河北衡水市第二中学等校2026-2027学年高三上学期开学检测物理试题

高三年级开学检测 物理答案 1.【答案】A 【解析】松鼠初始静止，启动过程时间极短，在很短时间内速度迅速增大。根据加速度定义 4=A",短时间内实现速度变化，说明启动瞬间加速度较大，启动瞬间瞬时速度很小，速度 △t 变化量、位移也不大，故A正确。 2.【答案】D 【解析】由几何关系，太阳轮半径=2R,齿圈内半径r=3R。本题模型为行星架固定（定 轴传动)，太阳轮、行星轮、齿圈啮合处线速度大小相等。太阳轮边缘线速度大小v=⊙·2R。 设齿圈角速度为0，齿圈内侧啮合点线速度大小v=w3R。联立有0-2R=o3R,解得o= 3 故D正确。 3.【答案】B 【解析】静止时，弹簧弹力F=2g。剪断细绳瞬间，弹簧弹力不会突变。对B球分析，重力 与弹簧弹力平衡，合力为0，故a=0;对A球，受到向下的重力g和向下的弹簧弹力2mg, 合力F令=3g,由牛顿第二定律F会=a4,解得a4=3g,故B正确。 4.【答案】A 【解析】α到左挂钩绳长d,b到右挂钩绳长d,ab间距d,挂钩间距2d。结合长度关系可 得包带与水平方向夹角a=60°。对挎包受力分析，竖直方向合力为零，2Ts60°=g,解得 张力T= 3g,故A正确。 5.【答案】D 【解析】列车恒定功率加速，由P=Fv可知速度增大，牵引力减小；根据F-f=a,加速 度减小，做加速度减小的加速运动。A项图像斜率代表加速度，斜率应逐渐减小，题图斜 率变大，故A错误； 由F=P,牵引力与速度成反比，速度增大牵引力减小，故B错误： 1】 高三物理第1页共7页 列车功率恒定，P不随速度改变，图像应为水平直线，故C错误； 依据动能定理(F-)△x=△E,列车动能增加，图像斜率为合外力，合外力减小，故D正确。 6.【答案】C 【解析】利用万有引力定律，在月球表面附近可列G=人，在月球近月点可列 R sCMm】F、在月球远月点可列‘远=02250，可得轨道半长 a=+5=3R+5R=4R,椭圆轨道与半径为4R的圆轨道周期相同，则G 2 (4RY 74R, ,=m 256π2R3 得到M=4n(4R_256xR 256π23192π 192π G7? >2，p=二GT2 4. πR3 G74元G7，因此p G79,C正 3 确。 7.【答案】c 【解析】设小球在竖直方向速度大小为y,则小球在风洞区域运动时间=，小球在风洞区 域之外的运动时间为5=2￥，总时间1=（十，根据均值不等式可求出总时间的最小值为 2d gd min=2 =2S,V= g V2 =5m/s<v,,符合题意。 8.【答案】BC 【解析】竖直上抛运动全过程加速度均为重力加速度，方向竖直向下，物体全程处于失重状态， 故A错误； 匀速圆周运动的合力指向圆心，合力方向时刻变化，因此所受合力不是恒力，故B正确： 当合力与速度同向时，即使合力变小，物体仍然做加速运动，只是加速度减小，故C正确： 合力方向改变时，物体运动方向不一定改变，例如物体先加速运动，合力反向后物体先减速， 速度方向暂时不变，故D错误。 9.【答案】BD 【解析】初始B、D两点重合，t时刻ABCD构成正方形，重物从静止开始匀加速上升，上升 高三物理第2页共7页 度么=√21；由匀变速直线运动h=a，解得加速度a=，t时刻重物速 y,=M=2y,故A错误： t t时刻杆与水平方向夹角45°，轻杆两端沿杆分速度相等，对A、B点有v4=V。·cos45°，得 2L V4=2立，故B正确：由对称性可知A、C两点速度大小相等，方向垂直，故C错误：对B点 受力分析，设杆与水平夹角为0，由牛顿第二定律2sin0-mg=a,得F=m3+mc,重物 2sine 上升过程6增大，sin0增大，杆的弹力F不断减小，故D正确。 10.