2024-2025学年山东省济宁市第一中学高三（上）期中物理试卷（含答案）

2024-2025学年山东省济宁市第一中学高三（上）期中物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.小球从台阶上以一定的初速度水平抛出，后恰好落到第级台阶的边缘，已知每级台阶的宽度和高度均为，则小球抛出时的高度为( )
A. B. C. D.
2.如图是一款可折叠的手机支架，支架由两个始终保持相互垂直的光滑挡板和组成。挡板和水平方向的夹角可自由调节。手机质量为，重力加速度大小为，若，手机放在上面静止，则( )
A. B. C. D.
3.某物理兴趣小组的同学设计了如图所示的汲水灌田农具模型，、两点位于同一水平线。分别在其位置固定一个小滑轮，将连结沙桶的细线跨过两滑轮并悬挂质量相同的砝码，让沙桶在竖直方向沿线段的垂直平分线运动。在外力的作用下，释放砝码，沙桶匀速上升。则此段中随着连结沙桶的两线间夹角逐渐增大，每根线对沙桶的拉力( )
A. 先减小后增大 B. 逐渐增大 C. 逐渐减小 D. 保持不变
4.年月日时分，长征五号运载火箭在中国文昌航天发射场点火起飞，成功将嫦娥六号探测器送入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。世界首次月球背面采样返回之旅开启。探测器登月前，先进入椭圆轨道Ⅱ，再进入近月圆轨道。图中、分别为椭圆轨道的近月点和远月点。已知月球半径为，嫦娥六号在轨道运行周期为，点离月球表面的高度为，万有引力常量为，则( )
A. 探测器第一次从点飞行到点的时间
B. 探测器第一次从点飞行到点的时间
C. 月球的密度为
D. 月球的密度为
5.如图所示，在细绳的拉动下，半径为的卷轴可绕其固定的中心点在水平面内转动。卷轴上沿半径方向固定着长度为的细管，管底在点。细管内有一根原长为、劲度系数为的轻质弹簧，弹簧底端固定在管底，顶端连接质量为、可视为质点的插销。当匀速拉动细绳时，插销以角速度做匀速圆周运动。若过大，插销会卡进固定的端盖。使卷轴转动停止。忽略摩擦力，弹簧在弹性限度内。要使卷轴转动不停止，的最大值为( )
A. B. C. D.
6.“天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的点沿地火转移轨道到点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号( )
A. 发射速度介于与之间
B. 从点转移到点的时间小于个月
C. 因为是椭圆轨道，故无法比较停泊轨道和调相轨道的周期大小
D. 在地火转移轨道运动时的速度均小于地球绕太阳的速度
7.福建属于台风频发地区，各类户外设施建设都要考虑台风影响。已知级台风的风速范围为，级台风的风速范围为。若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌，则级台风对该交通标志牌的作用力大小约为级台风的( )
A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
8.在某地区的干旱季节，人们常用水泵从深水井中抽水灌溉农田，简化模型如图所示。水井中的水面距离水平地面的高度为。出水口距水平地面的高度为，与落地点的水平距离约为。水泵的功率为，假设抽水过程中保持不变。已知水的密度为，水管内径的横截面积为，重力加速度大小为，不计空气阻力。则水泵输出能量转化为机械能的效率约为( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图所示，、、为三个实心小球，为铁球，、为木球。、两球分别连在两根弹簧上，球连接在细线一端，弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部，该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断，则剪断的瞬间相对于杯底不计空气阻力，木 水 铁( )
A. 球将向上运动 B. 球将向上运动 C. 球不动 D. 球将向下运动
10.如图所示，装有沙子的小车静止在光滑的水平面上，总质量为，将一个质量为的小球从距沙面高度处以大小为的初速度水平抛出，小球落入车内并陷入沙中最终与车一起向右匀速运动。不计空气阻力，重力加速度，则下列说法正确的是( )
A. 小球陷入沙子过程中，小球和沙、车组成的系统动量守恒
B. 小球陷入沙子过程中，沙子对小球的冲量大小为
C. 小车最终的速度大小为
D. 小车最终的速度大小为
11.传送带是建筑工地常见的运输装置，如图所示为传送带的简易图，传送带的倾角为，以的速度顺时针匀速转动，工人将质量的工料可视为质点轻轻地放到传送带的底端，并用平行于传送带的轻绳拴接在工料上，启动电动机，电动机对工料提供的牵引力恒为，经过关闭电动机，一段时间后工件刚好到达传送带的最高点。已知工料与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度，不计空气阻力。则( )
A. 经过时间时，工料的速度大小为
B. 传送带的长度
C. 工料在传送带上产生的热量为
D. 工料上升过程中，机械能先减小后增加
12.如图所示，轻质弹簧一端固定在上，另一端与放在斜面处质量为的物块可视为质点相连。斜面与水平面的夹角为，点距点的竖直高度为，，，等于弹簧原长。物块从处由静止开始下滑，经过处的速度为，并恰能停止在处。已知重力加速度取，物块与斜面的动摩擦因数为，则下列说法正确的是( )
A. 物块通过点时的加速度大小为
B. 物块通过段与段摩擦力做功相等
C. 弹簧具有的最大弹性势能为
D. 到过程中，物块和弹簧组成的系统损失的机械能为
三、综合题：共60分。
13.小明、小亮两位同学分别用如图甲、乙所示的装置，通过半径相同的、两球的碰撞来验证动量守恒定律。
小明同学测得小球的质量为，被碰撞小球的质量为，图甲中点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时，先不放小球，使小球从斜槽上某一点由静止释放，找到其平均落地点的位置，测量平抛射程。再把小球静置于斜槽轨道末端，让小球仍从处由静止释放，与小球碰撞，并多次重复。该实验需要完成的必要步骤还有 。选填选项前的字母
A.测量两个小球的质量、
B.测量小球的释放点距桌面的高度
C.测量斜槽轨道末端距地面的高度
D.分别找到小球与小球相碰后平均落地点的位置、
E.测量平抛射程、
要验证两球碰撞前后动量守恒，仅需验证关系式__________是否成立请使用测量的物理量。
小亮同学也用上述两球进行实验，如图乙所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中小球、小球与木条的撞击点。实验时，首先将木条竖直立在轨道末端并与轨道接触，让小球从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为；然后将木条平移到图乙中所示位置，入射小球从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点；再将入射小球从斜轨上起始位置由静止释放，与小球相撞，确定小球和小球相撞后的撞击点分别为和。测得与、、各点的高度差别为、、。若满足__________，则小球和小球碰撞过程动量守恒。
14.如图所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
该实验过程中操作正确的是 ；
A.先接通打点计时器电源，后释放小车
B.调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
C.补偿阻力时小车应连接纸带
为减小误差，小车质量是否需要远大于槽码质量__________选填“是”或“否”，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差为__________选填“偶然误差”或“系统误差”。为减小此误差，下列可行的方案是__________；
A.用气垫导轨代替普通导轨，滑块代替小车
B.在小车上加装遮光条，用光电计时系统代替打点计时器
C.在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小
经正确操作后获得一条如图所示的纸带，建立以计数点为坐标原点的轴，各计数点的位置坐标分别为、、、。已知打点计时器的打点周期为，则打计数点时小车速度的表达式__________；小车加速度的表达式是__________。
A. ．
C.
15.年月日，济宁方特东方欲晓正式开园。园中有一种叫“跳楼机”的大型游戏机，如图所示。跳楼机能把乘客带入一定高度后，从静止开始下落做匀加速直线运动，达到最大运行速度后，立刻在减速装置作用下做匀减速直线运动，到距离地面处速度刚好减为零，加速度大小都设定为一般人能较长时间承受的值。某物理兴趣小组同学通过传感器测得其在减速阶段的位移与速度的关系曲线如图所示，根据项目介绍可知整个游戏机开始下落时距离地面高度为。求：

