安徽省临泉田家炳实验中学2024-2025学年高三上学期开学考物理试题

这是一份安徽省临泉田家炳实验中学2024-2025学年高三上学期开学考物理试题，共6页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

满分：100分 时间：75分钟
一、单选题(共8题，每题四分，共32分)
1．下列说法正确的是（ ）
A. 物体内能的大小仅取决于它的温度
B. 气体从外界吸收热量，其内能不一定增加
C. 0℃的冰吸热后变成0℃的水，其分子平均动能增加
D. 单晶体和多晶体都具有各向异性
2．一物块在粗糙水平面上沿直线自由滑行，物块运动的位移为x,运动时间为t,绘制的图像如图所示，则物块在前3s内的位移为（ ）
A. 25m B. 24m
C. 20m D. 15m
3．如图所示，完全相同的质量为m的A、B两球，用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧，静止不动时，弹簧处于水平方向，两根细线之间的夹角为θ．则弹簧的长度被压缩了（ ）
A. B.
C. D.
4．如图所示，质量为m的物体A和质量为2m的物体B叠放在一起静止不动，A、B之间动摩擦因数为μ1，B与地面之间动摩擦因数是μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现给A加一水平拉力F，使得两物体一起向右加速运动，下列关于μ1、μ2的关系可能是（ ）
A. 4μ1=μ2 B. 3μ1=μ2 C. μ1=3μ2 D. μ1=4μ2
5．一定质量的理想气体，初状态如图中A所示，若经历A→B的变化过程，在该过程中吸热450J。若经历A→C的变化过程，在该过程中吸热750J。下列说法正确的是（ ）
A. 两个过程中，气体的内能增加量不同
B. A→C过程中，气体对外做功400J
C. 状态B时，气体的体积为10L
D. A→C过程中，气体体积增加了原体积的
6．下列关于分子力和分子势能的说法正确的是（ ）
A. 分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力
B. 分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大
C. 分子势能在r0处最小
D. 分子间距离在小于r0且减小时，分子势能在减小
7．一池塘，从水面往下越深水温越低，一水底的鱼吐出一气泡，气泡在缓慢上浮的过程中（接近水面时气泡内的温度高于在水底的温度），关于气泡内的气体（可看作理想气体），下列说法正确的是（ ）
A. 气体的内能减小
B. 气体对外做正功
C. 气体的压强增大
D. 气体吸收的热量小于内能增加量
8．用打气筒给自行车打气，设每打一次可打入压强为1atm的空气0.1L，自行车内胎的容积为2.0L，假设胎内原来没有空气，且打气过程温度不变，那么打了40次后胎内空气压强为（ ）
A. 5atm B. 25atm C. 2atm D. 40atm
二、多选题(共2题，每题5分，共10分)
9．如图所示，在水平地面的木板上安装有竖直杆，在杆上A、B两点间安装长为2d的轻绳，两竖直杆间距为d,A、B两点间的高度差为，现有带光滑钩子、质量为m的物体钩住轻绳且处于平衡状态，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）​
A. 开始平衡时轻绳的张力大小为mg
B. 开始平衡时轻绳的张力大小为mg
C. 若将绳子的A端沿竖直杆上移，绳子拉力不变
D. 若将左侧杆水平左移少许，绳子拉力不变
10．如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可忽略）。如果不计大气压的变化，该装置就是一支简易的气温计。关于该气温计的说法正确的是（ ）
A. 气温计刻度是均匀的，左大右小
B. 读数变大过程，罐中气体压强增大
C. 读数变大过程，罐中气体对外做功，内能增大
D. 读数变小过程，罐中气体放出的热量大于外界对其做的功
三、实验题(共2题，共18分)
11．某同学要测量滑块与长木板间的动摩擦因数，设计了如图1所示的实验装置。长木板一端装有定滑轮，长木板放在水平桌面上，有定滑轮的一端伸出桌外，将光电门装在长木板靠近定滑轮一端，绕过定滑轮的细线一端连接装有遮光片的滑块，另一端吊着重物。调节定滑轮的高度，使滑块与定滑轮间的细线与长木板平行。