【答案】ACD 【解析】对B受力分析，设绳拉力为T,系统加速度为a,竖直方向Tcos0=g,水平方向 Tsim0=a,得T=Va}+(mg}。对A受力分析，水平方向满足T+∫=ma, 静摩擦力限 制升≤mg=5N,解得加速度满足a≥7.5m/s2。整体竖直方向合力为零，地面对木箱支持力 等于系统总重力N=(M+2m)g=60N,故A正确： 由f=a-T，T=√a+100>a,f恒小于0，摩擦力始终向左，不可能向右，故B错误： 加速度最小值7.5ms2,绳拉力最小值12.5N,T=106≈24.49N>12.5N,存在对应的加速度， 故C正确： 对整体F=(M+2)a,a取最小值7.5m/s2时，Fmn=45N，故D正确。 11.【答案】(1)①9.69(2分)，②偏小(2分)： 2)0c1分.372分.®1分) 【解析】(1)O油逐差法公式可列a=++化8+0+画=9.69mg, 9×(2T月 高三物理第3页共7页 ②频率偏高带来的误差分析实际频率∫实>50Hz,则真实打点周期T塞<0.02s,真实计数点间 △x 隔T真<0.04s。由逐差公式a= 9×2T),T代入值偏大，故算出的加速度a则偏小 (2)①为了探究滑块的向心力F与角速度ω的关系，需保持滑块的质量和转动半径不变，该 同学需要采用的实验方法为控制变量法。故选C, ②挡光片经过光电门时的线速度表达式为v= ,根据角速度与线速度的关系式有0=y 联立解得ω= d L·△t ③由题意可知压力传感器对物体支持力提供物体圆周运动的向心力，由牛顿第三定律支持力与 压力大小等大反向，由F=w'r= mra 故F At 图像是一条过原点的直线。 八t 12.【答案】(1)见解析(2分)： (2)①减小(2分)，②A(2分)：(3)R(2分)：(4)小(2分) 【解析】(1)把图中的点用平滑曲线连接起来 R/ko 60 50 40 30 20 10 0 4 5 6 7 8 FN 丙 (2)由图丙可知随着压力的增大，传感器的电阻不断减小；要使传感器电阻比较灵敏，就应 使之工作在灵敏度较大的区间，即应选取图像斜率绝对值较大的区间。故选A。 (3)由图丁可知压力越大，压敏电阻的阻值R、越小；由闭合电路欧姆定律可知电路中电流越 大，R两端电压越大，则Ry两端的电压越小；所以报警器应并联在R两端。 (4)长时间使用后，电源电动势降低，内阻变大，为使报警器正常工作，电路中电流不变， 电阻箱R接入的阻值变小。 高三物理第4页共7页 13.【答案】(1)万=m:(2)S:S,=mm 【解析】(1)地球、月球间万有引力提供彼此向心力；二者角速度ω相等；轨道半径之和等于 地月间距L=行+5 对地球：G=m0万 为 …(1分) 对月球：G三，05 …(1分) 2 联立可得1=3 万 1l2 (2)质点绕圆心匀速圆周运动，时间△1内扫过的扇形面积可表示为 1 ry…△t=r.(0r）△t=0r2△t…(2分) 2 2 2 设在这一时间内地球与月球扫过面积分别为S、S, 则S0·△t,S,=705A 2 故= S252 S % 把5=孤5代入上式，可得 12 m …(2分) 14.【答案】(1)4=0.5m/s2;（2)ymax=8m/s 【解析】(1)分析表格数据可知，A相对B在0~3s内做初速度为0的匀加速运动 其位移大小x=4.25m-2m=2.25m…(1分) 由运动学公式三%………（2分） 高三物理第5页共7页 解得a=0.5m/s2 B做匀速运动，故A对地加速度大小也为0.5ms2…（1分) (2)分析表格数据可知，A相对B在15s~18s内做匀减速运动，18s末速度减为0，可视为初 速为0的匀加速直线运动 其位移大小x,=38m-36.2m=1.8m 由运动学公式x3=。