山西省吕梁市孝义市2024-2025学年高三上学期12月检测物理试题（含答案）

山西省吕梁市孝义市2024-2025学年高三上学期12月检测物理试题
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.雨雪天气时路面湿滑，与干燥路面相比，汽车在湿滑路面上刹车时的刹车距离将明显增大。某驾驶员驾驶同一辆汽车在这两种路面上刹车过程中的图像如图所示。对这两种刹车过程，下列说法正确的是( )
A. 图线是汽车在湿滑路面刹车过程中的图像
B. 两种刹车过程中汽车的平均速度相同
C. 汽车在湿滑路面上刹车时的加速度较大
D. 汽车在两种路面上刹车时的位移大小与加速度大小成正比
2.北京时间年月题时分，长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，嫦娥五号顺利发射。如图所示，经多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”降落月球表面。下列说法正确的是( )
A. 在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度
B. 在点由轨道进入轨道需要瞬间点火加速
C. 分别由轨道与轨道经过点时，加速度大小相等
D. 在轨道上经过点时的速度小于经过轨道上点时的速度
3.如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为和的物块、通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，、间的接触面和轻绳均与木板平行。与间光滑、与木板间有摩擦力。当木板与水平面的夹角时，物块、刚好要滑动，则下列说法正确的是( )
A. 缓慢变小，绳子拉力变小 B. 缓慢变小，与木板间的摩擦力变大
C. 缓慢变大，绳子拉力变小 D. 缓慢变大，与木板间的摩擦力变大
4.如图所示，一个小球放在水平地面上的点，先后以初速度、从点斜向上抛出，与水平方向的夹角比与水平方向的夹角大，不计空气阻力，则下列判断一定正确的是( )
A. 若两次落到地面上的同一点，则 B. 若两次落到地面上的同一点，则
C. 若两次上升的最大高度相同，则 D. 若两次上升的最大高度相同，则
5.如图所示，长为的细线一端固定在点，另一端连着质量为的钢球细线刚好拉直，将钢球从与点等高处静止释放，钢球在竖直平面沿圆周运动至点正下方过程中，不计空气阻力，重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 钢球速率增加得越来越快
B. 细线上拉力最大为
C. 当小球下落至细线与水平方向夹角为时，重力功率最大
D. 重力最大功率为
6.航天梦由来已久，明朝万户，他把多个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，翱翔天际，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备火箭含燃料、椅子、风筝等总质量为，点燃火箭后在极短的时间内，质量为的炽热燃气相对地面以的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为，下列说法中正确的是( )
A. 在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
B. 火箭在向下喷气上升的过程中，火箭机械能守恒
C. 喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为
D. 在燃气喷出后上升过程中，万户及所携设备动量守恒
7.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为、套在粗糙竖直固定杆处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从处由静止开始下滑，经过处时速度最大，到达处时速度为零，。若圆环在处获得一竖直向上的速度，恰好能回到处；弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为，则圆环( )
A. 下滑过程中，加速度一直减小
B. 下滑过程中，克服摩擦力做功为
C. 在处时，弹簧的弹性势能为
D. 上滑经过的速度大小等于下滑经过的速度大小
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，劲度系数为的竖直轻弹簧下端固定在地面上，上端与质量为的物块连接，质量为的物块叠放在上，系统处于静止状态。现对物块施加竖直向上的拉力，使物块竖直向上做匀加速直线运动，已知拉力在内为变力，后为恒力，取，下列说法正确的是( )
