四川省兴文第二中学2023-2024学年高三物理上学期开学考试试题（Word版附解析）

兴文二中高2021级高三上学期开学考试

理科综合试题

注意事项：1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2、考试时间150分钟，满分300

可能用到的相对原子质量：H 1  C 12  N 14  O 16  S 32  Cl 35.5  K 39  Ti 48  Fe 56  I 127

二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。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. 关于原子结构，下列说法错误的是（　　）

A. 汤姆孙根据气体放电管实验断定阴极射线是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷

B. 卢瑟福α粒子散射实验表明：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量

C. β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流

D. 玻尔在原子核式结构模型基础上，结合普朗克的量子概念，提出了玻尔的原子模型

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出该粒子的比荷，A正确，不符合题意；

B．卢瑟福α粒子散射实验表明，由于极少数α粒子发生了大角度偏转，原子全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，电子在正电体的外面运动，B正确，不符合题意；

C．β衰变的电子是原子核中的中子转变为一个质子和一个电子，电子来自原子核，但不是原子核的组成部分，C错误，符合题意；

D．玻尔在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于光子概念的启发下，在原子核式结构模型的基础上，提出了玻尔的原子模型，D正确，不符合题意。

故选C。

2. 甲、乙两车在某时刻由同一地点沿同一方向做直线运动，若以该时刻作为计时起点，它们运动的位移x随时间t变化的关系如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A. t1时刻两车相距最远

B. t1时刻乙车从后面追上甲车

C. t1时刻乙车的速度小于甲车的速度

D. 在0到t1时间内，乙车的平均速度小于甲车的平均速度

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．在t1时刻两车的图像相交，说明t1时刻两车相遇，相距最近，A错误；

B．两车在同一时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，t1时刻之前，甲在乙的前面，t1时刻两车相遇，说明在t1时刻乙车刚好从后面追上甲车，B正确；

C．x-t图图像的斜率表示物体的速度，斜率越大，速度越大，故t1时刻乙车的速度大于甲车速度，C错误；

D．0到t1时间内，甲、乙两车的位移相等，根据平均速度等于位移除以时间，可知，0到t1时间内，乙车的平均速度等于甲车的平均速度，D错误。

故选B。

3. 某次顶竿表演结束后，演员A(视为质点)自竿顶由静止开始滑下，如图甲所示．演员A滑到竿底时速度正好为零，然后曲腿跳到水平地面上，演员A、B质量均为50kg，长竹竿质量为5kg，A下滑的过程中速度随时间变化的图象如图乙所示．重力加速度取10m/s2，下列判断正确的是(   )

A. 竹竿的长度为8m

B. t=2s时，演员B对地面的压力为1025N

C. t=5s时，演员B对地面的压力为1050N

D. 在4s~6s时间内，演员B对地面的冲量大小为100N·s

【答案】B

【解析】

【分析】根据v-t图像可得不同阶段的加速度，根据牛顿第二定律可得竹竿对A演员的摩擦力，最后分析演员B可得对地面的压力和冲量．

【详解】A、v-t图线下与时间轴包围的面积等于A下滑过程中的位移，即等于竹竿的长度，x=62m=6m，故A错误．

B、t=2s时，A向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律对A有：mg-Ff=ma，a=0.5m/s2,可解得竹竿对A向上的摩擦力Ff=475N，所以演员B对地面的压力F=mg+m´g+Ff=1025N，故B正确．

C、t=5s时，A向下做匀减速运动，加速度a=1m/s2,对A有：Ff-mg=ma，可解得竹竿对A向上的摩擦力Ff=525N，所以演员B对地面的压力F=mg+m´g+Ff=1075N，故C错误．

D、在4s~6s时间内，演员B对地面的冲量大小为I=Ft=10752N·s=2150N·s，故D错误．

故选B

4. 质量为2kg的物体在水平力F作用下运动，t=0时刻开始计时，3s末撤去F，物体继续运动一段时间后停止，其v-t图象的一部分如图所示，整个过程中阻力恒定，则下列说法正确的是

