2024宣威三中高三上学期开学收心考试物理试题（8月）含解析

高三年级上学期开学收心测试卷

物理

一、单选题（每小题4分，共24分）

1. 国产ARJ21新支线飞机的某款机型的起飞速度为70m/s，在跑道上起飞过程的加速度为4m/s2，机场要确保该型号飞机从静止到起飞成功，跑道的长度至少为（    ）

A. 312.5m B. 412.5m C. 512.5m D. 612.5m

【答案】D

【解析】

【详解】飞机从静止开始运动到速度增加到起飞速度过程中的位移为

故选D。

2. 据悉，配备自动驾驶技术的新能源汽车在红绿灯启停、无保护左转、避让路口车辆、礼让行人、变道等方面都能无干预自动驾驶。某次试乘时，甲、乙两车同时从同一位置出发，沿着同一平直路面行驶，它们的速度。随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. t2时刻，甲乙车相遇

B. t1到t2时间内，甲车的平均速度等于乙车的平均速度

C. t1到t2时间内，甲车的速度变化率先减小后增大

D. t1到t2时间内，甲车做曲线运动，乙车做直线运动

【答案】C

【解析】

【详解】A．该图像为图像，图像的交点表示两物体速度相同，并不是相遇，A错误；

B．图像与坐标系所围成的面积表示物体的位移，如图所示，t1到t2时间内，甲的位移大于乙的位移，而

所以甲的平均速度大于乙的平均速度，B错误；

C．如图所示，在t1到t2时间内甲图像的斜率即速度变化率是先减小后增大，C正确；

D．图像所描述的运动都是直线运动，D错误。

故选C。

3. 如图所示，两根等长的绳子AB和BC在结点B吊一重物静止，两根绳子与水平方向夹角均为60°。现保持绳子AB与水平方向的夹角不变，将绳子BC逐渐缓慢地变化到沿水平方向，在这一过程中，绳子BC拉力的变化情况是(　　)

A. 增大 B. 先减小后增大

C. 减小 D. 先增大后减小

【答案】B

【解析】

【详解】以结点B为研究对象，分析受力情况，根据三力平衡条件知

绳AB的拉力TAB与绳子BC的拉力TBC的合力与重力大小相等、方向相反．作出绳子BC逐渐缓慢地变化到沿水平方向过程中多个位置力的合成图，由几何知识得，绳子BC拉力先减小后增大。

故选B。

4. 一物体放在水平地面上，如图甲所示，已知物体所受水平拉力F随时间t变化的关系图像如图所示，物体相应的速度v随时间t变化的关系图像如图丙所示，重力加速度取g=10m/s2，则（    ）

A. 滑动摩擦力为3N B. 全过程物体发生的位移为15m

C. 动摩擦因数为0.2 D. 物体的质量为1.5 kg

【答案】B

【解析】

【详解】A．由图像可知，内物体做匀速直线运动，根据受力平衡可知，滑动摩擦力为

故A错误；

B．根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知全过程物体发生的位移为

故B正确；

C．由图像可知，内物体做匀减速直线运动的加速度大小为

又

联立可得动摩擦因数为

故C错误；

D．根据

解得物体的质量为

故D错误

故选B。

5. 如图所示，一个盛水的容器底部有一小孔。静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则（    ）

A. 容器自由下落时，小孔向下漏水

B. 将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水

C. 将容器竖直向上抛出，不管是容器向上运动，还是向下运动，小孔都向下漏水

D. 将容器竖直向上抛出，不管是容器向上运动，还是向下运动，小孔都不向下漏水

【答案】D

【解析】

【详解】无论是让容器自由下落，还是竖直上抛，水和容器都是处于完全失重状态，运动情况相同。所以不管怎样，水都不会漏下来，所以ABC错误，D正确。

故选D。

6. 如图所示，粗糙程度处处相同、水平放置的圆盘中间有垂直于盘面且过圆盘圆心的竖直转轴，长为L的不可伸长的轻质细绳一端固定在转轴上，另一端与质量为m的小物块相连。已知重力加速度为g，细绳能承受的最大拉力为，小物块与圆盘间的最大静摩擦力为。若要保证小物块与圆盘一起绕转轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】根据题意，设圆盘转动的最大角速度为，由牛顿第二定律有

解得

故选D。

二、多选题（每小题4分，共24分）

7. 如图所示，质量为m1的木块在质量为m2的长木板上向右滑行，木块同时受到向右的拉力F的作用，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，则：（  ）

A. 当F>时，木板便会开始运动

B. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是

C. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是

D. 无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动

【答案】CD

【解析】

【详解】对木块受力分析可知，木块受到水平向右的拉力F和木板对木块向左的滑动摩擦力 ，对木板受力分析可知，水平方向受到木块向右的滑动摩擦力和地面的向左的静摩擦力，由于木板静止，故 ，故B错误，C正确．木板受到地面的最大静摩擦力为 ，由题分析可知，木块对木板的摩擦力 不大于地面对木板的最大静摩擦力，当F改变时，不变，则木板不可能运动，故A错误，D正确.

