2024-2025学年甘肃省西北师大附中高三（上）期中物理试卷（含答案）
文档属性
| 名称 | 2024-2025学年甘肃省西北师大附中高三（上）期中物理试卷（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 277.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-11-12 08:05:31 | ||
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文档简介
2024-2025学年甘肃省西北师大附中高三（上）期中物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.伽利略设想了一个理想实验，如图所示。通过对这个实验分析，我们可以得到的最直接结论是( )
两个对接的斜面，静止的小球沿一个斜面滚下，将滚上另一个斜面；
如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度；
减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然会达到原来的高度；
继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球会沿水平面做持续的匀速运动。
A. 自然界的一切物体都具有惯性
B. 小球的加速度和所受合外力成正比
C. 小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小
D. 光滑水平面上运动的小球，运动状态的维持并不需要外力
2.年月日，我国成功发射第颗北斗导航卫星。“北斗”卫星导航定位系统由地球同步卫星，中轨道卫星和倾斜同步卫星组成。下列说法正确的题( )
A. 地球同步卫星的线速度比静止在赤道上物体的大
B. 地球同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度
C. 中轨道卫星的周期大于
D. 中轨道卫星的向心加速度比地球同步卫星的小
3.根据海水中的盐分高低可将海水分成不同密度的区域，当潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力顿减称之为“掉深”。如图甲所示，我国南海舰队某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行。时，该潜艇“掉深”，随后采取措施自救脱险，在内潜艇竖直方向的图像如图乙所示设竖直向下为正方向。则( )
A. 潜艇在时下沉到最低点
B. 潜艇在“掉深”和自救时的加速度大小之比为：
C. 潜艇竖直向下的最大位移为
D. 潜艇在“掉深”和自救时的位移大小之比为：
4.如图甲，起重船“振浮号”将一个质量为的巨型圆钢筒吊在空中，特制起吊绳通过液压机械抓手连接钢筒，每根绳与竖直方向的夹角为，如图乙所示，每根绳所能承受的最大拉力为，图乙中仅画出两根起吊绳，则至少需要多少根绳子才能成功起吊( )
A. 根 B. 根 C. 根 D. 根
5.水力采煤是利用高速水流冲击煤层而进行的，假如煤层受到的压强冲击即可被破碎，若高速水流沿水平方向冲击煤层，不考虑水的反向溅射作用，则冲击煤层的最小水流速度最接近( )
A. B. C. D.
6.如图所示，用绳吊着一个盛有水的容器，体积相同的木球和金属球用轻质弹簧连接，竖直悬浮于水中，木球在上，弹簧处于伸长状态，重力加速度大小为，下列说法正确的是( )
A. 剪断绳子的瞬间，木球的加速度大于
B. 剪断绳子的瞬间，金属球的加速度大小等于
C. 剪断弹簧的瞬间，木球的加速度小于金属球的加速度
D. 剪断弹簧的瞬间，木球的加速度与金属球的加速度大小相等
7.如图所示，与水平面成角的传送带，在电动机的带动下以恒定的速率顺时针运行。现将质量为的小物块从传送带下端点无初速度地放到传送带上，经时间物块与传送带达到共同速度，再经时间物块到达传送带的上端点，已知、间的距离为，重力加速度为，则在物块从运动到的过程中，以下说法正确的是( )
A. 在时间内摩擦力对物块做的功等于
B. 在时间内物块和传送带间因摩擦而产生的内能小于物块机械能的增加量
C. 在时间内因摩擦而产生的内能等于
D. 在时间内因运送物块，电动机多消耗的电能小于
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.如图所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有一段高为的水银柱封闭一定质量的气体，这时管下端开口处内、外水银面高度差为，若保持环境温度不变，当外界压强增大时，下列分析正确的是( )
