山東省泰安市2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期11月期中物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1高三年級(jí)考試物理試題注意事項(xiàng)：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)等填寫在答題卡和試卷指定位置。2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：1、8共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。1.干涉條紋除了可以通過雙縫干涉觀察以外，還可以把一個(gè)凸透鏡壓在一塊平面玻璃板上（如圖甲），讓單色光從上方射入（如圖乙），從上往下看凸透鏡，可以觀察到由干涉形成的環(huán)狀條紋，這些條紋叫作牛頓環(huán)。下列說法正確的是（）A.環(huán)狀條紋是等間距的同心圓環(huán)B.環(huán)狀條紋的間距不相等，從圓心向外條紋越來越稀疏C.若對(duì)透鏡上表面均勻施加適量壓力，干涉圓環(huán)向邊緣移動(dòng)D.若把入射的單色光由紫色換為紅色，觀察到的條紋間距會(huì)變小【答案】C【解析】AB．每個(gè)圓環(huán)實(shí)際上是一條等厚線，即同一個(gè)圓環(huán)上所對(duì)應(yīng)的空氣膜的厚度相等，由于從圓心越向外空氣膜的厚度變化越快，即空氣膜厚度發(fā)生相同的變化經(jīng)過的距離越短，所以從圓心越向外條紋越來越密集，故A、B錯(cuò)誤；C．若對(duì)透鏡上表面均勻施加適量壓力，各處的空氣膜都會(huì)變薄，干涉條紋向邊緣移動(dòng)，故C正確；D．若把入射的單色光由紫色換為紅色，由于紅光比紫光波長大，所以相鄰兩個(gè)干涉圓環(huán)對(duì)應(yīng)的空氣膜厚度變化變大，條紋間距會(huì)變大，故D錯(cuò)誤。故選C。2.升國旗時(shí)，國歌響起國旗開始上升，國歌結(jié)束時(shí)國旗剛好到達(dá)頂端且速度恰好減為0。已知國旗上升的高度，國旗運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖像如圖所示，且加速與減速的加速度大小均為，加速時(shí)間為，則國旗勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為（）A.30s B.34s C.46s D.50s【答案】B【解析】國旗勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為國旗勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，即，設(shè)國旗勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，根據(jù)圖像與時(shí)間軸所包圍的面積表示位移，有求得故選B。3.如圖所示，四個(gè)完全相同的球、、、，半徑均為，緊挨著固定在水平地面上，四個(gè)球球心相連形成邊長的正方形。質(zhì)量為，半徑也是的光滑球放在、、、上方，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度大小為。則球?qū)η虻闹С至Υ笮椋ǎ〢. B. C. D.【答案】D【解析】、、、、五個(gè)球的球心連線構(gòu)成一個(gè)側(cè)棱長和底邊邊長都為的正四棱錐，如圖所示設(shè)每條側(cè)棱與所成夾角均為，則所以、、、四個(gè)球?qū)Φ闹С至Υ笮∠嗟龋O(shè)為F，則由E球豎直方向受力平衡有求得故選D。4.如圖甲所示，物塊a，b用一根輕質(zhì)彈簧相連，放在光滑水平地面上，開始時(shí)兩物塊均靜止，彈簧處于原長。時(shí)對(duì)物塊施加一水平向右的恒力，在內(nèi)兩物塊的加速度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示，則物塊、的質(zhì)量之比為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】時(shí)刻，以物塊a為對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律可得其中時(shí)刻，以物塊a為對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律可得以物塊b為對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律可得其中聯(lián)立可得物塊a、b的質(zhì)量之比為故選A。