四川省绵阳市三台中学2023-2023学年高三物理上学期入学考试试题（Word版附解析）

四川三台中学2021级高三上期开学考试物理试题（时间60分钟，满分：110分）第一卷一、本大题8个小题。每小题6分，共48分。（1至4小题为单选；5至8小题中有多个选项符合题意，试将满足题意的选项都选出来，选对不全得3分，有错不得分。）1.如图所示，小球与小球质量相等，分别与两个相同的轻弹簧A、B和轻绳相连接并处于平衡状态。轻弹簧A与竖直方向的夹角为，则（　　）A.小球受到三个的作用B.轻绳所受到的拉力大小是C.弹簧A、B的伸长量之比4﹕1D.将轻绳剪断瞬间小球应处于失重状态【答案】C【解析】【详解】A．根据题意，对小球受力分析可知，受重力、弹簧A的拉力、弹簧B的拉力和绳子的拉力，4个力的作用，故A错误；BC．根据题意，对小球受力分析，由平衡条件可得，弹簧B的弹力为对小球整体受力分析，设弹簧A的弹力为，绳子的拉力为，根据平衡条件有解得 由胡克定律可知，弹簧A、B的伸长量之比等于弹力之比为，故B错误，C正确；D．将轻绳剪断的瞬间，小球的受力情况不变，仍处于静止状态，故D错误。故选C。2.如图甲所示，一物块在光滑的水平面上以初速度v0=20m/s匀速运动。某时起对物块加一水平力F1=2N，经20s后将力的大小变为F2，方向相反。物块沿直线运动的速度—时间的图像如图所示乙，则（　　）A.20至40s内力F2对物块做正功B.在0至20s内力F1对物块做功是-400JC.在10至20s内力F1对物块做功的平均功率是40WD.在20s末时力F1对物块做功瞬时功率40W【答案】D【解析】【详解】A．20s至40s内加速度为负值，则力F2为负方向，根据图乙可知20s至40s内位移为正值，所以20至40s内力F2对物块做负功，故A错误；B．在0至20s内根据图乙可知物体运动的位移为零，所以力F1对物块做功是零，故B错误；C．在10s至20s内物块做匀加速直线运动，F1对物块做功的平均功率是故C错误；D．在20s末时力F1对物块做功瞬时功率为故D正确。故选D。3.质量为m的物体在几个恒力作用下以速度v0在水平面上做匀速运动，若把其中一个力F0撤去，从此 时开始，则有（　　）A.物体运动的轨迹可能是圆B.物体的速度与合力之间的夹角一定不断改变C.经时间t时物体的速度大小等于D.在相等时间内物体的速度变化一定相等【答案】D【解析】【详解】AB．若把其中一个力F0撤去，其他力的合力大小等于F0，方向与F0相反，该合力与速度v0之间的夹角保持不变，物体做匀变速运动，可能是直线、可能是曲线，不可能是圆，故AB错误；C．由于合力与速度之间的夹角无法确定，故经时间t时物体的速度大小无法确定，故C错误；D．由于合力一定，加速度一定，在相等时间内物体的速度变化一定相等，故D正确。故选D。4.A、B为两颗地球卫星，其运行的轨道都可以视为圆。若卫星A运动的速率是卫星B运动的速率的倍，则卫星A与卫星B的（　　）A.向心加速度之比是B.高度之比是C.周期之比是D.角速度之比是【答案】A【解析】【详解】B．根据题意，设卫星的轨道半径为，由万有引力提供向心力有解得由于卫星A运动的速率是卫星B运动的速率的倍，则卫星A的轨道半径与卫星B的轨道半径之比为 设地球的半径为，则卫星的高度为则卫星A与卫星B的高度之比是故B错误；A．根据题意，由公式可知，卫星A与卫星B的向心加速度之比是故A正确；C．根据题意，由公式可得，卫星A与卫星B的周期之比是故C错误；D．根据题意，由公式可得，卫星A与卫星B的角速度之比是故D错误。故选A。5.某中学科技活动小组制作一辆动力小车，质量，额定功率；在某次试验中，让小车在平直的水泥路面上从静止开始以加速度沿直线做匀加速运动。当车做匀速直线运动后的速度是6m/s后，若车在运动过程中所受的阻力恒为f。由此可知（　　）A.车所受到阻力B.车的速度为3m/s时的功率是4.5WC.车做匀加速的时间是12sD.