精品解析：山东日照市2026-2027学年高三上学期开学考试物理试题

2024级高三上学期开学考试 物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4．本试卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。 一、单项选择题：本题包括8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图所示，背越式跳高是专业运动员在比赛中常用的跳高技术。下列说法中正确的是（　　） A. 研究运动员跳高动作时，运动员可看成质点 B. “背越式”掌握好的运动员过横杆时重心也要高于横杆 C. 运动员起跳时对地面的作用力与地面对运动员的作用力大小相等 D. 整个过程中，运动员的重心在身体上的位置保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．研究运动员跳高动作时，需要分析运动员的肢体姿态和动作细节，运动员的大小和形状不能忽略，因此不能将运动员看成质点，故A错误； B．由图可知背越式跳高运动员过杆时身体弯曲呈弧形，重心可能位于身体之外且低于横杆，这样能降低起跳所需的能量，因此重心不一定高于横杆，故B错误； C．运动员起跳时对地面的作用力与地面对运动员的作用力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小始终相等，方向相反，故C正确； D．运动员在跳高过程中身体姿态不断变化，质量分布相对于身体的位置发生改变，因此重心在身体上的相对位置是变化的，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，质量均为m的物块A、B上、下表面均与斜面平行，物块B叠放在物块A上，一起沿倾角为的固定斜面匀速下滑。下列说法正确的是（　　） A. 物块A、B间没有摩擦力 B. 物块A受到物块B的摩擦力方向沿斜面向上 C. 物块A受到斜面的摩擦力大小为 D. 物块A与斜面间的动摩擦因数 【答案】D 【解析】 【详解】AB．对B受力分析，由平衡条件可知，B受竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力。由牛顿第三定律得，物块A受到物块B的摩擦力方向沿斜面向下。故AB错误； CD．对AB整体受力分析，由平衡条件可得，， 解得，。故C错误，D正确。 故选D。 3. 某次新能源汽车安全测试中，汽车沿平直的公路行驶，突然发现前方有障碍物，智能系统识别后紧急制动。从制动开始计时，该汽车运动的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 末汽车的速度为 B. 第内汽车的平均速度为 C. 前内汽车的位移为 D. 第内汽车的位移为 【答案】C 【解析】 【详解】匀变速直线运动位移公式为 ，将式子两边同除以，整理得：  结合题图可得，初速度 ，加速度  汽车从制动到停下的总时间  A．2s末汽车速度为，故A错误； B．第1s内汽车平均速度，故B错误； C．前4s内汽车实际运动总时间仅2.5s，前4s位移等于2.5s内的总位移，故C正确； D．第2s内是t=1s到t=2s的区间，位移为，故D错误。 故选 C。 4. 如图所示为运动合成与分解的演示实验。在一端封闭的长玻璃管内注满清水，水中放一个圆柱形红蜡块，将长玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧。现将玻璃管倒置，同时将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右移动，蜡块的实际运动轨迹如图中虚线所示，已知蜡块相对玻璃管匀速上升。关于红蜡块的运动，下列说法正确的是（　　） A. 速度不断增大 B. 速度先减小后增大 C. 加速度保持不变 D. 加速度先水平向右后水平向左 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由图可知，红蜡块做曲线运动，所受合力的方向指向曲线的凹侧；在水平方向上，红蜡块受到的合力先水平向左后水平向右，故红蜡块水平方向的速度先减小后增大，而竖直方向匀速上升，故红蜡块速度先减小后增大，故A错误，B正确； CD．红蜡块受到的合力先水平向左后水平向右，红蜡块的加速度方向先水平向左后水平向右，故红蜡块加速度变化，故CD错误。 故选B。 5. 天琴计划是以中国为主导的国际空间引力波探测计划，该计划利用三颗完全相同的卫星组成等边三角形编队，地球位于等边三角形的中心。已知三颗卫星之间的距离为L，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，忽略三颗卫星A、B、C之间的作用力。