2024-2025学年辽宁省沈阳市东北育才学校高三（上）开学物理试卷（含解析）

这是一份2024-2025学年辽宁省沈阳市东北育才学校高三（上）开学物理试卷（含解析），共23页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列关于物理学史或物理认识说法正确的是( )
A. 牛顿的理想实验将实验和逻辑推理结合得出了力不是维持物体运动的原因
B. 开普勒第一定律认为，所有行星围绕太阳运动轨迹是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上
C. 牛顿对引力常量G进行了准确测定，并于1687年发表在《自然哲学的数学原理》中
D. 根据平均速度的定义式v=ΔxΔt=x2−x1t2−t1，当Δt→0时，ΔxΔt就可以表示物体在t1时刻的瞬时速度，该定义运用了微元法
2.如图所示，两个质量均为m的小球通过两根轻弹簧A、B连接，在水平外力F作用下，系统处于静止状态，弹簧实际长度相等。弹簧A、B的劲度系数分别为kA、kB，且原长相等。弹簧A、B与竖直方向的夹角分别为θ与45°.设A、B中的拉力分别为FA、FB.小球直径相比弹簧长度可以忽略。则( )
A. tanθ=12B. kA=kBC. FA= 3mgD. FB=2mg
3.打弹珠是小朋友经常玩的一个游戏。如图所示，光滑水平地面上有两个不同材质的弹珠甲和乙，质量分别是m和km，现让甲以初速度v0向右运动并与静止的乙发生碰撞，碰后乙的速度为2v03，若碰后甲、乙同向运动，则k的值可能是( )
A. 0.4B. 1.6C. 1.2D. 2.1
4.一列简谐横波在t=0时的波形如图中实线所示，t=1s时的波形如图中虚线所示，则下列说法正确的是( )
A. 这列波的波长为4m
B. 若波向x轴正方向传播，则波的最大频率为0.25Hz
C. 平衡位置分别为A、B的两个质点，振动方向始终相反
D. 若波向x轴负方向传播，则波的传播速度大小为6m/s
5.加快发展新质生产力是新时代可持续发展的必然要求，我国新能源汽车的迅猛发展就是最好的例证。某新能源汽车生产厂家在平直公路上测试汽车性能，t=0时刻驾驶汽车由静止启动，t1=6s时汽车达到额定功率，t2=26s时汽车速度达到最大，如图是车载电脑生成的汽车牵引力F随速率倒数1v变化的关系图像。已知汽车和司机的总质量m=2000kg，所受阻力与总重力的比值恒为14，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 汽车启动后做匀加速直线运动，直到速度达到最大
B. 汽车在BC段做匀加速直线运动
C. 汽车达到的最大速度大小为20m/s
D. 从启动到速度达到最大过程中汽车通过的距离为510m
6.汽车的安全气囊是有效供护乘客的装置。如图甲所示，在安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从离气囊表面高度为H处做自由落体运动，与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律，可近似用图乙所示的图像描述。已知头锤质量M=20kg，H=3.2m，重力加速度大小取g=10m/s2，则( )
A. 碰撞过程中F的冲量大小为440N⋅s
B. 碰撞过程中F的冲量方向竖直向下
C. 碰撞过程中头锤的动量变化量大小为120kg⋅m/s
D. 碰撞结束后头锤上升的最大高度为0.2m
7.北斗卫星导航系统是由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止同步轨道卫星和3颗地球倾斜同步轨道卫星共30颗卫星组成.已知地球半径为R，表面重力加速度为g，两种地球同步卫星到地心的距离均为kR，中圆地球轨道卫星周期为同步卫星的一半，如图所示。有关倾斜地球同步轨道卫星A与中圆地球轨道卫星B，下列说法正确的是( )
A. 中圆地球轨道卫星B加速度大小为432k2g
B. 倾斜地球同步轨道卫星A与中圆地球轨道卫星B线速度大小之比为34：4
C. 某时刻两卫星相距最近，则再经12小时两卫星间距离为(1+134)kR
D. 中圆地球轨道卫星B的动能大于倾斜地球同步轨道卫星A的动能
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，同一竖直平面内有四分之一圆环BC和倾角为53°的斜面AC，A、B两点与圆环BC的圆心O等高。现将甲、乙小球分别从A、B两点以初速度v1、v2沿水平方向同时抛出，两球恰好在C点相碰(不计空气阻力)，已知sin53°=0.8，cs53°=0.6，下列说法正确的是( )
A. 初速度v1、v2大小之比为3：4
B. 若v1大小变为原来的一半，则甲球恰能落在斜面的中点D
C. 若v1大小变为原来的两倍，让两球仍在OC竖直面相遇，则v2应增大到原来2倍
