2023-2024学年黑龙江省双鸭山市第一中学高三（上）开学考试物理试卷（含解析）

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2023-2024学年黑龙江省双鸭山市第一中学高三（上）开学考试物理试卷学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________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.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。一、单选题（本题共6小题，共24分）1.  一质量分布均匀的物块用两根轻绳吊起处于静止状态，合理的是(    )A.  B.
C.  D. 2.  如图所示，质量为、中空部分为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为的小铁球。现用一个水平向右的推力推动凹槽，当小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成角，重力加速度为。下列说法正确的(    )
 A. 小铁球受到的合外力方向水平向左 B. 凹槽对小铁球的支持力
C. 系统的加速度为 D. 推力3.  岁的奥运冠军全红婵，在第届全运会上再次上演“水花消失术”夺冠。在女子跳台的决赛中下面研究过程将全红婵视为质点，全红婵竖直向上跳离跳台的速度为，竖直入水后到速度减为零的运动时间与空中运动时间相等，假设所受水的阻力恒定，不计空气阻力，全红婵的体重为，重力加速度大小为，则(    )
 A. 跳离跳台后上升阶段全红婵处于失重状态 B. 入水后全红婵处于失重状态
C. 全红婵在空中运动的时间为 D. 入水后全红婵受到水的阻力为4.  如图所示，物块的质量为，物块的质量为，两者通过弹簧相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块、的加速度大小分别为、。重力加速度大小为。则有(    )
 A. ， B. ，
C. ， D. ，5.  、两物体沿同一直线运动，运动过程中的图像如图所示，下列说法正确的是(    )
 A. 时物体运动方向发生改变 B. 内物体的速度逐渐减小
C. 内两物体的平均速度相等 D. 内某时刻两物体的速度大小相等6.  用卡车运输质量为的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示．两斜面、Ⅱ固定在车上，倾角分别为和重力加速度为当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面、Ⅱ压力的大小分别为、，则
 A.  B.
C.  D. 二、多选题（本题共4小题，共16分）7.  一定质量的实心光滑大球半径为，放置在固定斜面上，被一竖直挡板挡住，挡板可绕点在竖直平面内转动，将一半径为、质量为的光滑小球放置于大球与挡板之间，整体处于静止状态，如图所示，已知，现将竖直挡板沿顺时针方向缓慢放平此过程中大球、小球与挡板始终紧密接触，重力加速度为，下列说法正确的是(    )
 A. 当整体处于静止状态时，小球受挡板的弹力大小为
B. 挡板沿顺时针方向缓慢放平过程中大球对小球的弹力一直变小
C. 挡板沿顺时针方向缓慢放平过程中挡板对小球的弹力一直变大
D. 斜面对大球的弹力逐渐变大8.  如图所示，倾角为的斜面体置于水平地面上，小物块置于斜面上，通过绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电小球连接，定滑轮左侧连接物块的一段细绳与斜面平行，带负电的小球用绝缘细线悬挂于点。设两带电小球在缓慢漏电的过程中，两球心始终处于同一水平面上，并且、都处于静止状态，下列说法中正确的是(    )
 A. 对的摩擦力一定减小 B. 地面对的支持力一定变大
C. 对地面的摩擦力方向一定向左 D. 地面对的摩擦力一定变大9.  如图所示，足够长的木板静置于光滑水平面上，其上放置小滑块，滑块受到随时间变化的水平拉力作用时，用传感器测出滑块的加速度，得到如图所示的图像，已知取，则(    )
 A. 滑块的质量为
B. 木板的质量为
C. 当时，木板的加速度为
D. 滑块与木板间的动摩擦因数为10.  如图甲所示，足够长的传送带与水平面的夹角为，保持某一速度匀速转动，在传送带上某位置轻轻放置一小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数为，小木块速度大小随时间变化的关系如图乙所示。已知，重力加速度为，则(    )
 A. 传送带一定顺时针转动
B. 传送带的速度大小等于
C.
