黑龙江省哈尔滨市师范大学附属中学2024-2025学年高三上学期期中考试物理试题

2024—2025学年度高三上学期期中考试物理试题一、选择题（本题共10小题，共46分。在每个小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1．物体在流体中运动时，流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关，速度越大，阻力越大。雨滴在空气中下落，下落过程中可将雨滴看作球体。雨滴较大时，下落过程中受到的阻力可以表示为：，表示空气密度，S表示横截面积，v为雨滴下落的速度，是阻力系数，称为雷诺数。根据公式判断的国际单位（）A．无单位B．kg∙m−1∙s−1C．kg∙m−2∙s−1D．kg∙m−1∙s−22．叠石平衡艺术的创作过程中，艺术家们不使用任何粘合剂或辅助工具，仅依靠重力和石头的自然形态,调整石头的角度和位置，使其达到平衡。在如图所示的作品中，虚线为石头间接触面的切线，下列关于石头A和B受力情况的说法正确的是（）A．石头A对石头B的压力的方向为竖直向下B．石头A对石头B的作用力的方向为垂直虚线向下C．石头A对石头B的作用力大于石头B对石头A的作用力D．石头B的受力个数为5个3．某品牌汽车的车身支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧的等效劲度系数k=1.5×105N/m。汽车开始运动时，在振幅较小的情况下，其上下自由振动的频率满足（g为重力加速度，L为汽车静止时弹簧的压缩量）。这辆车乘坐7个人时，人感到振动幅度最大。已知汽车车身的质量为600kg，平均每个人的质量为60kg，若人体可以看成一个弹性体，则其固有频率约为（ ）A.1HZ B.2HZ C.4HZ D.10HZ4.放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力F的作用，0~3s内速度和拉力的功率随时间变化的图像分别如图（a）和图（b）所示，取重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）A．物体与水平面间动摩擦因数为0.45B．物体的质量为3kgC．0~3s内物体克服摩擦力做的功为84JD．0~3s内拉力的平均功率为20W5．2024年10月12日紫金山-阿特拉斯彗星距离地球最近，天文学家们利用一段时间的观测数据，计算出其轨道周期大约是61000多年。设紫金山-阿特拉斯彗星绕太阳运行周期T1，在近日点与太阳中心的距离为r1，在远日点与太阳中心的距离为r2。月球绕地球做圆周运动的轨道半径为r3，周期T2约为27天。下列说法正确的是（）A．地球绕太阳做圆周运动的加速度大小为4π2r3T22B．紫金山-阿特拉斯彗星在近日点的速度大小为2πr1T1C．太阳与地球的质量之比为(r1+r2)3T228r33T12D．紫金山-阿特拉斯彗星与太阳的连线和地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等6．x轴上固定两个点电荷A和B，电荷A带正电且固定在原点，电荷A与电荷B的电荷量大小之比为。通过电势传感器测出x轴上各点电势φ随坐标x的变化规律并描绘出图像。已知图线与x轴的交点横坐标为−x1和x2，x=L处的切线与x轴平行，电荷仅受静电力作用。下列说法正确的是（ ）A．电荷B带负电，固定在x=−L处B．同一负电荷在−x1处电势能大于其在x2处电势能C．在x=x2处无初速度释放一正电荷，该正电荷的加速度先减小后增大再减小D．在x轴上x>0的任意位置无初速度释放一正电荷，该正电荷一定能到达无穷远处7．如图所示，不可伸长细绳水平跨在小定滑轮A、B上，质量为m的小球悬挂在绳上的O点，O点与两滑轮的距离均为L，在轻绳两端分别拴有质量也为m的物块。先托住小球，使绳处于水平拉直状态，并从O点静止释放小球，小球竖直向下运动，经过a、b到达最低点c，其中ab=bc。不计一切阻力，物块不会与滑轮相撞，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．c点到O点距离为34LB．左侧物块在小球从a运动到b过程中克服重力做功大于小球从b运动到c过程中克服重力做功C．小球下落至两边绳的夹角为120°时，小球的速度为2（2−3）gL3D．若将轻绳两端物块分别替换为竖直向下恒力F=mg，小球下落过程中的最大速度为（4−23）gL8．如图所示，平行板电容器通过单刀双掷开关分别与电源E和二极管、定值电阻R相连，电容器下板接地，初始时开关S接1，C充电稳定后，此时一带电油滴位于电容器中M点且处于静止状态。下列说法正确的是（）A．减小极板间的正对面积，带电油滴将向下移动B．贴着下极板插入金属板，M点电势将降低C．将开关S由1掷向2，此过程中不会有电流经过电阻RD．开关S掷向2后，带电油滴将向上移动9．平静水面上的S处一蜻蜓点水形成一列水波向四周传播（可视为简谐波），A、B、C三点与S的振动平衡位置在同一条直线上。图示时刻，A在波谷与平衡位置的高度差为H，B、C在不同的波峰上。已知波速为v，A、B在水平方向的距离为a。下列说法正确的是（ ）A．A点振动频率为v2aB．到达第一个波峰的时刻，C比A滞后4avC．从图示时刻起，经过时间3av，B、C之间的距离增大D．从图示时刻开始计时，A点的振动方程是y=Hsin(πvat+3π2)10．