河北省衡水市故城高中2022届高三物理上学期开学试卷含解析

2022-2022学年河北省衡水市故城高中高三（上）开学物理试卷一．选择题（10小题，每小题5分，共50分，每小题有一个或两个以上的答案，全部选对得5分，少选得2分，多选、错选、不选得0分.）1．下列关于作用力和反作用力的说法正确的是()A．物体先对地面产生压力，然后地面才对物体产生支持力B．物体对地面的压力和地面对物体的支持力互相平衡C．人推车前进，人对车的作用力大于车对人的作用力D．物体在地面上滑行，不论物体的速度多大，物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力始终大小相等2．在升降电梯的地板上放一体重计，电梯静止时，小亮同学站在体重计上，体重计示数为50kg，电梯运动过程中，某一段时间内，小亮同学发现体重计示数为40kg，在这段时间内下列说法正确的是()A．小亮同学的体重减少了B．小亮同学对体重计的压力小于体重计对小亮的支持力C．电梯一定在竖直向下运动D．电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下3．如图甲所示，一物块在粗糙斜面上，在平行斜面向上的外力F作用下，斜面和物块始终处于静止状态．当外力F按照图乙所示规律变化时，下列说法正确的是()A．地面对斜面的摩擦力逐渐减小B．地面对斜面的摩擦力逐渐增大C．物块对斜面的摩擦力可能一直增大D．物块对斜面的摩擦力可能一直减小4．如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则()A．a的飞行时间比b的长B．b和c的飞行时间相同C．a的水平速度比b的小D．b的初速度比c的大145．某型号石英钟中的分针与时针可视为做匀速转动，分针的长度是时针长度的1.5倍，则下列说法中正确的是()A．分针的角速度和时针的角速度相等B．分针的角速度是时针的角速度的12倍C．分针端点的线速度是时针端点的线速度的18倍D．分针端点的向心加速度是时针端点的向心加速度的1.5倍6．“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星．若测得“嫦娥二号”在月球（可视为密度均匀的球体）表面附近圆形轨道运行的周期T，已知引力常数G，半径为R的球体体积公式V=πR3，则可估算月球的()A．密度B．质量C．半径D．自转周期7．如图所示，一箱苹果沿着倾角为θ的有摩擦的斜面上加速下滑，在箱子正中央夹有一只质量为m的苹果，它周围苹果对它作用力的合力()A．对它做正功B．对它做负功C．对它做不做功D．无法确定做功情况8．如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下述说法正确的是()A．摩擦力对物体做正功B．摩擦力对物体做负功C．支持力对物体不做功D．合外力对物体做正功9．如图所示，质量为m的物体被用细绳经过光滑小孔而牵引，且在光滑的水平面内做匀速圆周运动．拉力为某个值F时的转动半径为R，当拉力逐渐增大到6F时，物体仍做匀速圆周运动，此时半径为，则拉力对物体做的功为()A．0B．FRC．3FRD．1410．一个物体自斜面底端沿斜面上滑，滑到最高处后又滑下来，回到斜面底端，在物体上滑和下滑过程中（斜面不光滑）()A．物体的加速度一样大B．重力做功的平均功率一样大C．动能的变化值一样大D．机械能的变化值一样大二、填空题（11小题，9分；12小题，6分）11．现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面、小车、计时器一个、米尺，填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）：（1）让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2，记下所用时间t．（2）用米尺测量A1与A2之间的距离x，则小车的加速度a=__________（3）用米尺测量A1相对于A2的高度h，设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力F=__________（4）改变__________，重复上述测量．12．某人在以加速度a=2m/s2匀加速下降的升降机中最多能举起m1=75kg的物体，则此人在地面上最多可举起多大质量的物体？若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起50kg的物体，则此升降机上升的加速度是多大？（g取10m/s2）三、计算题（要求写出必要的文字说明，13小题11分；14小题12分；15小题12分．）13．一颗卫星以轨道半径r绕一半径为R的行星做圆周运动，运行周期为T．已知万有引力常量为G，求：（1）该行星的质量为M（2）该行星的表面的重力加速度g（3）该行星的第一宇宙速度v．