福建省莆田市五校2024届高三上学期期中考试物理试卷(含答案)

福建省莆田市五校2024届高三上学期期中考试物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、在时刻，一匹马驹在跑道上由静止开始做匀加速直线运动，则马驹在第3s内的位移和前3s内的位移大小之比为( )
A.1:2 B.1:3 C.3:5 D.5:9
2、如图所示，用的水平推力，将质量为1kg的物块压在竖直墙面上，当物块静止时所受摩擦力的大小为（g取）( )
A.50N B.40N C.10N D.1N
3、如图所示，质量为2kg的物体静止在水平面上，水平拉力F的大小为2N，物体与水平面的动摩擦因数为，则物体受到的静摩擦力为( )
A.2N B.4N C.6N D.0N
4、有一条两岸平直、河水流速恒为的河流。小明驾着小船渡河，去时小船的实际位移始终与河岸垂直，返回时小船的船头与河岸垂直。小明去时与返回时所用时间的比值为k，小船在静水中的速度大小相同，小船在静水中的速度大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题
5、马拉车运动时，设马对车的作用力为F，车对马的作用力为。关于F和的说法正确的是( )
A.F和是一对作用力和反作用力
B.当马与车做加速运动时，
C.当马与车做减速运动时，
D.无论马与车做什么运动，F和的大小总是相等的
6、中国志愿者王跃参与了人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火星的试验“火星-500”。假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，经历如图所示的变轨过程，下列说法正确的是( )
A.飞船在轨道Ⅱ上运动时，在P点的速度大于在Q点的速度
B.飞船在轨道Ⅰ上运动时，在P点的速度大于在轨道Ⅱ上运动时在P点的速度
C.飞船在轨道I上运动到P点时的加速度小于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度
D.若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知万有引力常量为G，测出飞船在轨道Ⅰ上运动的周期，就可以推知火星的密度
7、如图是模拟游乐场里过山车运动的过程，过山车从A处由静止释放沿轨道先后经过B、C、D，最后停在E处。下列关于过山车说法正确的是( )
A.在A点时的重力势能最大 B.从B点到C点动能在不断增大
C.D点和E点的重力势能相同 D.停在E点时的惯性最小
8、如图、一粗糙斜面静止在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用竖直向下的缓慢增大的力F拉N。M、N及斜面始终保持静止，则在此过程中( )
A.绳子拉力一直增大 B.M所受斜面的支持力大小一定增加
C.M所受斜面的作用力大小一定减小 D.M所受斜面的摩擦力大小可能减小
三、填空题
9、如图所示，一个大轮通过皮带拉着一个小轮转动，假设皮带和两轮之间没有打滑，而且，C为的中点，那么：
①___________。
②=_____________。
10、如图，建筑工人用砖夹竖直搬运四块相同的砖，每块砖的质量均为m，重力加速度大小为g。若将木块一起竖直向上匀速提起，则此过程中木块3对木块4的摩擦力大小为____，当将四块砖一起竖直向上加速提起时，砖块2对砖块3的摩擦力为_____________。
四、计算题
11、一列车A的制动性能经测定：当它以标准速度在平直轨道上行驶时，制动后需才停下。现列车A正以的速度在平直轨道上行驶，由于信号系统故障，司机发现前方处一货车B正以的速度同向匀速行驶，于是立即刹车制动，求：
（1）列车A制动的加速度的大小；
（2）当两车速度相等时，求两车的位移大小和；
（3）两车是否会发生撞车事故？
12、滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。图中ABCD为滑板的运动轨道，AB和CD是两段与水平面夹角均为θ的光滑的斜面，底部与水平面平滑相接，粗糙水平段BC的长度。一运动员从P点以的初速度下滑，经BC后冲上CD轨道，达到Q点时速度减为零。已知运动员连同滑板的质量，，，g取，求：（结果可带根号）
