辽宁省清华大学附属中学朝阳学校2024-2025学年高三上学期开学考物理试卷

【2024—2025学年第一学期 9月质量检测试卷】---高三物理 第 1 页，共 8 页 2024—2025 学年第一学期 9 月质量检测试卷 2024 年 8 月 31 日 高三物理 （清华附中朝阳学校 望京学校） 一、本题共 14 小题，每小题 3 分，共 42 分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。 1．物体在运动过程中加速度不为零，则下列说法正确的是（ ） A．物体速率一定随时间变化 B．物体运动的方向一定随时间变化 C．物体速度一定随时间变化 D．物体受的合外力一定随时间变化 2．伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的 装置做如下实验：小球从左侧斜面上的 O 点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三 种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为 1、2、3。根据三次实验结果的对比，可 以得到的最直接的结论是（ ） A．如果斜面光滑，小球将上升到与 O 点等高的位置 B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态 C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小 3．用图所示装置研究摩擦力的变化规律，把木块放在水平长木板上，在弹簧测力计的 指针左侧放一个小纸团，它可以被指针推动。用弹簧测力计拉木块，使拉力由零缓慢增 大。下列说法中不正确的是（ ） A．木块开始运动前，拉力由零缓慢增大，木块所受的静摩擦力也缓慢增大 B．当木块开始移动时，拉力会突然变小，说明最大静摩擦力大于滑动摩擦力 C．指针左侧的小纸团作用是标记最大静摩擦力大小 D．若拉动过程操作不慎，弹簧测力计斜向上与长木板面有一小的夹角，会导致最大静摩擦力测量值偏小 4．某同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则。在竖直木板上钉上白纸，固定两个 滑轮 A 和 B（绳与滑轮间的摩擦不计），三根绳子的结点为 O，在左右及中间的绳端分别挂上 个数为 N1、N2 和 N3 的钩码，每个钩码的质量相等。当系统达到平衡时，根据钩码个数可读出 三根绳子的拉力大小 F1、F2 和 F3。下列说法正确的是（ ） A．当钩码的个数 1 2 3 3N N N   时可以完成实验 B．实验中必须测量 AO 和 BO 间的夹角 C．实验中不需要记录结点 O 的位置 D．实验中必须用天平测出钩码的质量 5．如图所示，用网兜把足球挂在竖直墙壁上的 A 点，静止时球与墙壁的接触点为 B 点。现保持悬挂点 A 不动，将细绳 AC 缓慢变短，球重新静止。不计摩擦、细绳和网兜的重力，下列说法正确的是（ ） A．细绳与墙壁夹角变小 B．AC 绳的拉力变大 C．该过程墙壁对球的支持力可能先变大再变小 D．该过程墙壁对球的支持力可能先变小再变大 6．如图所示，修正带的核心部件是两个半径之比为 3:1 的大小齿轮，两个齿轮通过相互咬合进行工作， A 和 B 分别为两个齿轮边缘处的两点。若两齿轮匀速转动，下列说法正确的是（ ） A．若变速拖动修正带，A、B 两点的线速度大小之比为 1：1 B．若匀速拖动修正带，A、B 两点的线速度大小之比为 3：1 C．若匀速拖动修正带，A、B 两点的角速度大小之比为 3：1 D．若匀速拖动修正带，A、B 两点的向心加速度大小之比为 3：1 左 右 纸团 大齿轮 小齿轮 B A BA O N1 N2 N3 【2024—2025学年第一学期 9月质量检测试卷】---高三物理 第 2 页，共 8 页 7．某航拍仪从地面由静止启动，在升力作用下加速竖直向上起飞。当上升到一 定高度时，航拍仪逐渐失去动力。假设航拍仪在运动过程中沿竖直方向运动且 机身始终保持水平，根据图 5 所示的其 a-t 图像得出的论断中正确的是（ ） A．t=4.0s 时，航拍仪速度最大 B．t=4.5s 时，航拍仪距离地面最远 C．航拍仪在 0~4.0s 过程中速度最大值为 8.0m/s D．航拍仪在 0~4.5s 过程中速度最大值为 4.5m/s 8．一斜面倾角为 θ，A、B 两个小球均以水平初速度 v0 水平抛出，如图所示，A 球垂直撞在斜 面上，B 球落到斜面上的位移最短，不计空气阻力，则 A、B 两个小球下落时间 tA与 tB之间的 关系为 （ ） A．