A. 水平力F为3.2N

B. 水平力F做功480J

C. 物体从t=0时刻开始，运动的总位移为92m

D. 物体与水平面间的动摩擦因数为0.5

【答案】B

【解析】

【分析】根据题中“t=0时刻开始计时，3s末撤去F，物体继续运动一段时间后停止”可知，本题考查牛顿运动定律与直线运动相结合的问题．根据牛顿运动定律处理直线运动的方法，应用牛顿第二定律、运动学公式、功等知识列式计算．

【详解】D：撤去拉力后，由图象得，物体加速度的大小．撤去拉力后，对物体受力分析，由牛顿第二定律可得，，解得：物体与水平面间的动摩擦因数．故D项错误．

A：由图象得，拉力作用时，物体做匀速直线运动，则．故A项错误．

B：由图象得，拉力作用的3s内物体的位移；则水平力F做功．故B项正确．

C：物体从减速到速度为零过程，，解得：物体从减速到停止运动的距离．物体从t=0时刻开始，运动的总位移．故C项错误．

5. 如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，轻杆AB一端通过铰链固定在A点，另一端B悬挂一重为G的物体，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮C，用力F拉绳，开始时。现使缓慢变小，直到杆AB接近竖直杆AC，此过程中（　　）

A. 轻杆AB对B端的弹力大小不变 B. 轻杆AB对B端的弹力先减小后增大

C. 力F逐渐增大 D. 力F先减小后增大

【答案】A

【解析】

【详解】以B点为研究对象，受绳拉力F，重物对B点拉力等于mg，轻杆AB对B端的弹力T方向沿杆，受力如图所示

B点始终处于平衡状态，根据相似三角形可知

现使缓慢变小，BC变短，AB、AC不变，则轻杆AB对B端的弹力大小不变，力F逐渐减小。

故选A。

6. 飞天揽月，奔月取壤，“嫦娥五号”完成了中国航天史上一次壮举。如图所示为“嫦娥五号”着陆月球前部分轨道的简化示意图，Ⅰ是地月转移轨道，Ⅱ、Ⅲ是绕月球运行的椭圆轨道，Ⅳ是绕月球运行的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道Ⅱ的远月点和近月点。已知圆轨道Ⅳ到月球表面的距离为h，月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，不考虑月球的自转。下列关于“嫦娥五号”的说法不正确的是（　　）

A. 由Ⅰ轨道进入Ⅱ轨道，需在P处向前喷气，由Ⅱ轨道进入Ⅲ轨道，需在Q处向后喷气

B. 在Ⅱ轨道上稳定运行时经过P点的加速度大于经过Q点的加速度

C. 在Ⅲ轨道上的机械能比Ⅳ轨道上的小

D. 在Ⅳ轨道上绕月运行的速度大小为

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．由Ⅰ轨道进入Ⅱ轨道，需在P处向前喷气制动减速，由Ⅱ轨道进入Ⅲ轨道，需在Q处向前喷气制动减速，故A错误；

B．在Ⅱ轨道上稳定运行时，Q点离月球较近，则受到月球的引力比在P点时的大，所以经过P点的加速度小于经过Q点的加速度，故B错误；

C．由轨道Ⅲ到轨道Ⅳ，要在Q点制动减速，则在Ⅲ轨道上的机械能比Ⅳ轨道上大，故C错误；

D．在月球表面时，有

在Ⅳ轨道上绕月运行时，有

解得速度大小为

故D正确。

由于本题选择错误的，故选ABC。

7. 如图所示，A、B、C三个小圆柱质量均为m，A与B和A与C之间均有轻杆，轻杆均通过轻小铰链（图中未画出）与A、B、C连接，B、C间用原长为L0的轻弹簧连接，将它们放置在光滑水平面上，平衡时A、B、C恰好在直角三角形的三个顶点上，且∠ABC=，此时B、C间弹簧的长度为L（弹簧的形变量在弹性限度内）。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. AB间轻杆上的弹力大小为