A. 变长 B. 不变 C. 水银柱上升 D. 水银柱下降
9.如图所示，光滑的圆环固定在竖直平面内，圆心为。三个完全相同的小圆环、、穿在大环上，小环上穿过一根轻质细绳，绳子的两端分别固定着小环、，通过不断调整三个小环的位置，最终三小环恰好处于平衡位置，平衡时、的距离等于绳子长度的一半，在圆环的最高点。已知小环的质量为，重力加速度为，轻绳与的摩擦不计。则( )
A. 与大环间的弹力大小为 B. 绳子的拉力大小为
C. 受到两条绳子拉力的合力大小为 D. 与大环间的弹力大小为
10.如图所示，质量为且足够长的木板静止在水平地面上，其右端停放质量为的小物体。现用水平拉力作用在木板上，随时间变化的关系如图所示，其中时间内，时刻、恰好发生相对滑动。已知与地面、与之间的动摩擦因数分别为和，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取，下列说法正确的是( )
A. B. 时刻，的速度为
C. 时的速度为 D. 时的速度为
三、实验题：本大题共2小题，共17分。
11.一位同学用光电计时器等器材装置做“验证机械能守恒定律”的实验，如图甲所示．通过电磁铁控制的小球从点的正上方点自由下落，下落过程中经过光电门时，光电计时器记录下小球过光电门时间，当地的重力加速度为．
为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量______．
A.之间的距离； 小球的质量为；
C.小球从到的下落时间 小球的直径．
小球通过光电门时的瞬时速度______用题中以上的测量物理量表达
多次改变之间距离，重复上述过程，作出随的变化图象如图乙所示，当小球下落过程中机
械能守恒时，该直线斜率______．
在实验中根据数据实际绘出的图乙直线的斜率为则实验过程中所受的平均阻力与小球重
力的比值为______用、表示．
12.某同学利用“验证牛顿第二定律”的实验器材，测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。如图所示，带滑轮的长木板水平放置，力传感器固定在墙上，轻绳分别跨过固定在滑块上和固定在长木板末端的滑轮，一端与力传感器连接，另一端竖直悬挂一砂桶，砂桶距地面足够远。调节两滑轮的位置使轻绳与长木板平行，不计轻绳与各滑轮之间的摩擦，重力加速度为。
实验时，______填“必须”或“不必”要保证砂和砂桶的总质量远小于滑块质量；______填“有”或“没有”必要将长木板右端垫高以平衡摩擦力；不需要用天平测砂和砂桶的总质量。
图是实验中得到的一条纸带，已知相邻计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源频率为，由此可求出小车的加速度 ______计算结果保留三位有效数字。
实验时，记录力传感器的示数，用天平测出滑块质量，根据中求出的加速度的结果。可以得出滑块和长木板间的动摩擦因数 ______，若考虑其它摩擦，则该测量值与真实值比较______填“偏小”或“偏大”或“等于”。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.新能源环保汽车在设计阶段要对各项性能进行测试。某次新能源汽车性能测试中，图甲显示的是牵引力传感器传回的实时数据，但由于机械故障，速度传感器只传回了第以后的数据，如图乙所示。已知汽车的质量为，若测试平台是水平的，且汽车由静止开始做直线运动，所受阻力恒定，求：
末汽车的速度为多少？
前内汽车的位移为多少？
14.如图甲所示为北京冬奥会上以“雪如意”命名的跳台滑雪场地。图乙为跳台滑雪赛道的简化图，由助滑道、起跳区、着陆坡等几段组成，助滑道和着陆坡与水平面的夹角均为，直线段长度。运动员连同装备总质量，由点无初速下滑，从起跳区的点起跳后降落在着陆坡上的点。重力加速度，，。
若忽略运动员在助滑道上受到的一切阻力，求运动员下滑到点时重力的功率；
若由于阻力的影响，运动员实际下滑到点的速度大小为，求运动员从点下滑到点过程中阻力做的功；
若运动员从点起跳时的速度大小，方向沿水平方向。忽略其在空中运动时受到的一切阻力，求间的距离。
15.如图甲为某款玩具，其主要配件有小物块、弹射器、三连环、滑跃板及部分直线轨道等。如图乙为其结构示意图，其中三连环是由三个半径不同的光滑圆轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组成，且三个圆轨道平滑连接但不重叠。其圆心分别为、、，半径分别为、、。、为光滑水平轨道，滑跃板为足够长的粗糙倾斜轨道，轨道倾角可调。某次游戏中弹射器将小物块自点以一定初速度弹出，小物块先后通过圆轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ后冲上滑跃板。小物块可视为质点，其质量，与滑跃板间动摩擦因数，弹簧劲度系数，轨道各部分平滑连接，取。若小物块恰好能够通过三连环，求：
