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5．2024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
2024—2025 学年度高三上学期期中考试物理试题
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T，在
1
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 近日点与太阳中心的距离为r，在远日点与太阳中心的距离为r。月球绕地球做圆周运动的
1 2
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 轨道半径为r，周期T 约为27天。下列说法正确的是（ ）
3 2
分，有选错的得0分）
4π2r
3
A．地球绕太阳做圆周运动的加速度大小为
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 T 2
2
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：
2πr
1
B．紫金山-阿特拉斯彗星在近日点的速度大小为
， 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 T
1
数。根据公式判断 的国际单位（ ） (r +r ) 3T 2
1 2 2
C．太阳与地球的质量之比为
8r 3T 2
A．无单位 B．kg∙m−1∙s−1 C．kg∙m−2∙s−1 D．kg∙m−1∙s−2 3 1
D．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
2．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
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
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（ ）
。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
A．石头A对石头B的压力的方向为竖直向下
图线与x轴的交点横坐标为−x 和x ，x=L处的切线与x轴平行，电荷仅受静电力作用。下列说
B．石头A对石头B的作用力的方向为垂直虚线向下 1 2
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 法正确的是（ ）
D．石头B的受力个数为5个
A．电荷B带负电，固定在x=−L处
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。 B．同一负电荷在−x
1
处电势能大于其在x
2
处电势能
C．在x=x 处无初速度释放一正电荷，该正电荷的加速度先减小后
2
增大再减小
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
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
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
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
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（ ）
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，
A. 1H B. 2H C. 4H D. 10H
Z Z Z Z
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
4. 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
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
如图（a）和图（b）所示，取重力加速度g=10
m/s2。下列说法正确的是（ ） 为g。下列说法正确的是（ ）
3
A．物体与水平面间动摩擦因数为0.45
A．c点到O点距离为 L
4
B．物体的质量为3kg
B．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．0~3s内物体克服摩擦力做的功为84J
D．0~3s内拉力的平均功率为20W √2（2−❑√3）gL
C．小球下落至两边绳的夹角为120°时，小球的速度为❑
3D．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 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50 Hz.
❑√（4−2❑√3）gL
8．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
(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)；
B．贴着下极板插入金属板，M点电势将降低 (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 —h图
像，并求出各自图线的斜率分别是k、k ，如图丙所示，由图像可知a的质量m 和b的质量m 的大小
C．将开关S由1掷向2，此过程中不会有电流经过电阻R 1 2 1 2
关系是m m (选填“大于”或“小于”) ；
D．开关S掷向2后，带电油滴将向上移动 1 2
(3)通过分析发现造成k 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m ＝0.06 kg，
2 2
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 当地重力加速度g＝9.8 m/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)
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 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m 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
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 1
轨道O点连接的倾角为θ的斜面上。再把质量为m 大小和m 相同的被碰小球放在斜槽轨道末端，再让
2 1
（ ）
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
v 落点痕迹，A、B、C为三个落点的位置。（不考虑小球在 斜
A．A点振动频率为 B．到达第一个波峰的时刻，C比A滞后
2a
面上的多次碰撞）
4a (1)关于本实验，下列说法正确的是_____________。
v
A．入射小球每次释放的初位置可以不同
3a B．斜槽轨道末端必须水平
C．从图示时刻起，经过时间 ，B、C之间的距离增大
v C．需要满足入射球的质量m 小于被碰球的质量m
1 2
πv 3π (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。
D．从图示时刻开始计时，A点的振动方程是y=Hsin( t+ )
a 2
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
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 (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。
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 A．m OB=m OA+m OC B．m OC=m OB+m OA
1 1 2 1 1 2
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 C．m ❑√OB=m ❑√OA+m ❑√OC D．m ❑√OC=m ❑√OB+m ❑√OA
1 1 2 1 1 2
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
(4)如果该碰撞为弹性碰撞，则还需要满足表达式是 (用m 、m 、OA、OB、OC表示)
1 2
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 (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
A．M、N两点的加速度不同
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）
B．N点的加速度始终沿ON方向
从空中A点以v=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
0
C．M、N两点都在做匀速圆周运动
气阻力，已知g = 10m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，求：
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 （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。
√ μ
❑ gL
❑√1+μ2
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mg
小为E= 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
1 q
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。
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
（1）求小球做直线运动的时间t；
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，
（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，
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： 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
（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； 不发生改变，求小球所能到达的最左端的位置坐标；
（2）小球A挤压弹簧过程中，弹簧最大的弹性势能为多少；
（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
（3）要使小球A弹回后能追上滑块B，求出k的取值范围。
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E 不应大于多少。
2
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
