内容正文:
高三年级开学摸底考试
物理试题
本试卷满分100分,考试时间75分钟
一、选择题:本题共10小题,共46分。第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 2024年9月珠海航展,我国新型隐身战机“歼-35”首次亮相。某战机在表演中按如图所示虚线轨迹飞行,轨迹从A点到D点依次为抛物线(AB段)、直线(BC段)、圆弧线(CD段)。下列说法正确的是( )
A. 战机从A点到D点所受合外力可能是恒力
B. 战机在AB段所受合外力方向一定竖直向上
C. 战机在BC段所受合外力可能为0
D. 战机在CD段所受的合外力大小一定不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.战机在圆弧线CD段所受合外力方向一定变化,故该力不可能为恒力,故A错误;
B.战机在AB段做抛物线运动,所受合外力方向不一定竖直向上,故B错误;
C.战机在段做直线运动,若为匀速直线运动,则所受合外力为0,故C正确;
D.战机在段做圆周运动但不一定是匀速率圆周运动,合外力的大小可能改变,故D错误。
故选C。
2. 一辆汽车在平直的公路上从静止开始运动,先做匀加速运动,再以最大速度做匀速运动,然后做匀减速运动至速度为零,全程的图像如图所示。已知全程用时50s,全程的平均速度为,最大速度为,则匀速运动的时间为( )
A. 30s B. 36s C. 38s D. 40s
【答案】A
【解析】
【详解】设匀速时间为t,根据平均速度公式有
解得
故选A。
3. 在车路协同系统中,车辆通过低延时通信实现超视距风险预警。测试中,车(速度)与前方车(速度)在同向车道匀速行驶。当两车相距时,车上的车路协同系统探测到前方有障碍物,随即指令车以加速度匀减速刹车。则车追上车前,两车最大距离为( )
A. 60m B. 65m
C. 70m D. 75m
【答案】B
【解析】
【详解】两车共速时间距最大,经历时间
两车最大距离为
故选B。
4. 智能手机有自动调节屏幕亮度的功能。如图所示为该调节功能的模拟电路简图,图中电路元件为光敏电阻,其阻值随外部环境光照强度增大而减小,屏幕亮度由灯泡L调节,灯泡L电阻不变,为定值电阻。则当外部环境光照强度减小时( )
A. 流过的电流不变 B. 流过的电流减小
C. 灯泡L两端电压减小 D. 灯泡L两端电压增大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.当外部环境光照强度减小时,光敏电阻阻值变大,电路总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流减小,路端电压增大;由于两端电压增大,所以流过的电流增大,故AB错误;
CD.根据
由于流过的电流增大,所以流过灯泡L的电流减小,则灯泡L两端电压减小,故C正确,D错误。
故选C。
5. 某场冰壶比赛中,投掷出的冰壶沿直线运动,运动员通过刷冰使冰壶在逐渐减小的摩擦力作用下停到指定位置。能正确反映该过程中冰壶的位移x、速度v、加速度a随时间t变化规律的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AD.依题意,冰壶运动过程中所受摩擦力逐渐减小,由牛顿第二定律
可知加速度逐渐减小,做减速运动,其位移与时间不成正比关系。故AD错误;
BC.v-t图像中斜率表示加速度,由图可知C选项符合题意。故B错误;C正确。
故选C。
6. 如图所示为某中学的楼梯侧面的结构简图,每级台阶的水平距离均为、高度均为且边缘在同一条直线上。现将一小球(视为质点)从台阶1的边缘以一定的初速度水平抛出,小球首次落在台阶5上,不计空气阻力,重力加速度大小取,则的大小可能为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设球从台阶1边缘水平抛出,初速度为v0。台阶1到台阶5相差4级台阶,故总竖直高度为4h=0.8m,总水平距离为4s=1.2m。小球竖直方向由自由落体规律得
解得t= 0.4s
水平方向位移,欲使小球正好落到台阶5边缘,有x=1.2m
解得v0 = 3m/s
验证小球不会先落在台阶2、3、4:以台阶4为例,其下落高度0.6m所需时间
对应水平位移x₄ =≈1.04m > 0.9m(台阶4边缘的水平距离),故不会先落在台阶4;检查台阶2、3同理可知也不会提前落下。