弹簧的最小压缩量；
小物块第一次经过圆轨道Ⅲ最高点时所受的弹力大小；
调整滑跃板的倾角，求小物块第一次在轨道上滑行的最小距离。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.；；；
12.不必 没有 偏大
13.解：由图甲可知，后汽车受到的牵引力恒定，由图乙可知，后汽车做匀速运动，此时牵引力为：
由平衡条件，阻力的大小为：
在，牵引力为：，由牛顿第二定律可得：，代入数据解得：
则末汽车的速度为：
在内，牵引力，由牛顿第二定律可得：，代入数据解得：
则末汽车的速度为：；
汽车在内的位移为：
汽车在内的位移为：
汽车在内的位移为：
故汽车在前内的位移为：。
答：末汽车的速度为；
前内汽车的位移为。
14.解：运动员在助滑轨道上下滑的过程中，由牛顿第二定律可得：
代入数据解得：
有你匀加速直线运动的速度位移公式可得：，解得：
则运动员下滑到点时重力的功率为：；
设运动员从点下滑到点的过程中克服摩擦力做的功为，则有动能定理可得：
代入数据解得：；
设间距为，根据平抛运动的规律可得：可得：
联立代入数据解得：。
答：运动员下滑到点时重力的功率为；
运动员从点下滑到点过程中阻力做的功为；
间的距离为。
15.解：由于小物块恰好能够通过三连环，即小物块通过圆轨道的最高点时，恰好由重力提供向心力，则有
令弹簧最小压缩量为，则有
解得
小物块第一次从圆轨道的最高点到达圆轨道Ⅲ最高点过程有
在圆轨道Ⅲ最高点，根据牛顿第二定律有
解得
小物块第一次从圆轨道的最高点到达轨道过程，根据动能定理有
物块冲上滑跃板后将减速至，则有
解得
令，由于
当该导数为时解得
可知当时，物块向上运动距离最小，则有
答：弹簧的最小压缩量为；
小物块第一次经过圆轨道Ⅲ最高点时所受的弹力大小为；
小物块第一次在轨道上滑行的最小距离为。
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一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.伽利略设想了一个理想实验，如图所示。通过对这个实验分析，我们可以得到的最直接结论是( )
两个对接的斜面，静止的小球沿一个斜面滚下，将滚上另一个斜面；
如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度；
减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然会达到原来的高度；
继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球会沿水平面做持续的匀速运动。
A. 自然界的一切物体都具有惯性
B. 小球的加速度和所受合外力成正比
C. 小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小
D. 光滑水平面上运动的小球，运动状态的维持并不需要外力
2.年月日，我国成功发射第颗北斗导航卫星。“北斗”卫星导航定位系统由地球同步卫星，中轨道卫星和倾斜同步卫星组成。下列说法正确的题( )
A. 地球同步卫星的线速度比静止在赤道上物体的大
B. 地球同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度
C. 中轨道卫星的周期大于
D. 中轨道卫星的向心加速度比地球同步卫星的小
3.根据海水中的盐分高低可将海水分成不同密度的区域，当潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力顿减称之为“掉深”。如图甲所示，我国南海舰队某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行。时，该潜艇“掉深”，随后采取措施自救脱险，在内潜艇竖直方向的图像如图乙所示设竖直向下为正方向。则( )
A. 潜艇在时下沉到最低点
B. 潜艇在“掉深”和自救时的加速度大小之比为：
C. 潜艇竖直向下的最大位移为
D. 潜艇在“掉深”和自救时的位移大小之比为：
4.如图甲，起重船“振浮号”将一个质量为的巨型圆钢筒吊在空中，特制起吊绳通过液压机械抓手连接钢筒，每根绳与竖直方向的夹角为，如图乙所示，每根绳所能承受的最大拉力为，图乙中仅画出两根起吊绳，则至少需要多少根绳子才能成功起吊( )
A. 根 B. 根 C. 根 D. 根
5.水力采煤是利用高速水流冲击煤层而进行的，假如煤层受到的压强冲击即可被破碎，若高速水流沿水平方向冲击煤层，不考虑水的反向溅射作用，则冲击煤层的最小水流速度最接近( )