下落过程中经历的时间；
下落过程中第内通过的距离。结果保留三位有效数字
16.如图所示，工程队向峡谷对岸平台抛射重物，初速度大小为，与水平方向的夹角为，抛出点和落点的连线与水平方向夹角为，重力加速度大小取，忽略空气阻力。重物从点到点运动过程中
运动时间是多少？
连线的距离是多少
17.如图，高度为的斜面与足够长的水平轨道平滑连接，水平轨道上相邻两球间距均为的个大小相同的球从左往右排成一排，号球的质量为，号球的质量均为。若将质量为的球从斜面的最高点静止释放。所有球均视为质点，碰撞均为弹性碰撞，重力加速度大小为，球经过斜面最低点时无能量损失，不计一切阻力。
求球滑下斜面时的速度大小；
求号球与号球第一次碰后号球的速度大小；
若号球与号球第一次碰撞后，立即给号球施加水平向右的恒定外力图中未画出，远小于、号球碰撞时的相互作用力，使号球每次与号球碰撞前的速度都和两球第一次碰前号球的速度相等，直到号球速度第一次都相等时撤去外力，求：
外力的大小；
最终号球与号球之间的距离。
18.如图所示，三个小物块、、质量为，放置在光滑水平地面上，紧靠竖直墙壁，一劲度系数为的轻弹簧将、连接，紧靠，开始时弹簧处于原长，、、均静止。在物块的右侧，有一个竖直面内光滑圆形轨道和光滑水平轨道，点为圆形轨道最低点，点为最高点，圆形轨道半径。水平轨道右侧并排放置木板、，两木板间相互接触但不粘连，木板上表面与水平轨道平齐，木板、质量为，长度，。物块与木板的动摩擦因数，与木板的动摩擦因数，木板、与地面间动摩擦因数均为。现给施加一水平向左、大小为的恒力，使、一起向左运动弹簧始终在弹性限度内，当速度为零时，立即撤去恒力。
求、向左移动的最大距离和、分离时的动能；
通过计算分析物块能否经过最高点，若不能求物块在圆轨道上距离水平轨道的最大高度；若能求物块运动到圆形轨道最高点处的速度；
若仅改变物块的质量，其余条件不变，为使物块与弹簧分离后，经过圆形轨道未与轨道脱离后，最终停在木板上，求物块质量的取值范围。
参考答案
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14.
是 系统误差