B. AC间轻杆上的弹力大小为mg

C. 小圆柱B对水平面的压力大小为(+1)mg

D. 弹簧的劲度系数为

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．对小球A受力分析如图1所示，由平衡条件得

故A正确，B错误；

C．小圆柱B受力分析如图2所示，由平衡条件得

故C错误；

D．弹簧的弹力为

由胡克定律有

故D正确。

故选AD。

8. 如图所示，质量为M的木板静止在光滑水平面上，木板左端固定一轻质挡板，一根轻弹簧左端固定在挡板上，质量为m的小物块从木板最右端以速度v0滑上木板，压缩弹簧，然后被弹回，运动到木板最右端时与木板相对静止。已知物块与木板之间的动摩擦因数为，整个过程中弹簧的形变均在弹性限度内，则（　　）

A. 木板先加速再减速，最终做匀速运动

B. 整个过程中弹簧弹性势能最大值为

C. 整个过程中木板和弹簧对物块的冲量大小为

D. 弹簧压缩到最短时，物块到木板最右端的距离为

【答案】ACB

【解析】

【分析】

【详解】A．物块接触弹簧之前，物块减速运动，木板加速运动；当弹簧被压缩到最短时，摩擦力反向，直到弹簧再次恢复原长，物块继续减速，木板继续加速；当物块与弹簧分离后，物块水平方向只受向左的摩擦力，所以物块加速，木板减速；最终，当物块滑到木板最右端时，物块与木板共速，一起向左匀速运动。所以木板先加速再减速，最终做匀速运动，所以A正确；

B．当弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，此时物块与木板第一次共速，将物块，弹簧和木板看做系统，由动量守恒定律可得

得

从开始运动到弹簧被压缩到最短，由能量守恒可得

从开始运动到物块到达木板最右端，由能量守恒可得

则最大的弹性势能为

所以B正确；

C．根据动量定理，整个过程中物块所受合力的冲量大小为

合冲量大小即为木板和弹簧对物块的冲量大小，所以C正确；

D．由题意可知，物块与木板之间的摩擦力为

又系统克服摩擦力做功

则

即弹簧压缩到最短时，物块到木板最右端的距离为，所以D错误。

故选ACB。

三、非选择题：共174分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共129分。

9. 学习完《摩擦力》一节内容后，老师给同学们布置一项任务—测定一铁块与长木板之间的动摩擦因数μ，同学们经过思考，在测量滑动摩擦力环节，主要设计了以下两种方案：

方案1：将一长木板固定在水平地面上，用手通过轻质弹簧秤水平向右拉放在长木板上的铁块P，使铁块P向右匀速运动；

方案2：把弹簧秤的一端固定在墙上另一端拉铁块，铁块放在水平长木板上，且弹簧秤轴线保持水平．用水平力向左拉长木板，使长木板向左运动．

(1)方案2在某次操作中弹簧秤的示数已放大画出，此时弹簧秤的示数为___________N；

(2)这两种测量滑动摩擦力的方案中，_________(选填“方案1”或“方案2”)更方便操作；

(3)在利用方案2的某次实验中，弹簧秤示数稳定后______

A.拉木板的拉力一定等于弹簧测力计示数

B.拉木板的拉力一定小于弹簧测力计示数

C.拉木板的拉力一定大于弹簧测力计示数

D.拉木板的拉力小于、等于、大于弹簧秤示数均可

【答案】    ①. （1）2.40    ②. （2）方案2    ③. （3）D

【解析】

【详解】(1)弹簧秤的最小刻度为0.1N，读数时按有效数字要估读到下一位，读数应为2.40N

(2)这两种测量滑动摩擦力的方案中，方案2更方便操作．方案1在操作的过程中很难保证铁块P向右匀速运动，弹簧秤的示数会发生晃动，不便于读数；而方案2在操作的过程中，不管拉长木板向左匀速，减少，加速均可以保证弹簧秤的示数稳定，方便操作．