5.嫦娥六號(hào)繞月球運(yùn)行的橢圓軌道如圖所示，月球位于橢圓的焦點(diǎn)上。假設(shè)每隔時(shí)間記錄一次嫦娥六號(hào)的位置，記錄點(diǎn)如圖所示，已知為橢圓軌道的中心，、分別為橢圓的長軸和短軸，的距離為，的距離為，且滿足，橢圓的面積公式為，則嫦娥六號(hào)從運(yùn)動(dòng)到所需的最短時(shí)間（）A. B. C. D.【答案】C【解析】由圖可知，嫦娥六號(hào)繞月球運(yùn)行的周期由開普勒第二定律可知，嫦娥六號(hào)與橢圓的焦點(diǎn)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等，設(shè)經(jīng)過時(shí)間t，嫦娥六號(hào)與橢圓的焦點(diǎn)的連線掃過的面積為S，則設(shè)嫦娥六號(hào)從運(yùn)動(dòng)到過程所用時(shí)間為，嫦娥六號(hào)與橢圓的焦點(diǎn)的連線掃過的面積為，則其中根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知又聯(lián)立，求得故選C。6.一質(zhì)量為的物體在水平拉力的作用下，由靜止開始在水平地面上沿軸運(yùn)動(dòng)，出發(fā)點(diǎn)為軸零點(diǎn)，拉力做的功與物體坐標(biāo)的關(guān)系如圖所示。物體與水平地面間的摩擦因數(shù)為0.4，重力加速度大小取。則從運(yùn)動(dòng)到的過程中，拉力的最大瞬時(shí)功率為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】ABCD．由于拉力在水平方向，則拉力做的功為可看出圖像中斜率代表拉力F，知在時(shí)，拉力物體從0運(yùn)動(dòng)到2m的過程，根據(jù)動(dòng)能定理有解得物體的速度為物體在2m時(shí)，拉力的功率此后，拉力變小于摩擦力，物體做減速運(yùn)動(dòng)，速度變小，拉力的功率變小。所以則從運(yùn)動(dòng)到的過程中，拉力的最大瞬時(shí)功率為故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。7.如圖甲所示，小球在豎直面內(nèi)的、之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，小華同學(xué)利用傳感器得到了繩子拉力大小隨時(shí)間變化的曲線如圖乙所示。時(shí)刻小球從點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)繩子與豎直方向夾角為。小球質(zhì)量為，繩子拉力最小值為，重力加速度為。則下列正確的是（）A.小球簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)周期為 B.小球簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)周期為C. D.【答案】D【解析】AB．小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，繩子的拉力最大，在一個(gè)周期內(nèi)兩次經(jīng)過最低點(diǎn)，根據(jù)該規(guī)律，求出單擺的周期為,故AB錯(cuò)誤；CD．小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，繩子拉力最小，結(jié)合圖最小值為F0，故在最高點(diǎn)時(shí)有故D正確，C錯(cuò)誤。故選D。8.如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊用長為的細(xì)繩拴接放在轉(zhuǎn)盤上，細(xì)繩的另一端連接在通過轉(zhuǎn)盤軸心與盤固定在一起的豎直桿上，細(xì)繩剛好伸直且與豎直方向的夾角為。已知物塊與轉(zhuǎn)盤之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。重力加速度大小為。現(xiàn)讓整個(gè)裝置（含物塊）以豎直桿為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，物塊與盤保持相對(duì)靜止，角速度從零逐漸增大到后，保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)時(shí)，繩子拉力大小為（）A.0 B. C. D.