tA＝tB B．tA＝2tB C．tB＝3 tA /2 D．tB＝2tA 9．如图所示，钢铁构件 A、B 叠放在卡车的水平底板上，卡车底板和 B 间动摩擦因数为 μ1，A、B 间动摩擦因数为 μ2 （ 1 2μ μ ），卡车刹车的最大加速度为 a（ 1a μ g ），可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。卡车沿平直公 路行驶途中遇到紧急情况时，要求其刹车后在 s0 距离内能安全停下，则卡车行驶 的速度不能超过（ ） A． 02as B． 1 02μ gs C． 2 02μ gs D． 1 2 0( )μ μ gs 10．如图 1 所示，一长木板静止于光滑水平桌面上， 0t  时，小物块（可视为质点）以速度 v0滑到长木板上，t1 时刻 小物块恰好滑至长木板的最右端。图 2 为物块与木板运动的 v－t 图像，图中 t1、v0、v1已知，重力加速度大小为 g。 下列说法正确的是（ ） 图 1 图 2 A．木块运动的位移为 v0t1 B．木板的长度为 v1t1 C．物块与木板的质量之比为 10 1 vv v  D．物块与木板之间的动摩擦因数为 1 10 2gt vv  11．如图所示，一个质量为 2m 的小箱子放在台秤的托盘上，箱内有一质量为 m 的物体 A， A 的上端用轻弹簧与箱子的顶部连接，A 的下端用细线系在箱子的底部，细线绷紧，拉力大 小为 mg，整个系统处于静止状态。现将细线剪断，物体 A 向上运动，不计轻弹簧和细线的 质量，下列说法不正确．．．的是（ ） A．未剪断细线前，台秤读数为 3mg B．剪断细线的瞬间，台秤读数突然变大 C．剪断细线的瞬间，物体的加速度为 g，方向竖直向上 D．剪断细线后，物体 A 向上运动至最高点的过程中，台秤读数先减小后增大 v0 tO v v0 v1 t1 图 5 a/m·s-2 0 t/s 2.0 4.0 4.5 B A 0 A 【2024—2025学年第一学期 9月质量检测试卷】---高三物理 第 3 页，共 8 页 12．鸵鸟是当今世界上最大的鸟，由于翅膀退化它已经不会飞了。鸟起飞的必要条件是空气对它向上的力 f 足够大， 计算 f 大小的公式为：f=cρSv2，式中 c 是一个无量纲的比例常数，ρ 是空气密度，S 是鸟翅膀的面积，v 是鸟起飞时 的速度。为了估算鸟起飞时的速度 v，可以作一个简单的几何相似性假设：设鸟的几何线度为 l，则鸟的质量与 l3 成 正比，翅膀的面积 S 与 l2成正比。 已知燕子起飞时的速度约为 20km/h，鸵鸟的几何线度大约是燕子的 25 倍。由此可估算出若要使鸵鸟能起飞， 鸵鸟的速度必须达到（ ） A．50km/h B．100km/h C．200km/h D．500km/h 13．在匀加速直线运动中，我们用加速度 a 描述速度 v 的变化快慢。与之类似，在匀加速圆周运 动中可以引入角加速度  来描述角速度 ω 的变化快慢。 如图所示，M、N 是水平圆盘上的两个点，它们与圆心 O 间的距离分别为 rM 和 rN，且 2 M Nr r r  。圆盘由静止开始绕过 O 点的竖直转轴匀加速转动，经过时间 t，M 点的线速度为 v， 则 M、N 两点的角加速度分别为（ ） A． 2 tr v ， 2 tr v B． tr v ， 2 tr v C． 2 tr v ， tr v D． tr v ， tr v 14．女航天员在“天宫一号”目标飞行器里成功进行了我国太空授课。授课中的一个实验展示了 失重状态下液滴的表面张力引起的效应。在视频中可观察到漂浮的液滴处于相互垂直的两个椭 球之间不断变化的周期性“脉动”中。假设液滴处于完全失重状态，液滴的上述“脉动”可视为液 滴形状的周期性微小变化（振动），如图所示。已知液滴振动的频率表达式为 f kr    ，其 中k为一个无单位的比例系数，r为液滴半径，ρ为液体密度，σ为液体表面张力系数（其单位为 N/m），α、β、γ是相应的待定常数。对于这几个待定常数的大小，下列说法中可能正确的是（ ） A． 3 1 1 , , 2 2 2       B． 3 1 1 , , 2 2 2        C． 1 1 2, , 2 2        D． 3, 1, 1       二、本题共 2 小题，共 18 分。把答案填在答题纸相应的横线上。 15．（4 分）如图所示，是探究向心力的大小𝐹 与质量𝑚 、角速度𝜔 和半径𝑟 之 间的关系的实验装置图。