(3)由(2)分析可知，只要能让长木板向左运动，弹簧秤示数稳定后，拉长木板的拉力小于、等于、大于弹簧秤示数均可以，故选D

故答案为（1）2.40；（2）方案2；（3）D

10. 在做“验证碰撞中的动量守恒定律”实验中，装置如图。

（1）需要的测量仪器或工具有_______。

A．秒表    B．天平（带砝码）    C．刻度尺    D．圆规

（2）必须满足的条件是_________。

A．斜槽轨道末端切线水平

B．斜槽轨道应尽量光滑以减小误差

C．入射球和被碰球质量相等

D入射球每次从轨道的同一位置由静止释放

（3）入时小球质量为，被碰小球质量为。某次实验中得出的落点情况如图所示，在实验误差允许的围内，若碰撞过程动量守恒，其关系式应为___________。（用、、、、表示）

（4）若碰撞是弹性碰撞，应该满足的距离关系式为___________。（用、、表示）

【答案】    ①. BCD##BDC##CBD##CDB##DBC##DCB    ②. AD##DA    ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1]根据实验原理可得

又因下落时间相同，即可求得

则若碰撞过程中动量守恒，则其表达式为

实验中需要测量的物理量有质量和水平射程；因此应用到刻度尺和天平，测量水平射程前，要确定小球的落点，要用到圆规。

故选BCD。

（2）[2]A．要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故A正确；

B．“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故B错误；

C．为了保证入射小球不反弹，所以入射球的质量要大于被碰球的质量，故C错误；

D．要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故D正确。

故选AD。

（3）[3]由上述分析可知若碰撞过程中动量守恒，则其表达式为

（4）[4] 碰撞过程如果机械能守恒，则

由动量守恒定律得

小球做平抛运动的时间t相等，则有

11. 如图所示，长为L的轻杆两端分别固定有质量为2m的A、和质量为m的B两小铁球，杆的三等分点O处有光滑的水平固定转轴，使轻杆可绕转轴在竖直面内无摩擦转动．用手将该装置固定在杆恰好水平的位置，然后由静止释放．重力加速度为g.求:

(1)当杆到达竖直位置时，小球A的速度和杆对小球B的弹力；

(2)从释放轻杆到轻杆转到竖直位置过程中，轻杆对小球A做的功.

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设竖直位置时，B的速度为v，则A的速度为2v．
对整个系统而言，机械能守恒有： ；
解得：，故A的速度：；

对小球B：，

解得： ，即杆对球的弹力向上，大小为：．
（2）对A球根据动能定理可知：

解得：

12. 题图是某“极限挑战”项目的示意图，挑战者抱着装备从滑道上O点由静止滑下，经过滑道上P点时做斜抛运动冲出，到达最高点D时，将手中装备在极短时间内沿水平方向抛出，之后挑战者落到下方的缓冲保护区，并要求装备落到宽度为4h的平台AB上，已知D点到平台AB左端A点的水平距离为h，距离平台AB的高度也为h；O点距离平台AB的高度；挑战者的质量为m，装备的质量为km。挑战者抱着装备在滑道上运动过程中克服滑道阻力做功为。挑战者及装备均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求：

（1）到达最高点D时的速度大小v；

（2）若挑战者抛出装备后恰好竖直落下，且装备刚好落到平台AB右端B点，求k应满足的条件；

（3）若k=0.2，要求装备落到平台AB上，且挑战者落入缓冲区，试确定装备被抛出时的速度大小应满足的条件。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）由动能定理有