【答案】C【解析】當(dāng)轉(zhuǎn)盤角速度逐漸增大，會(huì)出現(xiàn)臨界情況，轉(zhuǎn)盤對(duì)物塊的支持力恰好為零，此時(shí)豎直方向有水平方向上，由牛頓第二定律有聯(lián)立解得即當(dāng)轉(zhuǎn)盤對(duì)物塊的支持力恰好為零，拉力的豎直分力大小等于重力可得細(xì)線的拉力為故選C。二、多項(xiàng)選擇題：9~12共4道題，每題4分，共16分。全部選對(duì)得4分，對(duì)而不全得2分，錯(cuò)選0分。9.如圖，在同種均勻介質(zhì)中位于處的波源產(chǎn)生一列沿軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，處的波源產(chǎn)生一列沿軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波。時(shí)刻兩波源開始振動(dòng)，時(shí)兩列簡(jiǎn)諧波的波形圖分別如圖中實(shí)線和虛線所示，下列說法正確的是（）A.兩波源起振方向相同B.兩波源的起振方向相反C.平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的最大距離為D.平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的最大距離為【答案】AC【解析】AB．根據(jù)同側(cè)法由圖可知，兩波源的起振方向均沿y軸正方向，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．由圖像可知，平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)屬于減弱點(diǎn)，所以偏離平衡位置的最大距離為，故C正確，D錯(cuò)誤；故選AC。10.在無風(fēng)的條件下，雨滴在空中下落，由于空氣阻力的影響，最終會(huì)以恒定的速度下降，這個(gè)速度叫做收尾速度。質(zhì)量為（保持不變）的雨滴從靜止開始下落，經(jīng)過時(shí)間，下降高度，恰好達(dá)到收尾速度。已知空氣對(duì)下落雨滴的阻力大小與雨滴速度大小成正比，即，為已知常數(shù)，重力加速度大小為。下列關(guān)系正確的是（）A. B. C. D.【答案】BC【解析】AB．雨滴達(dá)到最大速度時(shí)，所受空氣阻力與重力相等，即求得故A錯(cuò)誤，B正確；CD．設(shè)豎直向下為正方向，雨滴從開始下落到達(dá)到收尾速度的過程中，根據(jù)動(dòng)量定理有將時(shí)間平均分成n個(gè)小段，每小段設(shè)為，小到在每小段時(shí)間內(nèi)可認(rèn)為雨滴做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則又三式聯(lián)立，得故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。11.如圖所示，從位于同一條水平直線上的、兩點(diǎn)以大小相等的速度同時(shí)拋出兩個(gè)石頭，兩個(gè)石頭飛行軌道不同，但每一個(gè)石頭恰好落在另一個(gè)石頭的起飛點(diǎn)。已知石頭在點(diǎn)的拋射角為，石頭在點(diǎn)的拋射角為，重力加速度，則下列說法中正確的是（）A.兩個(gè)石頭起飛點(diǎn)之間的距離為 B.兩個(gè)石頭起飛點(diǎn)之間的距離為C.角度 D.角度【答案】AD【解析】AB．設(shè)從A點(diǎn)拋出的石頭在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，則設(shè)兩個(gè)石頭起飛點(diǎn)之間的距離為x，則兩式聯(lián)立，得代入數(shù)據(jù)，得故A正確，B錯(cuò)誤；CD．設(shè)從B點(diǎn)拋出的石頭在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，則兩式聯(lián)立，得所以因，所以求得故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。12.如圖所示，勁度系數(shù)為的輕質(zhì)彈簧一端固定在足夠長斜面的頂端，另一端與物塊拴接，且與斜面平行，點(diǎn)為彈簧原長位置。斜面的傾角為，物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，物塊B疊放在上。將兩物塊從點(diǎn)上方處由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過程中、B始終相對(duì)靜止。已知、B兩物塊質(zhì)量分別為和，均可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為。彈簧始終在彈性限度內(nèi)。