【点睛】本题主要考查滑动摩擦力与静摩擦力，从受力分析着手，以木板为研究对象,分析受力情况,求出地面对木板的摩擦力.当改变F的大小时,分析木块对木板的摩擦力能否大于地面对木板的最大静摩擦力，判断木板能否运动.

8. 如图，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过跨过光滑定滑轮的细绳与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态。则（　　）

A. B受到C的摩擦力一定不为零

B. C受到地面的摩擦力一定为零

C. C有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力

D. 将细绳剪断，若物块B依然静止在斜面上，此时地面对C的摩擦力为0

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】A．若绳对B的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力平衡，则B与C间的摩擦力为零，A项错误；

BC．将B和C看成一个整体，则B和C受到细绳向右上方的拉力作用，故C有向右滑动的趋势，一定受到向左的摩擦力，B项错误、C项正确；

D．将细绳剪断，若B物体依然静止在斜面上，利用整体法判断，BC系统在水平方向不受其它外力作用，处于平衡状态，则水平面对C的摩擦力为0，D项正确。

故选CD。

9. 在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为的木块，木块和车厢通过一根水平轻弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k，在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m的小球。某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为，在这段时间内木块与车厢保持相对静止，弹簧的形变量为x，如图所示。不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内（　　）

A. 小车一定向左做加速运动 B. 弹簧可能处于压缩状态

C. 小车的加速度方向向左，大小为 D. 弹簧的形变量为

【答案】CD

【解析】

【详解】AC．对小球受力分析，其受力示意图如下所示

根据牛顿第二定律得

得

所以小车具有向左的加速度，大小为，可能向左做加速运动，也可能向右做减速运动，故A错误，C正确；

B．分析可知，木块的加速度也水平向左，由牛顿第二定律可知，木块所受弹力水平向左，故弹簧一定处于拉伸状态，故B错误；

D．由

得弹簧的形变量为

故D正确。

故选CD。

【点睛】木块、小球与车的加速度相同，先以小球为研究对象，根据牛顿第二定律求得加速度；根据加速度方向，分析小车可能的运动情况；加速度在水平方向，可能做加速运动，也可能做减速运动。对木块研究：根据牛顿第二定律判断弹簧是否处于拉伸状态，求出弹簧的伸长。

10. 如图，质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上，二者用一轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P，使两滑块均做匀速运动；某时刻突然撤去该拉力，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前（　　）

A. P的加速度大小的最大值为

B. Q的加速度大小的最大值为

C. P的位移大小一定大于Q的位移大小

D. P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小

【答案】AD

【解析】

【详解】设两物块的质量均为m，撤去拉力前，两滑块均做匀速直线运动，则拉力大小为

撤去拉力前对Q受力分析可知，弹簧的弹力为

AB．从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前的过程中，以向右为正方向，撤去拉力瞬间弹簧弹力不变为，两滑块与地面间仍然保持相对滑动，此时滑块P的加速度为

解得

此刻滑块Q所受的外力不变，加速度仍为零，过后滑块P做减速运动，故PQ间距离减小，弹簧的伸长量变小，弹簧弹力变小。根据牛顿第二定律可知P减速的加速度减小，滑块Q的合外力增大，合力向左，做加速度增大的减速运动。

故P加速度大小的最大值是刚撤去拉力瞬间的加速度为。

Q加速度大小最大值为弹簧恢复原长时

解得

故滑块Q加速度大小最大值为，A正确，B错误；

C．滑块PQ水平向右运动，PQ间的距离在减小，故P的位移一定小于Q的位移，C错误；

D．滑块P在弹簧恢复到原长时的加速度为

解得

撤去拉力时，PQ的初速度相等，滑块P由开始的加速度大小为做加速度减小的减速运动，最后弹簧原长时加速度大小为；滑块Q由开始的加速度为0做加速度增大的减速运动，最后弹簧原长时加速度大小也为。分析可知P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小，D正确。