某学校的机动车出入口采用如图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆OM与横杆MN链接而成，M、N为横杆的两个端点。某天中午快递员将快递袋子挂在了校门口道闸的横杆MN上，由于门卫没有及时将快递袋取下，在道闸抬起过程中，快递袋始终与横杆MN保持相对静止，且杆MN始终水平，此过程中杆OM绕O点从水平方向匀速转动到接近竖直方向。若快递袋可视为质点，与横杆之间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，转动杆OM长度为L，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．M、N两点的加速度不同B．N点的加速度始终沿ON方向C．M、N两点都在做匀速圆周运动D．快递袋能够与横杆MN保持相对静止一起运动的最大速率μ1+μ2gL二、非选择题：本题共5小题，共54分。11．(6分)某同学在实验室利用自由落体运动来验证机械能守恒定律，如图甲所示，接通电源，释放重物，打出如图乙所示的一条纸带．已知打点计时器计时频率为50Hz.(1)根据纸带所给数据，打下B点时重物的速度为________m/s(结果保留三位有效数字)；(2)某同学选用两个形状体积完全相同但质量不同的重物a和b进行实验，测得几组数据，画出eq\f(v2,2)—h图像，并求出各自图线的斜率分别是k1、k2，如图丙所示，由图像可知a的质量m1和b的质量m2的大小关系是m1m2(选填“大于”或“小于”)；(3)通过分析发现造成k2值偏小的原因是实验中存在各种阻力，已知实验所用重物的质量m2＝0.06kg，当地重力加速度g＝9.8m/s2，可求出重物所受的平均阻力f＝______N。(结果保留两位有效数字)12．(8分)实验室工作人员利用如图所示实验装置验证动量守恒定律，他设计步骤如下，实验时先让质量为m1的入射小球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始下滑，从轨道末端O点水平抛出，落到与轨道O点连接的倾角为θ的斜面上。再把质量为m2大小和m1相同的被碰小球放在斜槽轨道末端，再让入射小球仍从位置S由静止滚下，与被碰小球瞬间正碰，碰撞后，分别与斜面第一次碰撞留下各自的落点痕迹，A、B、C为三个落点的位置。（不考虑小球在斜面上的多次碰撞）(1)关于本实验，下列说法正确的是_____________。A．入射小球每次释放的初位置可以不同B．斜槽轨道末端必须水平C．需要满足入射球的质量m1小于被碰球的质量m2(2)实验中不容易直接测定小球碰撞前后的速度，可以通过仅测量_____________，间接地解决这个问题。A．小球开始释放高度h B．斜面的倾角θ C．O点与各落点的距离(3)在实验误差允许范围内，若满足关系式_____________，则可以认为两球碰撞前后总动量守恒。A．m1OB=m1OA+m2OC B．m1OC=m1OB+m2OAC．m1OB=m1OA+m2OC D．m1OC=m1OB+m2OA(4)如果该碰撞为弹性碰撞，则还需要满足表达式是(用m1、m2、OA、OB、OC表示)(5)如果想提高该实验的精确度，给出一条合理化建议是。13．（8分）如图所示，半径R=1m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一侧端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ=37°，另一点C为轨道的最低点。质量为m=1kg的小球（可视为质点）从空中A点以v0=3m/s的水平初速度抛出，恰好从圆弧轨道的B端沿切线方向进入圆轨道BC。不计空气阻力，已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）小球在B点时的速度大小；（2）小球到C点时受到的圆弧轨道的支持力大小。14．（14分）如图所示，在光滑水平地面上放置着一半径为R的圆弧形滑块B，其弧面光滑，在滑块B的右侧放置一连接有轻质弹簧的小球C。现让小球A从滑块B的正上方距地面高3R处由静止释放，小球沿滑块B的切线进入圆弧面，然后从滑块B的末端水平滑出，之后小球A挤压弹簧但与弹簧未粘连。已知小球A的质量为m，滑块B的质量为2m，小球C的质量为m的k倍，重力加速度为g。求：（1）小球A从滑块B末端滑出时，小球A和滑块B的速度分别为多少；（2）小球A挤压弹簧过程中，弹簧最大的弹性势能为多少；（3）要使小球A弹回后能追上滑块B，求出k的取值范围。15．（18分）如图1所示，一长为L的绝缘轻质不可伸长细绳一端固定在O点、另一端连接一个质量为m、电荷量为＋q的小球，细绳与小球始终处在O点所在的同一竖直平面内。整个空间存在场强大小为E1=mgq的水平向右的匀强电场，初始时将小球拉到距离O点正上方为L的A点处，之后由静止释放小球。小球可视为质点，细绳不会被拉断，已知重力加速度为g。（1）求小球做直线运动的时间t；（2）若以O为坐标原点，在小球运动的竖直平面内建立xoy直角坐标系，以OA方向为y轴正方向，场强方向为x轴正方向，已知细绳由松弛到绷紧的瞬间沿绳方向速度分量减为零，其他方向速度分量不发生改变，求小球所能到达的最左端的位置坐标；（3）若将原电场更换为如图2所示的交变电场（场强正、负号分别表示与原电场强度方向相同或相反），小球在A点由静止释放，欲使小球能在一个周期（T未知）内恰能运动到距离O点正下方L处的C点，且运动过程中(除C点外)细绳始终无拉力，试求所加电场强度E2不应大于多少。