（1）实验前，先用游标卡尺测出遮光片的宽度，示数如图2所示，则遮光片的宽度d=_____cm；
（2）实验时，先测出遮光片到光电门的距离x1，由静止释放滑块，与光电门连接的数字计时器记录遮光片通过光电门时挡光时间t1，则遮光片挡光时，滑块的速度为v1=_____（用测得的物理量符号表示）；
（3）多次改变滑块由静止释放的位置，重复实验，测得多组遮光片到光电门的距离x和遮光片通过光电门时挡光时间t,作出-x图像，测得图像的斜率为k,若重物的质量为m,滑块和遮光片的质量为M，重力加速度为g,则滑块与长木板间的动摩擦因数μ=_____。
12．某同学在探究力的合成的平行四边形定则的实验中，利用图钉、平板、橡皮筋、弹簧测力计及铅笔、刻度尺进行有关实验。
（1）图1中B测力计的示数为 _____N。（本实验用的弹簧测力计示数的单位为N）
（2）如图2所示是甲、乙两名同学在做“探究力的平行四边形定则”的实验时得到的结果。若按实验中要求的符号表示各个力，则可判定其中 _____（填“甲”或“乙”）实验结果是尊重实验事实的。
（3）在验证力的平行四边形定则的实验中，两弹簧测力计拉力的图示在图2丙中作出，方格每边的长度表示1N，O是橡皮筋的一个端点。按照作图法可得合力的大小为 _____N。
四、计算题(共3题，共40分)
13．(14分)质量为m=0.4kg的砝码悬挂在轻绳PA和PB的结点上并处于静止状态，PA与竖直方向的夹角为37°，PB沿水平方向。质量为M=6kg的木块与PB相连，静止于倾角为37°的斜面上，物体与斜面的动摩擦因数μ=0.9，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（sin37°=0.6，cs37°=0.8）g=10m/s2，求：
（1）轻绳PA和轻绳PB各自产生拉力的大小。
（2）木块M所受斜面施加的弹力、摩擦力的大小。
（3）若对木块M施加一个平行于斜面向上的力F，M仍处于静止状态，求F的最大值。
14．（12分）在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，两空气柱的温度均为27℃，左、右两边空气柱的长度分别为l1=36.0cm和l2=30.0cm,左边气体的压强为60.0cmHg。现对右边的空气加热使两边的空气柱长度一样。求右边的空气需要加热到多少℃。
15．（14分）为了监控锅炉外壁的温度变化，某锅炉外壁上镶嵌了一个底部水平、开口向上的圆柱形导热缸，气缸内有一质量不计、横截面积S=10cm2的活塞封闭着一定质量理想气体，活塞上方用轻绳悬挂着矩形重物。当缸内温度为T1=360K时，活塞与缸底相距H=6cm、与重物相距h=4cm。已知锅炉房内空气压强p0=1.0×105Pa,重力加速度大小g=10m/s2，不计活塞厚度及活塞与缸壁间的摩擦，缸内气体温度等于锅炉外壁温度。
（1）当活塞刚好接触重物时，求锅炉外壁的温度T2。
（2）当锅炉外壁的温度为660K时，轻绳拉力刚好为零，警报器开始报警，求重物的质量M。
试卷答案
1．【答案】B
【解析】物体的内能与物体的温度、体积、物质的量有关；改变内能有两种方式：热传递和做功；温度是分子平均动能的标志；多晶体具有各向同性。
解：A、物体的内能是物体内所有分子热运动的动能和所有分子的势能之和，物体的内能与物体的温度、体积、物质的量有关，故A错误；
B、热传递和做功都能改变物体的内能，物体吸收热量的同时对外做功，根据ΔU=W+Q可知，物体内能不一定增加，故B正确；
C、温度是分子平均动能的标志，温度没变，分子平均动能不变，故C错误；
D、单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，故D错误。
故选：B。
2．【答案】A
【解析】先由运动学公式得出图像的函数表达式，结合图像得出物体的初速度和加速度，进而得出物体速度减到零所需时间，再利用运动学公式求出物块的位移。
解：由题意知物块在粗糙水平面上沿直线自由滑行，则位移为
整理得
由图像知v0=20m/s a=8m/s2
所以物体减为零的时间为=s=2.5s
物块在前3s内的位移为物体速度减到零时间内的位移，根据运动学公式有
代入数据可得x=25m
故A正确，BCD错误。
故选：A。
3．【答案】C