（1）运动员第一次经过B点和C点的速度，；
（2）滑板与BC之间的动摩擦因数μ；
（3）运动员最后静止的位置与B点之间的距离x。
13、如图所示，斜面与平台平滑连接，右下侧有一沿竖直方向固定的轨道，其中MNP为半径、圆心角的圆弧轨道，PQ为半径未知的圆轨道。质量、可视为质点的小球从斜面上距平台高处由静止释放，之后从平台右端O点沿水平方向飞出，恰好从M点无碰撞地进入轨道，沿轨道运动到Q点水平飞出后，又恰好无碰撞经过M点，取重力加速度大小，，不计一切阻力，求：
（1）小球进入轨道时的速度大小；
（2）O、Q两点的高度差；
（3）小球对轨道的最大压力。
五、实验题
14、某物理实验小组的同学采用如图1所示的装置测量当地的重力加速度，他将两个质量相等的重物A和B用轻绳连接后，跨过光滑的轻质滑轮使其处于静止状态。在左侧的重物A上加小物块C，使系统做初速度为零的匀加速直线运动，并测出系统的加速度。完成一次实验后，换用不同质量的小物块，重复实验，测出小物块C的质量m以及小物块C质量不同时系统的加速度a。
（1）按照以上的实验方案，需要测量小物块C质量不同时系统的加速度，请你设计一个测量系统加速度a的方法，简要加以说明_______。
（2）经过多次重复实验，得到多组a、m数据，做出的图象，如图2所示，已知该图象斜率为k，纵轴截距为b，则可求出当地的重力加速度_____________，并可求出重物A、B质量_______。
15、某同学设计了如下实验装置，用来测定小滑块与桌面间的动摩擦因数。
如图甲所示，水平桌面上有一滑槽，其末端与桌面相切。让小滑块从滑槽的最高点由静止滑下，滑到桌面上后再滑行一段距离L，随后离开桌面做平抛运动，落在水面地面上的P点，记下平抛的水平位移x。平移滑槽的位置后固定，多次改变距离L，每次让滑块从滑槽上同一最高点释放，得到不同的水平位移x。作出图象，即可根据图象信息得到滑块与桌面间的动摩擦因数μ。
①每次让滑块从滑槽上同一高度释放，是为了____________。
②除了L和x外，本实验还需要测量或告知的物理量是____________。
A.当地的重力加速度g B.桌面与地面的高度差H
C.滑槽最高点与桌面的高度差h D.小滑块的质量m
③若图象的斜率绝对值为k，纵轴上的截距为b，如图乙所示，则滑块与桌面间的动摩擦因数的表达式为_____________。（用本题中提供的物理量符号表示）
参考答案
1、答案：D
解析：设马驹的加速度为a，则前3s内，马驹的位移大小
前2s内位移大小为
马驹第3s内的位移大小
则马驹在第3s内的位移和前3s内的位移大小之比为5:9，故D正确。
故选D。
2、答案：C
解析：对物块受力分析，物块受向下的重力，竖直向上的摩擦力，墙的支持力为和压力，根据受力平衡的条件，在竖直方向上
故选C。
3、答案：A
解析：物体受到的最大静摩擦力为
水平拉力F的大小为2N，有
可知物体保持静止，根据共点力平衡可知物体受到的静摩擦力为
故选A。
4、答案：B
解析：由题意，设河岸宽为d，船在静水中的速度为v，可得去时的渡河时间为
来时的渡河时间为
又
联立可求得
故选B。
5、答案：AD
解析：A.马对车的作用力与车对马的作用力是一对相互作用力，A正确；
BCD.马对车的作用力与车对马的作用力是一对相互作用力，则这两个力大小一定大小相等，方向相反，作用在不同物体上，与马车的运动状态无关。BC错误，D正确。
故选AD。
6、答案：AD
解析：A.根据开普勒第二定律可知，飞船在轨道Ⅱ上运动时，在近点P点的速度大于在远点Q点的速度，选项A正确；
B.飞船从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ需要在P点加速，则飞船在轨道Ⅰ上运动时，在P点的速度小于在轨道Ⅱ上运动时在P点的速度，选项B错误；
C.根据
可知，飞船在轨道I上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度，选项C错误；
D.若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知万有引力常量为G，测出飞船在轨道Ⅰ上运动的周期，根据