故选C。
7. 如图所示,带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在匀强电场,板长为L(不考虑边界效应)。t=0时刻,M板中点处的粒子源发射两个速度大小为v0的相同粒子,垂直M板向右的粒子,到达N板时速度大小为;平行M板向下的粒子,刚好从N板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用,则( )
A. M板电势高于N板电势
B. 两个粒子的电势能都增加
C. 粒子在两板间的加速度
D. 粒子从N板下端射出的时间
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于不知道两粒子的电性,故不能确定M板和N板的电势高低,故A错误;
B.根据题意垂直M板向右的粒子,到达N板时速度增加,动能增加,则电场力做正功,电势能减小;则平行M板向下的粒子到达N板时电场力也做正功,电势能同样减小,故B错误;
CD.设两板间距离为d,对于平行M板向下的粒子刚好从N板下端射出,在两板间做类平抛运动,有
对于垂直M板向右的粒子,在板间做匀加速直线运动,因两粒子相同,在电场中加速度相同,有
联立解得
,
故C正确,D错误;
故选C。
8. 如图所示为形状相同的两个劈形物体,它们之间的接触面光滑,两物体与地面的接触面均粗糙,现对A施加水平向右的力,两物体均保持静止,则物体B的受力个数可能是( )
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
【答案】AC
【解析】
【详解】对A受力分析可知,当F与A所受的静摩擦力大小相等时,则A、B之间没有弹力,当F比A所受的静摩擦力更大时,则A、B之间有弹力。当A对B没有弹力时,B受到重力和地面的支持力2个力;当A对B有弹力时,B还受到重力、地面的支持力与摩擦力,共4个力,故AC符合题意,BD不符合题意。
故选AC。
9. 光流定位技术通过分析图像序列中景物像素点的运动来确定物体或相机的位置和运动状态。一架无人机飞行时在水平面内做匀变速运动,摄像头正对水平地面进行拍摄,观察到水平地面上一固定景物在拍摄图像中所对应的像素点每隔相等时间间隔从图像中位置依次运动至、、。对于该过程,下列说法正确的是( )
A. 无人机在南北方向上做匀速直线运动
B. 无人机在东西方向上做匀速直线运动
C. 空气对无人机的作用力水平向西
D. 景物对应像素点到点时,无人机速度向北
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由题图可知,在相同时间内无人机在南北方向上通过的位移相等,所以无人机在南北方向上做匀速直线运动,故A正确;
B.由题图可知,相同时间内无人机在东西方向上通过的位移逐渐减小,所以无人机在东西方向上做减速直线运动,故B错误;
C.由于无人机在南北方向上做匀速直线运动,在东西方向上向东做减速直线运动,可知空气对无人机的作用力存在水平向西的分量,同时存在竖直向上的分量与重力平衡,故C错误;
D.由题图可知,在东西方向上,无人机的位移满足
根据逆向思维可知,景物对应像素点到点时,无人机沿东西方向的速度为0,由于景物在南北方向上相对无人机向南运动,所以此时无人机速度向北,故D正确。
故选AD。
10. 如图,在峡谷救援行动中,救援队员需将物资包(视为质点)从断崖一侧的点抛射到另一侧较低的平台点,抛出速度大小,方向与水平方向成角向上。抛出点和落点的连线与水平方向成角(俯角)。重力加速度大小取,忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 物资包从抛出点到落点的运动时间为6s
B. 物资包在落点的速度方向与水平方向夹角为
C. 物资包在运动轨迹最高点处的速度大小为
D. 抛出点和落点之间的距离为90m
【答案】AC
【解析】
【详解】A.将物资包的运动分解为沿方向和垂直方向两个分运动,垂直方向的初速度为,加速度为
根据对称性可知,物资包从抛出点到落点的运动时间为,故A正确;
B.物资包在落点竖直方向的分速度为
物资包在落点的速度方向与水平方向夹角满足,故B错误;
C.物资包在运动轨迹最高点处的竖直分速度为0,则此时速度大小为,故C正确;
D.物资包在沿方向做初速度为0的匀加速直线运动,其中加速度大小为
