黑龙江省双鸭山市第一中学2023-2024学年高三物理上学期开学考试（8月）（PDF版附解析）

双鸭山市第一中学2023-2024学年高三上学期开学考试试题一、选择题（1~6题为单选题，7~10题为多选，每题4分，共40分）1.一质量分布均匀的物块用两根轻绳吊起处于静止状态，合理的是（）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】质量分布均匀的物块的中心在其几何中心，物体受到重力、两根绳子的拉力作用下处于静止状态，故三个力属于共点力，则三个力的作用线必交于一点，根据图象可知，只有D选项的三个力相较于一点，故D正确，ABC错误。故选D。2.如图所示，质量为M、中空部分为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为m的小铁球。现用一个水平向右的推力F推动凹槽，当小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成α角，重力加速度为g。下列说法正确的（　　）A.小铁球受到的合外力方向水平向左mgB.凹槽对小铁球的支持力N＝sinC.系统的加速度为gsinαD.推力F＝（m+M）gtanα【答案】D【解析】【详解】A．在水平向右的推力F作用下，当小铁球与光滑凹槽相对静止时，小铁球与光滑凹槽的加速度方向水平向右，根据牛顿第二定律知小铁球受到的合外力方向水平向右，故A错误；B．对小球进行受力分析，如图所示：第1页/共18页学科网（北京）股份有限公司,则凹槽对小铁球的支持力GmgNcoscos故B错误；C．对小球进行受力分析得mgtanα=ma解得a=gtanα所以系统的加速度为a=gtanα故C错误；D．对整体进行受力分析，根据牛顿第二定律得F=（m+M）a=（m+M）gtanα故D正确。故选D。3.14岁的奥运冠军全红婵，在第14届全运会上再次上演“水花消失术”夺冠。在女子10m跳台的决赛中（下面研究过程将全红婵视为质点），全红婵竖直向上跳离跳台的速度为5m/s，竖直入水后到速度减为零的运动时间与空中运动时间相等，假设所受水的阻力恒定，不计空气阻力，全红婵的体重为35kg，重力2加速度大小为g10m/s，则（）A跳离跳台后上升阶段全红婵处于失重状态.B.入水后全红婵处于失重状态第2页/共18页学科网（北京）股份有限公司,C.全红婵在空中运动的时间为1.5sD.入水后全红婵受到水的阻力为612.5N【答案】AD【解析】【详解】A．跳离跳台后上升阶段，加速度向下，则全红婵处于失重状态，A正确；B．入水后全红婵的加速度向上，处于超重状态，B错误；C．以向上为正方向，则根据12hvtgt02可得t=2s即全红婵在空中运动的时间为2s，C错误；D．入水时的速度vvgt5m/s102m/s15m/s10在水中的加速度大小0v12a7.5m/st方向竖直向上，根据牛顿第二定律可知fmgma3510N357.5N612.5ND正确。故选AD。4.如图所示，物块1的质量为3m，物块2的质量为m，两者通过弹簧相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2。重力加速度大小为g。则有（　　）A.a1＝0，a2＝gB.a1＝g，a2＝gC.a1＝0，a2＝4gD.a1＝g，a2＝4g【答案】C【解析】第3页/共18页学科网（北京）股份有限公司,【分析】【详解】开始时，对木块1分析，处于平衡状态，弹簧的弹力F3mg抽出木板的瞬间，弹簧的弹力不变，木块1所受的合力仍然为零，则加速度a01抽出木板的瞬间，弹簧的弹力不变，对木块2，受重力和弹簧向下的弹力，根据牛顿第二定律得'Fmg3mgmga4g2mm故C正确，ABD错误。故选C。5.A、B两物体沿同一直线运动，运动过程中的x－t图像如图所示，下列说法正确的是（　　）A.4s时A物体运动方向发生改变B.0～6s内B物体的速度逐渐减小C.0～5s内两物体的平均速度相等D.0～6s内某时刻两物体的速度大小相等【答案】D【解析】【详解】A．A物体的x－t图线是一条倾斜的直线，所以A物体做匀速直线运动，且速度为x24vm/s1m/sAt6故A错误；B．0～6s内B物体的x－t图线的斜率增大，则B物体的速度逐渐增大，故B错误；C．0～5s内，A物体的位移ΔxA=－1m－4m=－5mB物体的位移ΔxB=－1m－（－4m）=3m第4页/共18页学科网（北京）股份有限公司,所以A、B两物体在0～5s内位移不相等，则平均速度不相等，故C错误；D．0～6s内，A物体的位移Δx′A=－2m－4m=－6mB物体的位移Δx′B=2m－（－4m）=6m则|Δx′A|=|Δx′B|A物体做匀速直线运动，B物体的速度逐渐增大，则在0～6s内某时刻两物体的速度大小相等，故D正确。故选D。6.用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示．