D. 若要甲球垂直击中圆环BC，则v1应变为原来的447倍
9.如图所示，固定光滑斜面倾角θ=60°，其底端与竖直平面内半径为R的固定光滑圆弧轨道相切，位置D为圆弧轨道的最低点。质量为2m的小球A和质量为m的小环B(均可视为质点)用L=1.5R的轻杆通过轻质铰链相连。B套在光滑的固定竖直长杆上，杆和圆轨道在同一竖直平面内，杆过轨道圆心O，初始轻杆与斜面垂直。在斜面上由静止释放A，假设在运动过程中两杆不会碰撞，小球能滑过D点且通过轨道连接处时无能量损失(速度大小不变)，重力加速度为g，从小球A由静止释放到运动至最低点过程中，下列判断正确的是( )
A. 小球运动到最低点时的速度大小为vA= 3gR
B. A、B组成的系统机械能守恒、动量守恒
C. 已知小球A运动到最低点时，小环B的瞬时加速度大小为a，则此时小球A受到圆弧轨道的支持力大小为5.5mg+ma
D. 刚释放时小球A的加速度大小为aA= 32g
10.如图甲所示，水平地面上固定的一横截面为矩形的半封闭环形凹槽，凹槽底部粗糙，侧壁光滑，其横截面如图乙所示，内有两个半径大小相等，质量之比分别为1：9的小球A与B。凹槽的宽度略大于小球的直径，且两者都远小于凹槽的半径，凹槽的周长为10.75m。两小球在凹槽内运动时与底部的动摩擦因数μ=0.2。初始，A、B两球紧密靠在凹槽某处，某时刻突然给A一个由A指向B的瞬时速度v0=10m/s，随即A与B发生弹性碰撞，则在之后的运动过程中( )
A. A与B可以发生三次碰撞
B. 第一次碰撞后的瞬间A与B的速度大小之比为4：1
C. A与B各自运动的总路程之比为16：1
D. A与B克服摩擦力做功之比为11：9
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
11.两位同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动的特点”实验。
(1)小吴同学用如图甲所示的装置探究平抛运动竖直分运动的特点，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时B球被释放，做自由落体运动。分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次实验观察发现两球始终同时落地，这说明______。
A.平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动
B.平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动
C.平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动，在竖直方向上的分运动是自由落体运动
(2)小马同学用如图乙所示的装置来获取平抛运动的轨迹，用夹子将白纸固定在竖直背板上，当小球落到挡板N上时，用铅笔把小球上端的对应位置描绘在白纸上。然后利用平抛运动的轨迹探究平抛运动水平分运动的特点。在白纸上建立直角坐标系时，坐标原点应建立在______。
A.斜槽末端
B.小球停留在斜槽末端时球心在白纸上的水平投影
C.小球停留在斜槽末端时球的上端在白纸上的水平投影
D.小球刚到达斜槽底部时的球心位置
(3)为了能较准确地描绘平抛运动的轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为正确的是______。
A.每次从斜槽轨道上同一位置静止释放钢球
B.斜槽轨道需要尽量光滑
C.钢球运动时要紧贴装置的背板
D.记录钢球位置的挡板N每次必须等距离移动
12.某物理兴趣小组用如图1所示的实验装置研究“弹簧的弹性势能与形变量之间的关系”。轻弹簧的左端固定在竖直固定挡板上，弹簧的右端放置一个小滑块(与弹簧不拴接)，滑块的左端有一宽度为d的遮光条，O点是弹簧原长时滑块左端遮光条所处的位置。

(1)测遮光条的宽度：用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，测量结果如图2所示，则遮光条的宽度d= ______mm。
(2)平衡摩擦力：将长木板左端垫一小木块(图中未画出)，在O点右侧不同位置分别放置光电门，使滑块压缩弹簧到确定位置并由静止释放小滑块，调整小木块位置，重复以上操作，直到小滑块上的遮光条通过光电门的时间均相等。
(3)向左侧推动滑块，使弹簧压缩一定的程度(弹簧处于弹性限度内)，通过刻度尺测出滑块左端到O点的距离x后静止释放滑块，测量滑块经过光电门时遮光条的挡光时间t。
(4)重复步骤(3)，测出多组x及对应的t，画出x−1t图像如图3所示。

(5)要测出弹簧压缩到某位置时的弹性势能Ep，还必须测量______(填选项序号)。
A.弹簧原长l
B.当地重力加速度g
C.滑块(含遮光条)的质量m
(6)测得x−1t图像的斜率为k0，若轻弹簧弹性势能表达式Ep=12kx2成立，则轻弹簧的劲度系数为______(用测得的物理量字母表示)。