1414．质量为0.1kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v﹣t图象如图所示．球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的．该球受到的空气阻力大小恒为f，取g=10m/s2，求：（1）弹性球受到的空气阻力f的大小；（2）弹性球第一次碰撞后反弹的高度h．15．右端连有光滑弧形槽的水平桌面AB长L=1.5m，如图所示．将一个质量为m=0.5kg的木块在F=1.5N的水平拉力作用下，从桌面上的A端由静止开始向右运动，木块到达B端时撤去拉力F，木块与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2．求：（1）木块沿弧形槽上升的最大高度；（2）木块沿弧形槽滑回B端后，在水平桌面上滑动的时间．2022-2022学年河北省衡水市故城高中高三（上）开学物理试卷一．选择题（10小题，每小题5分，共50分，每小题有一个或两个以上的答案，全部选对得5分，少选得2分，多选、错选、不选得0分.）1．下列关于作用力和反作用力的说法正确的是()A．物体先对地面产生压力，然后地面才对物体产生支持力B．物体对地面的压力和地面对物体的支持力互相平衡C．人推车前进，人对车的作用力大于车对人的作用力D．物体在地面上滑行，不论物体的速度多大，物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力始终大小相等考点：牛顿第三定律．分析：由牛顿第三定律可知，作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在两个物体上，力的性质相同，它们同时产生，同时变化，同时消失，根据作用力和反作用力的特点及平衡力的特点判断即可．解答：解：A、作用力与反作用力同时产生，同时变化，同时消失，物体对地面产生压力的同时地面对物体产生支持力，故A错误；B、物体对地面的压力和地面对物体的支持力作用在不同的物体上，作用效果不能抵消，不能合成．故B错误；14C、人推车前进，人对车的作用力与车对人的作用力是作用力与反作用力，大小相等，方向相反，故C错误；D、物体在地面上滑行，不论物体的速度多大，物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力始终大小相等，故D正确；故选：D．点评：重点掌握好作用力和反作用力的性质和判断：首先作用力和反作用力作用在两个物体上，其次，作用力和反作用力的界定是两者为相互作用．2．在升降电梯的地板上放一体重计，电梯静止时，小亮同学站在体重计上，体重计示数为50kg，电梯运动过程中，某一段时间内，小亮同学发现体重计示数为40kg，在这段时间内下列说法正确的是()A．小亮同学的体重减少了B．小亮同学对体重计的压力小于体重计对小亮的支持力C．电梯一定在竖直向下运动D．电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下考点：牛顿运动定律的应用-超重和失重．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：体重计示数小于体重说明处于失重状态，则电梯应具有向下的加速度．解答：解：A、体重计示数小于体重说明小亮对体重计的压力小于重力，并不是体重变小．故A错误B、小亮对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是作用力与反作用力，大小相等．故B错误C、电梯做向上的减速运动也会是失重状态，示数小于其重力．故C错误D、以人为研究对象，mg﹣FN=ma求得：，方向竖直向下，与重力加速度的方向相同．故D正确故选：D点评：该题考查对超重状态与失重状态的理解，明确失重是物体对与之接触的物体的弹力小于重力，不是重力变小了．3．如图甲所示，一物块在粗糙斜面上，在平行斜面向上的外力F作用下，斜面和物块始终处于静止状态．当外力F按照图乙所示规律变化时，下列说法正确的是()A．地面对斜面的摩擦力逐渐减小B．地面对斜面的摩擦力逐渐增大C．物块对斜面的摩擦力可能一直增大14D．物块对斜面的摩擦力可能一直减小考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：对物体受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力；结合平衡条件分析物块与斜面间摩擦力大小的变化．对整体分析，通过水平方向平衡分析地面对斜面体摩擦力大小的变化．解答：解：A、对整体分析，水平方向上平衡，有Fcosθ=f，知地面对斜面的摩擦力逐渐减小．故A正确，B错误．