转动手柄 1，可使变速塔轮 2 和 3 以及长槽 4 和短槽 5 随之匀速转动,皮带分别套在变速塔轮 2 和 3 上的不同圆盘上，可使两个槽内的 小球6 、7 分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横 臂 8 的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂 8 的杠杆作用使 弹簧测力套筒 9 下降，从而露出标尺 10，标尺 10 上露出的红白相间的等分格显 示出两个球所受向心力的比值。那么： 1） 现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，下列说法中正确的是 。 A. 在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验 B. 在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验 C. 在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验 D. 在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验 2）当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的 2 倍时，转动时发现右边标尺上露出的红 白相间的等分格数为左边的 4 倍，那么，左边变速塔轮与右边变速塔轮之间的角速度之比为 。 O NM 【2024—2025学年第一学期 9月质量检测试卷】---高三物理 第 4 页，共 8 页 16．（14 分）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，使用了如图所 示的实验装置。 （1）请判断以下做法正确的是 。 A．打点计时器不应固定在长木板的右端，而应固定在长木板左端靠近 定滑轮的位置 B．每次改变小车质量后，需要重新平衡摩擦力 C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源 D．在探究加速度与质量的关系时，作出 图像可以更直观地判断出二者间的关系 （2）已知打点计时器所用交流电的频率为 50Hz。下图是实验中打出的一段纸带，在打出的点中，从 A 点开始每 5 个打点间隔取 1 个计数点，分别记为 A、B、C、D、E，相邻计数点间的距离已在图中标出。打点计时器打下计数点 C 时，小车的瞬时速度 v =________m/s，小车的加速度 a=________m/s 2 。（结果保留两位有效数字） （3）在探究加速度与力的关系时，某同学根据实验数据做出 a—F 图像，如图所示，发现该图 线不通过坐标原点且图线的 BC 段明显偏离直线，分析其可能产生的原因，下列说法中符合的 一项是 。 A．未平衡摩擦力，所挂钩码的总质量太小 B．平衡摩擦力过度，所用小车的质量太小 C．未平衡摩擦力，所挂钩码的总质量太大 D．平衡摩擦力过度，所用小车的质量太大 （4）实验原理。右图为“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图。认为桶和砂所受的重 力等于使小车做匀加速直线运动的合力。实验中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的总质量 m 比小车质量 M 小得多。请分析说明这个要求的理由。 （5）小红同学在探究小车的加速度𝑎 与所受合外力𝐹 的关系时，设计并采用了如图 所示的方案。其实验操作步骤如下： a.挂上砝码盘和砝码，调节木板的倾角，使质量为𝑀 的小车拖着纸带沿木板匀 速下滑； b.取下砝码盘和砝码，测出其总质量为𝑚 ，并让小车沿木板下滑，测出加速度𝑎； c.改变砝码盘中砝码的个数，重复步骤a 和b ，多次测量，作出𝑎 − 𝐹 图像。 ① 该实验方案 满足条件𝑀 ≫ 𝑚（选填“需要”或“不需要”）； ② 若小红同学实验操作规范，随砝码盘中砝码个数的增加，作出的𝑎 − 𝐹 图像最接近图中的 。 A. B. C. 1 a M  【2024—2025学年第一学期 9月质量检测试卷】---高三物理 第 5 页，共 8 页 2024—2025 学年第一学期质量检测试卷 2024 年 8 月 31 日 高三物理 （清华附中朝阳学校 望京学校） 二、本题共 2 小题，共 18 分。把答案填在答题纸相应的横线上。 15．（4 分）（1）_________（2）_____________。 16．（14 分）（1） ；（2）v =________m/s， a=________m/s2； （3） ； （4）请分析说明这个要求的理由。 （5）① ；② 。 三、本题共 4 小题，共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能 得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。把解答过程填在答题纸相应的空白处。 17．（9 分）如图所示，一个质量 m = 2. 0 kg 的物体放在水平地面上。对物体施加一个与水平方向成 37°的恒定 拉力 F = 10 N，使物体做初速度为零的匀加速直线运动。已知物体与水平地面间的动摩擦因数 μ = 0.20，取重力 加速度 g = 10 m/s2。（sin37°=0.6，cos37°=0.8。） （1）求物体运动的加速度的大小 a； （2）求物体在 2.0 s 时的速率 v； （3）若经过 2.0 s 后撤去拉力 F，求此后物体可以滑行的时间 t。 18．（9 分）如图 18 所示，长为 L 不可伸长的轻绳一端固定于 O 点，另一端系有质量为 m 的 小球（可视为质点），使小球在竖直平面内以 O 点为圆心做圆周运动。已知重力加速度为 g， 忽略空气阻力的影响。 （1）若小球经过圆周最高点 A 点时绳对小球的拉力大小 F，求： a．小球经过圆周最高点 A 点时速度大小 vA； （2）加大小球的速度后，在最低点轻绳恰好被小球拉断，小球立即做平抛运动，落地点与 B 点之间的水平距离 s，B 点距水平地面的高度为 h（图中未画出），求： b．小球经过圆周最低点 B 点时速度大小 vB； c．轻绳能承受的最大拉力为 Fm。 F 37° O B A 图 18 装 订 线 学 校 ： 行 政 班 级 ： （ 填 1 — 8 班 ） 教 学 班 级 ： （ 填 A 1 — A 3 或 B 1 、 B 2 班 ） 姓 名 ： 考 号 ： 【2024—2025学年第一学期 9月质量检测试卷】---高三物理 第 6 页，共 8 页 19．（10 分）摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米。电梯的简化模型如图 1 所示。考虑安全、舒适、 省时等因素，电梯的加速度 a 是随时间 t 变化的，已知电梯在 t=0 时由静止开始上升，a─t 图像如图 2 所示。电梯总质 量 m=1.0×103kg。忽略一切阻力，重力加速度 g 取 10m/s2。 （1）求电梯在上升过程中受到的最大拉力 F1和最小拉力 F2； （2）类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了由 v─t 图像求位移的方法。请你借鉴此方法， 对比加速度和速度的定义，根据图 2 所示 a─t 图像，求电梯在前 2s 内的速度改变量 Δv2 和第 10s 末的速率 v10； （3）求电梯以最大速率上升时，拉力做功的功率 P；再求在 0─11s时间内，拉力和重力对电梯所做的总功 W。. 20．（12 分）北京 2022 年冬奥会，我国选手在单板滑雪 U 型池比赛中取 得了较好的成绩。比赛场地可以简化为如图所示的模型：U 形滑道由两个 半径相同的四分之一圆柱面轨道和中央平面直轨道连接而成，轨道倾角 为 18°。某次比赛中，质量 m=50kg 的运动员自 A 点以 vA=6m/s 的速度进 入 U 型池，经过多次腾空跳跃，以 vM=6m/s 的速度从轨道边缘上的 M 点 沿轨道的竖直切面 ABCD 滑出轨道，速度方向与轨道边缘线 AD 的夹角 a=72°，腾空后又沿轨道边缘的 N 点进入轨道。运动员可视为质点，不 计空气阻力。取重力加速度 g = 10 m/s2，sin72°=0.95，cos72°=0.31。 运动员自 M 点跃起后，在 M 到 N 的过程中做匀变速曲线运动。对于 这种较为复杂的曲线运动，同学们可以类比平抛运动的处理方法，将之分解为两个方向的直线运动来处理。求： （1）在运动员从 M 点到 N 点的过程中，运动员从 M 点运动到距离 AD 最远处所用的时间 t； （2）在运动员从 M 点到 N 点的过程中，距离 AD 面的最远距离 d； （3）运动员落回到 N 点时，速度方向与 AD 夹角的正切值 tanβ（结果保留三位有效数字）。 图 1 电梯 拉力 a/m s -1 1.0 0 -1.0 1 2 10 11 30 31 30 41 图 2 t/s 32 18° 水平面 D C B A N M 【2024—2025学年第一学期 9月质量检测试卷】---高三物理 第 7 页，共 8 页 2024—2025 学年第一学期物理学科质量检测试卷 2024 年 8 月 31 日 一、本题共 14 小题，每小题 3 分，共 42 分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。 