上海市浦東新區(qū)部分學(xué)校聯(lián)考2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期期中考試物理試卷（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1上海市浦東新區(qū)部分學(xué)校聯(lián)考2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期物理期中考試試卷一、生活中的力和運(yùn)動(dòng)（共24分）1.近年來，一些高級(jí)轎車的設(shè)計(jì)師在關(guān)注轎車的加速性能的同時(shí)，提出了“加速度的變化率”的概念，用這一新的概念來描述轎車加速度隨時(shí)間變化的快慢，轎車的“加速度的變化率”越小，乘坐轎車的人感覺越舒適。圖示是一輛汽車在水平公路上行駛時(shí)加速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像，則下列說法正確的是（）A.從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度的定義，“加速度的變化率”的單位應(yīng)是m/s3B.加速度的變化率保持為0的直線運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)C.若加速度與速度同方向，如圖所示的a--t圖像，表示的是物體的速度在減小D.若加速度與速度同方向，如圖所示的a--t圖像，已知物體在t=0時(shí)速度為5m/s，則2s末的速度大小為8m/s【答案】AD【解析】A．“加速度的變化率”是指加速度的變化與所用時(shí)間的比值，即，a的單位是m/s2，t的單位是s，則的單位為m/s3，A正確；B．加速度的變化率為0是指加速度保持不變，如果加速度為0，則物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如果加速度不為0，則物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．若加速度與速度同方向，則物體做加速運(yùn)動(dòng)，如題圖所示，加速度減小，則物體速度增加得慢了，但仍在加速，C錯(cuò)誤；D．在a—t圖像中圖像與時(shí)間軸所圍圖形的面積表示物體速度的變化量，則得由于加速度與速度同方向，故物體做變加速直線運(yùn)動(dòng)，已知初速度為5m/s，則物體在2s末的速度為8m/s，D正確。故選AD。2.如圖所示，工人利用滑輪組將重物緩慢提起，下列說法正確的是（）A.工人受到的重力和支持力是一對平衡力B.工人對繩的拉力和繩對工人的拉力是一對作用力與反作用力C.重物緩慢拉起過程，繩子拉力變小D.重物緩慢拉起過程，繩子拉力不變【答案】B【解析】AB．對人受力分析有則有FN＋FT=mg其中工人對繩的拉力和繩對工人的拉力是一對作用力與反作用力，A錯(cuò)誤、B正確；CD．對滑輪做受力分析有則有則隨著重物緩慢拉起過程，θ逐漸增大，則FT逐漸增大，CD錯(cuò)誤。故選B。3.如圖，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光滑定滑輪。一細(xì)繩跨過滑輪，其一端懸掛物體N。另一端與斜面上的物塊M相連，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動(dòng)N至細(xì)繩與豎直方向成45°。已知M始終保持靜止，則在此過程中（）A.M所受細(xì)繩的拉力大小一定一直增加B.N受到的水平拉力的大小可能保持變小C.M所受斜面的摩擦力大小可能不變D.M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加【答案】AD【解析】AB．因?yàn)槲矬wN重力是不變量，根據(jù)共點(diǎn)力平衡關(guān)系知，水平方向繩子的拉力和懸掛細(xì)繩的拉力合力不變，再根據(jù)矢量平行四邊形法則作圖如下由圖可得，當(dāng)懸掛N的細(xì)繩與豎直方向的角度增大時(shí)，水平拉力在不斷增大，懸掛細(xì)繩的拉力也不斷增大，A正確，B錯(cuò)誤；CD．對M受力分析如圖，可知若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，則隨著繩子拉力T的增加，則摩擦力f也逐漸增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，則隨著繩子拉力T的增加，摩擦力f可能先減小后增加，C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。4.如圖（a）所示，輕彈簧豎立在地面上，正上方有一質(zhì)量為m的球從A處自由下落，落到B處時(shí)開始與彈簧接觸，之后向下壓縮彈簧，球運(yùn)動(dòng)到C處到達(dá)最低點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)過程中不計(jì)空氣阻力。