两斜面I、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°．重力加速度为g．当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面I、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则3333A.F1=mg，F2=mgB.F1=mg，F2=mg32231331C.F1=mg，F2=mgD.F1=mg，F2=mg2222【答案】D【解析】【详解】对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态，受力分析如图，由几何关系可知，31F1mgcos30，F2mgsin30．解得F1mg，F2mg由牛顿第三定律知2231Fmg,Fmg，故D正确1222第5页/共18页学科网（北京）股份有限公司,7.一定质量的实心光滑大球半径为R，放置在固定斜面上，被一竖直挡板挡住，挡板可绕P点在竖直平面内转动，将一半径为r、质量为m的光滑小球放置于大球与挡板之间，整体处于静止状态，如图所示，已知R=3r，现将竖直挡板沿顺时针方向缓慢放平（此过程中大球、小球与挡板始终紧密接触），重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）3A.当整体处于静止状态时，小球受挡板的弹力大小为mg3B.挡板沿顺时针方向缓慢放平过程中大球对小球的弹力一直变小C.挡板沿顺时针方向缓慢放平过程中挡板对小球的弹力一直变大D.斜面对大球的弹力逐渐变大【答案】AB【解析】【分析】【详解】A．当开始系统处于静止状态时，对小球受力分析如图所示第6页/共18页学科网（北京）股份有限公司,由几何关系知道θ=30°由平衡条件得到大球对小球的弹力为3Fmgtan30mgN23故A正确；BC．竖直挡板转动过程中挡板对小球的弹力FN2（图中蓝色线）与大球对小球的弹力FN1（图中红色线）的夹角保持不变，小球所受三个力构成封闭的矢量三角形，动态矢量图如图所示FN2与FN1的交点在外接圆的圆周上顺时针移动，可知弹力FN1一直变小，FN2先变大再变小，故B正确，C错误；D．把两个球当成一个整体，可得斜面对大球的弹力一直减小，故D错误。故选AB。8.如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电小球M连接，定滑轮左侧连接物块b的一段细绳与斜面平行，带负电的小球N用绝缘细线悬挂于P点。设两带电小球在缓慢漏电的过程中，两球心始终处于同一水平面上，并且b、c都处于静止状第7页/共18页学科网（北京）股份有限公司,态，下列说法中正确的是（）A.b对c的摩擦力一定减小B.地面对c的支持力一定变大C.c对地面的摩擦力方向一定向左D.地面对c的摩擦力一定变大【答案】B【解析】【详解】A．小球不断漏电，所以两小球所受库仑力逐渐减小，根据平衡条件可知绳子的拉力不断减小，所以b所受的拉力也不断减小，若b相对于斜面有向上运动的趋势，则摩擦力减小，若b相对于斜面有向下运动的趋势，则b对c的摩擦力增大，A错误；BCD．将b和c看成一个整体，其受重力（方向竖直向下），支持力（方向竖直向上），绳子给的拉力（方向沿斜面向上）以及摩擦力，根据正交分解法，竖直方向上有拉力在竖直方向上的分力与支持力的合力等于重力，当拉力减小时，地面对c的支持力一定变大，在水平方向上有，拉力在水平方向上的分力等于摩擦力，所以摩擦力一定向左，由牛顿第三定律得c对地面的摩擦力方向一定向右，当拉力不断减小时，地面对c的摩擦力也不断减小，B正确，CD错误。故选B。9.如图1所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上放置小滑块A，滑块A受到随时间t变化的水2平拉力F作用时，用传感器测出滑块A的加速度a，得到如图2所示的aF图像，已知g取10m/s，则（　　）第8页/共18页学科网（北京）股份有限公司,A.滑块A的质量为2kgB.木板B的质量为6kg2C.当F12N时，木板B的加速度为4m/sD.滑块A与木板B间的动摩擦因数为0.4【答案】AD【解析】【详解】ABD.设滑块A的质量m，木板B的质量为M，滑块A与木板B间的动摩擦因数为μ。由题图2可知，当F=Fm=10N时，滑块A与木板B达到最大共同加速度am=1m/s2，根据牛顿第二定律有Fm=（M+m）am解得M+m=10kg当F＞10N时，A与B将发生相对滑动，对A单独应用牛顿第二定律有F-μmg=ma整理得Fagm根据题图2解得m=2kg，μ=0.4，则M=8kg，故AD正确，B错误；C.当F=12N时，木板B的加速度为mg2a1m/sBM故C错误。故选AD。【点睛】本题属于在变化外力作用下的板块问题，且和图像结合，解答的关键在从图像中获取板块发生相对滑动的临界点，以此为突破口，分别针对板块共速时和相对滑动时的运动进行研究。