C、对物块分析，受重力、支持力、拉力和摩擦力处于平衡，若拉力的最大值大于重力的下滑分力，静摩擦力沿着斜面向下，则：F﹣f﹣mgsinθ=0，故拉力减小后，静摩擦力先减小后反向增加；若拉力的最大值小于重力的下滑分力，静摩擦力沿着斜面向上，则：F+f﹣mgsinθ=0，故拉力减小后，静摩擦力一直增大．故C正确，D错误．故选：AC．点评：解决本题的关键正确地受力分析，通过共点力平衡进行求解，注意整体法和隔离法的运用．4．如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则()A．a的飞行时间比b的长B．b和c的飞行时间相同C．a的水平速度比b的小D．b的初速度比c的大考点：平抛运动．专题：平抛运动专题．分析：研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，两个方向上运动的时间相同．解答：解：由图象可以看出，bc两个小球的抛出高度相同，a的抛出高度最小，根据t=可知，a的运动时间最短，bc运动时间相等，故A错误，B正确；C、由图象可以看出，abc三个小球的水平位移关系为a最大，c最小，根据x=v0t可知，v0=，所以a的初速度最大，c的初速度最小，故C错误，D正确；故选BD点评：本题就是对平抛运动规律的直接考查，掌握住平抛运动的规律就能轻松解决．5．某型号石英钟中的分针与时针可视为做匀速转动，分针的长度是时针长度的1.5倍，则下列说法中正确的是()A．分针的角速度和时针的角速度相等14B．分针的角速度是时针的角速度的12倍C．分针端点的线速度是时针端点的线速度的18倍D．分针端点的向心加速度是时针端点的向心加速度的1.5倍考点：线速度、角速度和周期、转速．专题：匀速圆周运动专题．分析：根据分针和时针的周期关系，由ω=研究角速度关系，再由v=ωr研究线速度关系；根据a=可求得向心加速度之比．解答：解：A、分针的周期为T分=1h，时针的周期为T时=12h，两者周期之比为T分：T时=1：12，由ω=研究角研究得知，分针的角速度是时针的12倍．故A错误．B正确；C、由v=ωr得，分针与时针端点的线速度之比为v分：v时=ω分r分：ω时r时=12×1.5：18：1，即分针端点的线速度是时针端点线速度的18倍．故C正确．D、由a=可知，向心加速度与速度的平方成正比，与半径成反比；故分针端点的向心加速度是时针端点的向心加速度的216倍．故D错误故选：BC点评：分针和时针的周期是常识，不能搞错，时针的周期与一天的时间不同，不是24h．要学会运用比例法分析各量的比例关系6．“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星．若测得“嫦娥二号”在月球（可视为密度均匀的球体）表面附近圆形轨道运行的周期T，已知引力常数G，半径为R的球体体积公式V=πR3，则可估算月球的()A．密度B．质量C．半径D．自转周期考点：万有引力定律及其应用．专题：计算题．分析：研究“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出中心体的质量．根据密度公式表示出密度．解答：解：A、研究“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式M=，由于嫦娥二号”在月球（可视为密度均匀的球体）表面附近圆形轨道运行，所以R可以认为是月球半径．14根据密度公式：ρ===，故A正确．B、根据A选项分析，由于不知道月球半径R，所以不能求出月球质量．故B错误．C、根据A选项分析，不能求出月球半径，故C错误．D、根据题意不能求出月球自转周期，故D错误．故选A．点评：研究“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式可以表示出中心体的质量．求一个物理量，我们应该把这个物理量运用物理规律用已知的物理量表示出来．7．如图所示，一箱苹果沿着倾角为θ的有摩擦的斜面上加速下滑，在箱子正中央夹有一只质量为m的苹果，它周围苹果对它作用力的合力()A．对它做正功B．对它做负功C．对它做不做功D．无法确定做功情况考点：功的计算．专题：功的计算专题．分析：根据牛顿第二定律求出整体的加速度，然后再隔离对某一只苹果受力分析，根据牛顿第二定律求出某只苹果受到周围苹果的作用力，再根据恒力做功公式确定做功正负．解答：解：对整体分析，受重力和支持力，摩擦力，整体的加速度a==gsinθ﹣μgcosθ．可知苹果的加速度为gsinθ﹣μgcosθ，苹果受重力、周围苹果的作用力，两个力的合力等于mgsinθ﹣μmgcosθ，所以其他苹果对该苹果的作用力等于μmgcosθ，方向沿斜面向上，根据W=Fscosα可知，F做负功，故B正确故选B点评：解决本题的关键掌握牛顿第二定律，以及抓住加速度相同，运用整体法和隔离法进行分析．8．如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下述说法正确的是()A．