故选AD。

11. 如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车，甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动，两种过山车都有安全锁(由上、下、侧三个轮子组成)把轨道车套在了轨道上，四个图中轨道的半径都为R，下列说法正确的是(　 　)

A. 甲图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时，座椅一定给人向上的力

B. 乙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，安全带一定给人向上的力

C. 丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，座椅一定给人向上的力

D. 丁图中，轨道车过最高点的最小速度为

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A．在甲图中，当速度比较小时，根据牛顿第二定律得

mg-N=m

即座椅给人施加向上的力，当速度比较大时，根据牛顿第二定律得

mg+F=m

即座椅给人施加向下的力，故A错误；

B．在乙图中，因为合力指向圆心，重力竖直向下，所以安全带给人一定是向上的力，故B正确；

C．在丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，合力方向向上，重力竖直向下，则座椅给人的作用力一定竖直向上，故C正确；

D．在丁图中，由于轨道车有安全锁，可知轨道车在最高点的最小速度为零。故D错误。

故选BC

点睛：解决本题的关键知道圆周运动向心力的来源，知道圆周运动靠径向的合力提供向心力，结合牛顿第二定律进行求解．

12. “嫦娥五号”探测器绕月球做匀速圆周运动时，轨道半径为r，速度大小为v。已知月球半径为R，引力常量为G，忽略月球自转的影响。下列选项正确的是（　　）

A. 月球平均密度为 B. 月球平均密度为

C. 月球表面重力加速度为 D. 月球表面重力加速度为

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．由万有引力提供向心力，可得

解得

月球体积 ，所以月球平均密度为

故A错误，B正确；

CD．在月球表面，有

可解得月球表面重力加速度为

故C错误，D正确。

故选BD。

三、实验题（每空2分，共14分）

13. “验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

（1）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是___________。

（2）本实验采用的科学方法是___________。

A．理想实验法            B．等效替代法

C．控制变量法            D．建立物理模型法

（3）某同学在做该实验时认为：

A．拉橡皮筋的细绳长一些，实验效果较好

B．拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应与木板相距较近且与木板平面平行

C．橡皮筋弹性要好，拉结点到达O点时，拉力要适当大些，且拉力和的夹角越大越好

D．在同一次实验中O点的位置不能变

E．OB及OC细绳不可以用弹性绳代替

其中正确的是___________（填入相应的字母）。

【答案】    ①. F′    ②. B    ③. ABD

【解析】

【详解】（1）图乙中的F是两个分力合力的理论值，F′是两个分力合力的实验值，则两力中，方向一定沿AO方向的是F′。

（2）本实验采用的科学方法是等效替代法，故选B。

（3）A．拉橡皮筋的细绳长一些，可以减小在记录力的方向时产生的误差，实验效果较好，选项A正确；

B．拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应与木板相距较近且与木板平面平行，选项B正确；

C．橡皮筋弹性要好，拉结点到达O点时，拉力要大小适当，拉力和夹角大小适当，并非越大越好，选项C错误；

D．在同一次实验中O点的位置不能变，以保证等效性，选项D正确；

E．OB及OC细绳可以用弹性绳代替，选项E错误。

故选ABD。

14. 某实验小组用如图所示的装置探究质量一定时加速度与力的关系。用铁架台将两块固定有定滑轮的木板架起，木板的右端固定了两个打点计时器，将两个质量相等的小车A、B放置在木板右端，用细线绕过滑轮组后与两小车相连。两条纸带穿过打点计时器后分别与小车连接在一起。将两个打点计时器接在同一个电源上，确保可将它们同时打开或关闭.实验时，甲同学将两小车按住，乙同学先在动滑轮下方挂上一个钩码，再接通电源使打点计时器开始工作，打点稳定后，甲将两辆小车同时释放.在小车撞到定滑轮前，乙断开电源，两打点计时器同时停止工作。取下两条纸带，通过分析处理纸带记录的信息，可以求出两小车的加速度，进而完成实验。请回答以下问题：

（1）如下图所示为小车A后面的纸带，纸带上的0、1、2、3、4、5、6为每隔4个打印点选取的计数点，相邻两计数点间的距离如图中标注，单位为cm.打点计时器所用电源的频率为50 Hz，则小车A的加速度a1＝________ m/s2(保留两位有效数字).同样测出车B的加速度a2，若 近似等于________，就可说明质量一定的情况下，物体的加速度与其受到的合外力成正比.

