【物理】湖北省鄂北六校2025-2026学年高三上学期期中考试试题(解析版)

湖北省鄂北六校2025-2026学年高三上学期期中考试物理试题注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1.如图甲所示，A车和B车在同一平直公路的两个平行车道上行驶。当两车车头平齐时开始计时，两车运动的x-t图像如图乙所示，0~5s时间内，A车的图线是抛物线的一部分，B车的图线是直线，若该路段限速54km/h，在两车不违章的情况下，则（）A.A车运动的初速度为2m/s B.A车运动的加速度大小为1m/s2C.t=4s时，两车相距最远 D.A车追上B车的最短时间为7.2s【答案】D【解析】AB．由题意可知，A车由坐标原点开始做匀加速直线运动，由匀变速直线运动规律可知由图像可知当时，当时，代入解得，，故AB错误；C．两车速度相等时相距最远，由图像可知B车匀速运动的速度由匀变速直线运动规律可得联立解得，故C错误；D．由于路段限速，A车加速到后做匀速运动，由可知A车的加速时间A车追上B车满足联立解得，故D正确。故选D。2.如图所示，一个底面部分粗糙、斜面部分光滑且倾角为θ=30°的斜面体放置在水平面上，斜面体上的物块在大小为F0的水平向左的拉力作用下保持静止，现将拉力沿顺时针方向缓慢转过一定角度α后，拉力大小仍为F0。整个过程中物块和斜面体始终处于静止状态，则下面的说法正确的是（）A.在转动过程中拉力先变大然后变小B.在拉力水平时和转过角度α后两种情况下，物块对斜面的压力大小之比为C.在拉力水平时和转过角度α后两种情况下，斜面体与水平面间摩擦力大小之比为2:1D.在拉力水平时和转过角度α后两种情况下，斜面体与水平面间摩擦力大小之比为【答案】C【解析】AB．根据平衡条件，两种情况下物块受力关系如图所示拉力水平时斜面对物块的支持力在拉力大小不变时为使物体仍能静止，拉力方向应顺时针转过角，由几何关系可知根据牛顿第三定律可得物块对斜面的压力大小之比为根据三力平衡的动态三角形，可知顺时针旋转过程中拉力F先减小然后再增大到，故AB错误；CD．对斜面体和物块整体分析，在水平方向上合力为零，拉力水平时，水平面对斜面体的摩擦力，将拉力方向顺时针转过角时，水平方向有根据牛顿第三定律斜面体与水平面间摩擦力大小之比为，故C正确，D错误。故选C。3.如图所示，两根绝缘细线分别系住a、b两个带电小球，并悬挂在O点，两小球质量分别为ma和mb。当两个小球静止时，它们处在同一水平面上，两细线与竖直方向间夹角分别为30°和60°，现将两细线同时剪断，不计空气阻力，两小球可视为质点，下列说法正确的是（）A.B.a球落地时的速率大于b球落地时的速率C.剪断细线后两球整体的机械能守恒D.落地时a、b两球水平位移大小之比为1:3【答案】D【解析】A．对、分别受力分析，根据平衡条件可知，水平方向可得，故A错误；C．下落过程两球间的静电力做正功，故整体机械能增大，故C错误；D．两球水平方向受合外力为零，则水平方向动量守恒，则有即，解得，故D正确；B．由D项分析知，即a球水平分速度更小，而两球在竖直方向只受重力作用，做自由落体运动，即落地时两球竖直分速度相同，故落地时a球速率更小，故B错误。故选D。4.如图所示，将物块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱子中，并在箱子的上顶板和下底板装有压力传感器。当箱子以a=2.0m/s2加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的压力传感器显示的压力N=7.2N，下底板的压力传感器显示的压力F=12.0N。g取10m/s2，下面说法正确的是（）A.金属块的质量m=0.4kgB.若上顶板压力传感器的示数是下底板压力传感器示数的一半，箱子正在以a=5m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动C.若上顶板的压力传感器的示数是下底板的压力传感器示数的一半，箱子做匀速直线运动D.