（1）AB距離為d，球剛接觸彈簧時(shí)的動(dòng)能Ek=______；（2）從A運(yùn)動(dòng)到C過程中經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)，球超重的是______點(diǎn)，失重的是______點(diǎn)；（3）當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，地面對輕彈簧支持力（）A.FN<2mg B.FN=2mg C.FN>2mg（4）取A處為坐標(biāo)原點(diǎn)O，豎直向下為正方向，建立x軸，在（b）中定性畫出從A運(yùn)動(dòng)到C的過程中球的加速度a隨位移x變化的圖像?！敬鸢浮浚?）mgd（2）CA和B（3）C（4）【解析】【小問1詳析】根據(jù)機(jī)械能守恒定律有【小問2詳析】[1][2]A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，小球只受重力，小球處于完全失重狀態(tài)，B到C過程，小球受到重力、彈簧彈力，當(dāng)彈力小于重力時(shí)，小球的加速度向下，處于失重狀態(tài)，當(dāng)彈力大于重力時(shí)，小球的加速度向上，處于超重狀態(tài)，即B到C過程，小球先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)，所以小球在C點(diǎn)時(shí)處于超重狀態(tài)，在A、B兩點(diǎn)處于失重狀態(tài)?！拘?詳析】當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，加速度向上，根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)的對稱性可知所以根據(jù)牛頓第三定律可得，小球?qū)椈傻膲毫Υ笮?，對彈簧，有故選C【小問4詳析】小球未接觸彈簧時(shí)，加速度恒定為g，接觸彈簧后小球受到重力和彈力，彈簧彈力小于重力時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可得隨著F增大，加速度減小，當(dāng)彈力大于重力時(shí)，有隨著F增大，加速度反向增大，所以加速度a隨位移x變化的圖像如圖所示二、排球運(yùn)動(dòng)（共12分）5.排球運(yùn)動(dòng)是球類運(yùn)動(dòng)之一，在我國具有非常高的歡迎度，我國女排曾獲得世界五連冠的輝煌記錄。如圖所示，小王同學(xué)正在墊質(zhì)量為m的排球。排球離開手臂后先豎直向上運(yùn)動(dòng)高度h后，再落回原位置，設(shè)空氣阻力大小恒為f，則此過程中（）A.重力對排球所做總功為-mghB.排球的機(jī)械能變化量為-2fhC.合力對排球做功為零D.合力對排球的沖量為零【答案】B【解析】A．重力對排球所做總功為故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)功能關(guān)系可知排球的機(jī)械能變化量為故B正確；C．合力對排球做功為故C錯(cuò)誤；D．排球拋出時(shí)速度方向向上，落回原位置時(shí)速度方向向下，所以整個(gè)過程中動(dòng)量變化量不為零，根據(jù)動(dòng)量定理可得合力對排球的沖量不為零，故D錯(cuò)誤。故選B。6.質(zhì)量為m的排球從離地高為h1的P點(diǎn)以大小為v0的速度斜向上飛出，排球能到達(dá)的最高點(diǎn)Q離地高度為h2。（以P點(diǎn)所在水平面為零勢能面，不計(jì)空氣阻力），排球在Q點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能為___________?！敬鸢浮俊窘馕觥坑蓹C(jī)械能守恒定律可知，排球在Q點(diǎn)的機(jī)械能等于P點(diǎn)的機(jī)械能，所以7.如圖所示，排球場總長為18m，設(shè)球網(wǎng)離地高度為2.24m，運(yùn)動(dòng)員站在球網(wǎng)前3m，正對球網(wǎng)跳起，在離地高度為2.55m處將球水平擊出，若球被擊出時(shí)的速度大小為9m/s，試通過計(jì)算說明該運(yùn)動(dòng)員擊球是否成功？（不計(jì)球受到的空氣阻力）【答案】見解析【解析】設(shè)球在水平方向勻速運(yùn)動(dòng)3m所用的時(shí)間為t，有所以設(shè)球在t時(shí)間內(nèi)下落的豎直距離為由于因?yàn)榍蛴|網(wǎng)，所以運(yùn)動(dòng)員擊球失敗。三、汽車限速（共16分）8.《道路交通安全法》規(guī)定：機(jī)動(dòng)車在經(jīng)過學(xué)校路段時(shí)不得超過30km/h。