则下列说法正确的是（　　） A. 卫星的周期为 B. 卫星的加速度为 C. 卫星距离地面的高度为 D. 卫星的运行速度为 【答案】A 【解析】 【详解】A．设卫星的轨道半径为 ，由几何关系可知，地球位于等边三角形中心，则  根据万有引力提供向心力  以及在地球表面   联立解得 ，故A正确； B．根据万有引力提供向心力  解得 ，故B错误； C．卫星距离地面的高度 ，故C错误； D．根据万有引力提供向心力  解得 ，故D错误。 故选A。 6. 如图所示，一同学站在滑板A的右端以的速度与滑板A一起向右做匀速直线运动，在其右端有一静止的滑板B，当滑板A靠近滑板B时，该同学迅速从滑板A跳上滑板B，紧接着又从滑板B跳回滑板A，最终两滑板恰好不相撞。已知该同学的质量为，两滑板的质量均为，不计滑板与地面间的摩擦和空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 滑板A和滑板B组成的系统动量守恒 B. 跳离滑板B的过程中，滑板B的速度减小 C. 跳回滑板A后，该同学和滑板的共同速度为 D. 整个过程中，该同学对滑板B的水平方向冲量大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．上述过程中该同学与滑板A和滑板B组成的系统，在水平方向上所受合外力为0，则水平方向动量守恒，在竖直方向上所受合外力不为0，则竖直方向动量不守恒，所以该同学与滑板A和滑板B组成的系统动量不守恒，故A错误； B．该同学跳离滑板B的过程中，他对滑板B的作用力向右，滑板B向右加速，速度增大，故B错误； C．从滑板B跳回滑板A，两滑板恰好不相撞，三者共速，设速度为v，由水平方向动量守恒 其中，，解得，故C错误； D．根据动量定理可知，该同学全过程对滑板B的水平方向冲量大小为，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，一倾角、上表面光滑、底面粗糙的直角三角形底座放置在水平粗糙地面上，为固定在点的竖直杆，在其顶端O点处有一轻质光滑小滑轮。轻绳一端与质量为m的小滑块P可视为质点）相连，另一端绕过小滑轮，在拉力F的作用下，拉着小滑块P从a点沿ab缓慢上滑，运动过程中底座始终保持静止，拉力F的方向与竖直方向的夹角始终和OP绳与竖直方向的夹角相等。已知，重力加速度为g，d点为ab上的一点，不计空气阻力。小滑块P从a点滑到d点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小滑块P在a处时，细绳的拉力大小为 B. 地面对底座的摩擦力不断减小 C. 底座对地面的压力先减小后增大 D. 底座对小滑块P的作用力一直增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．对小滑块P进行受力分析，设拉力F与竖直方向夹角为，OP绳与竖直方向夹角也为，如图 在a处时，对小滑块P，沿斜面方向有 几何关系可知 解得，故A错误； BD．对P，水平方向有 对底座和小滑块P整体进行受力分析，水平方向受到地面对底座的摩擦力f，在小滑块P从a滑到d的过程中，对P分析，根据矢量三角形的动态分析图可知，随着P上滑，F增大，FN减小，减小，对整体，由平衡条件可知 可知f不断减小，底座对小滑块P的作用力一直减小，故B正确，D错误； C．对整体，在竖直方向，根据平衡条件可知，地面对底座的支持力 由前面分析F增大，减小，所以增大，则N增大，根据牛顿第三定律可知，底座对地面的压力一直增大，故C错误。 故选B。 8. 如图所示，一倾角足够长的光滑斜面固定在水平面上，底部有一垂直斜面的挡板。一劲度系数为k的轻弹簧两端分别与物块A、B拴接，初始时，物块B紧靠挡板，物块A静止在斜面上。现将物块C从斜面上与物块A距离的位置处由静止释放，与A碰撞后粘在一起。已知物块A、B、C的质量分别为、、，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度为g，弹性势能（其中k为轻弹簧的劲度系数、x为轻弹簧的形变量）。下列判断正确的是（　　） A. 物块C、A碰撞前弹簧的形变量为 B. 物块C、A碰撞后瞬间的速度大小为 C. 碰后物块C、A做简谐运动的振幅为 D. 物块B对挡板的最大压力与最小压力之差为 【答案】C 【解析】 【详解】A．物块C、A碰撞前，对A，由平衡条件有 解得弹簧的形变量为，故A错误； B．物块C、A碰撞前，对C，根据牛顿第二定律有 设物块C、A碰撞前瞬间C的速度为，则有 规定沿斜面向下为正方向，根据动量守恒有 代入题中数据，联立解得，故B错误； C．碰后A、C整体做简谐运动，平衡位置弹簧的压缩量为，则有 解得 设最低点弹簧的压缩量为，从碰后到最低点根据系统机械能守恒有 联立解得 则碰后A、C整体做简谐运动的振幅，故C正确； D．