2023-2024学年江苏省盐城市东台中学高三上学期开学测试物理试题（解析版）

江苏省东台中学2024届高三第一次阶段性测试

物理试题

考试时间：75分钟；分值：满分100分。

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。

1. 下列关于电磁打点计时器和电火花打点计时器的有关说法不正确的是（　　）

A. 图甲表示电磁打点计时器，图乙表示电火花打点计时器

B. 电磁打点计时器使用220V交流电，电火花打点计时器使用约8V的交流电

C. 两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样

D. 电火花打点计时器工作时，纸带运动时受到的阻力比较小

2. 某同学在墙前连续拍照时，恰好有一小白色重物从墙前的某高处由静止落下，拍摄到重物下落过程中的一张照片如图所示。由于重物的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知每层砖的平均厚度为6.0cm，这个照相机的曝光时间为2.0 × 10－2s，则（   ）

A. 石子下落到A位置时的速度约为60m/s

B. 石子下落到A位置时速度约为12m/s

C. 石子下落到A位置所需时间约为0.6s

D. 石子下落到A位置所需的时间约为1.2s

3. 伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图（a）、（b）分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（　　）

A. 图（a）通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动

B. 图（a）中先在倾角较小斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易

C. 图（b）中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成

D. 图（b）的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持

4. 一个质点由静止开始沿直线运动，速度随位移变化的图像如图所示，关于质点的运动，下列说法中正确的是（　　）

A. 质点做匀变速直线运动 B. 质点做匀加速直线运动

C. 质点做加速度逐渐减小的加速运动 D. 质点做加速度逐渐增大的加速运动

5. 如图所示，甲、乙两个小球的质量均为m，两球间用细线2连接，甲球用细线1悬挂在天花板上．现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球，平衡时细线都被拉紧．则平衡时两球的可能位置是下列选项中的(　　)

A.  B.  C.  D.

6. 如图所示，一物块受到一个水平力F作用静止于斜面上，此力F的方向与斜面平行，如果将力F撤除，下列对物块的描述正确的是（　　）

A. 物块将不会继续静止于斜面上 B. 物块所受的摩擦力方向改变

C. 物块立即获得加速度 D. 物块受到的摩擦力变大

7. 如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，该平面内有AM、BM、CM三条光滑固定轨道，其中A、C、M三点处于同一个圆上，C是圆上任意一点，A、M分别为此圆与y轴、x轴的切点，B点在y轴上且在A点上方，O′为圆心。现将a、b、c三个小球分别从A、B、C点同时由静止释放，它们将沿轨道运动到M点。如所用时间分别为tA、tB、tC，则tA、tB、tC的大小关系是（　　）

A. tA<tC<tB

B. tA=tC<tB

C. tA=tC=tB

D. 由于C点的位置不确定，无法比较时间大小关系

8. 质量分别为、的甲、乙两球，在离地相同高度处，同时由静止开始下落，由于空气阻力的作用，两球到达地面前经时间分别达到稳定速度、，已知空气阻力大小f与小球的下落速率v成正比，即，且两球的比例常数k完全相同，两球下落的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）

A.  B.

C. 释放瞬间甲球的加速度较大 D. 时间内两球下落的高度相等

9. 如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。该过程中，物块的动能与水平位移x关系的图象是（　　）

A.  B.

C.  D.

10. 如图所示为卫星发射过程示意图，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再一次点火，将卫星送入圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法中正确的是（　　）

A. 卫星在轨道3上速率大于在轨道1上的速率

B. 卫星在轨道1上经过Q点时的速率大于它在轨道2上经过Q点时的速率

C. 卫星在轨道1上经过Q点时的速率大于它在轨道2上经过P点时的速率

D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度小于它在轨道3上经过P点时的加速度

二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题-第15题解答时请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能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

11. 疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如题图1所示。

(1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是_____。

(2)下列主要操作步骤的正确顺序是_____。（填写各步骤前的序号）

①把刻度尺竖直固定在墙上

②捏住小球，从刻度尺旁静止释放

③手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置

④打开手机摄像功能，开始摄像

(3)停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如题图2所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为，刻度尺的分度值是，由此测得重力加速度为_____。

(4)在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图片，_____（选填“仍能”或“不能”）用(3)问中的方法测出重力加速度。

12. 一物体在光滑水平面上运动，它在x方向和y方向上的两个分运动的速度—时间图象如图所示．

（1）计算物体的初速度大小；

（2）计算物体在前3 s内和前6 s内的位移大小．

13. 黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一种质量极大的天体，黑洞自身不发光，难以直接观测，我们可以通过恒星运动，黑洞边缘的吸积盘及喷流，乃至引力波来探测．美国在2016年6月“激光干涉引力波天文台”（LIGO）就发现了来自于距离地球13亿光年之外一个双黑洞系统合并产生的引力波．

假定黑洞为一个质量分布均匀的球形天体，天文学家观测到一质量很小的恒星独自在宇宙中做周期为T，半径为r0的匀速圆周运动，由此推测，圆周轨道的中心可能有个黑洞．设万有引力常量为G．

（1）利用所学知识求该黑洞的质量M；

（2）严格解决黑洞问题需要利用广义相对论的知识，但早在相对论提出之前就有人利用牛顿力学体系预言过黑洞的存在，他们认为黑洞的引力很大，大到物体以光速运动都无法从其逃脱．我们知道，在牛顿体系中，当两个质量分别为m1、m2的质点相距为r时也会具有势能，称之为引力势能，其大小为（规定无穷远处势能为零），若按照牛顿力学体系将地球变为一个黑洞，求地球变为黑洞后的最大半径Rm．（已知万有引力常量G=6.67×10-11N·m²/kg²，地球质量M=6.02×1024kg）．

14. 如图所示，小滑块A（可视为质点）的质量为2m，木板B的质量为m、长度为L，两物体静止叠放在水平地面上．A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．现对A施加一水平拉力F，求：

（1）B与地面间的最大静摩擦力Fmax；

（2）当两物体刚发生相对滑动时，拉力F的大小．

（3）当拉力F=4 μmg时，A离开B所需的时间t．

15. 如图所示，质量的小物块以初速度水平向右抛出，恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入圆弧轨道，圆弧轨道的半径为，B点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道BD平滑连接，A与圆心O的连线与竖直方向成角。MN是一段粗糙的水平轨道，小物块与MN间的动摩擦因数，轨道其他部分光滑。最右侧是一个半径为的半圆轨道，C点是圆弧轨道的最高点，半圆轨道与水平轨道BD在D点平滑连接。已知重力加速度，，。

（1）求小物块的抛出点离A点的高度h；

（2）若MN的长度为，求小物块通过C点时所受轨道弹力的大小；

（3）到达D且小物块在DC之间不脱离轨道，求MN的长度。