即

解得

（2）抛出装备的过程中，水平方向上系统动量守恒，即

挑战者竖直落下，则

v1=0

装备落到B点，则

解得

（3）要使装备到达A点及其右侧，装备抛出时的速度大小v2至少为

当时，由水平方向上系统动量守恒有

解得

而要使挑战者落入缓冲区，其速度需满足

综上，要满足要求

解得

由（2）可知装备不超出B点时

当时

可以落入缓冲区。所以要达到题目要求，装备被抛出时速度大小需满足

（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

[物理——选修3–3]（15分）

13. 下列说法正确的是（　　）

A. 当液体温度一定时，液体中悬浮的固体小颗粒越大，布朗运动越明显

B. 当分子间表现为斥力时，分子势能总是随分子间距离的减小而增大

C. 随着科技的进步，我们可以将气体的温度降到绝对零度

D. 物体的温度越低，分子热运动的平均动能越小

E. 一定质量的理想气体，如果在某个过程中温度升高，内能一定增加，气体可能对外做功

【答案】BDE

【解析】

【详解】A．当液体温度一定时，液体中悬浮的固体小颗粒越小，布朗运动越明显，选项A错误；

B．当分子间表现为斥力时，分子距离减小时，分子力做负功，分子势能增加，即分子势能总是随分子间距离的减小而增大，选项B正确；

C．绝度零度是低温的极限，即使随着科技的进步，也永远不可能达到，选项C错误；

D．温度是分子平均动能的标志，物体的温度越低，分子热运动的平均动能越小，选项D正确；

E．一定质量理想气体，如果在某个过程中温度升高，内能一定增加，气体体积可能增加，即可能对外做功，选项E正确。

故选BDE。

14. 如图，底部水平的固定圆柱形气缸内，用质量为、横截面积为S的圆盘形活塞封闭着一定质量的理想气体，当封闭气体温度为T且活塞平衡时，封闭气体的体积为V。现保持封闭气体的温度不变，对活塞施加一个方向竖直向上、大小恒为F的拉力，活塞再次平衡时，封闭气体的体积为；再保持不变，加热封闭气体使其缓慢升温至，活塞第三次达到平衡。不计气缸与活塞间的摩擦，重力加速度大小为。求：

（ⅰ）活塞第三次达到平衡时的体积；

（ⅱ）外界大气压强值。

【答案】（ⅰ）；（ⅱ）

【解析】

【详解】（ⅰ）设外界气体压强为，封闭气体在状态1、2（活塞再次平衡）的压强分别为，从状态2到状态3（活塞第三次达到平衡），封闭气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律有

将代入解得

（ⅱ）从状态1到状态2，气体发生等温变化，由玻意耳定律有

将代入得

状态1，由力的平衡条件有

状态2，由力的平衡条件有

代入数据解得

[物理——选修3–4]（15分）

15. “战绳”是一种近年流行的健身器材，健身者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳子使绳子振动起来（图甲），以手的平衡位置为坐标原点，图乙是健身者右手在抖动绳子过程中某时刻的波形，若右手抖动的频率是，下列说法正确的是（　　）

A. 波速大小为

B. 该时刻P点的位移为

C. 该时刻Q点的振动方向沿y轴负方向

D. 再经过，P点到达平衡位置

E. 从该时刻开始计时，质点Q的振动方程为

【答案】ABD

【解析】

【详解】ABCD．由题可知，振幅为，频率为，则由

图可知波的波长为，波向右传播，且

该时刻P点的振动方向沿y轴负方向，Q点的振动方向沿y轴正方向，故从该时刻开始计时P点的振动方程为

故时P点的位移为，当时P点的位移为，P点到达平衡位置，故ABD正确，C错误；

E．从该时刻开始计时，质点O从平衡位置向上振动，故质点Q的振动方程为

故E错误。

故选ABD。

16. 如图甲所示，一个边长为3d的匀质玻璃立方体内有一个三棱柱真空“气泡”，立方体置于水平桌面上，其中某一截面图如图乙所示，A、B、C、D为正方形四个顶点，Q、N为底边的三等分点，MN垂直于底边，PO平行于底边，O为QM的中点，，D、P位置有相同的光源。真空中光速为c，不考虑光的反射。

（1）D处光源向O点发出一束光恰好不能进入“气泡”，求该玻璃的折射率；

（2）P处光源向O点发出一束光，求该束光第一次穿过“气泡”的时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）作出光路图如图所示

由几何关系可知

，OQ=DQ

则可知

易知

，

可得

由全反射

解得

（2）作出光路图如图所示

可知

，

而

可得

则由数学关系可得

再由数学知识

由正弦定理

在气泡中有