解得火星的密度
选项D正确。
故选AD。
7、答案：AC
解析：A.由题图可知，过山车在A点的高度最高，根据重力势能与高度的关系可知，在A点时的重力势能最大，故A正确；
B.根据题图可知，从B点到C点，高度不断增加，重力势能增加，速度不断减小，则动能不断减小，故B错误；
C.根据题图可知，D点和E点的高度相同，可知D点和E点的重力势能相同，故C正确；
D.由于惯性的大小由物体的质量决定，而过山车的质量没有变，可知其惯性大小不变，故D错误。
故选AC。
8、答案：AD
解析：A.根据平衡条件，细绳的拉力
当F逐渐增大时，细绳的拉力大小一直在增大，A正确；
B.M所受斜面的支持力
与F大小无关，因此当F逐渐增大时，M所受斜面的支持力不变，B错误；
D.由于M始终处于静止状态，所受合外力为零，若M开始受摩擦力沿斜面向上，随着绳子拉力增大，M所受斜面的摩擦力先减小，再反向增大；若M开始受摩擦力沿斜面向下，随着绳子拉力增大，M所受斜面的摩擦力一直增大，D正确；
C.M所受斜面的作用力为支持力和摩擦力的合力，支持力不变，摩擦力可能先沿斜面向上减小再反向增大，也可能沿斜面向下一直增大，其合力大小不一定减小，C错误。
故选AD。
9、答案：2:1；2:1
解析：A、B为同皮带传动，线速度相等，即
A、C为同轮转动，角速度相等，即
又
根据可得
所以
则
根据可得
所以
10、答案：mg；0
解析：若将木块一起竖直向上匀速提起，以砖块2和砖块3的整体为研究对象，四块砖完全相同，根据对称性可知砖块4对砖块3的摩擦力与砖块1对砖块2的摩擦力大小相等，方向均竖直向上，根据受力平衡可得
解得砖块4对砖块3的摩擦力大小为
则木块3对木块4的摩擦力大小为mg；
当将四块砖一起竖直向上加速提起时，对砖块2和砖块3整体，根据牛顿第二定律有
解得砖块4对砖块3的摩擦力大小
方向竖直向上；
对砖块3，根据牛顿第二定律有
解得
可知砖块2对砖块3的摩擦力为0。
11、答案：（1）（2）364m、168m（3）两车不会发生撞车事故。
解析：（1）对列车A，根据公式
即列车A制动的加速度的大小为。
（2）设两车速度相等时用时t，对列车由公式
代入数据解得：
设A车的位移为，
由公式
代入数据得
设B车的位移
（3）因为
所以两车不会发生撞车事故。
12、答案：（1），（2）0.16（3）3.75m
解析：（1）以水平轨道BC所在水平面为零势能面，运动员从P点滑至B点的过程，由动能定理得
代入数据解得
运动员由C点到Q点的过程，由动能定理有
代入数据解得
（2）运动员由B点滑至C点的过程中，由动能定理有
代入数据解得
（3）设运动员在BC轨道上滑行的总路程为s.对从P点到静止的整个过程，由动能定理有
代入数据解得
故运动员最后静止的位置与B点之间的距离
13、答案：（1）（2）（3），方向竖直向下.
解析：（1）小球从起点开始下滑到平台的过程中，根据动能定理可得
解得
从O到M的过程中，小球做平抛运动，根据几何关系可知
解得
（2）小球从Q点回到M点的过程有
从M点到Q点的过程中，由于不计阻力，根据动能定理可得
从O到Q过程中，根据动能定理可得
联立解得
故O、Q两点的高度差
（3）从M到N的过程中加速，从N点继续运动，做减速运动，故N点速度最大，此位置支持力最大，即压力最大，则
此过程中
解得
根据牛顿第三定律可得小球对轨道的最大压力，方向竖直向下.
14、答案：（1）用打点计时器测量或者用光电门测量（2）；
解析：（1）测量物体的加速度可以用打点计时器或者用光电门进行测量，通过计算多个时间点的速度来计算系统的加速度a。
（2）设绳子拉力为T，对A、C而言
对B而言
解得
则根据图象的斜率和截距可得
解得
15、答案：①使滑块到达滑槽末端的速度相等②B③
解析：①每次让滑块从滑槽上同一高度释放，是为了保证滑块到达滑槽末端的速度相同。
②滑块从桌边做平抛运动，则竖直方向有
水平方向
设到达滑槽末端的速度为，与桌面的摩擦因数为μ，在桌面上的加速度大小为
在桌面上有
联立解得
要根据图象信息得到测定滑块与桌面间的动摩擦因数，除了L和x外，还需要测量或告知的物理量是桌面与地面的高度差H。
故选B。
③若图象的斜率绝对值为k，则有
解得