B物體（A含擋光片，B含掛鉤）用輕繩連接后，跨放在定滑輪上，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，測量出擋光片中心到光電門中心的豎直距離H；②在B的下端掛上質量為m0的物塊C，讓系統(tǒng)從靜止開始運動，光電門記錄擋光片擋光的時間為Δt。（1）利用游標卡尺測量擋光片的寬度d，如圖乙所示，讀數(shù)d=______mm；（2）如果系統(tǒng)機械能守恒，則關系式______成立（用題中所給物理量表示）；（3）如果系統(tǒng)機械能守恒，此過程中A勻加速上升，繩子對A的拉力F=____________（用m、m0、g表示）?！敬鸢浮浚?）11.60（2）（3）【解析】【小問1詳析】由圖可知，游標卡尺的讀數(shù)為【小問2詳析】重物A經(jīng)過光電門時的速度系統(tǒng)動能增加量系統(tǒng)重力勢能的減小量為，系統(tǒng)機械能守恒應滿足的關系式為【小問3詳析】A、B、C整體，根據(jù)牛頓第二定律解得對A，根據(jù)牛頓第二定律解得14.利用如圖甲所示的裝置探究動量守恒定律，圖中O點是小球拋出點在地面上的投影。實驗時，先讓小球m1從斜軌上由靜止釋放，小球釋放后落在平鋪在地面的復寫紙上，通過復寫紙會在白紙上留下印跡，多次實驗后，白紙上留下了7個印跡，用畫圓法確定小球的落點P，測量平拋射程。將被碰小球m2靜置于軌道末端，再將入射小球m1從斜軌上由靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復，分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N，測量平拋射程，。回答以下問題：（1）關于本實驗條件的敘述，下列說法正確的是______A.同一組實驗中，入射小球必須從同一位置由靜止釋放B.入射小球的質量必須大于被碰小球的質量C.斜槽部分必須光滑D.軌道末端必須水平（2）如圖乙所示，用畫圓法確定落點位置，三個圓中最合理的是______（填字母代號）；（3）碰撞恢復系數(shù)的定義式為，其中v10和v20分別是碰撞前兩小球的速度，v1和v2分別是碰撞后兩小球的速度，該實驗中碰撞恢復系數(shù)e=______（用題干中的字母表示）。若測得e=______，可以判定小球的碰撞為彈性碰撞。【答案】（1）ABD（2）C（3）1【解析】【小問1詳析】ACD．只要從同一高度由靜止釋放，兩次摩擦力做的負功相同，小球到達軌道末端的速度相同，所以軌道不需要光滑，但軌道末端必須水平，以保證小球做平拋運動，故AD正確，C錯誤；B．為了避免入射小球反彈，要保證入射球質量大于被碰小球的質量，且兩者半徑相等，發(fā)生對心正碰，故B正確。故選ABD。【小問2詳析】用半徑盡可能小的圓把盡可能多的落點圈起來，這個圓的圓心可視為小球的平均落點。故選C?！拘?詳析】[1]由題意可知，小球做平拋運動，下落的時間都相同，設為t，則恢復系數(shù)為[2]若碰撞為彈性碰撞，則碰撞前后，動量守恒動能守恒解得，則，此時恢復系數(shù)為15.在剛剛結束的第33屆巴黎奧運會上，中國運動員鄭欽文勇奪網(wǎng)球女單冠軍，成為中國首位奧運網(wǎng)球單打冠軍。如圖是網(wǎng)球比賽場地的俯視圖，單打區(qū)域長為24m，寬為8.2m，發(fā)球線到網(wǎng)的距離x=6.4m，網(wǎng)的高度H=1m。某球員在發(fā)球線的中點正上方h=0.8m處，將球沿著中線所在的豎直面斜向上擊出，球在飛行過程中恰好水平穿過網(wǎng)的上邊緣。已知網(wǎng)球質量m=0.06kg，重力加速度g=10m/s2，網(wǎng)球可看作質點，不計空氣阻力。（1）求人對網(wǎng)球做的功W；（2）通過計算說明網(wǎng)球會不會出底線?！敬鸢浮浚?）30.84J（2）會出線【解析】【小問1詳析】因網(wǎng)球恰好水平穿過網(wǎng)的上邊緣，可知逆過程可看做是平拋運動，則由可得v0=32m/s則人對網(wǎng)球做的功【小問2詳析】球從球網(wǎng)邊緣水平拋出時解得網(wǎng)球會出底線。16.強夯機是一種在建筑工程中對松土進行壓實處理的機器，這種施工方法利用夯錘從高處自由落下，通過強大的夯擊能和沖擊波作用來夯實土層，從而提高地基的承載力和壓縮模量，使土壤更加密實。如圖是某品牌強夯機，若強夯機以恒定的輸出功率將夯錘由靜止開始提起，5s后達到最大速度，然后夯錘以最大速度勻速上升20s時脫鉤器松開。已知夯錘進入泥土后所受阻力f與打入泥土深度d成正比，比例系數(shù)k=7.25×105N/m，強夯機的輸出功率P=200kW，夯錘質量m=20t，重力加速度g=10m/s2。求：（1）夯錘向上運動過程中的最大速度v；（2）夯錘離開地面的最大高度h；（3）夯錘夯入地面的深度d?！敬鸢浮浚?）1m/s（2）25m（3）4m【解析】【小問1詳析】強夯機的輸出功率P=200kW=2×105W，夯錘質量m=20t=2×104kg。當拉力和重力相等時速度最大，則有P=mgvm解得vm=1m/s【小問2詳析】設加速上升過程中上升的高度為h1，則有將t1=5s代入解得h1=4.95m勻速上升的位移為h2=vmt2=1×20m=20m勻減速上升的位移為解得h3=0.05m所以夯錘離開地面的最大高度h=h1+h2+h3=25m【小問3詳析】從開始下落到打入地面后速度為零過程中，根據(jù)動能定理可得解得d=4m17.如圖甲所示，物塊靜置于水平臺面上，現(xiàn)施加水平向右的推力F，F(xiàn)隨時間t的變化關系如圖乙所示。物塊在t=4s時離開平臺，同時撤去F，物塊恰好由P點沿切線方向進入豎直光滑圓軌道。已知物塊質量m=0.5kg，物塊與水平臺面間的動摩擦因數(shù)μ=0.8，軌道圓心為O，半徑，MN為豎直直徑，∠PON=37°，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，不計空氣阻力。求：（1）物塊離開平臺時的速度大??；（2）平臺距地面的高度h；（3）物塊在運動過程中距離地面的最大高度H?！敬鸢浮浚?）4m/s（2）0.575m（3）1.215m【解析】【小問1詳析】根據(jù)動量定理有其中Ns=18Ns解得m/s【小問2詳析】物塊恰好由P點沿切線方向進入豎直光滑圓軌道，根據(jù)速度的分解有根據(jù)豎直方向的運動規(guī)律有解得m平臺距地面的高度為m小問3詳析】P點的速度為設物塊能運動到距離O點處，則根據(jù)幾何關系有根據(jù)牛頓第二定律有解得m，，物塊不能到達最高點，脫離軌道后物塊做斜拋運動，豎直方向有解得m物塊在運動過程中距離地面的最大高度為m18.如圖所示，一可自由移動的光滑圓弧軌