摩擦力对物体做正功B．摩擦力对物体做负功C．支持力对物体不做功D．合外力对物体做正功14考点：动能定理的应用；功的计算．专题：动能定理的应用专题．分析：根据力的方向与运动方向的关系判断该力做正功还是负功．根据动能定理，结合动能的变化量判断合力做功情况．解答：解：A、物体匀速向上运动的过程中，摩擦力的方向沿传送带向上，与运动的方向相同，所以摩擦力做正功．故A正确，B错误．C、支持力的方向与运动的方向垂直，知支持力对物体不做功．故C正确．D、物体匀速上升，动能变化量为零，根据动能定理知，合力做功为零．故D错误．故选：AC．点评：解决本题的关键会根据力的方向与运动的方向判断力的做功情况，当力与速度的方向的夹角0°≤θ＜90°，该力做正功，当θ=90°时，力不做功，当90°＜θ≤180°时，力做负功．9．如图所示，质量为m的物体被用细绳经过光滑小孔而牵引，且在光滑的水平面内做匀速圆周运动．拉力为某个值F时的转动半径为R，当拉力逐渐增大到6F时，物体仍做匀速圆周运动，此时半径为，则拉力对物体做的功为()A．0B．FRC．3FRD．考点：向心力；牛顿第二定律．专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：物体在光滑水平面上做匀速圆周运动，由绳子的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律分别求出两种拉力情况下物体的速度，再根据动能定理求出拉力对物体所做的功大小．解答：解：设当绳的拉力为F时，小球做匀速圆周运动的线速度为v1，则有F=m当绳的拉力减为时，小球做匀速圆周运动的线速度为v2，则有=m在绳的拉力由F减为的过程中，根据动能定理得拉力对物体做的功W=mv22﹣mv12=FR．故选：B点评：本题是向心力与动能定理的综合应用，它们之间的纽带是速度，再运用动能定理求拉力做功．1410．一个物体自斜面底端沿斜面上滑，滑到最高处后又滑下来，回到斜面底端，在物体上滑和下滑过程中（斜面不光滑）()A．物体的加速度一样大B．重力做功的平均功率一样大C．动能的变化值一样大D．机械能的变化值一样大考点：功率、平均功率和瞬时功率．专题：功率的计算专题．分析：根据牛顿第二定律比较加速度的大小，抓住重力做功的大小相等，根据运动的时间比较平均功率的大小．根据动能定理比较动能的变化量，根据除重力以外其它力做功比较机械能的变化量．解答：解：A、根据牛顿第二定律得，物体上滑的加速度大小=gsinθ+μgcosθ，下滑的加速度大小=gsinθ﹣μgcosθ．故A错误．B、根据x=知，上滑的加速度大于下滑的加速度，则上滑的时间小于下滑的时间，重力做功的大小相等，则重力做功的平均功率不等，故B错误．C、对于上升过程根据动能定理有：﹣mgh﹣fs=△Ek，对于下滑过程，根据动能定理有：mgh﹣fs=△Ek，可知动能的变化量的大小不等，故C错误．D、根据除重力以外其它力做功等于机械能的增量知，摩擦力做功大小相等，则机械能变化量的大小相等，故D正确．故选：D．点评：本题考查了动能定理、牛顿第二定律、功能关系的基本运用，难度中等，知道除重力以外其它力做功比较机械能的变化量．二、填空题（11小题，9分；12小题，6分）11．现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面、小车、计时器一个、米尺，填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）：（1）让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2，记下所用时间t．（2）用米尺测量A1与A2之间的距离x，则小车的加速度a=（3）用米尺测量A1相对于A2的高度h，设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力F=（4）改变斜面倾角，重复上述测量．14考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系．专题：实验题；牛顿运动定律综合专题．分析：（1）小车做的是初速度为零的匀加速直线运动，根据运动规律：s=可求出加速度a．（2）小车所受的合外力是重力沿斜面的分力，大小为：mgsinθ，θ为斜面的夹角，求出sinθ，即可求出合外力F．（3）用动能定理可解得：h=，所以h与成正比，所以我们需要改变h．解答：解：（1）小车做的是初速度为零的匀加速直线运动，根据运动规律：s=，解得：a=（2）小车所受的合外力是重力沿斜面的分力，大小为：mgsinθ，θ为斜面的夹角，sinθ==，所以合力为：F=mgsinθ=．（3）用动能定理可解得：h=，所以h与成正比，所以我们需要改变h，所以需要：改变斜面的倾角或斜面高h故答案为：（2）；（3）；（4）斜面的倾角或斜面高h点评：本题的关键是找出实验原理，是重力沿斜面的分力做为合外力，最终得到，h与成正比，来对实验数据进行分析．