a巧… …（2分) 2 解得a,=0.4m/s2 A做变速运动的总时间为t=18s,设加速运动的总时间为t,该过程中相对B的最大速度为v 则v=☑… …（2分) 减速运动过程v=a,(t-t)…。 (2分) 由以上各式可解得v=4m/s… …(1分) 则A的最大速度为ymaz=v+,=8m/s… …(1分) (其他方法合理且正确也可得分) 15.【答案】(1)vo=5m/s;(2)W=-10.5J;(3)v=√5m/s 【解析】(1)小物块由P到Q做平抛运动 竖直方向上可列(ypin53=2g…(1分) 由此可解得vg=5m/s… …(1分) (2)物块开始时做匀速圆周运动 可列ngtan53°=m v哈 …（1分) ,·sin53° 设稳定后继续做匀速圆周运动时细线与竖直的夹角为， 好 可列gtana= (1分) L'sina 由(1)可知vp=Vocos:53°=3m/s… (1分) 联立解得=37°… （1分) 高三物理第6页共7页 故ngtan37°= L'sin37° 松动过程由动能定理可列 mg(L'cos370-Lcos53)+w=1 y…(1分) 由以上各式可得W=-10.5J… …(1分) (3)小物块滑上木板速度为y, 1 物块从2点到刚滑上木板的过程由动能定理可列nglsin5:3°= 设木板与物块共速时间为t共，共速速度为V共 设物块的加速度大小为4，由牛顿第二定律可列山g=☑…（1分) 设木板的加速度大小为☑2，由牛顿第二定律可列4g-山·2g=a…（1分) 由运动学公式分析对物块可列V共=%一41共…(1分) 对木板可列V共=4共…（1分) 联立可得t共=1s,v共=3m/s 木板进入光滑区域长为x,由牛顿第二定律可列：+马， L -lg=m0…（1分) 解得a=0.5ms2 由此可知木板加速度恒定，木板做匀减速运动 设完全进入时速度为y 再由运动学公式v2-喉=-2aL2… …（1分) 可得y=√5n/S…(1分) 高三物理第7页共7页高三年级开学检测 物理 注意事项：1.本试卷考试时间为75分钟，满分100分。 2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中， 只有一项符合题目要求的。 1.秋日林间，一只松鼠静立在树枝上。当人缓步靠近时，松鼠在察觉到危险的极短 时间内迅速窜向树干高处。该现象主要体现松鼠启动瞬间拥有较大的 A.加速度 B.瞬时速度 C.速度变化量 D.位移 2.如图甲所示，风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置，其主要部件 包括风轮机、齿轮箱、发电机等。如图乙所示为齿轮箱一级示意图，它由太阳轮 (主动轮)、行星轮和齿圈组成，太阳轮和齿圈的半径分别为2R、3R。不考虑其 它能量损耗，轮齿的尺寸相对于其圆的半径大小可忽略不计，当太阳轮绕圆心以 角速度ω匀速转动时，则齿圈绕中心转动的角速度为 A.2w 太阳轮 B.ω 行星轮 C.2” 齿圈 D. 甲 3w 3.质量为m的小球A和质量为2m的小球B之间用轻弹簧连接，然后用 细绳悬挂起来，剪断细绳的瞬间，则A球和B球的加速度大小分别为 A.aA=0、aB=0 B.aA=3g、aB=0 C.aA=0、aB=8 OB D.aA=2g、aB=g 4.如图所示，两挂钩可沿固定水平横梁滑动到任意位置后锁定。一挎包质量为， 其轻质包带总长度为4d,a、b为包与包带的连接点，相距为d。将挎包悬挂在 两挂钩上，当两挂钩相距x=2d时，锁定挂钩。挎包静止时，a、b在同一水平 直线上，重力加速度为g,不计包带与挂钩之间的摩擦及两挂钩尺寸，则此时包 带的张力大小为 高三物理第1页共8页 挂钩 横梁 包带 d 挎包 A.3 1 B. 2mg C.mg D.√3mg 5.