A、C整体运动到最高点时，B对挡板压力最小，此时弹簧的压缩量 选B为研究对象，根据平衡条件得 联立解得 A、C整体运动到最低点时，B对挡板压力最大，此时弹簧的压缩量为，选B为研究对象，根据平衡条件得 联立解得 B对挡板的最大压力与最小压力之差，故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题包括4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图甲所示，固定在轻杆一端的小球，可以绕轻杆另一端O在竖直平面内做圆周运动。测得小球通过最高点时的速度大小v，与在最高点时受杆的作用力F，得到图像如图乙所示。取竖直向上为正方向，g取。下列判断正确的是（　　） A. 小球的质量为 B. 轻杆的长度为 C. 若小球通过最高点时的速度大小为，则轻杆对小球的作用力大小为 D. 若小球通过最高点时的速度大小为，则小球受到的合外力为 【答案】BD 【解析】 【详解】设轻杆对小球作用力为，取竖直向上为正方向 在最高点，根据牛顿第二定律： 整理得 由图像可知： A．当时，，即 解得小球质量，故A错误； B．当时， 因此杆长为，故B正确； C．若，此时有 代入公式得，故C错误； D．若，此时有 合外力即为向心力：，故D正确。 故选BD。 10. 科学研究发现银河系中存在彼此潮汐锁定的双星系统，即它们绕连线上的同一点O做匀速圆周运动，同时自转，由于潮汐力的作用，其自转周期逐渐与公转周期同步。已知某彼此潮汐锁定的双星系统中，、B两星的质量之比为，它们的密度近似相等。下列说法正确的是（　　） A. A、B两星公转的向心力大小之比为 B. A、B两星公转轨道半径之比为 C. A、B两星公转的向心加速度大小之比为 D. A、B两星“赤道”上放置的物体随星体自转时线速度之比为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．双星系统由彼此间的万有引力提供绕转所需的向心力，故向心力大小相等，之比为，故A错误； BC．设双星间距为L，则对A、B分别有 解得，故BC正确； D．双星自转周期与公转周期同步，根据 又由 可知 A、B两星“赤道”上放置的物体随星体自转时线速度之比为，故D错误。 故选 BC。 11. 如图所示，质量均为的木块A、B并排放在光滑水平面上，木块A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为l的细线，细线另一端系一质量为m的小球C。现将小球C拉起使细线水平伸直且无拉力，并由静止释放小球C，重力加速度为g，小球和木块均可视为质点。下列判断正确的是（　　） A. 小球C从释放到轨迹最低点的过程中，物体A、B和小球C组成的系统动量守恒 B. 小球C从释放到轨迹最低点的过程中，木块A移动的距离为 C. 木块A、B分离时，木块A的速度大小为 D. 小球C轨迹最低点与第一次上升到轻杆左侧最高点的高度差为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．系统动量守恒的条件是合外力为零。小球C从释放到最低点的过程中，C有竖直方向的向心加速度分量，系统竖直方向合外力不为零，仅水平方向不受外力、水平方向动量守恒，总动量不守恒。故A错误； B．小球C从释放到轨迹最低点的过程中，系统水平方向动量守恒，初始总水平动量为0，最低点时小球C水平向左的速度大小为，木块A、B整体向右的速度大小为，以水平向左为正方向，可得 设小球C水平向左的位移大小为，木块A、B整体向右的位移大小为，根据“人船模型”规律，可得 且两者相对水平位移满足 联立解得，即A、B整体向右移动，故B正确。 C．小球摆到轨迹最低点时，细线拉力竖直向上，此后C向左摆动会拉动A减速，而B在光滑水平面不受力将保持匀速，此时A、B恰好分离。 从释放到最低点的过程，系统机械能守恒得 联立解得分离时C的速度大小，A、B的共同速度大小。故C正确。 D．A、B分离后，B以匀速向右运动，A和C组成的系统，当C第一次上升到轻杆左侧最高点时，C和A水平方向共速，根据系统水平动量守恒得 根据机械能守恒得 解得C上升的高度 因此最低点与左侧最高点的高度差为​。故D正确。 故选BCD。 12. 如图所示，劲度系数为100N/m的轻弹簧下端连接在倾角为53°的固定光滑斜面的底端，上端连接物块P。斜面顶端O处有一定滑轮（可视为质点），圆环Q套在光滑竖直杆上，物块P通过平行于斜面的轻绳绕过定滑轮与圆环Q相连。竖直杆上有A、B、C三个点，其中A点与O点等高，AO=0.6m，AB=0.45m，AC=0.8m。初始时通过外力使圆环Q静止在C点，此时轻绳的拉力大小为60N。现撤去外力，将圆环Q由静止释放。