车的加速度为0.2m/s2时车的速度是4m/s【答案】AB 【解析】【详解】A．匀速时牵引力与阻力大小相等，所以故A正确；B．匀加速运动时的牵引力为，由牛顿第二定律得解得匀加速结束时的速度所以车的速度为3m/s时的功率故B正确；C．车做匀加速运动的时间故C错误；D．车的加速度为0.2m/s2的牵引力由得速度故D错误。故选AB。6.卫星A在地球的赤道平面内绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，运行的周期与地球的自转周期T0 相同；卫星B绕地球的表面附近做匀速圆周运动；物体C位于地球的赤道上，相对地面静止，地球的半径为R。则有：（　　）A.卫星A与卫星B的线速度之比是B.卫星A与物体C的向心加速度之比是C.卫星B与物体C的向心加速度之比是1D.地球表面的重力加速度是【答案】BD【解析】【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得解得则卫星A与卫星B的线速度之比为故A错误；BC．根据万有引力提供向心力可得解得卫星A与卫星B向心加速度之比为由于卫星A的周期等于地球自转周期，则卫星A的角速度等于地球自转角速度，根据可知卫星A与物体C的向心加速度之比 卫星B与物体C的向心加速度之比故B正确，C错误；D．对于卫星A，有根据物体在地球表面受到的万有引力等于重力可得联立解得地球表面的重力加速度是故D正确。故选BD。7.如图一轻弹簧一端固定在竖直档板上，另一端处于自由状态。质量为m的物块与弹簧相接触而不连接，物块在水平力F作用下将弹簧由自由状态O点缓慢压缩x0后将物体由静止释放，物块被弹簧弹出后又在水平面上运动的距离为L，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度这g，则有（　　）A.物块在运动的过程中所受到外力的合力先减小后增大B.物块在运动中具有的最大速度为C.弹簧的最大弹性势能为D.水平力F对物块所做的功为【答案】CD【解析】【详解】A．设物体在运动过程中，且在弹簧恢复原长的过程中，弹簧的弹力为，则在此过程中，根据牛顿第二定律有 弹簧恢复原长过程中弹簧的弹力在逐渐减小，而当弹簧弹力大于摩擦力时，物块运动过程中所受合力减小，当弹簧弹力小于摩擦力时，物块运动过程中所受合力反向增大，当弹簧恢复原长，物块运动过程中所受合力为摩擦力，大小不变，故A错误；B．当弹簧恢复原长时，设此刻物块速度为，根据动能定理有解得而物块在运动中，当摩擦力大小等于弹簧弹力大小时，物块所受合外力为零，加速度为零，物块有最大速度，此时弹簧仍处于压缩状态，显然，物块的最大速度故B错误；C．设弹簧的最大弹性势能为，根据能量守恒有故C正确；D．设水平力对物块做的功为，则由功能关系有可得故D正确。故选CD。8.圆形轨道位于竖直平面内，其半径为R，质量为m的金属小环套在轨道上，如图所示。小环在轨道的最低处，以初速度开始运动，小环第一次到最高处小环与轨道的作用力的大小为，最后小环停在轨道的最低点，环与轨道的动摩擦因数为μ。重力加速度为g。则（　　） A.小环第一次通过轨道的最高点时的速度可能是B.开始时刻小环在轨道最低处所受到摩擦力大小是6μmgC.小环在整个运动过程中克服摩擦力做功是D.小环由轨道的最高点运动到最低点的过程中重力的瞬时功率不断增大【答案】BC【解析】【详解】A．小环从最低点第一次运动到最高点，如果环与轨道不计摩擦，由动能定理得解得小环第一次通过轨道的最高点时的速度不可能是，故A错误；B．开始时刻小环在轨道的最低处由牛顿第二定律可得解得由牛顿第三定律可知小环对轨道的压力大小为所以开始时刻小环在轨道的最低处所受到摩擦力大小是故B正确； C．小环在整个运动过程中由动能定理可得解得小环在整个运动过程中摩擦力做功则小环在整个运动过程中克服摩擦力做功是，故C正确；D．