京雄快线（雄安R1线）是京津冀协同发展重要轨道交通线路，列车由中车唐山公 司制造。若该车以恒定功率在水平路面上沿直线运动，在O~t时间内，速度从 加速到2，假定列车运行所受阻力恒定，列车的速度v、动能Ek、牵引力F、 牵引力功率P、位移x、时间t之间的变化的关系图像可能正确的是 U B P E E2 001 D 6.已知某卫星绕月球做椭圆运动，周期为T,该卫星在近月点所受的月球引力为其 在月球表面附近的。，在远月点所受的月球引力为其在月球表面附近的25。万有 引力常量为G,不考虑地球和太阳对卫星的影响，则月球的密度为 A 48π 64π 192π 256元 GT B. c. D. GT2 7.我国的风洞技术处于世界领先地位，风洞中物体可受到大小和方向恒定的风力。 如图所示，竖直平面内两平行虚线之间为风洞区域，区域的高度为d=5m,长 度足够长。现自该区域的下边界将一质量为=1kg的小球以速度大小，= 12/s斜向上抛出，小球从风洞上边界穿出，此后再次到达风洞上边界并进人风 洞。已知小球在该风洞中受到竖直向上的恒定风力，大小为10N,重力加速度大 小g取10m/s2,若小球斜向上抛出时与水平线间的角度可调，则小球从抛出到 第二次到达风洞上边界的过程中经历的最短时间为 高三物理第2页共8页 d-5m 风洞 A.1.5s B.1.8s C.2s D.2.2s 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中， 有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选0分。 8.伽利略利用理想斜面实验，通过实验与逻辑推理相结合的方式，纠正了亚里士多 德关于力和运动的错误认识并开启近代物理学研究。下列有关力和运动的说法正 确的是 A.一物体做竖直上抛运动，其上升过程中处于超重状态，下降过程处于失重状态 B.一个做匀速圆周运动的物体，所受合力不是恒力 C.物体所受合力变小时，可能做加速运动 D.物体所受合力的方向改变时，运动方向一定改变 9.千斤顶在汽车维修、地震救灾中经常用到。如图所示，剪式（菱形）千斤顶是由四 根长度均为L的轻细杆用铰链相连而成的，现摇动手柄，A、C间距离变小，若 重物由静止开始匀加速上升，经过时间t,ABCD恰好构成一个正方形。已知开 始时B、D两点重合，下列说法正确的是 重物 A,t时刻，重物的速度大小为②L 手柄 B.1时刻，A点的速度大小为 C.t时刻，A、C两点速度大小相等，方向相反 D.重物上升过程中，AB、BC杆受到的弹力不断减小 10.如图所示，木箱C放置在光滑水平面上，木箱内部固定有两个定滑轮，木箱和 滑轮的总质量为M=4kg,质量均为m=1kg的小木块A、B通过跨过两定滑轮 的轻质细绳相连，与A相连的细绳与箱底平行，小木块A与箱底间的动摩擦因 数μ=0.5，其余摩擦均不计，整个系统在恒定外力F的作用下向右做加速运动 且各物体之间保持相对静止。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 g取10m/s2。下列说法正确的 高三物理第3页共8页 A.地面对木箱的支持力为60N B.木块A所受到的摩擦力的方向可 B 能向右 C.绳子的拉力大小可能为106N D.F的最小值为45N 777777777777777777777 三、非选择题：本题共5道小题，共54分。解答题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得分；有数值计算的，答案中必须明 确写出数值和单位。 11.(8分)物理是一门以实验为基础的自然科学。 ()某同学使用图甲所示的装置测量重物下落时的加速度。在重物下落的同时， 打点计时器在纸带上打出点迹。