A. B. C. D.
6.如图所示，用绳吊着一个盛有水的容器，体积相同的木球和金属球用轻质弹簧连接，竖直悬浮于水中，木球在上，弹簧处于伸长状态，重力加速度大小为，下列说法正确的是( )
A. 剪断绳子的瞬间，木球的加速度大于
B. 剪断绳子的瞬间，金属球的加速度大小等于
C. 剪断弹簧的瞬间，木球的加速度小于金属球的加速度
D. 剪断弹簧的瞬间，木球的加速度与金属球的加速度大小相等
7.如图所示，与水平面成角的传送带，在电动机的带动下以恒定的速率顺时针运行。现将质量为的小物块从传送带下端点无初速度地放到传送带上，经时间物块与传送带达到共同速度，再经时间物块到达传送带的上端点，已知、间的距离为，重力加速度为，则在物块从运动到的过程中，以下说法正确的是( )
A. 在时间内摩擦力对物块做的功等于
B. 在时间内物块和传送带间因摩擦而产生的内能小于物块机械能的增加量
C. 在时间内因摩擦而产生的内能等于
D. 在时间内因运送物块，电动机多消耗的电能小于
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.如图所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有一段高为的水银柱封闭一定质量的气体，这时管下端开口处内、外水银面高度差为，若保持环境温度不变，当外界压强增大时，下列分析正确的是( )
A. 变长 B. 不变 C. 水银柱上升 D. 水银柱下降
9.如图所示，光滑的圆环固定在竖直平面内，圆心为。三个完全相同的小圆环、、穿在大环上，小环上穿过一根轻质细绳，绳子的两端分别固定着小环、，通过不断调整三个小环的位置，最终三小环恰好处于平衡位置，平衡时、的距离等于绳子长度的一半，在圆环的最高点。已知小环的质量为，重力加速度为，轻绳与的摩擦不计。则( )
A. 与大环间的弹力大小为 B. 绳子的拉力大小为
C. 受到两条绳子拉力的合力大小为 D. 与大环间的弹力大小为
10.如图所示，质量为且足够长的木板静止在水平地面上，其右端停放质量为的小物体。现用水平拉力作用在木板上，随时间变化的关系如图所示，其中时间内，时刻、恰好发生相对滑动。已知与地面、与之间的动摩擦因数分别为和，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取，下列说法正确的是( )
A. B. 时刻，的速度为
C. 时的速度为 D. 时的速度为
三、实验题：本大题共2小题，共17分。
11.一位同学用光电计时器等器材装置做“验证机械能守恒定律”的实验，如图甲所示．通过电磁铁控制的小球从点的正上方点自由下落，下落过程中经过光电门时，光电计时器记录下小球过光电门时间，当地的重力加速度为．
为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量______．
A.之间的距离； 小球的质量为；
C.小球从到的下落时间 小球的直径．
小球通过光电门时的瞬时速度______用题中以上的测量物理量表达
多次改变之间距离，重复上述过程，作出随的变化图象如图乙所示，当小球下落过程中机
械能守恒时，该直线斜率______．
在实验中根据数据实际绘出的图乙直线的斜率为则实验过程中所受的平均阻力与小球重
力的比值为______用、表示．
12.某同学利用“验证牛顿第二定律”的实验器材，测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。如图所示，带滑轮的长木板水平放置，力传感器固定在墙上，轻绳分别跨过固定在滑块上和固定在长木板末端的滑轮，一端与力传感器连接，另一端竖直悬挂一砂桶，砂桶距地面足够远。调节两滑轮的位置使轻绳与长木板平行，不计轻绳与各滑轮之间的摩擦，重力加速度为。
实验时，______填“必须”或“不必”要保证砂和砂桶的总质量远小于滑块质量；______填“有”或“没有”必要将长木板右端垫高以平衡摩擦力；不需要用天平测砂和砂桶的总质量。
图是实验中得到的一条纸带，已知相邻计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源频率为，由此可求出小车的加速度 ______计算结果保留三位有效数字。