A. 物块匀加速直线运动的加速度大小为
B. 时，拉力的大小为
C. 时，拉力的大小为
D. 时，弹簧弹力的大小为
9.如图，已知传送带与水平方向成角，倾角也为的光滑斜面固定于地面且与传送带良好对接，弹簧下端固定在斜面底端，工件与传送带间的动摩擦因数其余位置摩擦不计。传送带顺时针匀速转动，速度，两轮轴心相距，、分别是传送带与两轮的切点，轮缘与传送带之间不打滑。现将质量的工件放在弹簧上，用力将弹簧压缩至点后由静止释放，工件离开弹簧从斜面顶端滑到传送带上的点时速度，、间的距离。工件可视为质点，取，，，则( )
A. 弹簧的最大弹性势能
B. 工件刚滑上传送带时加速度
C. 工件第一次从传送带底端上滑至最高点的时间
D. 工件第一次从传送带底端上滑至最高点的过程中因摩擦产生的热量
10.某静电场的电场线沿轴，其电场强度随的变化规律如图所示，设轴正方向为静电场的正方向，在坐标原点有一电荷量为的带电粒子仅在电场力作用下由静止开始沿轴正向运动，则下列说法正确的是( )
A. 粒子带正电
B. 粒子运动到处速度最大
C. 粒子不可能运动到处
D. 在区域内，粒子获得的最大动能为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.小晨同学用如图甲所示的实验装置验证动量定理，其步骤如下：
A.测出小车质量，合理调整木板倾角，让小车能沿木板加速下滑。用轻绳通过滑轮将拉力传感器和小车连接，小车连接纸带，并记录传感器的示数；
B.取下轻绳，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙所示，将打下的第一点记为计数点之后每五个点取一个计数点。已知打点计时器的打点频率为；
C.用刻度尺测量出第个计数点和第个计数点之间的距离、第个计数点和第个计数点之间的距离，、的数值如图乙所示。
相邻两个计数点之间的时间间隔 ；
小晨同学从打出的纸带中选择一条点迹清晰的纸带，将纸带沿计数点剪断得到段纸带，由短到长并排贴在坐标中，各段紧靠但不重叠。最后将各纸带上端中心点连起来可得到一条直线，如图丙。相邻计数点间的距离为，纸带宽度表示相邻计数点间的时间间隔，用横轴表示时间。若纵轴表示，则所连直线的斜率表示 ；若纵轴表示，则所连直线的斜率表示 。
A.各计数点的瞬时速度 相邻计数点的瞬时速度的变化
C.小车运动的加速度 小车运动的加速度的一半即
某次实验测得，拉力传感器的示数为，实验得到的纸带如图乙所示，则从过程中小车所受合外力的冲量为 ，小车动量变化量的大小为 。结果均保留位有效数字
实验操作中 选填“需要”或“不需要”再添加补偿阻力的步骤，合外力对小车的冲量大于小车动量变化量的原因可能是 。
12.某同学设计并制作了一个可以测量角度的装置，其电路如图所示。其中半圆弧是电阻率为、横截面积为且粗细均匀的电阻丝，圆弧的圆心在点，半径为；为可绕旋转的金属指针，端可在圆弧上滑动且接触良好，为电阻箱，为滑动变阻器，、为理想电压表，指针及导线电阻不计，整个装置固定在一块透明的塑料板上。主要实验步骤如下：
按照电路图连接电路，取图中与的夹角为用角度制表示，在使用时要让电压表的示数随的增大而增大，电压表另一端应与电阻丝的 端相连填“”或“”；
闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于 端填“”或“”；
闭合开关，旋转使其到达圆弧的某一位置，调节滑动变阻器及电阻箱，使电压表、有适当的示数，读出此时电压表、的示数、及电阻箱的阻值，此时与的关系式为 用题中相关物理量的字母表示；
将调至，并保持不变，调节，使电压表的示数仍为，此时电压表的指针位于刻度线处，则电压表刻度线对应的角度为 度；
若电压表量程为，用上述的操作方法且同样保持不变，要使时电压表刚好满偏，则可能实现的操作是： 填“增大”或“减小”的阻值，同时 填“增大”或“减小”的阻值。随后计算出电压表每一刻度线对应的角度值，并将其标在电压表刻度盘上。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.是高速公路上不停车电子收费系统的简称。如图所示，在沪渝高速公路上一汽车以速度向收费站沿直线行驶，如果过人工收费通道，需要在收费站中心线处匀减速至，经过缴费成功后，再匀加速至行驶。如果过通道，需要在距收费站中心线前处匀减速至，匀速到达中心线后，再匀加速至行驶。设汽车在减速和加速过程中的加速度大小分别为和，求：
汽车过人工通道，从收费前减速开始，到收费后加速结束，总共通过的路程和所需要的时间是多少？
