2024-2025学年湖南省岳阳市临湘市高三（上）期中物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.广阔的草原上，一只羚羊发现潜伏在附近的猎豹后开始全速奔跑，猎豹随即追赶，某段时间内它们依次经过水平面内，，，四点，其运动轨迹为如图所示的虚线，此过程中羚羊的速度大小不变，猎豹紧跟其后，下列说法正确的是( )
A. 羚羊处于平衡状态 B. 猎豹做匀变速运动
C. 羚羊经过点时的加速度最大 D. 猎豹经过点时受到的合外力最大
2.伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图甲、图乙分别展示了这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是( )
A. 图甲的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出力是维持物体运动的原因
B. 图甲中的实验可以在实验室中真实呈现
C. 图乙中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间的测量更容易
D. 图乙中逐渐改变斜面的倾角，通过实验直接得出自由落体运动是匀变速运动
3.滑沙是能够让人放松和解压的新兴旅游项目。游客坐在一块板上沿沙山斜坡下盘，其过程可以简化为一物块沿倾角为且足够长的斜面由静止开始下滑，如图所示，物块下滑过程中受到的阻力与速度的关系满足式中为定值，为物块的质量，重力加速度大小为。下列说法正确的是
A. 物块处于超重状态 B. 物块的最大速度为
C. 重力对物块的功率不断减小 D. 物块下滑的最大速度与其质量有关
4.根据海水中的盐分高低可将海水分成不同密度的区域，当潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力顿减，称之为“掉深”如图甲所示，我国南海舰队某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行。时，该潜艇“掉深”，随后采取措施自救脱险，在内潜艇竖直方向的图像如图乙所示设竖直向下为正方向。不计水的粘滞阻力，则( )
A. 潜艇在时下沉到最低点
B. 潜艇竖直向下的最大位移为
C. 潜艇在“掉深”和自救时的加速度大小之比为
D. 潜艇在内处于超重状态
5.如图所示，寸、速变速自行车有个链轮和个飞轮，链轮和飞轮的齿数如表所示，最大传动比为，最小传动比为。开始自行车以最小传动比在平直公路上匀速行驶，某时刻起通过选择不同的链轮和飞轮，使传动比由逐渐增大到，此过程自行车的运动可近似看作匀加速直线运动，加速距离为，已知寸轮胎的直径为，踏板的转速始终为，下列说法正确的是( )
名称 链轮 飞轮
齿数
A. 自行车的最小速度约为 B. 自行车的最大速度约为
C. 自行车的加速度大小为 D. 自行车的加速时间约为
6.如图所示，、、是水平面同一直线上的三点，其中，在点正上方的点以初速度水平抛出一小球，刚好落在点，小球运动的轨迹与的连线交于点，不计空气阻力，重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 小球从到点的水平位移是从到点水平位移的
B. 小球经过点与落在点时重力瞬时功率的比为
C. 小球从点到点与从点到点两段过程中重力做功的比为
D. 小球经过点时速度与水平方向夹角的正切值是落到点时速度与水平方向夹角的正切值的
二、多选题：本大题共4小题，共24分。
7.一颗绕地球做匀速圆周运动的极地卫星，某天经过福州市正上方两次。下列说法正确的是( )
A. 该卫星的周期可能为 B. 该卫星可能为极地同步卫星
C. 该卫星可能比同步卫星的轨道高 D. 该卫星可能比同步卫星的轨道低
8.风能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，如图所示为利用风能发电的风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为的圆面某段时间内该区域的风速大小为，风恰好与叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，此风力发电机的发电效率为，下列说法正确的是( )
A. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流体积为
B. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为
C. 此风力发电机发电的功率为
D. 若仅叶片半径增大为原来的倍，发电的功率将增大为原来的倍
9.如图所示，半径为、质量不计的圆盘竖直放置，其可以绕过圆心且与盘面垂直的水平光滑固定轴转动，在盘面的右边缘处固定了一个质量为的小球，在圆心的左方离点处也固定了一个质量为的小球。起初两小球及圆心在同一水平线上，现由静止释放圆盘，重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 小球的最大动能为
B. 小球的最大动能为
C. 释放圆盘瞬间小球的加速度大小为
D. 释放圆盘瞬间小球对圆盘的作用力大小为
10.如图所示为在同一平面上围绕地球做同向匀速圆周运动的、两颗卫星之间距离随时间变化的关系图像。已知地球的半径为，引力常量为，卫星的线速度大于卫星的线速度，其他已知量图中已标出，下列说法正确的是
A. 卫星的动能大于卫星的动能
B. 根据已知条件可以求出卫星、的周期
C. 根据已知条件可以求出地球的质量
D. 根据已知条件可以求出地球的第一宇宙速度