已知物块P的质量为5kg，圆环Q的质量为1kg，重力加速度大小取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，弹簧始终在弹性限度内。下列判断正确的是（　　） A. 圆环Q经过B点时，弹簧的弹性势能为0.125J B. 圆环Q经过B点时的速度大小为2m/s C. 圆环Q从C点运动到A点的过程中，轻绳拉力对物块P做的功为16J D. 圆环Q从C点运动到A点的过程中，圆环Q的动能增加了8J 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设初始状态弹簧伸长量为，对P由平衡条件得 解得 由几何关系可知， 圆环Q经过B点时，物块P下降的距离为 此时弹簧压缩量 弹簧的弹性势能，故A正确； B．初始状态弹簧的弹性势能 设圆环Q经过B点时的速度方向与绳夹角为，由几何关系可知 且有 对于物块P、圆环Q及弹簧组成的系统，圆环Q从C到B的过程，根据机械能守恒定律有 其中 解得，故B错误； C．圆环Q上升至A点时物块P下降的距离为 则此时弹簧压缩量为 圆环Q上升至A点时物块沿绳方向的分速度为，则此时P的速度为； 对于物块P、圆环Q及弹簧组成的系统，圆环Q从C到A的过程中，根据机械能守恒定律有 解得 设轻绳拉力对物块P做的功为，对物块P根据动能定理有 解得，故C错误； D．圆环Q从C到A的过程中，圆环Q的动能增加量，故D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题包括6小题，共60分。 13. 如图甲所示，为某实验小组验证机械能守恒定律的实验装置。在竖直木板上贴上白纸，白纸上有一正方形，边水平，用9条平行于边的线将正方形10等分，每份的高度为。长为的细线一端与固定在点的力传感器相连，另一端拴接一个小球。实验时，依次从1-9号线由静止释放小球，每次释放时细线均拉直。已知小球的质量为m，忽略小球的大小，重力加速度为g。 （1）关于实验器材，下列说法正确的是_______ A. 应选用密度大的钢质小球 B. 应选用密度小的木质小球 C. 应选用几乎没有弹性的细线 D. 应选用弹性良好的细线 （2）记录每次小球由静止释放到最低点的高度（为正整数，），以及小球运动过程中力传感器的最大示数，作出图像，如图乙所示。若图像是一条倾斜直线，图像与纵轴的截距等于_______，斜率等于_______，则小球运动过程中机械能守恒。（用m、g表示） 【答案】（1）AC （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 AB．本题验证机械能守恒，为减小空气阻力的影响，应选择密度大体积小的钢质小球，故A正确，B错误； CD．验证机械能守恒，即重力做的功等于动能的变化量，实验中需要测量细线的拉力，若细线有弹性会导致拉力测量不准确，因此应选用几乎没有弹性的细线，故C正确，D错误。 故选AC。 【小问2详解】 [1][2]若机械能守恒则有 球做圆周运动，球运动到最低点时，拉力最大，即 解得 所以若图像与纵轴的截距等于，斜率等于时，机械能守恒。 14. 某实验小组用如图甲所示实验装置探究“质量一定时加速度与物体受力的关系”。 （1）下列实验操作，正确的是_______（选填选项前的字母）。 A. 调节定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行 B. 细绳下端挂上槽码，将长木板右端用垫块适当垫高，以补偿小车受到的阻力 C. 实验时应先释放小车再接通打点计时器的电源 D. 除图中器材外，还需要刻度尺 （2）图乙是某次实验过程中得到的纸带， A、B、C、D、E、F、G是选取的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个计时点没有画出，打点计时器使用的电源频率，则小车运动的加速度_______（结果保留2位有效数字）。 （3）另一实验小组采用图丙的装置进行实验。实验时保持长木板水平、滑块质量不变。在沙桶中放入适量细沙，由静止释放滑块，记录力传感器的示数F，利用纸带上打出的点计算出滑块的加速度a。改变沙桶中细沙的质量重复实验，得到多组F、a，并作出图像如图丁所示。已知图像的斜率为k，横轴截距为b。除滑块与长木板之间的摩擦外，其余阻力均可忽略不计。由图丁可知，滑块的质量为_______；滑块与长木板之间的动摩擦因数为_______。（用k、b、g表示） 【答案】（1）AD （2）0.50 （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 A．调节定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板平行，可保证细绳对小车的拉力沿长木板方向，故A正确； B．