（2）丙同学提出，不需测出两小车加速度的数值，只量出两条纸带上从第一个打印点到最后一个打印点间的距离x1、x2，也能完成实验探究.他的验证方法是________；

（3）下列操作中，对减少实验误差有益的是________；

A.换用质量大一些钩码

B.换用质量大一些的小车

C.平衡小车运动受到的摩擦力时，将细线与小车连接起来

【答案】    ①. 0.48    ②. 1∶2    ③. 比较x1∶x2是否近似等于1∶2    ④. A

【解析】

【详解】(1)[1] 每隔4个打印点选取的计数点，相邻两计数点间的时间间隔

根据

小车A的加速度

[2] 由图1所示实验装置可知，小车A受到的拉力为小车B受到拉力的，两车的质量m相等，两车的加速度之比

(2)[3] 两小车都做初速度为零的匀加速直线运动，它们的运动时间t相等，它们的位移之比

如果

也可以说明质量一定的情况下，物体的加速度与其质量成正比。

[4] A．换用质量大一些的钩码，可以减小实验的相对阻力，对减少实验误差有益，故正确；

B．换用质量大一些的小车，增大阻力，加大误差，故B错误；

C．平衡小车运动受到的摩擦力时，只让小车拖着纸带走，不能将细线与小车连接起来，故C错误。

故选A。

四、解答题（共38分）

15. 2022年9月17日，“神舟十四号”航天员乘组圆满完成第二次出舱任务。若“天宫一号”空间站绕地球做匀速圆周运动，宇航员观察到安装在“天宫一号”的太阳能电池板每经过时间内的充电后，会在接下来的时间内停止充电。已知电池板只要受到太阳光的照射就会正常的充电，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，求：

（1）空间站的运动周期；

（2）空间站离地高度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）由题意可知周期

（2）根据万有引力提供向心力可知

由贴近地球表面做圆周运动的万有引力提供向心力可知

离地高度

解得

16. 5G自动驾驶是基于5G通信技术实现网联式全域感知、协同决策与智慧云控，相当于有了“千里眼”的感知能力，同时，5G网络超低延时的特性，让“汽车大脑”可以实时接收指令，极大提高了汽车运行的安全性。A、B两辆5G自动驾驶测试车，在同一直线上向右匀速运动，B车在A车前，A车的速度大小v1=8m/s，B车的速度大小v2=20m/s，如图所示。当A、B两车相距x0=20m时，B车因前方突发情况紧急刹车，已知刹车过程的运动可视为匀减速直线运动，加速度大小a=2m/s2，从此时开始计时，求：

（1）A车追上B车之前，两者相距的最远距离；

（2）A车追上B车所用的时间t。

【答案】（1）56m；（2）15s

【解析】

【详解】（1）当辆车速度相等时，两者的距离最大，设经过时间t1两者速度相等，则有

得

在t1时间内A车位移为

B车位移为

则此最远的距离为

（2）设经过时间t2B车停下来，则有

得

此过程中A车和B的位移分别为

此时

说明A车还没追上B车，设再经过时间t3才追上，则有

得

所以追上所用的时间为

17. 如图所示，物块的质量，细绳一端与物块相连，另一端绕过光滑的轻质定滑轮，当质量为的人用的力竖直向下拉绳子时，滑轮左侧细绳与水平方向的夹角为，地面与物块间的动摩擦因数为，物块静止不动．（已知，，g取），求：

（1）地面对人的支持力大小；

（2）地面对物块的弹力大小和摩擦力大小。

【答案】（1）；（2），

【解析】

【详解】（1）人受重力、拉力和支持力，根据平衡条件，有

得

（2）物体受力如图

设地面对物体的弹力大小为N，地面对物体的摩擦力大小为f，由共点力平衡条件有，竖直方向上有

代入数据得

水平方向上有

18. 如图所示，在倾角为θ的斜面顶端以初速度v0水平抛出一小球，经一段时间后小球又落在斜面上，不计空气阻力，重力加速度大小为g。问：

（1）小球做平抛运动时间是多少？

（2）小球抛出后经多长时间到斜面的距离最大？

（3）小球抛出后到斜面的最大距离是多少？

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）小球做平抛运动，水平方向有

竖直方向有

又

联立解得小球做平抛运动的时间为

（2）当小球的速度与斜面平行时，小球到斜面的距离最大，此时有

又

联立解得

（3）将小球的运动分解为垂直斜面和沿斜面两个分运动，则在垂直斜面方向上向上做匀减速直线运动，初速度大小为，加速度大小为，则小球抛出后到斜面的最大距离为