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.在探究加速度与力、质量的关系的实验中，采用如图甲所示的装置。
测出砝码盘及砝码受到的总重力，记为远小于小车受到的重力，将木板右端适当垫高后，打出了一条如图乙所示的纸带，从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。已知打点计时器打点的时间间隔为，根据图乙中给出的数据求出该小车的加速度大小________。
改变砝码盘中砝码的质量，并测量小车对应的加速度，根据测量数据作出的图像为如图丙所示的直线，图像不过坐标原点的原因是________，若图像的斜率为，则小车的质量________。
12.在研究平抛运动规律时，让小钢球多次从斜槽上的挡板处由静止释放，从轨道末端抛出，落在水平地面上。某学习小组为了测量小球在轨道上损失的机械能，他们准备了一块木板，设计了如图所示的实验方案。已知木板的下端放在水平地面上且可以在地面上平移，木板与水平地面的夹角为。
请完善下列实验步骤：
调整轨道末端沿__________方向；
轨道末端重垂线的延长线与水平地面的交点记为点；
让小球多次从轨道上滚下，平移木板使小球与木板刚好不相碰，此时木板与地面接触点记为点；
用刻度尺测量小球在轨道上初位置时到地面的高度、小球在轨道末端时到地面的高度、点到点距离，用天平测出小球质量，已知当地重力加速度为。若小球可视为质点，则小球离开点时的速度为__________，小球在轨道上损失的机械能为__________；用题中所给的物理量表示
实际操作中，木板与水平地面的夹角大于，实验者未察觉，那么根据中的实验结论得到的机械能损失量__________真实值选填“大于”“小于”或“等于”。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.甲、乙两车在高速公路相邻两车道同向运动，甲车始终匀速运动，速度大小，乙车的速度大小，当甲车追上乙车并与乙车并排行驶时，乙车开始做匀加速直线运动，加速度大小，当乙车速度增加到后保持不变。求：
乙车加速时两车头沿运动方向的最大距离；
两车从第一次并排行驶到第二次并排行驶的时间。
14.如图，甲、乙两车在同一水平道路上，开始时乙车在甲车前处，该时刻甲车匀速行驶，乙车停在路边，甲车开始匀减速运动准备停车。已知从甲车减速时开始计时，第秒内位移为，第秒内位移为。从甲车减速开始秒末乙车开始运动，与甲车同向行驶，其图像如图所示，甲乙相遇时会错车而过，不会相撞。求：
乙车从静止加速到最大速度时间内，行驶的位移是多少；
甲车刚开始减速时的速度大小；
从甲车减速时开始计时，甲乙两车相遇的时刻。
15.如图所示，质量的木板静置于足够大的水平地面上，其下表面与地面间的动摩擦因数，上表面点左侧粗糙、右侧光滑，木板右端凸起形成挡板。两个完全相同、质量均为的滑块、均可视为质点放在木板上，其中滑块放置于木板左端，滑块放置于点。现给滑块一向右的瞬时冲量，滑块开始向右运动，、碰后粘在一起，最终恰好能回到滑块相对地面的初始位置。已知点到木板左端的距离，滑块与木板点左侧的动摩擦因数，滑块与木板右端挡板的碰撞为弹性碰撞，滑块、与挡板的碰撞时间均极短，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求：
滑块的最大速度；
木板的长度；
两滑块与木板因摩擦产生的热量。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.；
平衡摩擦力不足，。
12.水平； ； ； 大于
13.
设经过时间两车头沿运动方向的距离最大，此时两车速度相等，有：
解得：
分析知，乙车达到最大速度之后，追上甲车，设乙车的加速时间为，加速距离为
则有：
解得：
答：乙车加速时两车头沿运动方向的最大距离为。
两车从第一次并排行驶到第二次并排行驶的时间为。
14.解：乙车从静止加速到最大速度时间内，利用平均速度计算行驶的位移得。
设甲车减速第末速度为，甲车减速的加速度大小为，按甲车逆运动为匀加速，第内，
第内，，
将 ， ， ，
代入以上三式，联立解得，
说明第秒内甲车已经停下。设第秒内甲车运动了 ，则，，
解得 ，，
设甲车刚减速时速度为，，
解得。
设从甲车减速开始经过甲车乙车相遇，
设乙车加速度为，由图像得，
由位移公式，
甲乙两车的位移关系，
解得，或 乙车已经匀速，不合理舍去
由题意和以上结果可知，甲车乙车还会第二次相遇，设甲车减速阶段位移为甲，
，
此过程中乙车的位移为，
解得，，，
甲车乙车还没有第二次相遇即，
得，
甲车乙车第二次相遇时刻为。
15.设滑块与木板间的滑动摩擦力大小为 ，木板与地面间的滑动摩擦力大小为 ，则有
因
故 碰撞前木板相对地面不动
设给滑块一瞬时冲量后滑块的速度大小为 ，滑块与滑块碰撞前的速度大小为 ，滑块与滑块碰撞后，滑块的速度最大，则有
解得
滑块进入 点右侧光滑部分后做匀速直线运动，直到与挡板发生弹性碰撞，取水平向右为正方向，设碰后滑块的速度为 ，木板的速度为 ，则有
解得
与挡板碰后滑块向左做匀速直线运动，木板向右做匀减速直线运动，设木板做匀减速直线运动的加速度大小为 ，当滑块到达 点后，开始做匀减速直线运动，回到滑块 相对地面的初始位置时速度变为零。设滑块从与挡板碰撞后至运动到 点的时间为 ，滑块做匀减速直线运动的位移大小为 ，此过程滑块的加速度大小为 ，则滑块与木板碰后在 时间内木板向右运动的位移大小也为 ，则有
解得
设滑块向左做匀减速直线运动的时间为 ，木板运动 时间后速度大小为 ，接下来木板的加速度大小为 ，经时间 木板停止运动，则有
由于 ，说明木板先停下来，该过程中木板向右运动的位移大小
解得
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