打点计时器所用交流电源的频率为50Hz。 打点计 纸带 时器 夹子 -重物 4 B S P E 24540055.0,70.5865,102.0单位：mm 甲 乙 ①选出点迹清晰的纸带，截取其中一部分如图乙所示（每相邻两个点间有 1个点未画出)，重物下落时的加速度大小为 m/s2(结果保留3位 有效数字)， ②若上述实验中使用的交流电频率高于50Hz,仍按50Hz计算，则计算得 到的重物下落时的加速度与真实值相比将 (填“偏大”“偏小”或“相 等”)； (2)为验证向心力大小与角速度间的关系，某同学设计了如图丙所示的实验装 置。其中AB是固定在竖直转轴OO'上的水平平台，A端固定的压力传感 器可测出小物体对其压力的大小，B端固定一宽度为d的挡光片，光电门 可测量挡光片每一次的挡光时间。 光电门 压力传感器 挡光片 物体 丙 高三物理第4页共8页 实验步骤如下： I.测出挡光片与转轴间的距离L; Ⅱ.将小物体紧靠传感器放置在平台上，测出小物体中心与转轴的距 离r; Ⅲ.使平台AB绕转轴OO'匀速转动； V.记录压力传感器的示数F和对应的挡光时间△t; V,保持小物体质量和距离r不变，多次改变转动角速度，记录压 力传感器示数F和对应的挡光时间△t。 ①为了探究滑块的向心力F。与角速度ω的关系，该科技小组需要采用的 主要实验方法 A.比值法 B.微元法 C.控制变量法 D.等效替代法 ②小物体转动的角速度ω= (用L、d、△t表示)， ③若以压力传感器的示数F为纵坐标，以 (选填A、 为横坐标，可在坐标纸上描绘数据点并作出一条过原点的直线，从而验 证向心力F。与w成正比。 12.(10分)导体薄膜压力传感器（图甲）是一种易于网购、价格不贵的电学元件。 它的工作原理是半导体材料的“压阻效应”。压阻效应是指当半导体材料沿某一 方向受到外力作用时，其电阻率发生变化的现象。现利用如图乙所示的装置探 究半导体材料电阻与其所受压力大小的关系。 圆柱体 传感器 U形框架 实验步骤： ①取RFP602型半导体薄膜压力传感器一片，将其圆形敏感区域固定在铁架台 支架平面上，用一个圆柱体质量块（砝码）压在该敏感面上。为使应变片受 力均匀，在圆柱体与应变片之间垫一个面积相当于有效区域的聚氨酯橡胶垫 片，把一个U形金属框架的上沿压在圆柱体上并固定，框架下端悬吊钩码； 该装置可以测量不同压力下传感器的电阻值； ②调整U形金属框架、橡胶垫片和压在传感器敏感面上圆柱体的总质量，使其 恰好为一只钩码的质量（即50g)。重力加速度g取10m/s2,所对应压力的大 小为0.5N; 高三物理第5页共8页 ③传感器的两根引线跟数字多用电表两表笔相连，数字多用电表选用电阻挡， 可以直接测量传感器的电阻，改变钩码的数量，就改变了传感器所受的压力。 在仅有U形金属框架、橡胶垫片和压在敏感面上的圆柱体时，压力F的大小 为0.5N,记录此时电阻的示数，作为第1组数据。然后每悬吊（增加）一个钩 码得到一组对应数据，填在下表中。 RFP602型半导体薄膜压力传感器在不同压力下的电阻 压力F/N 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 电阻RN/k2 55.52 34.63 27.17 25.26 24.14 22.12 20.77 18.96 压力F/N 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 电阻RN/k2 18.32 17.65 17.00 15.33 15.09 14.74 13.98 13.58 数据分析： (1)以传感器所受的压力大小F为横轴、传感器电阻R、为纵轴建立直角坐标 系，表中的16组数据已经在坐标系中画出（如图丙），请在图中描绘出 RN一F图像； sofR/k 50A 0 30 20 10 8 F/N 丙 (2)从图中可以看出：随着压力的增大，传感器的电阻R、不断 (选填 “增大”“减小”或“不变”)；当压力不同时，传感器的电阻的灵敏度（即电阻 值随压力的变化率 合紧1)存在若较大的老异，要使传感器电阻比较灵 敏，就应使之工作在灵敏度较大的区间。