则抛出点和落点之间的距离为,故D错误。
故选AC。
二、填空题:每空2分,共16分
11. 某同学想用一根弹簧测量某物块的质量,设计了如图甲所示的装置。轻弹簧的左端与固定在水平桌面上的挡板连接,挡板与桌子边沿的毫米刻度尺的零刻度线对齐。绕过桌子右端定滑轮的轻绳,一端连接轻弹簧右端,另一端悬吊若干个质量均为50g的钩码,滑轮与轻弹簧间的轻绳与桌面平行,弹簧右端连有一竖直指针,其位置可在刻度尺上读出。
(1)不挂钩码时,指针指在图乙中所指的位置,则弹簧的原长___________
(2)依次挂上1个、2个、3个个钩码进行多次实验,每次待稳定后,分别测出指针所指位置的刻度尺示数,求出每次实验弹簧的伸长量,其中_________(结果用表示),作图像如图丙所示。
(3)根据图丙,撤去钩码,挂上待测物块,稳定时弹簧的伸长量为1.50cm,则物块的质量_________g。
【答案】(1)20.0
(2)
(3)125
【解析】
【小问1详解】
不挂钩码时,指针指在图乙中所指的位置,则弹簧的原长
【小问2详解】
弹簧的伸长量等于稳定后弹簧的长度减去弹簧的原长,则有
【小问3详解】
撤去钩码,挂上待测物块,稳定时弹簧的伸长量为1.50cm,根据图丙,可得
其中一个钩码的质量为,解得物块的质量为
12. 某探究小组设计了图甲所示的装置来研究平抛运动的规律。在水平实验桌的右端边缘固定一个光电门,轻质弹簧一端固定在桌面的挡板上。与水平面的夹角为的倾斜固定长木板的上端和桌面等高,木板紧挨着桌面且弹簧对着木板的中央。用小钢球压缩弹簧,然后由静止释放,小钢球以某一水平初速度从桌面抛出,落在倾斜长木板上,标记出落点的位置。重力加速度大小为,请回答下列问题:
(1)如图乙,游标卡尺测得小钢球的直径___________cm,若某次光电门记录到小钢球挡光时间为,则小钢球水平抛出的速度___________(结果用表示)。
(2)改变小钢球压缩弹簧的形变量,获得多组挡光时间和抛出点、落点间的距离的数据,以为纵坐标,为横坐标作图,得到一条过原点的直线,若斜率___________(结果用g、d表示),则说明平抛运动在水平方向上做___________运动、竖直方向上做___________运动。
【答案】(1) ①. 2.26 ②.
(2) ①. ②. 匀速直线 ③. 自由落体
【解析】
【小问1详解】
[1]小钢球的直径
[2]小钢球水平抛出的速度
【小问2详解】
[1][2][3]探索光电门记录的挡光时间和间的距离的关系,来研究平抛运动,则有,,
联立可得
可知若斜率为,就说明平抛运动的水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动。
三、解答题:本题3小题,共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后结果的不能给分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 随着我国火箭技术的飞速发展,全国中学生也掀起了一股制作水火箭的热潮。沈阳某高中物理科技小组制作了一个“二级推进一级减速”的水火箭:先将水火箭静置在地面上,启动一级推进装置,水火箭立即以的加速度向上飞起,5s后,一级推进装置从箭体脱落的同时,二级推进装置立即启动,接下来水火箭匀速上升1.5s后,二级推进装置工作结束。当箭体下落的速度达到时,减速装置立即启动,箭体落到地面时速度恰好为零,假设水火箭始终在竖直方向做直线运动,空气阻力忽略不计,重力加速度大小取,求:
(1)水火箭上升的最大高度;
(2)当水火箭的减速装置启动时其加速度的大小(结果保留3位有效数字)。
【答案】(1)100m
(2)8.18m/s²
【解析】
【小问1详解】
一级加速后的速度
一级加速后上升的高度
二级匀速位移
之后匀减速到最高点
水火箭上升的最大高度
【小问2详解】
水火箭从最高点下落到速度,下落高度
下落到速度至落地
14. 长为的轻绳一端固定在点,另一端系一个质量为的小球。重力加速度为,不计空气阻力。
(1)如图1所示,将小球拉至某一位置,轻绳与竖直方向夹角为,静止释放小球。
a.求小球运动到最低点时受到绳的拉力大小;
b.若较小,释放后小球做简谐运动。求一个周期内绳对小球拉力的冲量大小。
(2)如图2所示,使小球在水平面内做匀速圆周运动,轻绳与竖直方向夹角为,求小球运动的周期。
【答案】(1)a.;b.