12．某人在以加速度a=2m/s2匀加速下降的升降机中最多能举起m1=75kg的物体，则此人在地面上最多可举起多大质量的物体？若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起50kg的物体，则此升降机上升的加速度是多大？（g取10m/s2）考点：牛顿运动定律的应用-超重和失重．专题：牛顿运动定律综合专题．14分析：重物与升降机具有相同的加速度，对重物受力分析，运用牛顿第二定律求出最大举力的大小，从而得出在地面上最多能举起物体的质量．通过最大举力，结合牛顿第二定律求出物体的加速度，从而得出升降机上升的加速度．解答：解：设人的举力为F，则m1g﹣F=m1a，解得F=m1g﹣m1a=750﹣75×2N=600N．即站在地面上最多可举起重物的质量m2===60kg．根据牛顿第二定律得，F﹣m3g=m3a′，解得a′==2m/s2，则上升加速度为2m/s2．答：人在地面上最多可举起60kg的重物，升降机上升的加速度为2m/s2．点评：解决本题的关键知道物体与升降机具有相同的加速度，关键对物体受力分析，运用牛顿第二定律进行求解．三、计算题（要求写出必要的文字说明，13小题11分；14小题12分；15小题12分．）13．一颗卫星以轨道半径r绕一半径为R的行星做圆周运动，运行周期为T．已知万有引力常量为G，求：（1）该行星的质量为M（2）该行星的表面的重力加速度g（3）该行星的第一宇宙速度v．考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．专题：人造卫星问题．分析：（1）根据万有引力提供向心力，结合轨道半径和周期求出行星的质量．（2）根据行星表面万有引力等于重力得出行星表面的重力加速度．（3）根据行星表面万有引力提供向心力求解第一宇宙速度v．解答：解：（1）据万有引力提供圆周运动向心力有可得：（2）根据得：g=（3）根据得：v=14答：（1）该行星的质量为M为；（2）该行星的表面的重力加速度g为；（3）该行星的第一宇宙速度v为．点评：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个理论，并能灵活运用，难度适中．14．质量为0.1kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v﹣t图象如图所示．球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的．该球受到的空气阻力大小恒为f，取g=10m/s2，求：（1）弹性球受到的空气阻力f的大小；（2）弹性球第一次碰撞后反弹的高度h．考点：动能定理；牛顿第二定律．专题：动能定理的应用专题．分析：（1）速度时间图象与时间轴围成的面积表示位移，斜率表示加速度，在下落过程中根据图象求出加速度，根据牛顿第二定律即可求得空气阻力；（2）先根据牛顿第二定律求得上升时的加速度，再根据位移速度公式即可求解解答：解：（1）由v﹣t图象可知：小球下落作匀加速运动，由牛顿第二定律得：mg﹣f=ma解得f=m（g+a）=0.2N由图知：球落地时速度v=4m/s，则反弹时速度设反弹的高度为h，由动能定理得解得h=0.375m答：（1）弹性球受到的空气阻力f的大小为0.2N；（2）弹性球第一次碰撞后反弹的高度h为0.375m．14点评：牛顿运动定律和运动学公式结合是处理动力学问题常用的方法．速度图象要抓住两个意义：斜率表示加速度，“面积”表示位移15．右端连有光滑弧形槽的水平桌面AB长L=1.5m，如图所示．将一个质量为m=0.5kg的木块在F=1.5N的水平拉力作用下，从桌面上的A端由静止开始向右运动，木块到达B端时撤去拉力F，木块与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2．求：（1）木块沿弧形槽上升的最大高度；（2）木块沿弧形槽滑回B端后，在水平桌面上滑动的时间．考点：动能定理；机械能守恒定律．专题：动能定理的应用专题．分析：（1）对全过程运用动能定理，求出木块沿弧形槽上升的最大高度．（2）根据机械能守恒定律求出木块返回B端时的速度，再根据动量定理求出木块在水平桌面上运动的时间．解答：解：（1）由动能定理得：FL﹣μmgL﹣mgh=0所以h=0.15m．（2）在曲面上滑动的过程中由机械能守恒定律得：在桌面上滑动的过程由动量定理得：μmgt=mv解得t=s．答：（1）木块沿弧形槽上升的最大高度为0.15m．（2）木块沿弧形槽滑回B端后，在水平桌面上滑动的时间s．点评：本题综合考查了动能定理，机械能守恒定律、动量定理等知识点，综合性较强，在解决物体在桌面上的滑行时间时，除了用动量定理解以外，还可以用动力学知识求解，但用动量定理去解比较简单．14