小环在最高点时重力的瞬时功率小环运动到最低点时重力的瞬时功率所小环由轨道的最高点运动到最低点的过程中重力的瞬时功率先增大后减小，故D错误。故选BC。第二卷二、实验题：（两个小题，共15分）9.在研究物体的摩擦力的影响因素的过程中，先猜想摩擦力可能与物体的接触面积、运动速度、压力、粗糙程度等因素有关。然后进行实验探究。（1）甲、乙两图是研究摩擦力的两种方案，A为矩形木块（多个相同），B为木板（或玻璃板），C为测力计，实验中采用_________方案便于操作；②如下表是实验数据记录的情况：木板玻璃板玻璃板（1个木块）木板（1个木块）1个木块2个木块1个木块速度大速度小木块平放木块侧放测力计0.5N1.0N03N0.3N0.3N0.5N0.5N（2）由上述的实验数据试回答：①本实验采用的研究方法（）A．理想模型法B．等效法C．控制变量法D．逻辑推理法②通过实验关于对摩擦力的认识（） A．物体所受的摩擦力的大小与物体的运动快慢程度有关B．动摩擦因数由物体的材料、接触面的粗糙程度决定，与接触面积无关C．摩擦力的方向总与物体的运动方向在同一直线上，它对物体总是做负功D．静止的物体不能受到滑动摩擦力的作用【答案】①.甲②.C③.B【解析】【详解】（1）[1]由图示实验可知，方案甲中，弹簧测力计固定不动，不受木板如何运动的限制，使示数更稳定，测量更准确，因此甲方案更合理；（2）①[2]本实验在研究影响摩擦力大小的因素采用的研究方法为控制变量法。故选C。②[3]A．根据表中玻璃板组数据可知物体所受的摩擦力的大小与物体的运动快慢程度无关，故A错误；B．根据表中数据可知动摩擦因数由物体的材料、接触面的粗糙程度决定，与接触面积无关，故B正确；C．摩擦力的方向总与物体的运动方向在同一直线上，总是阻碍物体的相对运动，可能与物体的运动方向相同，也可能与物体的运动方向相反，根据可知对物体不总是做负功，故C错误；D．使用（1）中甲方案实验时，木块保持静止，所受摩擦力为滑动摩擦力，故D错误。故选B。10.某同学使用了如图所示的装置，进行探究动能定理。（1）在实验中关于平衡摩擦力所采取的操作是（）A．将木板上带滑轮的一端适当垫高，使物块在沙和桶的拉动下恰好做匀速运动B．将木板上不带滑轮的一端适当垫高，使物块在沙和桶的拉动下恰好处于静止状态C．将木板上不带滑轮的一端适当垫高，在不挂沙和桶的情况下使物块恰好做匀速运动D．将木板上带滑轮的一端适当垫高，在不挂沙和桶的情况下使物块恰好做匀速运动（2）本实验中认为物块所受到的合力等于沙和桶的重力，则应控制的实验条件是________；（3）若遮光片宽度是d，沙与桶的质量是m，将物块拉至与光电门B的距离为S的A点，由静止释放，物块通过光电门时遮光片的遮光时间为t，改变沙与桶的质量m，重复上述实验（保持S不变）。根据实验数据画出的图像，如图所示。 则与m的表达式是：________；若图线的斜率为k，则物块的质量M=________。【答案】①.C②.物块的质量远大于沙和桶的质量③.④.【解析】【详解】（1）[1]平衡摩擦力所采取的操作是：将木板上不带滑轮的一端适当垫高，在不挂沙和桶的情况下使物块恰好做匀速运动。故选C。（2）[2]以物块为对象，根据牛顿第二定律可得以沙和桶为对象，，根据牛顿第二定律可得联立解得为了使物块所受到的合力近似等于沙和桶的重力，则应控制的实验条件是：物块的质量远大于沙和桶的质量。（3）[3][4]以物块为对象，根据动能定理可得又联立可得可知图像的斜率为 解得物块的质量为三、计算题：（11题12分；12题20分）11.如图倾角为45°的粗糙斜面AB，其底端B与半径为R=0.8m光滑的圆轨道相切，O点是轨道的圆心，E是轨道的最低点，C点是轨道的最高点。质量为m=1kg的小球从斜面的A点由静止开始下滑，从圆轨道的最高点C水平飞出，落到斜面上的D点，D与O点等高，g=10m/s2。试求：（1）小球在斜面上克服摩擦力所做的功Wf；（2）小球在经过圆轨道的最低点E时对轨道的压力。