從釋放到第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，下列說法中正確的是（）A.物塊下滑的最大速度出現(xiàn)在點(diǎn)下方距離為的位置B.物塊下滑的最大速度出現(xiàn)在點(diǎn)下方距離為的位置C.物塊B所受靜摩擦力的最大值為D.物塊B所受靜摩擦力的最大值為【答案】BC【解析】AB．將、B兩物塊視為整體，整體在運(yùn)動(dòng)的過程中受到來自斜面的摩擦力大小為整體所受合外力為零時(shí)速度最大，因所以，整體在速度最大的位置所受彈簧的彈力沿斜面向上，即彈簧處于伸長狀態(tài)，速度最大的位置在點(diǎn)下方，設(shè)此時(shí)彈簧的伸長量為x，則根據(jù)胡克定律和受力平衡，有求得即物塊下滑的最大速度出現(xiàn)在點(diǎn)下方距離為的位置。故A錯(cuò)誤，B正確；CD．整體下滑到最低點(diǎn)時(shí)加速度沿斜面向上且最大，此時(shí)，物塊B所受摩擦力也最大，設(shè)此時(shí)加速度大小為a，根據(jù)對(duì)稱性，整體運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的加速度與剛釋放時(shí)的加速度大小相等方向相反，整體剛釋放時(shí)，由牛頓第二定律有整體運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，物塊B所受靜摩擦力方向沿斜面向上，大小設(shè)，對(duì)物塊B，由牛頓第二定律有聯(lián)立求得故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。三、實(shí)驗(yàn)題（本題共14分，13題6分，14題8分）13.如圖甲所示，彈簧一端固定于深度的小筒中（沒有外力作用時(shí)彈簧的另一端也位于筒內(nèi)），現(xiàn)要測(cè)出彈簧的勁度系數(shù)。實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)將小筒豎直固定，在彈簧下端懸掛鉤碼；改變所掛鉤碼的個(gè)數(shù)，測(cè)出筒外彈簧的長度，所掛鉤碼的重力記為，作出的圖線如圖乙所示，試回答下列問題：（1）彈簧的勁度系數(shù)_____。若考慮彈簧自身的重力，則上述彈簧的勁度系數(shù)測(cè)量值_____（選填“大于”、“小于”或“等于”）真實(shí)值。（2）未懸掛鉤碼時(shí)，豎直小桶內(nèi)彈簧的長度_____m?！敬鸢浮浚?）等于（2）【解析】【小問1詳析】[1]彈簧的勁度系數(shù)[2]彈簧自身的重力對(duì)勁度系數(shù)的測(cè)量無影響，所以上述彈簧的勁度系數(shù)測(cè)量值等于真實(shí)值?！拘?詳析】由乙圖可知，當(dāng)時(shí)，彈力，此時(shí)彈簧的伸長量為根據(jù)胡克定律有代入數(shù)據(jù)，求得14.某小組驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。（1）選擇兩個(gè)半徑相等的小球，其中一個(gè)小球有通過球心的孔，用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球直徑，如圖乙所示_____；（2）用天平測(cè)出小球的質(zhì)量，有孔的小球質(zhì)量記為，另一個(gè)球記為；（3）將鐵架臺(tái)放置在水平桌面上，上端固定力傳感器，通過數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)相連；將長約1米的細(xì)線穿過小球的小孔并連接在力傳感器上，測(cè)出懸點(diǎn)到小球上邊緣的距離；（4）將小球放在可升降平臺(tái)上，調(diào)節(jié)平臺(tái)位置和高度，保證兩個(gè)小球能發(fā)生正碰；在桌面上鋪上復(fù)寫紙和白紙，以顯示小球落點(diǎn)；（5）保持繩子伸直拉起小球，在某一特定位置由靜止釋放，兩個(gè)小球發(fā)生正碰，通過與拉力傳感器連接的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示拉力大小；讀出碰前和碰后拉力的兩個(gè)峰值和，通過推導(dǎo)可以得到碰撞前和碰撞后瞬時(shí)速度大小和，已知重力加速度為。則碰撞后瞬時(shí)速度大小表達(dá)式_____（用題中測(cè)量或已知量的字母表示）；本實(shí)驗(yàn)中_____（選填“需要”或“不需要”）滿足；（6）測(cè)出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移和豎直位移，計(jì)算出小球碰撞后瞬時(shí)速度大?。?）