若上顶板压力传感器的示数恰好为零，箱子可能在做自由落体运动【答案】C【解析】A．由题意可知，金属块所受竖直向下的压力值即为上底板压力传感器示数，设为，金属块所受竖直向上的弹力值即为下底板压力传感器示数，设为。当，且方向竖直向下时，，对金属块，根据牛顿第二定律有代入数据解得，故A错误；BC．若上底板压力传感器示数为下底板压力传感器示数的一半，因为弹簧形变量没有改变，所以下底板压力传感器示数不变，根据牛顿第二定律得代入数据解得箱子做匀速直线运动，故B错误，C正确；D．设上底板压力传感器示数恰好为零，即上底板与金属块接触但不挤压，此时下底板压力传感器示数仍然不变，有，解得加速度的方向向上。上顶板压力传感器的示数为零，则箱子可能沿竖直轨道运动向上加速或向下减速，加速度大小为，故D错误。故选C。5.如图，轻质弹簧上端固定在O点，下端与质量为m的圆环相连，圆环套在水平粗糙的固定细杆上。现在将圆环从A点静止释放，当圆环运动到B点时弹簧竖直且处于原长，到达C点时速度减为零；在C点使得圆环获得一个沿杆向左的速度v，其恰好能回到A点。弹簧始终在弹性限度之内，下列说法正确的是（）A.从A到C的过程中，圆环经过B点速度最大B.从C回到A的过程中弹簧弹力先做正功再做负功，最终弹力做的总功为负功C.圆环从A到C克服摩擦力做功D.圆环从A到C弹簧弹性势能减少了【答案】B【解析】A．圆环从A到C过程中，水平方向合力是0时圆环的速度最大，在B点左侧某处弹簧弹力水平向右的分力等于杆对圆环的摩擦力时，这时水平方向合力为0，故A错误B．A到C过程中，根据能量守恒，弹性势能减少，转化为摩擦力做功产生的热量，所以由C回到A的过程中，弹力先做正功，再做负功，由于弹性势能增大，弹力最终做负功，B正确。CD．从A到C再由C回到A，根据对称特点可知，摩擦力做功相等，弹性势能变化相同，根据动能定理，从A到C有从C到A有联立解得，故CD错误。故选B。6.发射两颗月球探测器绕月球做匀速圆周运动，测得探测器分别在离月球表面高度为和的圆轨道上运动，周期分别为和。设想月球可视为质量分布均匀的球体，忽略月球自转的影响，万有引力常量为。仅利用以上数据，不能计算得出的物理量有（）A.月球的平均密度 B.月球表面的重力加速度C.月球的第一宇宙速度 D.两颗探测器的动量大小之比【答案】D【解析】A．由万有引力提供向心力公式，联立可解出月球质量和半径，进而通过计算月球的平均密度，故A可计算，不符合题意；B．月球表面重力加速度，因和已求出，故B可计算，不符合题意；C．月球第一宇宙速度，同样可通过和计算，故C可计算，不符合题意；D．动量，需探测器质量，但题目未提供探测器质量信息，无法确定动量比，故D不可计算，符合题意。故选D。7.如图所示，在光滑的水平面内建立xOy坐标系，质量为m的小球以某一速度从原点O点出发后，受到一平行于y轴方向的恒力作用，恰好以沿x轴正方向的速度通过A点，已知小球通过A点的速度大小为v0，且OA连线与Ox轴的夹角为30°，则（）A.恒力的方向可能沿y轴正方向 B.小球从O点出发时的动能为C.恒力在这一过程中所做的功为 D.恒力在这一过程中的冲量大小为【答案】D【解析】A．小球受到恒力作用做匀变速曲线运动，利用逆向思维法，小球做类平抛运动。由此可判断恒力方向一定沿y轴负方向，故A错误；B．由几何关系可得所以小球经过坐标原点时，沿y轴方向的分速度为沿x轴方向的速度仍为，小球从O点出发时的动能为，故B错误；C．恒力在这一过程中所做的功为，故C错误；D．恒力在这一过程中的冲量大小，故D正确。故选D。8.如图所示，光滑水平地面上固定着挡板P，质量的小车（其上表面固定着一竖直轻杆）左端紧靠挡板P而不粘连，长为L的轻绳一端固定在轻杆O点，另一端拴着质量为m的小球，整个系统静止于水平地面上。现将小球向左拉至与O点等高处（轻绳处于伸直状态），由静止释放，不计空气阻力和一切摩擦，重力加速度为g。关于此后的运动过程，下列说法正确的是（）A.整个过程中小车和小球组成的系统动量守恒B.小球第一次运动至最低点前瞬间，轻绳对小球拉力大小为C.小球运动至右端最高点时相对最低点高度为D.