四、简答题：本大题共1小题，共12分。
13.某设计团队给一生态公园设计人造瀑布景观。如景观侧面示意图所示，人造瀑布景观由供水装置和瀑布景观两部分组成。一水泵将水池中的水抽到高处，作为瀑布上游水源；龙头喷出的水流入高处的水平槽道内，然后从槽道的另一端水平流出，恰好落入步道边的水池中，形成瀑布景观。在实际瀑布景观中，水池的水面距离地面为H(不会随着水被抽走而改变水位)，龙头离地面高为h，龙头喷水管的半径为r，龙头喷出的水从管口处以不变的速度源源不断地沿水平方向喷出。若不接水平槽道，龙头喷出的水直接落地(如图中虚线所示)，其落地的位置到龙头管口的水平距离为d=2h。已知水的密度为ρ，重力加速度为g，不计空气阻力。完成以下问题：
(1)求单位时间内从龙头管口流出的水的质量m0；
(2)不计额外功的损失，求水泵输出的功率P。
(3)在施工前，先制作一个为实际尺寸116的瀑布景观模型展示效果，求模型中槽道里的水流速度应为实际水流速度的多少倍？
五、计算题：本大题共2小题，共30分。
14.如图所示，一固定在竖直面内的半径为R=0.2m的光滑半圆圆弧轨道在竖直直径AB的下端A点与一水平面平滑衔接。一质量为m=1kg的小滑块(可视为质点)静置在水平面上的P点，P点到A点的距离为L=1m，小滑块与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.2。小滑块在水平力F=10N的作用下开始沿水平面向右运动，F作用了x0=0.3m的距离后撤去。重力加速度为g=10m/s2。求：
(1)小滑块到达A点时对圆弧轨道的压力；
(2)小滑块能够上升的最大高度；
(3)为了使小滑块能冲上圆弧轨道且在圆弧轨道上运动时不脱离圆弧轨道，拉力F在水平面上的作用距离x应满足的条件。
15.如图所示，在水平地面上静置一质量M=2kg的长木板，在长木板左端静置一质量m=1kg的小物块A，在A的右边静置一小物块B(B表面光滑)，B的质量与A相等，A、B之间的距离L0=5m。在t=0时刻B以v0=2m/s的初速度向右运动，同时对A施加一水平向右，大小为6N的拉力F，A开始相对长木板滑动。t1=2s时A的速度大小为v1=4m/s，木板与地面的摩擦因数μ=0.05，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2，求：
(1)物块A与木板间的动摩擦因数μA；
(2)已知t2=2.5s时两物块均未滑离长木板，求此时物块A、B间的距离x；
(3)当B滑到木板的右端时A、B恰好相碰，求木板长度L；
(4)若木板足够长且在t3=3s时撤去拉力F，试分析物体A、B能否相撞？若能，求A、B两物体从撤去拉力F到相撞所用的时间t；若不能，求A、B两物体从撤去拉力F到A、B之间距离达到最小距离的时间t。(结果可用根式表示)
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：A、伽利略的理想实验将实验和逻辑推理结合得出了力不是维持物体运动的原因，故A错误；
B、开普勒第一定律认为，所以的行星绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上，故B正确；
C、卡文迪什对引力常量G进行了准确测定，并于1687年发表在《自然哲学的数学原理》中，故C错误；
D、根据平均速度的定义式v=ΔxΔt=x2−x1t2−t1，当ΔΔt→0时，ΔxΔt就可以表示物体在t1时刻的瞬时速度，该定义运用了极限法，故D错误。
故选：B。
根据伽利略和开普勒、牛顿、卡文迪什等著名物理学家的主要贡献分析；根据微元法和极限法分析。
掌握著名物理学家的主要贡献，在物理学中的常用方法等是解题的基础。
2.【答案】A
【解析】解：A、C、D、对下边的小球进行受力分析，其受力如图所示，
根据平衡条件由：FB= 2mg，F=mg ①
将两小球看作一个整体，对整体受力分析，
可知整体受到重力2mg，弹簧A的拉力FA和F的作用，受力如下图所示，
根据共点力的平衡条件有：
FA=2mgcsθ，F=2mgtanθ ②
联立①②可得，tanθ=12，FA= 5mg；故A正确，CD错误；
B、根据胡克定律：FA=kAXA，FB=kBXB
由于弹簧的原长相等，变化后实际的长度也相等，所以它们的劲度系数一定不相等。故B错误。
故选：A。
将两球和弹簧B看成一个整体，分析受力情况，根据平衡条件求出弹簧A拉力，即可由胡克定律得到伸长量，再以球2为研究对象，求B弹簧的拉力，从而知道伸长量。
本题主要考查了共点力平衡条件、胡克定律的应用以及整体法和隔离法的灵活运用问题，属于中档题。
3.【答案】C
【解析】解：设甲与乙发生碰撞后甲的速度为v，取向右为正方向，由动量守恒定律得
mv0=mv+km⋅23v0
解得
v=v0−2kv03
碰撞后甲、乙同向运动，则
v>0
解得
k