D. 时间后木块的加速度大小为二、实验题（本题共2小题，共14分）11.  在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，所用实验装置如图所示，弹簧测力计挂于固定点，下端用细线挂一重物。弹簧测力计的一端用细线系于点，手持另一端向左拉，使结点静止在某位置。分别读出弹簧测力计和的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录点的位置和拉线的方向。弹簧测力计的读数如图所示，其读数为______。  下列不必要的实验要求是______。A.应测量重物所受的重力B.弹簧测力计应在使用前校零C.拉线方向应与木板平面平行D.改变拉力，重复多次实验时，每次都要使点静止在同一位置某次实验中，该同学发现弹簧测力计的指针稍稍超出量程，下列解决办法不可行的是______。A.减小的质量                    增大与竖直方向的夹角C.减小弹簧测力计拉力的大小   将更换成更大量程的弹簧测力计 12.  某研究性学习小组的同学欲探究小车质量不变时其加速度与力的关系，该小组在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中为小车，为打点计时器，为力传感器测绳子的拉力，为小桶内有砂子，是一端带有定滑轮的水平放置的足够长的木板。不计绳子与滑轮间的摩擦。要顺利完成该实验，除图中实验仪器和低压交流电源含导线外，还需要的实验仪器是_________选填“毫米刻度尺”“天平”或“秒表”。本实验是否需要平衡摩擦力后再做实验__________选填“是”或“否”是否要求小桶和砂子的总质量远小于小车的质量_________选填“是”或“否”。已知交流电源的频率为，某次实验得到的纸带如图乙所示，图中相邻两计数点之间还有个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度___。结果保留两位有效数字三、计算题（本题共3小题，共46分）13.  在沟谷深壑、地形险峻的山区，由于暴雨、暴雪极易引发山体滑坡并携带大量泥沙石块形成泥石流如图甲所示，发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等，造成巨大损失。现将泥石流运动过程进行简化，如图乙所示，假设泥石流从点由静止开始沿坡体匀加速直线下滑，坡体倾角，泥石流与坡体间动摩擦因数，点距离坡体底端点长度为，泥石流经过点时没有速度损失，然后在水平面上做匀减速直线运动，加速度大小为，一辆汽车停在距离点右侧的处，当泥石流到达点时，司机发现险情，立即启动车并以加速度向右做匀加速直线运动，以求逃生。，求：泥石流经过点时的速度大小；汽车行驶过程中，泥石流与汽车间的最小距离。
  14.  我国在川西山区建成了亚洲最大的风洞群，目前拥有座世界级风洞设备，具备火箭助推和飞艇带飞等飞行模拟试验能力。如图所示，风洞实验室中可以产生水平向右、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放入其中，杆足够长，小球孔径略大于杆直径，其质量为，与杆间的动摩擦因数为。当杆与水平方向夹角为时，小球沿杆恰好做匀速直线运动，，取，求此时风力的大小。
 15.  如图所示，光滑水平桌面上放着一个长木板，物块可视为质点和通过一根细绳相连，细绳跨过固定在桌面上的光滑定滑轮，放在木板最左端，被绳竖直悬挂着。质量相同，与之间动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。开始时被托起，均静止，离地面的高度为，释放后。取若与之间动摩擦因数大于某值，将相对静止一起运动，求的值；若，落地后不反弹，运动到桌面边缘前，和已经达到共同速度且未从上滑下，求板的最短长度。

答案和解析 1.【答案】 【解析】质量分布均匀的物块的中心在其几何中心，物体受到重力、两根绳子的拉力作用下处于静止状态，故三个力属于共点力，则三个力的作用线必交于一点，根据图象可知，只有选项的三个力相较于一点，故D正确，ABC错误。故选D。