【答案】（1）4J；（2）60N，方向竖直向下【解析】【分析】运用功能关系解决质点多过程运动问题。【详解】（1）小球从C点到D做平抛运动，C点的速度为vC，则有由几何关系可得解得t=0.4s小球从A点到C点，由动能定理可得代入数据解得 （2）小球从轨道E到C，由机械能守恒定律可得小球在轨道的E点，由牛顿第二定律可得代入数据解得N=60N由牛顿第三定律可知，小球在最低点E时对轨道的压力大小60N，方向竖直向下。12.如图质量为M=1kg的薄板静止放在水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ1=0.1。现将质量为m=0.5kg的电动摇控小车（可视为质点）置于板的左端处于静止，车与板间动摩擦因数μ2=0.4，车的额定功率P0=6W。某时刻通过摇控启动小车，车由静止开始运动，车的牵引力与速度的关系图像如图所示。经时间2s车的速度达到最大；又经时间4s关闭车的电源，最后车与板都停止下来，且在运动中车未离开板。不计空气阻力，g=10m/s2。试求：（1）小车获得的最大速度；（2）板至少多长；（3）整个过程中板运动的距离s以及全过程中因摩擦所产生的热量Q。【答案】（1）3m/s；（2）6.375m；（3）13.5m，33J【解析】 【详解】（1）车的速度最大时，车的合力为零，则此时的牵引力F=f=μ2mg=2N速度达到最大时解得最大速度（2）由图可知，车先开始做匀加速运动，加速度为a1，运动的时间为t1，则解得a1=2m/s2车的功率达到额定功率时的速度为时间运动的位移接着车在t2=1s内做变加速运动，功率不变，运动的位移，由动能定理得解得而板由静止开始做匀加速运动，加速度为a2，则解得在时间t=2s时，板的速度 此后小车做匀速运动，板仍然做匀加速运动，加速度不变，再经时间t3车与板的速度相等解得当关闭车的电源时，车与板的速度刚好相等，以后车与板间不在发生相对运动。车在t3=4s运动的位移板运动的位移板的长度（3）关闭车的电源后车与板一起做减速运动，加速度为a3，则由vM=3m/s，结合运动学公式解得此后板运动的距离x5=4.5m整个过程中板运动的位移全过程中所产生的热Q，由能量守恒得其中x1=1m，t=5s，解得Q=33J四、【物理——选修3-4】13.如图甲所示，波源O产生的简谐横波沿x轴正方向传播，P、Q为x轴上两质点，其横坐标分别为xp=3m和xQ=9m，图乙为波源O做简谐运动的振动图像，已知t=5s时，质点P第一次运动到y 轴负方向最大位移处。下列说法正确的是（　　）A.该波的波速为1.5m/sB.该波的波长为3mC.P、Q两质点开始振动后，振动方向始终相同D.Q质点开始振动的方向沿y轴正方向E.经过4s，P质点运动到x=6m处【答案】ACD【解析】【详解】A．由题图乙可知，周期，P质点的起振方向沿y轴正方向，P质点从开始振动至第一次运动到波谷所用的时间为则波从O点传播到P点所用的时间则波速故A正确；B．该波的波长故B错误；C．因为P、Q两质点平衡位置间的距离为故P、Q两质点开始振动后的振动情况始终相同，故C正确；D．因为波源开始振动的方向沿y轴正方向，所以Q质点的起振方向也沿y轴正方向，故D正确；E．P质点沿y轴方向振动，但其本身不随波的传播而迁移，故E错误。 故选ACD。14.如图所示是一个半径为R、截面为四分之一圆、位置固定的透明玻璃柱体。一束单色光沿着水平方向从竖直的左表面上的A点水平射入，经弧面上的B点折射射到水平地面上的C点。已知OA=，玻璃折射率n=。求：（i）光在B点折射时的折射角r；（ii）从A点到C点的过程中，光在玻璃中传播时间t1与在空气中传播时间t2之比。【答案】（i）；（ii）【解析】【详解】（i）设光在B点折射时的入射角为i，则解得（ii）光从A到B，设通过的路程为，则光从B到C，设通过的路程为，BC与水平地面夹角为，如图，则在中，由正弦定理有根据数学公式有 A到B光速为解得