(2)
【解析】
【小问1详解】
a.小球从静止释放到最低点的过程中,根据机械能守恒可得
解得
在最低点,由牛顿第二定律可得
解得
b.若较小,释放后小球做简谐运动;根据单摆周期公式可得
根据动量定理可得
联立解得一个周期内绳对小球拉力的冲量大小为
【小问2详解】
使小球在水平面内做匀速圆周运动,轻绳与竖直方向夹角为,根据牛顿第二定律可得
其中
解得小球运动的周期为
15. 如图,长度为L、质量为2m的竖直玻璃空管正中间放置一个质量为m的弹性小球,初始时,用手托住玻璃空管底部,使弹性小球、玻璃空管均处于静止状态。现在撤去手,并对玻璃空管施加竖直方向的恒力,使玻璃空管沿竖直方向运动。若玻璃空管、弹性小球间的滑动摩擦力恒为2mg,玻璃空管运动过程未与地面接触,小球的直径远小于玻璃空管的长度L,重力加速度大小为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力。
(1)若给玻璃空管施加竖直向下的恒力F0,使玻璃空管迅速向下运动,弹性小球恰好能够相对玻璃空管滑动,求弹性小球的加速度大小;
(2)若给玻璃空管施加竖直向上的恒力F1,使玻璃空管迅速向上运动,弹性小球恰好能够相对玻璃空管滑动,求F1的大小;
(3)若给玻璃空管施加竖直向上的恒力F2=10mg,要使弹性小球能够从玻璃空管下端滑出,求F2的最短作用时间。
【答案】(1)3g (2)6mg
(3)
【解析】
【小问1详解】
弹性小球刚好能够相对玻璃空管滑动,对弹性小球,根据牛顿第二定律可得
解得
【小问2详解】
以玻璃空管和弹性小球整体为研究对象,根据牛顿第二定律可得
对弹性小球,根据牛顿第二定律可得
联立解得
【小问3详解】
以玻璃空管为研究对象,根据牛顿第二定律可得
解得
以弹性小球为研究对象,根据牛顿第二定律可得
解得
设F2作用t1时间后撤去,弹性小球恰好能够相对玻璃空管下端滑出,则撤去力F2前的过程,对玻璃空管有,
对弹性小球有,
撤去力F2后,对玻璃空管,根据牛顿第二定律可得
解得
弹性小球到达玻璃空管下端时刚好与玻璃管共速,则有
此过程玻璃空管与弹性小球的位移分别为,
根据位移关系可得
联立解得
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
高三年级开学摸底考试
物理试题
本试卷满分100分,考试时间75分钟
一、选择题:本题共10小题,共46分。第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 2024年9月珠海航展,我国新型隐身战机“歼-35”首次亮相。某战机在表演中按如图所示虚线轨迹飞行,轨迹从A点到D点依次为抛物线(AB段)、直线(BC段)、圆弧线(CD段)。下列说法正确的是( )
A. 战机从A点到D点所受合外力可能是恒力
B. 战机在AB段所受合外力方向一定竖直向上
C. 战机在BC段所受合外力可能为0
D. 战机在CD段所受的合外力大小一定不变
2. 一辆汽车在平直的公路上从静止开始运动,先做匀加速运动,再以最大速度做匀速运动,然后做匀减速运动至速度为零,全程的图像如图所示。已知全程用时50s,全程的平均速度为,最大速度为,则匀速运动的时间为( )
A. 30s B. 36s C. 38s D. 40s
3. 在车路协同系统中,车辆通过低延时通信实现超视距风险预警。测试中,车(速度)与前方车(速度)在同向车道匀速行驶。当两车相距时,车上的车路协同系统探测到前方有障碍物,随即指令车以加速度匀减速刹车。则车追上车前,两车最大距离为( )
A. 60m B. 65m
C. 70m D. 75m