 2.【答案】 【解析】A.在水平向右的推力作用下，当小铁球与光滑凹槽相对静止时，小铁球与光滑凹槽的加速度方向水平向右，根据牛顿第二定律知小铁球受到的合外力方向水平向右，故A错误；B.对小球进行受力分析，如图所示：  则凹槽对小铁球的支持力故B错误；C.对小球进行受力分析得解得所以系统的加速度为故C错误；D.对整体进行受力分析，根据牛顿第二定律得故D正确。故选D。
 3.【答案】 【解析】A.跳离跳台后上升阶段，加速度向下，则全红婵处于失重状态，A正确；B.入水后全红婵的加速度向上，处于超重状态，B错误；C.以向上为正方向，则根据可得即全红婵在空中运动的时间为， C错误；D.入水时的速度在水中的加速度大小方向竖直向上，根据牛顿第二定律可知D正确。故选AD。
 4.【答案】 【解析】【分析】
通过共点力平衡求出弹簧的弹力大小，抓住抽出木板的瞬间，弹簧弹力不变，根据牛顿第二定律求出木块、的加速度．
本题考查了牛顿第二定律的瞬时问题，抓住瞬间弹簧的弹力不会突变，结合牛顿第二定律进行求解．
【解答】开始时，对木块分析，处于平衡状态，弹簧的弹力抽出木板的瞬间，弹簧的弹力不变，木块所受的合力仍然为零，则加速度抽出木板的瞬间，弹簧的弹力不变，对木块，受重力和弹簧向下的弹力，根据牛顿第二定律得故C正确，ABD错误。故选C。  5.【答案】 【解析】【分析】
本题考查了图像，知道斜率表示速度，斜率的正负表示速度的正负，斜率的大小表示速度的大小，坐标的变化表示位移，难度不大。
【解答】A.物体的图线是一条倾斜的直线，所以物体做匀速直线运动，且速度为故A错误；B.内物体的图线的斜率增大，则物体的速度逐渐增大，故B错误；C.内，物体的位移物体的位移所以、两物体在内位移不相等，则平均速度不相等，故C错误；D.内，物体的位移物体的位移则物体做匀速直线运动，物体的速度逐渐增大，则在内某时刻两物体的速度大小相等，故D正确。故选D。  6.【答案】 【解析】【分析】
将圆筒的重力进行分解，作图并找出几何关系，结合牛顿第三定律即可求解。
本题考查力的分解以及牛顿第三定律，要求学生作图进行分析，难度不大。
【解答】对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态，受力分析如图，由几何关系可知，  ，  解得  ，  由牛顿第三定律知  ，故D正确  7.【答案】 【解析】【分析】
此题涉及到两个平衡状态，由平衡条件求大球对小球的弹力，画出小球在竖直挡板转动过程中的动态矢量图，从该图就能确定各个力大小的变化。
此题的难点在于动态矢量的绘制，要根据题意，细心地画出动态变化平衡关系，从而确定各个力大小的变化。
【解答】A.当开始系统处于静止状态时，对小球受力分析如图所示由几何关系知道由平衡条件得到大球对小球的弹力为故A正确；竖直挡板转动过程中挡板对小球的弹力图中蓝色线与大球对小球的弹力图中红色线的夹角保持不变，小球所受三个力构成封闭的矢量三角形，动态矢量图如图所示与的交点在外接圆的圆周上顺时针移动，可知弹力一直变小，先变大再变小，故B正确，C错误；D.把两个球当成一个整体，可得斜面对大球的弹力一直减小，故D错误。故选AB。  8.【答案】 【解析】A.小球不断漏电，所以两小球所受库仑力逐渐减小，根据平衡条件可知绳子的拉力不断减小，所以所受的拉力也不断减小，若相对于斜面有向上运动的趋势，则摩擦力减小，若相对于斜面有向下运动的趋势，则对的摩擦力增大，A错误；将和看成一个整体，其受重力方向竖直向下，支持力方向竖直向上，绳子给的拉力方向沿斜面向上以及摩擦力，根据正交分解法，竖直方向上有拉力在竖直方向上的分力与支持力的合力等于重力，当拉力减小时，地面对的支持力一定变大，在水平方向上有，拉力在水平方向上的分力等于摩擦力，所以摩擦力一定向左，由牛顿第三定律得对地面的摩擦力方向一定向右，当拉力不断减小时，地面对的摩擦力也不断减小，B正确，CD错误。故选B。