实验时，记录力传感器的示数，用天平测出滑块质量，根据中求出的加速度的结果。可以得出滑块和长木板间的动摩擦因数 ______，若考虑其它摩擦，则该测量值与真实值比较______填“偏小”或“偏大”或“等于”。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.新能源环保汽车在设计阶段要对各项性能进行测试。某次新能源汽车性能测试中，图甲显示的是牵引力传感器传回的实时数据，但由于机械故障，速度传感器只传回了第以后的数据，如图乙所示。已知汽车的质量为，若测试平台是水平的，且汽车由静止开始做直线运动，所受阻力恒定，求：
末汽车的速度为多少？
前内汽车的位移为多少？
14.如图甲所示为北京冬奥会上以“雪如意”命名的跳台滑雪场地。图乙为跳台滑雪赛道的简化图，由助滑道、起跳区、着陆坡等几段组成，助滑道和着陆坡与水平面的夹角均为，直线段长度。运动员连同装备总质量，由点无初速下滑，从起跳区的点起跳后降落在着陆坡上的点。重力加速度，，。
若忽略运动员在助滑道上受到的一切阻力，求运动员下滑到点时重力的功率；
若由于阻力的影响，运动员实际下滑到点的速度大小为，求运动员从点下滑到点过程中阻力做的功；
若运动员从点起跳时的速度大小，方向沿水平方向。忽略其在空中运动时受到的一切阻力，求间的距离。
15.如图甲为某款玩具，其主要配件有小物块、弹射器、三连环、滑跃板及部分直线轨道等。如图乙为其结构示意图，其中三连环是由三个半径不同的光滑圆轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组成，且三个圆轨道平滑连接但不重叠。其圆心分别为、、，半径分别为、、。、为光滑水平轨道，滑跃板为足够长的粗糙倾斜轨道，轨道倾角可调。某次游戏中弹射器将小物块自点以一定初速度弹出，小物块先后通过圆轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ后冲上滑跃板。小物块可视为质点，其质量，与滑跃板间动摩擦因数，弹簧劲度系数，轨道各部分平滑连接，取。若小物块恰好能够通过三连环，求：
弹簧的最小压缩量；
小物块第一次经过圆轨道Ⅲ最高点时所受的弹力大小；
调整滑跃板的倾角，求小物块第一次在轨道上滑行的最小距离。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.；；；
12.不必 没有 偏大
13.解：由图甲可知，后汽车受到的牵引力恒定，由图乙可知，后汽车做匀速运动，此时牵引力为：
由平衡条件，阻力的大小为：
在，牵引力为：，由牛顿第二定律可得：，代入数据解得：
则末汽车的速度为：
在内，牵引力，由牛顿第二定律可得：，代入数据解得：
则末汽车的速度为：；
汽车在内的位移为：
汽车在内的位移为：
汽车在内的位移为：
故汽车在前内的位移为：。
答：末汽车的速度为；
前内汽车的位移为。
14.解：运动员在助滑轨道上下滑的过程中，由牛顿第二定律可得：
代入数据解得：
有你匀加速直线运动的速度位移公式可得：，解得：
则运动员下滑到点时重力的功率为：；
设运动员从点下滑到点的过程中克服摩擦力做的功为，则有动能定理可得：
代入数据解得：；
设间距为，根据平抛运动的规律可得：可得：
联立代入数据解得：。
答：运动员下滑到点时重力的功率为；
运动员从点下滑到点过程中阻力做的功为；
间的距离为。
15.解：由于小物块恰好能够通过三连环，即小物块通过圆轨道的最高点时，恰好由重力提供向心力，则有
令弹簧最小压缩量为，则有
解得
小物块第一次从圆轨道的最高点到达圆轨道Ⅲ最高点过程有
在圆轨道Ⅲ最高点，根据牛顿第二定律有
解得
小物块第一次从圆轨道的最高点到达轨道过程，根据动能定理有
物块冲上滑跃板后将减速至，则有
解得
令，由于
当该导数为时解得
可知当时，物块向上运动距离最小，则有
答：弹簧的最小压缩量为；
小物块第一次经过圆轨道Ⅲ最高点时所受的弹力大小为；
小物块第一次在轨道上滑行的最小距离为。
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