4. 智能手机有自动调节屏幕亮度的功能。如图所示为该调节功能的模拟电路简图,图中电路元件为光敏电阻,其阻值随外部环境光照强度增大而减小,屏幕亮度由灯泡L调节,灯泡L电阻不变,为定值电阻。则当外部环境光照强度减小时( )
A. 流过的电流不变 B. 流过的电流减小
C. 灯泡L两端电压减小 D. 灯泡L两端电压增大
5. 某场冰壶比赛中,投掷出的冰壶沿直线运动,运动员通过刷冰使冰壶在逐渐减小的摩擦力作用下停到指定位置。能正确反映该过程中冰壶的位移x、速度v、加速度a随时间t变化规律的图像是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示为某中学的楼梯侧面的结构简图,每级台阶的水平距离均为、高度均为且边缘在同一条直线上。现将一小球(视为质点)从台阶1的边缘以一定的初速度水平抛出,小球首次落在台阶5上,不计空气阻力,重力加速度大小取,则的大小可能为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在匀强电场,板长为L(不考虑边界效应)。t=0时刻,M板中点处的粒子源发射两个速度大小为v0的相同粒子,垂直M板向右的粒子,到达N板时速度大小为;平行M板向下的粒子,刚好从N板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用,则( )
A. M板电势高于N板电势
B. 两个粒子的电势能都增加
C. 粒子在两板间的加速度
D. 粒子从N板下端射出的时间
8. 如图所示为形状相同的两个劈形物体,它们之间的接触面光滑,两物体与地面的接触面均粗糙,现对A施加水平向右的力,两物体均保持静止,则物体B的受力个数可能是( )
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
9. 光流定位技术通过分析图像序列中景物像素点的运动来确定物体或相机的位置和运动状态。一架无人机飞行时在水平面内做匀变速运动,摄像头正对水平地面进行拍摄,观察到水平地面上一固定景物在拍摄图像中所对应的像素点每隔相等时间间隔从图像中位置依次运动至、、。对于该过程,下列说法正确的是( )
A. 无人机在南北方向上做匀速直线运动
B. 无人机在东西方向上做匀速直线运动
C. 空气对无人机的作用力水平向西
D. 景物对应像素点到点时,无人机速度向北
10. 如图,在峡谷救援行动中,救援队员需将物资包(视为质点)从断崖一侧的点抛射到另一侧较低的平台点,抛出速度大小,方向与水平方向成角向上。抛出点和落点的连线与水平方向成角(俯角)。重力加速度大小取,忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 物资包从抛出点到落点的运动时间为6s
B. 物资包在落点的速度方向与水平方向夹角为
C. 物资包在运动轨迹最高点处的速度大小为
D. 抛出点和落点之间的距离为90m
二、填空题:每空2分,共16分
11. 某同学想用一根弹簧测量某物块的质量,设计了如图甲所示的装置。轻弹簧的左端与固定在水平桌面上的挡板连接,挡板与桌子边沿的毫米刻度尺的零刻度线对齐。绕过桌子右端定滑轮的轻绳,一端连接轻弹簧右端,另一端悬吊若干个质量均为50g的钩码,滑轮与轻弹簧间的轻绳与桌面平行,弹簧右端连有一竖直指针,其位置可在刻度尺上读出。
(1)不挂钩码时,指针指在图乙中所指的位置,则弹簧的原长___________
(2)依次挂上1个、2个、3个个钩码进行多次实验,每次待稳定后,分别测出指针所指位置的刻度尺示数,求出每次实验弹簧的伸长量,其中_________(结果用表示),作图像如图丙所示。