10.如图甲所示，足够长的传送带与水平面的夹角为，保持某一速度匀速转动，在传送带上某位置轻轻放置一小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数为，小木块速度大小随时间变化的关系如图乙所示。、v、t已知，重力加速度为g，则（　　）00第9页/共18页学科网（北京）股份有限公司,A.传送带一定顺时针转动B.传送带的速度大小等于v0v0C.singtcos0v0D.t时间后木块的加速度大小为2gsin0t0【答案】BD【解析】【详解】A．若传送带顺时针转动，当木块下滑时满足mgsinmgcos物块将一直匀加速到底端，且加速度不变，当木块上滑时满足mgsinmgcos木块先匀加速，在速度与传送带相等后将匀速运动，两种情况均不符合运动图像，故A错误；B．由A中分析可知，传送带逆时针转动，只有木块的速度大于传送带速度时，木块所受摩擦力才能沿传送带向上，由图乙可知，传送带速度的大小等于v0，故B正确；C．木块在0t0时间内，所受摩擦力沿传送带向下，根据牛顿第二定律有mgsinmgcosma1由图乙可知v0a1t0联立解得v0tangtcos0故C错误；D．t0时间后木块所受摩擦力沿传送带向上，根据牛犊第二定律mgsinmgcosma2把C中解得代入解得第10页/共18页学科网（北京）股份有限公司,v0a2gsin2t0故D正确。故选BD。二、实验题（每空2分，共14分）11.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，所用实验装置如图所示，弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。（1）弹簧测力计B的读数如图所示，其读数为_______N。（2）下列不必要的实验要求是_______。A．应测量重物M所受的重力B．弹簧测力计应在使用前校零C．拉线方向应与木板平面平行D．改变拉力，重复多次实验时，每次都要使O点静止在同一位置（3）某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，下列解决办法不可行的是_______。A．减小M的质量B．增大OP与竖直方向的夹角C．减小弹簧测力计B拉力的大小D．将A更换成更大量程的弹簧测力计【答案】①.3.00②.D③.B【解析】【详解】（1）[1]弹簧测力计B的读数3.00N。（2）[2]A．应测量重物M所受的重力，并且将两个细线拉力的合力与M的重力比较，A有必要，不符合题意；B．弹簧测力计应在使用前校零，这是弹簧测力计的使用规则，B有必要，不符合题意；C．为了减小拉力的测量误差，拉线方向应与木板平面平行，C有必要，不符合题意；第11页/共18页学科网（北京）股份有限公司,D．改变拉力，重复多次实验时，每次没有必要使O点静止在同一位置，D符合题意。故选D。（3）[3]A．减小M的质量，可以减小M的重力，能减小两个细线拉力的合力，弹簧测力计A的拉力减小，A可行，不符合题意；B．增大OP与竖直方向的夹角，弹簧测力计A的拉力增大，B不可行，符合题意；C．减小弹簧测力计B拉力的大小，弹簧测力计A的拉力减小，C可行，不符合题意；D．将A更换成更大量程的弹簧测力计，可以准确测量细线的拉力，D可行，不符合题意。故选B。第12页/共18页学科网（北京）股份有限公司,12.某研究性学习小组的同学欲探究小车质量不变时其加速度与力的关系，该小组在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中A为小车，B为打点计时器，C为力传感器（测绳子的拉力），P为小桶（内有砂子），M是一端带有定滑轮的水平放置的足够长的木板。不计绳子与滑轮间的摩擦。（1）要顺利完成该实验，除图中实验仪器和低压交流电源（含导线）外，还需要的实验仪器是__________（选填“毫米刻度尺”“天平”或“秒表”）。（2）本实验是否需要平衡摩擦力后再做实验?___________（选填“是”或“否”）是否要求小桶和砂子的总质量远小于小车的质量?__________（选填“是”或“否”）。（3）已知交流电源的频率为50Hz，某次实验得到的纸带如图乙所示，图中相邻两计数点之间还有4个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度a=____m/s2。（结果保留两位有效数字）【答案】①.毫米刻度尺②.是③.否④.0.90【解析】【详解】（1）[1]由于要处理纸带数据，需要利用刻度尺测量两个计数点之间的距离，所以还需要的器材是刻度尺。（2）[2]为使绳子的拉力等于小车受到的合外力，应平衡摩擦力。[3]由于绳子一端连接有能够测绳子拉力的力传感器，绳子的拉力可以直接读出，所以不需要小桶和砂子的总质量远小于小车的质量。