补偿小车受到的阻力时，不应在细绳下端悬挂槽码，应让小车拖着纸带做匀速直线运动，故B错误； C．实验时应先接通打点计时器的电源，待打点稳定后再释放小车，故C错误； D．处理纸带时需要用刻度尺测量计数点间的距离，故D正确。 故选AD。 【小问2详解】 相邻两个计数点间还有四个计时点，故相邻计数点间包含五个打点周期，时间间隔满足 代入题给频率，得到。由图读出，从点到点和从点到点的累计位移分别为和。设这两个累计位移分别为和，将六段相邻位移分成前、后三段，由逐差法得小车加速度方程为 代入数据得 【小问3详解】 [1]力传感器的示数等于细绳张力。以滑块为研究对象，取水平向右为正方向，滑块在竖直方向受力平衡，故其所受动摩擦力大小为。由牛顿第二定律得 整理得 图线斜率为，且过点，故图线方程为 比较的系数和常数项，有和 由第一式解得滑块的质量为 [2]由前述滑块动力学方程和图线方程的比较结果，在滑块质量、接触面和重力加速度不变的条件下，动摩擦因数为 15. 一简谐横波沿水平方向传播，如图甲所示，在波的传播方向上有A、B、C三点，其中，时刻开始观察到A、C两点处质点的振动情况分别如图乙和丙所示。求： （1）该波的波长 （2）若振源位于A点，起振方向向上，且（为波长），那么从振源起振开始计时，B处质点第1次到达波峰需要多长时间？ 【答案】（1）若波由A传向C，；若波由C传向A， （2） 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，时刻A点位于平衡位置且向上振动，周期。由图丙可知，时刻C点位于波峰。若波由A传向C，则A、C间距离满足 已知，则。解得 若波由C传向A，则A、C间距离满足 解得 【小问2详解】 振源位于A点且起振方向向上，说明波由A传向C。由题意且，可得 将第（1）问中波由A传向C的波长公式，代入解得 此时波长 波速 波从A传到B所需时间 B处质点起振方向与振源相同，即向上振动，从起振到第1次到达波峰所需时间 故B处质点第1次到达波峰的总时间 16. 一辆轿车在一段平直的公路上以的速度匀速行驶，司机发现前方同车道有一辆货车以的速度匀速行驶。为避免追尾，在两车相距时，司机开始制动做匀减速运动同时鸣笛。前方货车司机听到鸣笛声后立即以的加速度做匀加速运动。若轿车刹车从的速度减小到零时运动的距离为，不考虑声音的传播时间。 （1）求轿车刹车时的加速度大小； （2）请判断轿车能否与货车发生追尾。若能发生追尾，求追尾时轿车的速度大小；若不能发生追尾，求轿车与货车的最小距离。 【答案】（1） （2）不会发生追尾，最小距离为 【解析】 【小问1详解】 轿车做匀减速直线运动，末速度为0，由匀变速直线运动速度-位移公式  解得 【小问2详解】 设经过时间两车速度相等，有   解得 此过程中轿车位移  货车位移 两车位移差 故不会追尾。 最小距离为  17. 如图甲所示，跳台滑雪赛道的助滑道与起跳平台平滑连接，长直着陆坡与水平面的夹角。质量的运动员沿助滑道从A点下滑，到达起跳平台末端B点以速度沿水平方向飞出，在空中飞行一段距离后落在着陆坡上。已知g取，，。 （1）若不考虑飞行过程中空气对运动员的作用，求B点与落点C之间的距离及运动员到达落点C时的速度； （2）若考虑飞行过程中空气对运动员的作用，运动员在空中飞行时受到空气对运动员作用力F的大小恒为运动员重力的，方向与竖直方向夹角恒为，如图乙所示。求运动员到达落点D时的速度方向与水平方向夹角的正切值。（，） 【答案】（1）；，速度方向与水平方向夹角为，其正切值。 （2） 【解析】 【小问1详解】 不考虑飞行过程中空气对运动员的作用，运动员从B点水平飞出后做平抛运动，落在倾角为的着陆坡上，因此位移偏角等于，设飞行时间为，水平位移 竖直位移 由位移偏角关系 整理得 ​ 代入、、​，解得 B、C的距离是着陆坡上的斜距，满足 解得 落点C处的竖直分速度 运动员到达落点C时的速度大小 速度方向与水平方向夹角为，其正切值。 【小问2详解】 有恒定空气作用力时，空气作用力 水平方向：空气作用力的水平分量向左，大小 水平加速度大小 以水平向右为正，水平方向做匀减速运动，任意时刻水平速度 水平位移 竖直方向：取向下为正，空气作用力的竖直分量向上，大小为 竖直加速度  竖直方向做匀加速运动，任意时刻竖直速度 竖直位移 落在着陆坡上时位移满足 整理得 解运动时间 落点处速度偏角的正切值 对比位移关系可得运动员到达落点D时的速度方向与水平方向夹角的正切值。 18. 如图所示，竖直平面内有一半径的四分之一光滑固定圆弧轨道AB，其下端B点与一水平传送带平滑连接，水平传送带右端C点与足够长的光滑水平面平滑连接。水平面上均匀排列着2026个质量均为的滑块（可视为质点），从左到右依次编号为1、2、3、…、2025、2026，相邻滑块间距均为，1号滑块恰好静止在C点，其他滑块均静止。