小车的最大速度为【答案】BC【解析】A．小球第一次摆到最低点以后的运动过程，小球和小车系统水平方向动量守恒,总动量向右，所以小车向右运动，但小球第一次摆到最低点之前动量不守恒，故A错误B．小球第一次运动至最低点，根据机械能守恒定律，小球具有水平速度，则有，解得轻绳对小球的拉力为，根据牛顿第二定律有解得，故B正确；C．设小球运动至右端最高点时与小车共同速度为，相对最低点高度为h，根据动量守恒定律得根据机械能守恒定律得联立解得，，故C正确；D．小球运动到最高点时，小车和小球的速度为，小球由右端最高点向最低点摆动的过程中，小车向右的速度还会增大，故D错误。故选BC。9.如图所示，质量的物块A（视为质点）与水平传送带间的动摩擦因数，传送带两端间的距离。将物块A用不可伸长的轻质细线绕过轻质光滑的定滑轮C与质量的物块B相连，传送带以大小的速度顺时针转动，取重力加速度大小。将物块A从端由静止释放，下面说法正确的是（）A.释放后瞬间，物块A的加速度大小为B.释放后瞬间，物块A的加速度大小为C.物块A由静止释放从端运动到端所用的时间为D.物块A由静止释放从端运动到端所用的时间为【答案】BC【解析】AB、物块A从释放到与传送带共速的这段时间内，所受的摩擦力方向水平向右，设此过程中物块A的加速度大小为，对物块A、B整体，根据牛顿第二定律有解得，故B正确，A错误；CD．物块A从释放到与传送带共速的时间为这段时间内的位移为此后物块A受传送带的摩擦力向左，继续做匀加速直线运动的位移为对物块A、B整体受力分析，根据牛顿第二定律有解得根据位移时间关系得出代入数据得出则物块A由静止释放从端运动到端所用的时间为，故C正确，D错误。故选BC。10.如图甲所示，足够长的木板静置于水平地面上，木板最右端放置一可看成质点的小物块。在t=0时对木板施加一水平向右的恒定拉力F，在F的作用下物块和木板发生相对滑动，t=1s时撤去F，整个过程木板运动的v-t图像如图乙所示，物块和木板的质量均为1kg，物块与木板间、木板与地面间均有摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m/s2，下列说法正确的是（）A.木板与地面间的动摩擦因数为0.5 B.恒力F的大小为21NC.物块和木板同时停止运动 D.物块最终停止时的位置与木板右端的距离为3.9m【答案】AB【解析】A．由图像可知时物块、木板共速，则物块在内的加速度为对物块有，可得物块与木板间的动摩擦因数为在内木板的加速度根据牛顿第二定律有，得，故A正确；B．撤去拉力F前，木板的加速度根据牛顿第二定律有，得，故B正确；C．由图像可知共速时速度为，则在内物块位移为内木板位移为在后，物块与木板间仍有相对滑动，物块的加速度大小物块到停止的时间还需木板的加速度大小为，则有，得木板到停止的时间还需，所以木板比物块先停止运动，故C错误；D．在末到物块停止运动的时间内，物块的位移为木板位移为则物块最终停止时的位置与木板右端间的距离为，故D错误，故选AB。二、非选择题（本题共5小题，共60分。）11.某实验小组利用如图甲所示实验装置测定物块与木板之间的动摩擦因数。实验装置固定连接完毕后，调节木板及物块右侧两段细绳水平，初步试用各个器件工作正常。实验开始时在砂桶中放入适量的细砂，系统开始工作，物块做加速运动，打出的纸带如图乙所示，已知所用交流电源的频率为50Hz，重力加速度大小为g。（1）实验时，下列操作描述正确的是（）A.本实验中需要把长木板左端垫高以补偿阻力B.实验以动滑轮和物块作为研究对象，不需要测量砂和砂桶的总质量mC.物块靠近打点计时器，先接通电源，再释放物块，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于物块的质量M（2）图乙中给出了某次实验中获取的纸带的一部分数据，0、1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。本次实验物块对应的加速度大小a=____________m/s2；（保留三位有效数字）（3）改变砂桶内细砂的质量，测量出对应的加速度a和弹簧测力计的示数F。