小張駕車去上班，該車質(zhì)量m=2×103kg，全程車受到的阻力f＝0.1mg，重力加速度g取10m/s2。當(dāng)汽車以恒定功率P=6×104W在平直路面上運(yùn)動(dòng)時(shí)：（1）汽車能達(dá)到的最大速率為__________m/s。（2）汽車牽引力F隨時(shí)間t的變化圖像可能為（）A. B.C. D.【答案】（1）30（2）B【解析】【小問1詳析】當(dāng)汽車的牽引力與阻力相等時(shí)，汽車的速度達(dá)到最大，所以【小問2詳析】根據(jù)牛頓第二定律可得汽車保持功率不變，隨著速度的增大，牽引力逐漸減小，當(dāng)牽引力減小到等于阻力時(shí)汽車做勻速運(yùn)動(dòng)，由于牽引力減小，汽車的加速度減小，則汽車速度增大的越來越慢，牽引力減小的越來越慢，即圖像切線的斜率不斷減小，之后減到等于阻力不變。故選B。9.《道路交通安全法》規(guī)定：機(jī)動(dòng)車在經(jīng)過學(xué)校路段時(shí)不得超過30km/h。小張駕車去上班，該車質(zhì)量m=2×103kg，全程車受到的阻力f=0.1mg，重力加速度g取10m/s2。如圖所示，某學(xué)校門口路段安置了4個(gè)距離均為5m減速帶（減速帶寬度不計(jì)），小張的車（可視為質(zhì)點(diǎn)），在路口由靜止開始勻加速啟動(dòng)。（1）若車輛直線行駛200m，以15m/s的速度到達(dá)第1個(gè)減速帶，求該過程中發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功W；（2）汽車經(jīng)過第2個(gè)減速帶后，小張將車速從10m/s勻加速提升至15m/s，恰好到達(dá)第3個(gè)減速帶，求此過程中汽車所受合力大小F；（3）在相鄰兩個(gè)減速帶之間汽車的機(jī)械能隨位置區(qū)間變化如圖所示，汽車在通過最后一個(gè)減速帶后經(jīng)過校門。則汽車在經(jīng)過學(xué)校時(shí)（）超速行為？A.存在 B.不存在【答案】（1）6.25×105J（2）2.5×104N（3）A【解析】【小問1詳析】根據(jù)動(dòng)能定理代入數(shù)據(jù)解得【小問2詳析】根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律解得根據(jù)牛頓第二定律【小問3詳析】第2個(gè)減速帶到第3個(gè)減速帶與第3個(gè)減速帶到第4個(gè)減速帶比較，機(jī)械能變化量相同，說明動(dòng)能的變化量相同，而第2個(gè)減速帶到第3個(gè)減速帶，速度從10m/s提升到15m/s；第3個(gè)減速帶到第4個(gè)減速帶速度從15m/s減小到10m/s，到第4個(gè)減速帶時(shí)，有則汽車在經(jīng)過學(xué)校時(shí)存在超速行為。故選A。四、中國的航天（共36分）10.天宮空間站繞地球的運(yùn)動(dòng)近似可以看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在天宮空間站運(yùn)行的過程中，下列哪些物理量保持不變（）A.動(dòng)能 B.角速度 C.加速度 D.動(dòng)量【答案】AB【解析】勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，速度、加速度、合外力的大小不變，方向時(shí)刻改變，角速度始終不變，由于速度大小不變，方向不動(dòng)變化，所以動(dòng)能不變，動(dòng)量改變。故選AB。11.（1）在研究空間站圍繞地球運(yùn)動(dòng)過程中，空間站能否看成質(zhì)點(diǎn)？答______，（選填“能”或“不能”）簡要說明理由：__________。（2）若地球表面重力加速度為9.8m/s2，地球半徑為6400km，空間站軌道離地高度為400km，則空間站繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為________?！敬鸢浮浚?）能空間站大小和其繞地球運(yùn)動(dòng)的半徑相比可以忽略。（2）92.6min##5558.7s##1.54h【解析】【小問1詳析】[1][2]空間站可以看成質(zhì)點(diǎn)，因?yàn)榭臻g站大小相對于其運(yùn)動(dòng)的軌道半徑而言微不足道，可以忽略，對研究的其運(yùn)動(dòng)情況沒有影響，故可以把空間站看成質(zhì)點(diǎn)。【小問2詳析】空間站受到的萬有引力為其圓周運(yùn)動(dòng)提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律在地球表面，萬有引力與重力大小相等聯(lián)立解得12.“嫦娥三號(hào)”是我國嫦娥工程中第一個(gè)月球軟著陸的無人登月探測器。