一质量的物块a（可视为质点），以速率从A点沿圆弧切线进入圆弧轨道，其与传送带间的动摩擦因数，所有碰撞均为弹性正碰且碰撞时间不计。已知传送带长度，以恒定速率沿顺时针方向转动，g取。 （1）求物块a第一次和1号滑块碰撞前的速率； （2）若物块a经过B点记为零时刻，求2026号滑块开始运动的时刻； （3）求整个过程中物块a与传送带间因摩擦产生的总热量Q（保留两位小数）。 【答案】（1） （2）406.1s （3）20.45J 【解析】 【小问1详解】 从A到B的过程中，物块a在光滑圆弧轨道上下滑，机械能守恒。设到达B点的速度为，则有 解得 从B到C的过程中，物块a滑上皮带时速度大于皮带速度，因此物块受到向左的滑动摩擦力，做匀减速运动。由牛顿第二定律 物块减速到与皮带共速所需的位移为 所以物块a在到达C点前已经与皮带共速，接着做匀速运动。因此，物块a第一次到达C点与1号滑块碰撞前的速率为 【小问2详解】 物块在传送带上匀减速运动的时间 匀速运动的时间 从B到C的总时间 在C点，物块a与静止的 1 号滑块发生弹性正碰。设碰后a的速度为，1 号滑块的速度为。由动量守恒和机械能守恒得 解得， 由于2026个小滑块质量相等，碰撞时速度交换，故从1号滑块开始运动到2026号滑块开始运动时间为 所以，2026 号滑块开始运动的总时刻为 【小问3详解】 第一次从B到C的过程中，物块位移，传送带向右的位移为 相对位移大小 由于第一次碰撞后a物块通过传送带减速后又加速，由对称性知会以相同速度大小返回C点，并继续运动与滑块发生第二次碰撞，根据动量守恒和机械能守恒 解得， 同理可得每发生一次碰撞，a物块速度大小减为碰撞前的一半，即 同时每一次碰撞后，静止滑块就减少一个，直到1号滑块发生第2026次碰撞，所有滑块都运动起来，物块a向左经过传送带反向运动，通过C点后也维持向右匀速直线运动，不会和1号滑块发生碰撞。设第一次碰后，物块a与传送带相对运动为，，， 解得 由上述每次碰撞后速度为原来一半，可知 所以相对位移和为 总摩擦生热 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024级高三上学期开学考试 物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4．本试卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。 一、单项选择题：本题包括8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图所示，背越式跳高是专业运动员在比赛中常用的跳高技术。下列说法中正确的是（　　） A. 研究运动员跳高动作时，运动员可看成质点 B. “背越式”掌握好的运动员过横杆时重心也要高于横杆 C. 运动员起跳时对地面的作用力与地面对运动员的作用力大小相等 D. 整个过程中，运动员的重心在身体上的位置保持不变 2. 如图所示，质量均为m的物块A、B上、下表面均与斜面平行，物块B叠放在物块A上，一起沿倾角为的固定斜面匀速下滑。下列说法正确的是（　　） A. 物块A、B间没有摩擦力 B. 物块A受到物块B的摩擦力方向沿斜面向上 C. 物块A受到斜面的摩擦力大小为 D. 物块A与斜面间的动摩擦因数 3. 某次新能源汽车安全测试中，汽车沿平直的公路行驶，突然发现前方有障碍物，智能系统识别后紧急制动。从制动开始计时，该汽车运动的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 末汽车的速度为 B. 第内汽车的平均速度为 C. 前内汽车的位移为 D. 第内汽车的位移为 4. 如图所示为运动合成与分解的演示实验。在一端封闭的长玻璃管内注满清水，水中放一个圆柱形红蜡块，将长玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧。现将玻璃管倒置，同时将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右移动，蜡块的实际运动轨迹如图中虚线所示，已知蜡块相对玻璃管匀速上升。关于红蜡块的运动，下列说法正确的是（　　） A. 速度不断增大 B. 速度先减小后增大 C. 加速度保持不变 D. 加速度先水平向右后水平向左 5. 天琴计划是以中国为主导的国际空间引力波探测计划，该计划利用三颗完全相同的卫星组成等边三角形编队，地球位于等边三角形的中心。已知三颗卫星之间的距离为L，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，忽略三颗卫星A、B、C之间的作用力。则下列说法正确的是（　　） A. 卫星的周期为 B. 卫星的加速度为 C. 卫星距离地面的高度为 D. 