若用图像法处理数据，得到了如图丙所示的一条倾斜的直线，如果该图线的横轴截距等于b，斜率为k。则动摩擦因数____________（用题目中给的b、k、g表示）。（4）由于该实验存在系统误差，则测得的摩擦因数比真实值____________（填“偏大”或“偏小”）。【答案】（1）BC（2）0.495（3）（4）偏大【解析】【小问1】A．本实验是测定物块与木板之间的动摩擦因数，故不需要垫高长木板补偿阻力，故A错误；BD．因为用弹簧测力计测轻绳的拉力，所以不需要测量砂和砂桶的总质量m，也不需要保证砂和砂桶的总质量m远小于物块的质量M，故B正确，D错误；C．打点计时器的使用规则是先接通电源，再释放物块，同时要记录弹簧测力计的示数，C正确。故选BC。【小问2】每相邻两计数点间还有4个点，则相邻计数点的时间为根据逐差法，可得【小问3】对物块，根据牛顿第二定律有变形得，可知图像的斜率为横轴截距为b，即时，则有，联立解得【小问4】实验中不可避免的存在其他阻力（纸带、滑轮摩擦），导致测量的物块与长木板间的摩擦力偏大，所以的测量值比真实值偏大。12.如图甲所示实验装置可用来验证机械能守恒定律。轻杆两端固定两个大小相等但质量不等的小球P、Q，杆的正中央有一光滑的水平转轴O，使得杆能在竖直面内自由转动。O点正下方有一光电门，小球球心通过轨迹最低点时，恰好通过光电门，已知重力加速度为g。(1)用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示，则小球的直径___________。(2)从水平位置静止释放，当小球P通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为t，则小球P经过最低点时的速度___________（用字母表示）。(3)若两小球P、Q球心间的距离为L，小球P的质量是小球Q质量的k倍（），当满足___________（用L、d、t、g表示）时，就表明验证了机械能守恒定律。【答案】(1)1.050(2)(3)【解析】(1)用游标卡尺测得小球的直径1cm+0.05mm×10=1.050cm(2)小球P经过最低点时的速度(3)设小球PQ的质量分别为km和m；若机械能守恒，则解得13.如图所示，在某星球的赤道平面内有一探测卫星a沿着圆轨道绕该星球转动，绕行方向与该星球自转方向相同，卫星通过发射激光与星球赤道上一固定的观测站P保持通信，已知该星球半径为R、自转周期为T，卫星轨道半径为，周期为，万有引力常量为G。求：（1）该星球赤道表面上的重力加速度大小；（2）该星球的第一宇宙速度；（3）【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1】在赤道表面上的物体，根据重力与万有引力之间的关系有对探测卫星有联立解得该星球赤道表面上的重力加速度大小【小问2】根据开普勒第三定律可得可得近地卫星的周期为该星球的第一宇宙速度为（用其他表达式求出也可）【小问3】由几何知识知，卫星与观测站能保持通信，则卫星、观测站和星球球心连线的夹角最大为，由解得14.如图所示，光滑水平面的左端与一倾角为的斜面连接，F为斜面的顶点，斜面高度为，水平面右端与一半径为的半圆形轨道连接，两轨道相切于D点。水平面上有质量分别为mA=0.1kg、mB=0.4kg的静止小球A和B，两球间有一压缩的轻弹簧，两个小球用一根细线连接固定，弹簧与小球不拴接。剪断细线，两小球分别运动到水平面的D、F点时弹簧已经与小球脱离。运动过程中小球B恰落在斜面的底端E点，而小球A恰能通过半圆轨道的最高点C。已知重力加速度，。求：（1）细线被剪断前弹簧的弹性势能；（2）小球A经过D点时对轨道的压力；（3）小球A从D点运动到C点过程中克服阻力做的功。【答案】（1）2.25J（2）10N，方向竖直向下（3）0.8J【解析】小问1】细线被剪断后，小球B以初速度做平抛运动，在竖直方向上有根据几何关系解得剪断细线，有两小球与弹簧组成的系统动量守恒，有解得由机械能守恒可知细线被剪断前弹簧的弹性势能为