如果过通道，汽车通过第问路程，比人工收费通道节约多长时间？
14.如图所示为室内碗池比赛训练时的简化示意图，一根劲度系数为的轻质弹簧左端固定，右端与静置在光滑水平面上点的小球相连，小球的右侧静置着一滑块，其上表面是半径为的光滑圆弧轨道。现将一质量为的小球从圆弧最高点由静止释放，小球沿轨道滑下后，在水平面上与小球发生弹性碰撞，碰撞时间忽略不计。已知小球、滑块的质量均为，小球、均可视为质点，重力加速度为，求：
小球下滑到圆弧轨道最低点时，滑块的速度大小；
弹簧弹性势能的最大值；
若当小球再一次回到点时，小球恰好从点再一次滑上圆弧，求初始时点与滑块右边缘点之间的距离。
15.如图，水平地面上有一桌面足够长的桌子，其上表面水平且光滑。桌上静止一厚度可忽略、质量的不带电绝缘长木板，左端与桌面左边缘对齐，上距离其左端处静止一可视为质点且质量的小木块。距右端处固定有一弹性挡板。整个区域有方向水平向右、场强的匀强电场。现从桌子左侧的地面某位置，以速度竖直向上抛出一个可视为质点的质量、电荷量的带正电金属块，若刚好从的左端水平向右滑上。此后与档板第一次碰撞瞬间电场大小不变，方向立即反向，碰后立即撤走档板，碰撞时间极短且无机械能损失。在运动过程中，始终没有滑到的最右端，已知、与木板间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。
求金属块刚滑上长木板的左端时的速度大小；
求长木板与档板第一次碰撞前瞬间的速度大小；
分析、能否发生碰撞，若能碰撞，则碰后、粘在一起并在碰撞瞬间电场消失，求、、的最终速度；若、不能碰撞，请求出最终、相距的距离。
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】
不需要
纸带与计时器之间存在摩擦或存在空气阻力等任意一条合理原因均可

12.【答案】

减小
减小

13.【答案】解：走人工通道，汽车在减速、静止、加速三个阶段通过的路程：
代入数据解得：
所用时间：
代入数据解得；
走通道，汽车在减速、匀速、加速三个阶通过的路程：
代入数据解得：
所用时间：
代入数据解得
故节约时间
代入数据解得。
答：总共通过的路程为；所需要的时间是；
比人工收费通道节约。
14.【答案】解：小球从圆弧最高点沿轨道滑下的过程，系统在水平方向上动量守恒，设小球下滑到圆弧轨道最低点时、的速度大小分别为、，以水平向左为正方向，根据水平方向动量守恒得：
由机械能守恒定律得：
解得：方向向右，方向向左
小球与小球发生弹性碰撞，设碰撞后瞬间、的速度分别为、，以水平向左为正方向，根据动量守恒定律与机械能守恒定律得：
解得：方向向右，方向向左
与弹簧作用过程，当的速度为零时，弹簧的弹性势能最大设为，根据机械能守恒定律有：
对小球从沿圆弧轨道滑下的过程，设、对地的水平位移大小分别为、，由的分析可知此过程、水平方向的速度大小之比总是：，那么两者对地的水平位移大小也是：，即：
，又有
解得：，
与碰撞前在水平面匀速直线运动的时间为：
与碰撞后做简谐运动，其周期为，小球再一次回到点所用时间为半个周期，即：
据题意可得，对与碰撞后到达的过程有：
解得：
答：小球下滑到圆弧轨道最低点时，滑块的速度大小为；
弹簧弹性势能的最大值为；
初始时点与滑块右边缘点之间的距离为。
15.【答案】解：从地面到左端的过程中受重力和电场力作用做抛体运动；
竖直方向有：，解得；
水平方向，设刚到板左端的速度为，则有：；
由牛顿第二定律有：，解得；
联立以上各式可得：。
物滑上后，对由牛顿第二定律有：；
代入数据得：，方向水平向左；
假设、不发生相对滑动，对、整体由牛顿第二定律有：；
代入数据得：，方向水平向右；
因，故假设成立，、一起向右加速滑行；
假设、一直以此加速度滑行碰到档板，设与档板碰前瞬间的速度为；
由运动学公式有：，解得；
设此过程时间为，则：；
滑上板后，经时间，速度减为：；
因，故假设成立，与档板第一次碰撞前瞬间的速度为。
与档板碰后，向左减速，向右减速；
对由牛顿第二定律有：，解得，方向水平向左；
对由牛顿第二定律有：，解得，方向水平向右；
因、此过程的初速度大小和加速度大小均相等，故经时间速度同时减小到零，；
对，电场反向后：；
代入数据得：，方向水平向左；
经时间，的速度减为：；
在时间内，对地位移为：；
在时间内，对地位移为：；
在时间内，对地位移为：；
因，故在速度减为零的时候，、刚好相遇；
此时具有向右的速度，故A、能发生碰撞，因此时电场消失，故之后整个系统动量守恒；
对、、系统，由动量守恒定律有：；
代入数据解得：。
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