2024-2025学年安徽省马鞍山市第二中学高三（上）期中物理试卷（含答案）

2024-2025学年安徽省马鞍山市第二中学高三（上）期中物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.如图所示，一对父子掰手腕，父亲让儿子获胜。若父亲对儿子的力记为，儿子对父亲的力记为，下列说法正确的是( )
A. B. 和的合力为零
C. 先于产生 D. 和两个力的性质一定相同
2.如图所示，将完全相同的两小球、，用长的细绳悬于以向右匀速运动的小车顶部，两球与小车前后壁接触，由于某种原因，小车突然停止瞬间，两悬线中的张力之比为( )
A. B. C. D.
3.如图所示，若质点以初速水平抛出后，落在倾角为的斜面上，要求质点从抛出点到达斜面的位移最小，则质点的飞行时间为( )
A. B. C. D.
4.新能源汽车以恒定的加速度由静止开始沿平直的公路行驶，时刻达到发动机额定功率后保持功率不变，时刻起匀速行驶。汽车所受的阻力大小不变，则此过程中汽车的加速度、速度、牵引力、功率随时间的变化规律正确的是( )
A. B. C. D.
5.如图甲所示，静止在水平地面上的物块，受到水平拉力的作用，与时间的关系如图乙所示。物块与地面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，则( )
A. 时刻物块的动能最大
B. 时刻物块的动量最大
C. 0~t3时间内F对物体一直做正功
D. 0~t3时间内F对物块的冲量先增大后减小
6.如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一起，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动且无相对滑动。甲圆盘与乙圆盘的半径之比为，两圆盘和小物体、之间的动摩擦因数，的质量相同，距点为，距点为，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时( )
A. 两物体都没有相对圆盘滑动时，角速度之比
B. 两物体都没有相对圆盘滑动时，向心加速度之比
C. 随着转速慢慢增加，先开始滑动
D. 随着转速慢慢增加，先开始滑动
7.如图所示，哈雷彗星在近日点时，线速度大小为，加速度大小为；在远日点时，线速度大小为，加速度大小为，则( )
A. B. C. D.
8.如图所示，一物体沿粗糙斜面上滑到最高点后再沿斜面下滑，回到出发点时的速度是出发时速度的一半，斜面的倾角为，则物体与斜面间的动摩擦因数是( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.一轻质弹性绳呈水平状态，为绳的中点，现绳左、右两端点、同时开始上下振动，一段时间后产生的波形如图所示，若两列波的振幅均为，下列判断正确的是( )
A. 左、右两列波的频率之比为
B. 、两端点开始振动的方向相反
C. 两列波相遇时会产生明显的干涉现象
D. 点在振动过程中相对平衡位置的最大位移大小为
10.工程师研究出一种可以用于人形机器人的合成肌肉，可模仿人体肌肉做出推、拉、弯曲和扭曲等动作。如图所示，连接质量为的物体的足够长细绳一端固定于墙壁，用合成肌肉做成的“手臂”端固定一滑轮，端固定于墙壁，细绳绕过滑轮，和类似于人手臂的关节，由“手臂”合成肌肉控制。设与竖直墙壁夹角为，不计滑轮与细绳的摩擦，下列说法正确的是( )
A. 若保持不变，减小长度，则细绳对滑轮的力减小
B. 若保持长度不变，增大长度，细绳对滑轮的力始终沿方向
C. 若保持等于，增大长度，细绳对滑轮的力始终沿方向
D. 若从逐渐变为零，长度不变，且保持，则细绳对滑轮的力先减小后增大
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.两个同学用如图所示装置来验证机械能守恒定律，进行了如下实验步骤：
将质量均为的重物含挡光片、用轻质细绳连接后，跨放在定滑轮上，一个同学用手托住重物，另一个同学测量出 到光电门中心的竖直距离；
在的下端挂上质量为的物块，让系统重物、以及物块中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间；
测出挡光片的宽度，计算重物通过光电门时的速度大小；
利用实验数据验证系统重物、以及物块机械能守恒定律。
在步骤中“ ”处，应填 选填选项前的字母
A.的上表面 的下表面 挡光片中心
在步骤中，如果系统机械能守恒，应满足的关系式为______________已知当地重力加速度大小为，用实验中字母表示。
某次实验分析数据发现，系统重力势能减少量大于系统动能增加量，造成这个结果的原因可能是( )
A.滑轮并非轻质而有一定质量
B.挡光片宽度较大
C.挂物块时不慎使具有向下的初速度
12.用如图甲所示的装置探究加速度与力和质量的关系，带滑轮的长木板和弹簧测力计均水平固定。
关于该实验，下列说法正确的是 。选填选项前的字母
A.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数
B.改变砂和砂桶质量，打出几条纸带
C.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
除了图甲中器材外，在下列器材中还必须使用的有 选填选项前的字母。
A.的交流电源 低压直流电源
C.天平或电子秤 刻度尺
将打点计时器接入频率为的交流电源上，某一次记录小车运动情况的纸带如图乙所示。图中标出各点为打点计时器连续打下的点，则小车的加速度大小__________。用所给字母表示
以弹簧测力计的示数为横坐标，以加速度为纵坐标，画出的图像可能正确的是 。选填选项前的字母
A. ． ． ．
若测出的图像的斜率为后，则小车的质量为___________。用所给字母表示
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图所示，质量的滑块从倾斜传送带顶端由静止开始下滑，传送带长度为，与水平面倾角，传送带匀速运动的速度，已知滑块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，，，求：
滑块与传送带共速所需时间；
滑块通过整个传送带过程，因摩擦而产生的热量。
14.如图所示，两个完全相同的轻弹簧竖直固定在水平地面上，两弹簧均处于原长状态，弹簧的劲度系数。质量为的小球从弹簧上端开始，以某一初速度竖直向上运动，质量为的小球从弹簧上端开始静止下落。已知两小球下落到最低点时两弹簧的压缩量相同，两小球均与弹簧不栓接，重力加速度，不考虑空气阻力。
求小球相对于出发点上升的最大高度；
已知小球与弹簧接触过程中，从最低点上升到加速度为时所用最短时间，求小球运动的周期。
15.如图所示，质量为的滑块静止套在水平固定的光滑轨道上，质量也为的小球通过长的轻绳与滑块连接，小球从图示位置静止释放，此时轻绳处于原长但无弹力。一质量为的小物块从水平地面上点出发，小物块的初速度，通过长为的水平地面，进入半径的固定光滑圆弧轨道并从点飞出。小物块上升到最高点时，恰与第一次落到最低点的小球发生弹性碰撞碰撞时间极短，碰后小物块落在水平地面上的点，、间距离为。已知圆弧轨道半径竖直，圆弧轨道对应的圆心角，小球静止释放时轻绳与水平轨道的夹角，小物块与水平地面间的动摩擦因素，重力加速度，不计空气阻力，滑块、小球、小物块均可视为质点，所有物体运动均在图示平面内，求：
小物块滑到点时，轨道对小物块的支持力大小；
碰撞后瞬间小物块的速度大小；
小球的质量。
参考答案
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13.根据牛顿第二定律可得
解得
当滑块与传送带达到共速时，由于
则共速后滑块与传送带一起匀速运动，所以
联立解得

14.小球从弹簧上端开始，以某一初速度竖直向上运动，小球做竖直上抛运动，利用逆向思维，根据速度与位移的关系有
两小球下落到最低点时两弹簧的压缩量相同，令该压缩量为 ，即两小球在最低点时，弹簧的弹性势能相等，对小球有
对小球有
小球静止释放后做简谐运动，根据简谐运动的对称性，结合胡克定律有
解得
， ，
小球做竖直上抛运动，根据速度公式有
解得
小球接触弹簧的运动为简谐运动的一部分，令该简谐运动的周期为 ，在加速度为时有
解得
上述简谐运动的振幅
则有
小球与弹簧接触过程中，从最低点上升到加速度为时所用最短时间，则有
由于加速度为的位置，即平衡位置到刚刚脱离弹簧的间距等于振幅的一半，根据简谐运动的函数表达式有
位移等于振幅的一半时，可以解得经历时间最少等于 ，则小球从加速度为的位置到刚刚脱离弹簧的时间
则小球运动的周期为
解得

15.小物块滑到点时，根据动能定理有
在点，根据牛顿第二定律有
解得
小物块在点的速度分解有
，
到达最高点后离点的竖直距离为，则有
水平距离为
解得
设碰后小物块的速度为，则有
解得小物块与小球碰后的速度为
方向向左。
小球先做自由落体运动，有
轻绳绷紧后，垂直于绳方向的速度为
小球与滑块组成的系统水平方向动量守恒，则有
根据能量守恒定律有
小球与小物块发生弹性碰撞，有
解得

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