【解析】对A球受力分析，然后根据平衡条件并运用合成法得到弹簧的弹力，最后根据胡克定律得到弹簧的压缩量．
解：对球A受力分析，受重力mg、拉力T、弹簧的弹力F，如图
根据平衡条件，结合合成法，有
F=mgtan
根据胡克定律，有
F=kx
解得
x=
故选：C。
4．【答案】D
【解析】当当A、B之间的摩擦力大于B与地面之间的摩擦力，两物体才能一起向右加速运动，据此列式分析。
解：根据题意，只有当A、B之间的摩擦力大于B与地面之间的摩擦力才能使得两物体一起向右加速运动，即有
μ1mg＞μ2•3mg
即得：μ1＞3μ2，故ABC错误，D正确。
故选：D。
5．【答案】C
【解析】一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，根据温度变化量的关系，分析内能变化量的关系；A→B为等容过程，气体做功为零，根据热力学第一定律求出气体内能的改变量。A→C为等压过程，由热力学第一定律求解气体对外做功。A→C为等压过程，根据盖—吕萨克定律列式。结合W=pΔV求解状态B时气体的体积，再分析D项。
解：A、一定质量的理想气体的内能只跟温度有关。两个过程的初末温度相同，温度变化量相同，则气体的内能增加量相同，故A错误；
B、A→B为等容过程，气体做功为零，由热力学第一定律ΔU=Q+W，可知内能改变量：ΔU=Q=450J
A→C为等压过程，内能增加了450J，吸收热量为750J，由热力学第一定律ΔU=Q+W可知，气体对外做功为300J，故B错误；
C、A→C为等压过程，则有
做功大小为
WAC=pA（VC-VA）
联立解得：VA=10L，VC=12L
即状态B时，气体的体积为10L，故C正确；
D、A→C过程中，VA=10L，VC=12L，则===，即气体体积增加了原体积的，故D错误。
故选：C。
6．【答案】C
【解析】当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小；分子力表现为引力时，r增大，分子力先增大后减小，分子势能一直增大。
解：A、分子间距离大于r0，分子间表现为引力，故A错误；
BCD、分子间距离变小，引力做功，势能减小，在r0处势能最小，继续减小距离，分子间表现为斥力，分子力做负功，势能增大，故BD错误，C正确；
故选：C。
7．【答案】B
【解析】气泡上升过程中，气泡内的气体压强减小，温度升高，根据一定质量的理想气体状态方程可以判断体积增大，气体对外做功，结合热力学第一定律也可以判断气体吸热情况。
解：A、气泡上升过程中，气泡内气体温度越来越高，内能增加，故A错误；
BC、气泡内气体压强p=p0+ρgh,气泡升高过程中，其压强减小，温度升高，根据一定质量的理想气体状态方程可知，气体体积一定增大，故气泡内气体对外界做功，故B正确，C错误；
D、由于气体内能增加，且对外做功，根据热力学第一定律ΔU=W+Q，可知气体吸收的热量大于内能增加量，故D错误；
故选：B。
8．【答案】C
【解析】对打了40次的总的空气运用波意耳定律列式求解即可。
解：每打一次把一个大气压强的空气打进0.1L，打了40次，总体积V1=40×0.1L=4L，气压为p1=1atm,压入足球，体积减小为V2=2.0L
根据玻意耳定律得：p1V1=p2V2
代入数据解得：p2=2atm,故C正确。
故选：C。
9．【答案】BC
【解析】对悬挂点受力分析，再结合受力平衡联立方程求出张力的大小。
解：AB、对悬挂点受力分析，如图所示：
由于钩子光滑，所以左右绳上的力相等，绳子与竖直方向的夹角也相同，由于A、B杆间的距离为d,绳子的长度为2d,由几何关系可得：sinθ=
根据受力平衡可得：2Fcsθ=mg,代入得：F=，故A错误，B正确；
C、当绳子A端上移时，绳之间的夹角不变，所以绳子上的张力不变，故C正确；
D、当左杆水平向左移动，则绳子之间的夹角变大，重力不变，所以csθ减小，F增大，故D错误。
故选：BC。
10．【答案】CD
【解析】明确气温计原理，罐内气体做等压变化，根据盖—吕萨克定律进行分析吸管上的温度刻度值的大小、吸管上的温度刻度是否分布均匀；一定质量理想状态气体内能由温度决定；根据热力学第一定律分析做功与吸收热量间的关系。
解：A、由于油柱受内外气压的作用处于平衡状态，所以在温度变化时，罐内气体做等压变化，压强不变；根据盖—吕萨克定律可知，空气的体积和温度成正比，即
=，
则有：Δt=ΔT==，