其飛行軌道示意圖如圖，她由地月轉(zhuǎn)移軌道①順利進(jìn)入環(huán)月圓軌道②，在該軌道上運(yùn)行了約4天后，變軌進(jìn)入橢圓軌道③，最后實(shí)現(xiàn)月球軟著陸。（1）當(dāng)“嫦娥三號(hào)”由軌道②變軌，進(jìn)入軌道③的過程中，需要________（選擇：A.加速B.減速）；“嫦娥三號(hào)”在軌道③由遠(yuǎn)月點(diǎn)運(yùn)行至近月點(diǎn)的過程中動(dòng)能________（選擇：A.增加B.不變C.減少）。（2）“嫦娥三號(hào)”在反推火箭作用下慢慢下降，在距離月球表面h=4.0m的高度處再次懸停，最后關(guān)掉發(fā)動(dòng)機(jī)，自由下落到月球表面，實(shí)現(xiàn)軟著陸。已知地球質(zhì)量約為月球質(zhì)量的81倍，地球半徑約為月球半徑的3.6倍，試計(jì)算“嫦娥三號(hào)”著陸時(shí)的速度大小v？_______（結(jié)果取二位有效數(shù)字）【答案】（1）BA（2）3.5m/s【解析】【小問1詳析】[1]當(dāng)“嫦娥三號(hào)”由軌道②變軌，進(jìn)入軌道③的過程中，做近心運(yùn)動(dòng)，需要減速。故選B。[2]根據(jù)開普勒第二定律可得，“嫦娥三號(hào)”在軌道③由遠(yuǎn)月點(diǎn)運(yùn)行至近月點(diǎn)的過程中速度增大，動(dòng)能增加。故選A?！拘?詳析】對于地球表面的重力加速度g，有對于月球表面的重力加速度g月，有所以對于“嫦娥三號(hào)”自由下落過程，有所以13.“中國天眼”發(fā)現(xiàn)距離地球17光年的地方有一顆“超級(jí)地球”，據(jù)科學(xué)家測算，這顆星球具有和地球一樣的自轉(zhuǎn)特征。如圖，OE連線與其赤道平面的夾角為30°，A位置的重力加速速度為g，D位置的向心加速度為，則E位置的向心加速度為（）A B. C. D.【答案】D【解析】在A位置有在D位置有在E位置有故選D。14.“玉兔號(hào)”月球車成功抵達(dá)月背表面后，研究者對月球車模型的性能進(jìn)行研究。月球車運(yùn)動(dòng)全過程的v–t圖如圖所示。月球車在t1~18s內(nèi)以2.4×10?1W的額定功率行駛，在18s末關(guān)閉月球車的動(dòng)力系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)過程中月球車受到的阻力大小不變，求月球車（1）受到的阻力大??？（2）質(zhì)量是多少？（3）前15秒內(nèi)的位移（保留2位有效數(shù)字）？【答案】（1）4N（2）200kg（3）0.69m【解析】【小問1詳析】由圖可知時(shí)，月球車的速度達(dá)到最大，此時(shí)月球車受到的牽引力與阻力相等，則有解得【小問2詳析】18s關(guān)閉動(dòng)力后，月球車的加速度根據(jù)牛頓第二定律可知解得【小問3詳析】時(shí)間內(nèi)月球車是恒定加速啟動(dòng)，此階段月球車的牽引力設(shè)此階段月球車加速度，根據(jù)牛頓第二定律可得解得故月球車恒定加速啟動(dòng)的時(shí)間故月球車恒定加速的位移時(shí)間內(nèi)，月球車恒定功率啟動(dòng)，設(shè)此階段的位移為，由動(dòng)能定理可得其中聯(lián)立解得故月球車前15秒內(nèi)的位移五、曲線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)（共12分）15.某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示裝置探究向心力大小與線速度大小和運(yùn)動(dòng)半徑的關(guān)系。光滑的水平直桿固定在豎直轉(zhuǎn)軸上，水平直桿的左側(cè)固定寬度為d的擋光條，擋光條到豎直轉(zhuǎn)軸的距離為，水平直桿的右側(cè)套上質(zhì)量為的滑塊，用細(xì)線將滑塊與固定在豎直轉(zhuǎn)軸上的力傳感器連接，物塊到轉(zhuǎn)軸的距離為，細(xì)線處于水平伸直狀態(tài)，細(xì)線拉力的大小可以通過力傳感器測得。安裝在鐵架臺(tái)上的光電門可測遮光條通過光電門的時(shí)間。（1）用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度如圖乙所示，d=___________cm；（2）當(dāng)滑塊隨水平直桿一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光電門顯示遮光條通過光電門的時(shí)間為，則此時(shí)滑塊線速度大小v=___________（用字母d，Δt表示）；若保持滑塊到豎直轉(zhuǎn)軸的距離不變，讓轉(zhuǎn)軸以不同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，測得多組力傳感器的示數(shù)和對應(yīng)的擋光時(shí)間。為了畫