在下列压力区间中，灵敏度最大 的是 A.ON~IN B.2N~3N C.4N~5N D.7N~8N 制作报警器： (3)将传感器接入如图丁所示电路中，R,为定值电 报警器 阻，R为电阻箱。初始时传感器无压力作用。现 逐渐增大压力，实现报警器两端电压大于等于某 值时会发出警报，报警器应并联在 （填 Ro RN “R”或“RN”)两端； (4)长时间使用后，电源的电动势变小内阻变大，为 使报警器正常工作，应将电阻箱R的接人阻值调 (填“大”或“小”)。 高三物理第6页共8页 13.(8分)从动力学规律来看，地月系统可以等效为双星系统，它们在彼此的万有 引力作用下，围绕连线上某点各自做匀速圆周运动。如图所示，地球与月球绕 连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。若地球的质量为1，月球的质量为 2,地球做匀速圆周运动的半径为1，地球、月球均可视为质点。求： (1)月球做匀速圆周运动的半径r; (2)在相等时间内，地球与O点、月球与O点的连线扫过的面积之比S1：S2。 m 14.(12分)近年来，我国在人工智能领域取得重大突破，智能机器人技术已广泛 应用于物流、仓储等领域。在某科技公司的测试场上对两个物流机器人A和B 进行性能测试。在直线测试跑道上，A和B沿同一直线均以大小为4/s的速 度同向匀速运动，测试开始时，B保持原来速度不变，A先匀加速后匀减速， 最后恢复到原来的速度。从开始测试计时，机器人A每3s记录A、B之间的间 距，采集的数据如下表所示。求： 时间(s) 0 3 6 9 12 15 18 21 距离(m) 2 4.25 11 21.8 30.8 36.2 38 38 (1)机器人A在加速阶段的加速度大小； (2)机器人A在该运动过程中的最大速度。 高三物理第7页共8页 15.(16分)如图所示，质量为=1kg、可视为质点的物块用长度为L1=1.5m的 细线悬挂在天花板上，物块在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹 角为0=53°。质量也为m、长为L2=4m的匀质木板静止在水平地面上，紧挨 木板右侧有一固定在地面上的光滑斜面体，斜面底端与木板上端等高，斜面倾 角为53°，斜面长度L3=1.5m。木板左侧某处有一劲度系数为k=0.125N/m 的弹簧，开始弹簧处于原长，弹簧的左端固定，右端点位于O点，O点左侧地 面光滑，右侧地面粗糙。某时刻，细线的悬挂点松动导致细线与竖直夹角变小， 细线长度缓慢变长至L,'=2m。稳定后，物块仍在水平面内做匀速圆周运动。 当运动到P点时细线断裂，一段时间后，物块恰好无碰撞的从斜面体的顶端Q 滑上斜面，从斜面上滑下后滑上木板（无动能损失），与木板共速时木板左端恰 到达O点，此刻立即取走物块，木板压缩弹簧后进入光滑区域。已知物块与木 板的动摩擦因数为1=0.4，木板与粗糙水平地面的动摩擦因数2=0.05，重 力加速度g=10m/s2,P、Q点在同一竖直面内且两点的高度差为h=0.8m, sin53°=0.8，cos53°=0.6，弹簧长度足够长且始终处于弹性限度内，不计空气 阻力，求： Y98a8 (I)物块落上斜面时速度的大小Q; (2)悬挂点松动过程中，细线对物块做的功W； (3)木板恰好完全进入水平地面光滑区域时的速度大小w。 高三物理第8页共8页