其中：C=（定值），所以温度的变化量与距离的变化量成正比，则吸管上的温度刻度分布均匀，故A错误；
BC、读数变大过程，即温度升高，罐中气体发生等压变化，压强不变；罐内气体温度升高，体积变大，气体对外做功，内能增大，故B错误，C正确；
D、读数变小过程，即温度降低，压强不变，体积减小，外接对气体做功，罐内气体内能也减小，则由热力学第一定律ΔU=W+Q可知，罐中气体放出的热量Q大于外界对其做的功W，故D正确；
故选：CD。
11．【答案】(1)0.955;(2);(3);
【解析】游标卡尺不估读，可以用加法读数；滑块速度约等于遮光片经过光电门的平均速度；由匀变速直线运动的速度—位移关系和牛顿第二定律求动摩擦因数。
解：（1）如图所示20分度的游标卡尺分度值是0.05mm游标尺11格对准主尺2cm,用加法可得遮光片的宽度为
d=9mm+11×0.05mm=9.55mm=0.955cm
（2）遮光片经过光电门的平均速度约等于滑块的速度为
（3）由匀变速直线运动的速度—位移关系可得
v2=2ax ①
滑块的末速度②
①②两式联立可得
所以-x图像的斜率为③
由牛顿第二定律可得
mg-μMg=（M+m）a④
③④两式联立可得
答：（1）遮光片的宽度为0.955cm；
（2）滑块的速度为；
（3）滑块与长木板的动摩擦因数为。
12．【答案】(1)3.60;(2)甲;(3)7;
【解析】（1）由图示弹簧测力计确定其分度值，读出其示数；
（2）利用平行四边形画出合力的理论值再和实际的合力进行比较；
（3）根据平行四边形定则求出合力；
解：（1）由图示可知，弹簧测力计分度值为0.2N，其示数为3.60N；
（2）该实验中F是由平行四边形法则得出的合力，而F′是通过实际实验得出的，故F′应与OA在同一直线上，而F与F1、F2组成平行四边形，故甲实验结果是尊重实验事实的；
（3）已知分力求合力，根据平行四边形法则作图如下
由图可得，两个分力的合力的长度为7个长度，所以合力的大小为7N。
故答案为：（1）3.60；（2）甲；（3）7。
13．【解析】（1）先以结点P为研究对象，分析受力情况，由平衡条件求出PA和PB绳的拉力大小；
（2）以M为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件求解摩擦力与弹力大小，
（3）当F较大时，摩擦力向下，且为滑动摩擦力，列平衡条件解答。
解：（1）如图1所示分析结点P受力，
图1
由平衡条件得：F1cs37°=mg；F1sin37°=F2
解得PB绳的拉力为：F2=3N
PA绳的拉力为：F1=5N
（2）再分析M的受力情况如图2所示：
图2
由平衡条件得：Ff=Mgsin37°+F'2cs37°
FN+F'2sin37°=Mgcs37°
其中F2=F'2
代入数据解得：Ff=38.4N，FN=46.2N
（3）对M再次受力分析如图3：
图3
当F较大时，由物体的平衡条件可得沿斜面方向：Fmax=F'f+Mgsin37°+F'2cs37°
垂直于斜面方向：FN+F'2sin37°=Mgcs37°
Ff=μFN
F'2=F2
解得：Fmax=79.98N；
答：（1）轻绳PA和轻绳PB各自产生拉力的大小分别为5N和3N；
（2）木块M所受斜面施加的弹力、摩擦力的大小分别为38.4N，46.2N。
（3）F的最大值为79.98N。
14【解析】根据题目条件分析出气体变化前后的压强和体积，根据公式pV=CT计算出右边的空气的温度。
解：对于右边空气柱：
加热前压强：
p2=p1-（l1-l2）=60cmHg-（36-30）cmHg=54CMhG
加热后压强：
加热后空气柱长度：
设加热后的温度为，由理想气体状态方程：
解得：T'2=385K
即t'2=T'2-273K=112℃
答：右边的空气需要加热到112℃。
15．【解析】根据所封一定质量的理想气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律列式求解；根据受力分析结合气体做等容变化，由查理定律解得重物的质量。
解：（1）活塞上升过程中，缸内气体发生等压变化V1=HS
V2=（H+h）S
由盖-吕萨克定律有
代入数据解得T2=600K
（2）活塞刚好接触重物到轻绳拉力为零的过程中，缸内气体发生等容变化T3=660K
由力的平衡条件有
由查理定律有
代入数据解得M=1kg
答：（1）锅炉外壁的温度为600K；
（2）重物的质量为1kg。