 9.【答案】 【解析】设滑块的质量，木板的质量为，滑块与木板间的动摩擦因数为。由题图可知，当时，滑块与木板达到最大共同加速度，根据牛顿第二定律有解得当时，与将发生相对滑动，对单独应用牛顿第二定律有整理得根据题图解得，，则，故AD正确，B错误；C.当时，木板的加速度为故C错误。故选AD。
 10.【答案】 【解析】A.若传送带顺时针转动，当木块下滑时满足物块将一直匀加速到底端，且加速度不变，当木块上滑时满足木块先匀加速，在速度与传送带相等后将匀速运动，两种情况均不符合运动图像，故A错误；B.由中分析可知，传送带逆时针转动，只有木块的速度大于传送带速度时，木块所受摩擦力才能沿传送带向上，由图乙可知，传送带速度的大小等于  ，故B正确；C.木块在  时间内，所受摩擦力沿传送带向下，根据牛顿第二定律有由图乙可知联立解得故C错误；D.  时间后木块所受摩擦力沿传送带向上，根据牛犊第二定律把中解得  代入解得故D正确。故选BD。
 11.【答案】         【解析】弹簧测力计的读数。应测量重物所受的重力，并且将两个细线拉力的合力与的重力比较，有必要，不符合题意；B.弹簧测力计应在使用前校零，这是弹簧测力计的使用规则，有必要，不符合题意；C.为了减小拉力的测量误差，拉线方向应与木板平面平行，有必要，不符合题意；D.改变拉力，重复多次实验时，每次没有必要使点静止在同一位置，符合题意。故选D。减小的质量，可以减小的重力，能减小两个细线拉力的合力，弹簧测力计的拉力减小，可行，不符合题意；  B.增大与竖直方向的夹角，弹簧测力计的拉力增大，不可行，符合题意；C.减小弹簧测力计拉力的大小，弹簧测力计的拉力减小，可行，不符合题意；  D.将更换成更大量程的弹簧测力计，可以准确测量细线的拉力，可行，不符合题意。故选B。
 12.【答案】毫米刻度尺；是；否； 【解析】【分析】
本题考查探究小车质量不变时其加速度与力的关系实验。根据实验原理选择实验器材和判断是否需平衡摩擦力；根据求解加速度。【解答】由于要处理纸带数据，需要利用刻度尺测量两个计数点之间的距离，所以还需要的器材是刻度尺。为使绳子的拉力等于小车受到的合外力，应平衡摩擦力。由于绳子一端连接有能够测绳子拉力的力传感器，绳子的拉力可以直接读出，所以不需要小桶和砂子的总质量远小于小车的质量。图乙中相邻两个计数点之间的时间间隔为  根据可求得小车的加速度  13.【答案】解：泥石流从到做匀加速直线运动，则有
 代入数据解得车行驶过程中，两车速度相等时，距离最小，设速度相等时的时间为，则有
  【解析】本题考查动力学知识的应用，正确受力分析，熟悉运动学公式是解题的关键。
根据牛顿第二定律结合速度位移公式列方程得出点的速度大小；
根据临界条件结合速度公式，位移公式列方程即可求出最小距离。
 14.【答案】若小球沿细杆匀速向上运动，垂直杆方向沿杆方向又解得若小球沿细杆匀速向下运动，垂直杆方向沿杆方向又解得 【解析】本题考查了共点力作用下物体的平衡问题，对物体进行受力分析，然后进行正交分解，根据共点力作用下物体平衡的条件合力为零列式求解。特别注意此处匀速运动有两种情况，向上和向下。
 15.【答案】解：由题意，  三物在  落地前均保持相对静止，知对  有其中则得若  ，则  ，在  未落地之前，对得对  ， 得显然，  将在上相对滑动，而  落地时间在这段时间内前进 前进故  在上相对滑动距离 落地瞬间，  的速度分别为 ，  落地后，水平方向上只有  相互作用，设  刚滑到最右端二物即获共同速度，则  就刚不从上滑下。由水平动量守恒可求出这个共同速度得又设  刚滑到  最右端时，  位移分别为  ，由动能定理只算数值；对对 其中 ， 得 ， 可知，  在上相对滑到距离板的最小长度为 【解析】对受力分析求得最大加速度，利用整体法求得摩擦因数；
利用牛顿第二定律求得落地前后的加速度，根据运动学公式求得两个过程中发生的相对位移，即为木板的最短距离。
本题考查了求速度与木板长度问题，考查了牛顿第二定律的应用，分析清楚物体的运动过程是解题的关键，应用牛顿第二定律与运动学公式可以解题。