二、本题共 2 小题，共 18 分。把答案填在答题纸相应的横线上。 15．（4 分）（1）___A__（2）__ 22:1 __。 16．（14 分）（1） D ；（2）v =__1.0___m/s， a=__5.0__m/s2；（3） C ； （4）请分析说明这个要求的理由。 设绳的拉力为 T，小车运动的加速度为 a。对桶和砂，有mg T ma  ；对小车，有T Ma 。得 M T mg M m   。 小车受到细绳的拉力 T 等于小车受到的合力 F，即 1 1 M F mg mg mM m M     。可见，只有桶和砂的总质量 m 比小车 质量 M 小得多时，才能认为桶和砂所受的重力 mg 等于使小车做匀加速直线运动的合力 F。 （5）① 不需要 ；② A 。 三、本题共 4 小题，共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分， 有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。把解答过程填在答题纸相应的空白处。 17．（9 分）（1） mafF  -37cos （1 分）   37sinFmgf  （1 分） a=2.6 m/s 2 （1 分） （2） 1atv  （2 分） v=5.2 m/s （1 分） （3） ammg  （1 分） tav 0 （1 分） t=2.6 s （1 分） 18．（9 分）（1）A 点： L v mmgF A 2  （2 分） vA = ；（1 分） （2）经过 B 点平抛 2 2 1 gth  （1 分） tvs A （1 分） vA = ； h g sv A 2  （1 分） B 点： L v mmgF Bm 2  （2 分） Fm = （1 分） 题号 1 题 2 题 3 题 4 题 5 题 6 题 7 题 答案 C A D A B A D 题号 8 题 9 题 10 题 11 题 12 题 13 题 14 题 答案 D C C D B A B 【2024—2025学年第一学期 9月质量检测试卷】---高三物理 第 8 页，共 8 页 19．（10 分） 答案：（1）当 a1=1 m/s 2 方向向上时，有最大拉力 F1 由牛顿第二定律，有 11 maF mg- （1 分） 带入得：F1=1.1×10 4 N （1 分） 当 a2=1 m/s 2 方向向上时，有最小拉力 F2 由牛顿第二定律，有 2ma2F-mg 带入得：F2=0.9×10 4 N （1 分） （2）类比可得，所求 0～2s 内速度变化量 Δv2 等于 a - t 图线下的面积 smv /5.12  （1 分） 0～10s 内速度变化量 Δv10等于 a - t 图线下的面积 smv /5.910  01010  vv 所以第 10s 末的速率 v10=9.5m/s （1 分） （3）由 a - t 图像可知，11s～30s 内速率最大，其值等于 0～11s 内 a - t 图线下的面积，有 smv m /10 0 mm vv vm=10m/s （1 分） 此时电梯做匀速运动， mgF  （1 分） 所求功率 mFvP  WP 5101  （1 分） 0～11s 由动能定理，总功 0 2 1 2  mmvW （1 分） JW 4105  （1 分） 20．（12 分） （1）将运动员的运动沿平行于 AD 和垂直于 AD 两个方向进行分解，均为匀变速直线运动。 在垂直于 AD 方向上： 初速度 0 sin 72y M v v （1 分） 加速度 mamg 18cos c o s 1 8ya g  （1 分） 当运动员该方向的速度为 0 时，距离 AD 最远，则有 tav yM  72sin0 （1 分） 得 st 6.0 （1 分） （2）在垂直于 AD 方向上： 2 002 yy vda  （1 分） md 71.1 （1 分） （3）在垂直于 AD 方向上，远离 AD 和返回 AD 的过程具有对称性，即运动员到达 N 点时，垂直于 AD 的分速 度 0 sin 72y y M  v v v ，（1 分） 且运动的总时间 ttMN 2 在平行于 AD 方向上： 初速度 0 cos72x M v v 加速度 sin18xa g  （1 分） 运动员到达 N 点时，平行于 AD 的分速度 0x x x MNa v v t （2 分） 所以速度方向与 AD 夹角 β 的正切值 tan 1.02y x β   v v （2 分）