（3）[4]图乙中相邻两个计数点之间的时间间隔为5t=5T==0.10sf根据Δx＝at2可求得小车的加速度a＝0.90m/s2三、解答题（13题10分、14题12分、15题24分）13.在沟谷深壑、地形险峻的山区，由于暴雨、暴雪极易引发山体滑坡并携带大量泥沙石块形成泥石流（如图甲所示），发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等，造成巨大损失。现将泥石流运动过程进行简化，如图乙所示，假设泥石流从A点由静止开始沿坡体匀加速直线下滑，坡体倾角第13页/共18页学科网（北京）股份有限公司,253，泥石流与坡体间动摩擦因数，A点距离坡体底端B点长度为90m，泥石流经过B点时没152有速度损失，然后在水平面上做匀减速直线运动，加速度大小为5m/s，一辆汽车停在距离B点右侧80m2的C处，当泥石流到达B点时，司机发现险情，立即启动车并以4m/s加速度向右做匀加速直线运动，以2求逃生。g10m/s，求：（1）泥石流经过B点时的速度大小；（2）汽车行驶过程中，泥石流与汽车间的最小距离。【答案】（1）vB36m/s；（2）x8m【解析】【详解】（1））泥石流从A到B做匀加速直线运动，则有mgsinmgcosma2a7.2m/s22vv2axBAAB代入数据解得v36m/sB（2）车行驶过程中，两车速度相等时，距离最小，设速度相等时的时间为t，则有vatatB泥车t=4s第14页/共18页学科网（北京）股份有限公司,12xvtat104m泥B泥212xat32m车车2Δxx80mx8m车泥14.我国在川西山区建成了亚洲最大的风洞群，目前拥有8座世界级风洞设备，具备火箭助推和飞艇带飞等飞行模拟试验能力。如图所示，风洞实验室中可以产生水平向右、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放入其中，杆足够长，小球孔径略大于杆直径，其质量为1.1kg，与杆间的动摩擦因数为0.5。当杆与水平方向夹角为37°时，小球沿杆恰好做匀速直线运动，sin37°=0.6，g取10m/s2，求此时风力的大小。【答案】22N或2N【解析】【详解】若小球沿细杆匀速向上运动，垂直杆方向FmgcosFsinN沿杆方向fmgsinFcos又fFN解得mgcosmgsinF22Ncossin若小球沿细杆匀速向下运动，垂直杆方向FmgcosFsinN沿杆方向mgsinFcosf又第15页/共18页学科网（北京）股份有限公司,fFN解得mgsinmgcosF2Ncossin15.如图所示，光滑水平桌面上放着一个长木板A，物块B（可视为质点）和C通过一根细绳相连，细绳跨过固定在桌面上的光滑定滑轮，B放在木板最左端，C被绳竖直悬挂着。A、B、C质量相同，B与A之间动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。开始时C被托起，A、B、C均静止，C离地面的2高度为h，释放C后。（g取10m/s）（1）若B与A之间动摩擦因数大于某值0，A、B将相对静止一起运动，求0的值；（2）若0.2,h0.5m，C落地后不反弹，A运动到桌面边缘前，A和B已经达到共同速度且B未从A上滑下，求A板的最短长度。【答案】（1）0.33；（2）0.375m【解析】【详解】（1）由题意，A、B、C三物在C落地前均保持相对静止，知mg1ag3m3对A有1fmamg3其中fNmg00则1mgmg03得10.3303第16页/共18页学科网（北京）股份有限公司,（2）若0.2，则fang0.2mg，在C未落地之前，对A0.2mgmaA得2a0.2g2m/sA对B，Cmgf2maBC得mgfmg0.2mg2a4m/sBC2m2m显然，B将在A上相对滑动，而C落地时间2h20.5t0.5sa4BC在这段时间内前进121Sat20.520.25mAA22B前进121Sat40.520.5mBBC22故B在A上相对滑动距离LSS0.50.250.25m1BAC落地瞬间，A、B的速度分别为vat20.51m/s,vat40.52m/sAABBCC落地后，水平方向上只有A、B相互作用，设B刚滑到A最右端二物即获共同速度，则B就刚不从A上滑下。由水平动量守恒可求出这个共同速度mvmv2mvAB得mvmv12ABv1.5m/s2m2又设B刚滑到A最右端时，A,B位移分别为SA,SB，由动能定理（只算数值）；对A第17页/共18页学科网（北京）股份有限公司,1212121Wmvmvm1.5m10.625mfAA2222对B12121212Wmvmvm2m1.50.875mfBB2222其中WfAfSAmgSA，WfBfSBmgSB得0.6250.875S0.3125m，S0.4375mAB22可知，B在A上相对滑到距离LSS0.7375m0.3125m0.125m2BA板A的最小长度为LLL0.25m0.125m0.375mmin12第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司