如果本次實(shí)驗(yàn)中，數(shù)據(jù)處理后若滿足表達(dá)式：_____（質(zhì)量用、表示，速度用、、表示）則說明與碰撞過程中動(dòng)量守恒。【答案】（1）0.9045（5）不需要（7）【解析】（1）螺旋測(cè)微器最小精度值為0.01mm，結(jié)合圖像，讀數(shù)（5）依題，碰后瞬間拉力峰值為F2，由牛頓第二定律解得（7）由于題目中并未要求小球m1是否反彈，故不需要；[4]如果本次實(shí)驗(yàn)中，則碰后小球m1不反彈，故動(dòng)量守恒可知四、計(jì)算題（本題共46分，15題7分，16題9分，17題14分，18題16分）15.如圖為某長方體透明材料截面圖，長為，寬為，一束單色光斜射到上表面點(diǎn)，反射光線和折射光線恰好垂直，折射光線經(jīng)長方體側(cè)面反射后射到下表面，所用時(shí)間為，光在真空中的傳播速度為。求：（1）單色光在透明材料上表面的入射角；（2）通過計(jì)算判斷光能否從透明材料側(cè)面射出?！敬鸢浮浚?）（2）不能【解析】【小問1詳析】單色光在透明材料上表面的入射角為，反射角也為，反射光線和折射光線恰好垂直，則折射角為根據(jù)折射定律折射光線在介質(zhì)中的速度為折射光線經(jīng)長方體側(cè)面反射后射到下表面，折射光線在介質(zhì)中的路程為折射光線經(jīng)長方體側(cè)面反射后射到下表面，所用時(shí)間為，即解得，【小問2詳析】臨界角折射光線到長方體側(cè)面時(shí)入射角為所以入射角大于臨界角，所以會(huì)發(fā)生全反射，光不能否從透明材料側(cè)面射出。16.如圖所示，斜面傾角，質(zhì)量的小車以的恒定功率沿斜面由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在小車的正上方某點(diǎn)，小球以的初速度水平拋出，當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)到斜面上某點(diǎn)時(shí)恰好被小球垂直于斜面擊中。小車、小球均可看做質(zhì)點(diǎn)，小車所受的摩擦阻力大小為它對(duì)斜面壓力的0.5倍；不計(jì)空氣阻力，取重力加速度，，。求小車被擊中時(shí)：（1）小球的速度大??；（2）小車的速度大小。【答案】（1）（2）【解析】【小問1詳析】當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)到斜面上某點(diǎn)時(shí)恰好被小球垂直于斜面擊中，可知此時(shí)小球的速度方向垂直斜面向下，根據(jù)幾何關(guān)系有解得小車被擊中時(shí)，小球的速度大小為【小問2詳析】小球在空中的時(shí)間為小球擊中小車時(shí)，水平位移為對(duì)小車，根據(jù)動(dòng)能定理可得其中聯(lián)立解得小球擊中小車時(shí)，小車的速度大小為17.如圖所示，處于豎直平面內(nèi)的軌道裝置，由傾角的光滑直軌道、圓心為半徑為的半圓形光滑軌道和圓心為的光滑圓弧軌道組成；為兩軌道的相切點(diǎn)，、、、和處于同一直線上，間隙很小、寬度不計(jì)。現(xiàn)將可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為的滑塊從軌道上某點(diǎn)由靜止釋放，重力加速度（1）若釋放點(diǎn)與點(diǎn)的高度差為，求滑塊運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)滑塊支持力大小與的函數(shù)關(guān)系式；（2）若要保證滑塊能經(jīng)點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道，求釋放點(diǎn)與點(diǎn)最小高度差；（3）若圓軌道的半徑可調(diào)且該圓軌道能承受的壓力不能超過，滑塊釋放點(diǎn)與點(diǎn)的高度差，要保證滑塊能沿圓軌道順利經(jīng)過最高點(diǎn)，求圓軌道半徑的取值范圍。【答案】（1）（N）（2）0.15m（3）【解析】【小問1詳析】滑塊從釋放到C點(diǎn)過程，根據(jù)動(dòng)能定理可得在C點(diǎn)時(shí)，根據(jù)向心力公式可得聯(lián)立解得（N）【小問2詳析】若要保證滑塊能經(jīng)點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道，則滿足根據(jù)動(dòng)能定理有解得m【小問3詳析】根據(jù)動(dòng)能定理有根據(jù)題意可知臨界條件應(yīng)滿足或解得，則圓軌道半徑的取值范圍為18.如圖所示，放置在足夠長斜面上的木板B上表面光滑、下表面粗糙，下端有一擋板；滑塊A可視為質(zhì)點(diǎn)，A