卫星的运行速度为 6. 如图所示，一同学站在滑板A的右端以的速度与滑板A一起向右做匀速直线运动，在其右端有一静止的滑板B，当滑板A靠近滑板B时，该同学迅速从滑板A跳上滑板B，紧接着又从滑板B跳回滑板A，最终两滑板恰好不相撞。已知该同学的质量为，两滑板的质量均为，不计滑板与地面间的摩擦和空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 滑板A和滑板B组成的系统动量守恒 B. 跳离滑板B的过程中，滑板B的速度减小 C. 跳回滑板A后，该同学和滑板的共同速度为 D. 整个过程中，该同学对滑板B的水平方向冲量大小为 7. 如图所示，一倾角、上表面光滑、底面粗糙的直角三角形底座放置在水平粗糙地面上，为固定在点的竖直杆，在其顶端O点处有一轻质光滑小滑轮。轻绳一端与质量为m的小滑块P可视为质点）相连，另一端绕过小滑轮，在拉力F的作用下，拉着小滑块P从a点沿ab缓慢上滑，运动过程中底座始终保持静止，拉力F的方向与竖直方向的夹角始终和OP绳与竖直方向的夹角相等。已知，重力加速度为g，d点为ab上的一点，不计空气阻力。小滑块P从a点滑到d点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小滑块P在a处时，细绳的拉力大小为 B. 地面对底座的摩擦力不断减小 C. 底座对地面的压力先减小后增大 D. 底座对小滑块P的作用力一直增大 8. 如图所示，一倾角足够长的光滑斜面固定在水平面上，底部有一垂直斜面的挡板。一劲度系数为k的轻弹簧两端分别与物块A、B拴接，初始时，物块B紧靠挡板，物块A静止在斜面上。现将物块C从斜面上与物块A距离的位置处由静止释放，与A碰撞后粘在一起。已知物块A、B、C的质量分别为、、，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度为g，弹性势能（其中k为轻弹簧的劲度系数、x为轻弹簧的形变量）。下列判断正确的是（　　） A. 物块C、A碰撞前弹簧的形变量为 B. 物块C、A碰撞后瞬间的速度大小为 C. 碰后物块C、A做简谐运动的振幅为 D. 物块B对挡板的最大压力与最小压力之差为 二、多项选择题：本题包括4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图甲所示，固定在轻杆一端的小球，可以绕轻杆另一端O在竖直平面内做圆周运动。测得小球通过最高点时的速度大小v，与在最高点时受杆的作用力F，得到图像如图乙所示。取竖直向上为正方向，g取。下列判断正确的是（　　） A. 小球的质量为 B. 轻杆的长度为 C. 若小球通过最高点时的速度大小为，则轻杆对小球的作用力大小为 D. 若小球通过最高点时的速度大小为，则小球受到的合外力为 10. 科学研究发现银河系中存在彼此潮汐锁定的双星系统，即它们绕连线上的同一点O做匀速圆周运动，同时自转，由于潮汐力的作用，其自转周期逐渐与公转周期同步。已知某彼此潮汐锁定的双星系统中，、B两星的质量之比为，它们的密度近似相等。下列说法正确的是（　　） A. A、B两星公转的向心力大小之比为 B. A、B两星公转轨道半径之比为 C. A、B两星公转的向心加速度大小之比为 D. A、B两星“赤道”上放置的物体随星体自转时线速度之比为 11. 如图所示，质量均为的木块A、B并排放在光滑水平面上，木块A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为l的细线，细线另一端系一质量为m的小球C。现将小球C拉起使细线水平伸直且无拉力，并由静止释放小球C，重力加速度为g，小球和木块均可视为质点。下列判断正确的是（　　） A. 小球C从释放到轨迹最低点的过程中，物体A、B和小球C组成的系统动量守恒 B. 小球C从释放到轨迹最低点的过程中，木块A移动的距离为 C. 木块A、B分离时，木块A的速度大小为 D. 小球C轨迹最低点与第一次上升到轻杆左侧最高点的高度差为 12. 如图所示，劲度系数为100N/m的轻弹簧下端连接在倾角为53°的固定光滑斜面的底端，上端连接物块P。斜面顶端O处有一定滑轮（可视为质点），圆环Q套在光滑竖直杆上，物块P通过平行于斜面的轻绳绕过定滑轮与圆环Q相连。竖直杆上有A、B、C三个点，其中A点与O点等高，AO=0.6m，AB=0.45m，AC=0.8m。初始时通过外力使圆环Q静止在C点，此时轻绳的拉力大小为60N。现撤去外力，将圆环Q由静止释放。已知物块P的质量为5kg，圆环Q的质量为1kg，重力加速度大小取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，弹簧始终在弹性限度内。下列判断正确的是（　　） A. 圆环Q经过B点时，弹簧的弹性势能为0.125J B. 