15.设下落达到的最大速度为，加速下落的高度为，减速下落过程的位移为，由图像可知
，
由匀变速直线运动速度与位移关系得
下落总高度
下落的总时间为
加速下落的时间
则下落的内处于加速下落阶段，其通过的路程为

16.沿方向和垂直于方向分解速度和加速度，则
，
运动时间
同理，可得
， 连线的距离
解得

17.球运动至水平轨道，根据机械能守恒有
解得
球与号球发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒有
联立解得碰撞后号球的速度为
号球与号球发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒有
联立解得号球与号球碰撞后号球的速度为
号球与号球碰撞后号球的速度为
作用在号球上，使其速度大小由 增大到，由动能定理得
解得
设作用下号球的总位移为，对号小球组成的整体，由动能定理得
解得
最终，号小球的速度大小均为，设作用的总时间为，对整体，由动量定理得
解得
号球与号球之间的距离为
联立解得

18.从开始到、向左移动到最大距离的过程中，以、和弹簧为研究对象，由功能关系得
弹簧恢复原长时、分离，从弹簧最短到、分离，以、和弹簧为研究对象，由能量守恒得
解得
设、为圆上与圆心等高的两个点，若物块能到达点，由动能定理得
解得
所以物块不能到达圆周最高点，若物块能通过点，由动能定理得
解得
所以物块通过了点，综上分析，在、之间的某位置恰好脱离圆轨道。假设在点恰好脱离，设点与圆心的连线与竖直方向的夹角为 ，则
从点到点由动能定理可得
解得
则
当物块，分离后，物块恰好通过点时，物块最终与木板相对静止，在上滑动的相对位移为 ，由圆周运动知识得
由牛顿第二定律得

解得
物块从点到点，由动能定理可得
解得
设物块最终与木板相对静止时的速度为 ，则
解得
当物块，分离后，物块通过圆周最高点点后，恰好停在木板的最左端保持相对静止，设物块在木板上滑行的时间为 ，由运动学公式可得
解得
由能量守恒得
解得
当物块，分离后，物块通过圆周最高点点后，恰好停在木板的最右端保持相对静止，设物块在木板上滑行的时间为 ，有
由牛顿第二定律得物块在木板上滑行的加速度大小
假设此时木板和木板分离，由于
所以，二者分离后木板开始减速，设减速的加速度大小为，对木板由牛顿第二定律可得
解得
即此加速度比木板单独减速的加速度还大，说明木板减速更快，即物块在木板上运动时没有分离，设和一起减速的加速度大小为 ，则
解得
又
解得
由能量守恒得
解得
综上可知

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