(3)根据图丙,撤去钩码,挂上待测物块,稳定时弹簧的伸长量为1.50cm,则物块的质量_________g。
12. 某探究小组设计了图甲所示的装置来研究平抛运动的规律。在水平实验桌的右端边缘固定一个光电门,轻质弹簧一端固定在桌面的挡板上。与水平面的夹角为的倾斜固定长木板的上端和桌面等高,木板紧挨着桌面且弹簧对着木板的中央。用小钢球压缩弹簧,然后由静止释放,小钢球以某一水平初速度从桌面抛出,落在倾斜长木板上,标记出落点的位置。重力加速度大小为,请回答下列问题:
(1)如图乙,游标卡尺测得小钢球的直径___________cm,若某次光电门记录到小钢球挡光时间为,则小钢球水平抛出的速度___________(结果用表示)。
(2)改变小钢球压缩弹簧的形变量,获得多组挡光时间和抛出点、落点间的距离的数据,以为纵坐标,为横坐标作图,得到一条过原点的直线,若斜率___________(结果用g、d表示),则说明平抛运动在水平方向上做___________运动、竖直方向上做___________运动。
三、解答题:本题3小题,共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后结果的不能给分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 随着我国火箭技术的飞速发展,全国中学生也掀起了一股制作水火箭的热潮。沈阳某高中物理科技小组制作了一个“二级推进一级减速”的水火箭:先将水火箭静置在地面上,启动一级推进装置,水火箭立即以的加速度向上飞起,5s后,一级推进装置从箭体脱落的同时,二级推进装置立即启动,接下来水火箭匀速上升1.5s后,二级推进装置工作结束。当箭体下落的速度达到时,减速装置立即启动,箭体落到地面时速度恰好为零,假设水火箭始终在竖直方向做直线运动,空气阻力忽略不计,重力加速度大小取,求:
(1)水火箭上升的最大高度;
(2)当水火箭的减速装置启动时其加速度的大小(结果保留3位有效数字)。
14. 长为的轻绳一端固定在点,另一端系一个质量为的小球。重力加速度为,不计空气阻力。
(1)如图1所示,将小球拉至某一位置,轻绳与竖直方向夹角为,静止释放小球。
a.求小球运动到最低点时受到绳的拉力大小;
b.若较小,释放后小球做简谐运动。求一个周期内绳对小球拉力的冲量大小。
(2)如图2所示,使小球在水平面内做匀速圆周运动,轻绳与竖直方向夹角为,求小球运动的周期。
15. 如图,长度为L、质量为2m的竖直玻璃空管正中间放置一个质量为m的弹性小球,初始时,用手托住玻璃空管底部,使弹性小球、玻璃空管均处于静止状态。现在撤去手,并对玻璃空管施加竖直方向的恒力,使玻璃空管沿竖直方向运动。若玻璃空管、弹性小球间的滑动摩擦力恒为2mg,玻璃空管运动过程未与地面接触,小球的直径远小于玻璃空管的长度L,重力加速度大小为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力。
(1)若给玻璃空管施加竖直向下的恒力F0,使玻璃空管迅速向下运动,弹性小球恰好能够相对玻璃空管滑动,求弹性小球的加速度大小;
(2)若给玻璃空管施加竖直向上的恒力F1,使玻璃空管迅速向上运动,弹性小球恰好能够相对玻璃空管滑动,求F1的大小;
(3)若给玻璃空管施加竖直向上的恒力F2=10mg,要使弹性小球能够从玻璃空管下端滑出,求F2的最短作用时间。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$