圆环Q经过B点时的速度大小为2m/s C. 圆环Q从C点运动到A点的过程中，轻绳拉力对物块P做的功为16J D. 圆环Q从C点运动到A点的过程中，圆环Q的动能增加了8J 三、非选择题：本题包括6小题，共60分。 13. 如图甲所示，为某实验小组验证机械能守恒定律的实验装置。在竖直木板上贴上白纸，白纸上有一正方形，边水平，用9条平行于边的线将正方形10等分，每份的高度为。长为的细线一端与固定在点的力传感器相连，另一端拴接一个小球。实验时，依次从1-9号线由静止释放小球，每次释放时细线均拉直。已知小球的质量为m，忽略小球的大小，重力加速度为g。 （1）关于实验器材，下列说法正确的是_______ A. 应选用密度大的钢质小球 B. 应选用密度小的木质小球 C. 应选用几乎没有弹性的细线 D. 应选用弹性良好的细线 （2）记录每次小球由静止释放到最低点的高度（为正整数，），以及小球运动过程中力传感器的最大示数，作出图像，如图乙所示。若图像是一条倾斜直线，图像与纵轴的截距等于_______，斜率等于_______，则小球运动过程中机械能守恒。（用m、g表示） 14. 某实验小组用如图甲所示实验装置探究“质量一定时加速度与物体受力的关系”。 （1）下列实验操作，正确的是_______（选填选项前的字母）。 A. 调节定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行 B. 细绳下端挂上槽码，将长木板右端用垫块适当垫高，以补偿小车受到的阻力 C. 实验时应先释放小车再接通打点计时器的电源 D. 除图中器材外，还需要刻度尺 （2）图乙是某次实验过程中得到的纸带， A、B、C、D、E、F、G是选取的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个计时点没有画出，打点计时器使用的电源频率，则小车运动的加速度_______（结果保留2位有效数字）。 （3）另一实验小组采用图丙的装置进行实验。实验时保持长木板水平、滑块质量不变。在沙桶中放入适量细沙，由静止释放滑块，记录力传感器的示数F，利用纸带上打出的点计算出滑块的加速度a。改变沙桶中细沙的质量重复实验，得到多组F、a，并作出图像如图丁所示。已知图像的斜率为k，横轴截距为b。除滑块与长木板之间的摩擦外，其余阻力均可忽略不计。由图丁可知，滑块的质量为_______；滑块与长木板之间的动摩擦因数为_______。（用k、b、g表示） 15. 一简谐横波沿水平方向传播，如图甲所示，在波的传播方向上有A、B、C三点，其中，时刻开始观察到A、C两点处质点的振动情况分别如图乙和丙所示。求： （1）该波的波长 （2）若振源位于A点，起振方向向上，且（为波长），那么从振源起振开始计时，B处质点第1次到达波峰需要多长时间？ 16. 一辆轿车在一段平直的公路上以的速度匀速行驶，司机发现前方同车道有一辆货车以的速度匀速行驶。为避免追尾，在两车相距时，司机开始制动做匀减速运动同时鸣笛。前方货车司机听到鸣笛声后立即以的加速度做匀加速运动。若轿车刹车从的速度减小到零时运动的距离为，不考虑声音的传播时间。 （1）求轿车刹车时的加速度大小； （2）请判断轿车能否与货车发生追尾。若能发生追尾，求追尾时轿车的速度大小；若不能发生追尾，求轿车与货车的最小距离。 17. 如图甲所示，跳台滑雪赛道的助滑道与起跳平台平滑连接，长直着陆坡与水平面的夹角。质量的运动员沿助滑道从A点下滑，到达起跳平台末端B点以速度沿水平方向飞出，在空中飞行一段距离后落在着陆坡上。已知g取，，。 （1）若不考虑飞行过程中空气对运动员的作用，求B点与落点C之间的距离及运动员到达落点C时的速度； （2）若考虑飞行过程中空气对运动员的作用，运动员在空中飞行时受到空气对运动员作用力F的大小恒为运动员重力的，方向与竖直方向夹角恒为，如图乙所示。求运动员到达落点D时的速度方向与水平方向夹角的正切值。（，） 18. 如图所示，竖直平面内有一半径的四分之一光滑固定圆弧轨道AB，其下端B点与一水平传送带平滑连接，水平传送带右端C点与足够长的光滑水平面平滑连接。水平面上均匀排列着2026个质量均为的滑块（可视为质点），从左到右依次编号为1、2、3、…、2025、2026，相邻滑块间距均为，1号滑块恰好静止在C点，其他滑块均静止。一质量的物块a（可视为质点），以速率从A点沿圆弧切线进入圆弧轨道，其与传送带间的动摩擦因数，所有碰撞均为弹性正碰且碰撞时间不计。已知传送带长度，以恒定速率沿顺时针方向转动，g取。 （1）求物块a第一次和1号滑块碰撞前的速率； （2）若物块a经过B点记为零时刻，求2026号滑块开始运动的时刻； （3）求整个过程中物块a与传送带间因摩擦产生的总热量Q（保留两位小数）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $