四川省成都市2023_2024学年高三物理下学期开学考试试题含解析

这是一份四川省成都市2023_2024学年高三物理下学期开学考试试题含解析，共20页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
（满分110分，考试时间100分钟）
第Ⅰ卷
一、单项选择题（共8个小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个选项符合题意）
1. 物理学发展史上，首先把实验和逻辑推理和谐结合起来的科学家是( )
A. 亚里士多德B. 伽利略C. 牛顿D. 法拉第
【答案】B
【解析】
【详解】A、亚里士多德的主要方法是思辨，故A错误；
B、伽得略首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理结合起来，故B正确；
C、牛顿在伽利略等人研究的基础上发现了牛顿运动三定律，故C错误；D、法拉第发现了法拉第电磁感应定律，故D错误
故选B．
【点睛】本题考查物理学史，对于著名物理学家、经典实验和重要学说要记牢，还要学习他们的科学研究的方法．
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 物体的加速度增加，则在相同时间内速度变化量一定增大
B. 只有在加速度和速度方向相同时，速度大小才能增大
C. 加速度方向为正，说明物体做加速运动
D. 在任意相同时间内速率变化相同的直线运动是匀变速直线运动
【答案】A
【解析】
【详解】A．由
得
物体的加速度增加，则在相同时间内速度变化量一定增大。故A正确；
B．只有在加速度和速度方向相同或加速度与速度的夹角为锐角时，速度大小都会增大。故B错误；
C．加速度方向为正，说明加速度的方向与选取的正方向相同，若速度方向为负，物体则做减速运动。故C错误；
D．在任意相同时间内速度变化相同的直线运动是匀变速直线运动。速度是矢量，速率是矢量，速度的变化量和速率的变化量不一定相同。故D错误。
故选A。
3. 在东京奥运会上，中国运动员夺得东京奥运会女子10米跳台冠军（如图甲所示），图乙为其竖直分速度与时间的关系图像，以其向上离开跳台时作为计时起点，运动过程中视其为质点，忽略空气阻力作用。则下列说法正确的是（ ）
A. t3时刻达到最高点
B. t3时刻开始进入水面
C. t2～t3时间段加速度竖直向下
D. 0～t2时间运动员做匀变速运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．由题意可知，0~t1时间内全红婵先离开跳台向上做匀减速运动，在t1时刻速度减为零，达到最高点，故A错误；
B．从全红婵起跳到恰好入水的过程中，图像斜率不变，其加速度不变，在入水后，减速运动，加速度将发生突变，即在t2时刻开始进入水面，故B错误；
C．0~t2时刻全红婵加速度方向竖直向下且图线斜率为正，t2~t3时刻图线斜率变为负值，所以加速度方向变为竖直向上，故C错误；
D．0～t1与t1∼t2图像斜率相同，加速度相同，运动员做匀变速运动，故D正确。
故选D。
4. 台球以速度v0与球桌边框成θ角撞击O点，反弹后速度为v1，方向与球桌边框夹角仍为θ如图所示，OB垂直于桌边，则下列关于桌边对小球的弹力方向的判断中正确的是
A. 可能沿OA方向B. 一定沿OB方向
C. 可能沿OC方向D. 可能沿OD方向
【答案】D
【解析】
【详解】由矢量的减法可得出动量的变化方向，如图所示
根据动量定理得
Ft=mv1-mv0
F的方向即为速度改变量的方向，因v1与v0大小不知，则合矢量可能沿OB方向，也可能沿OD方向；则合力的方向可能沿OB的方向或OD方向，故D正确，ABC错误。
5. 如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为，两根相同的橡皮条自由长度均为，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成皮兜。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为（弹性限度内），则发射过程中皮兜对弹丸的最大作用力为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】当橡皮条的长度为时，皮兜对弹丸有最大作用力，为
根据几何关系
解得
故选C。
6. 《道路交通安全法》第四十七条规定：“机动车行经人行横道，应减速行驶；遇行人正在通过人行横道时，应停车让行．”一辆汽车以36km/h的速度匀速行驶，驾驶员发现前方50m 处的斑马线上有行人，驾驶员立即刹车使车做匀减速直线运动，若已知行人还需12s才能通过斑马线，则刹车后汽车的加速度大小至少为
A. 1m/s2
B. 0.97 m/s2
C. 0.83 m/s2
D. 0.69 m/s2
【答案】A
【解析】
【详解】行人的速度，汽车的宽度约为2m，若车与行人不发生碰撞则有刹车后汽车运动时间为，设刹车后汽车的加速度大小为，根据运动学公式对汽车有，代入数值可得，故选项A正确，B、C、D错误．
7. 甲、乙两车在同一条平直公路上运动，其图像如图所示，已知甲车做匀变速直线运动，其余数据已在图中标出。根据图中数据可知（ ）
A. 时刻，甲乙两车速度大小相等
B. 0~2 s内，甲车位移等于乙车位移
C. 甲车的初速度大小为2m/s
D. 相遇之前，时两车相距最远
【答案】D
【解析】
【详解】A．在图像中，图线的斜率表示速度，由题图可知，时刻甲车的速度大于乙车的速度，故A错误；
B．由题图知，甲车位移为8m，乙车位移为6m，甲车位移大于乙车位移，故B错误；
C．由乙车图线可知，乙车做匀速直线运动，速度大小为3m/s；甲车的位移表达式为
将、、代入上式，解得
，，
故C错误；
D．两车速度相同时，两车相距最远，即
，
故D正确。
故选D。
8. 观察水龙头，在水龙头出水口处水的流量（单位时间内通过任一横截面的水的体积）稳定时，发现水流不太大时，从水龙头中连续流出的水会形成一水柱，现测得高为H的水柱上端横截面积为S1，下端横截面积为S2，重力加速度为g，以下说法正确的是（ ）
A. 水柱是上细下粗
B. 水柱是上下均匀
C. 该水龙头的流量是
D. 该水龙头的流量是
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB．设水在水柱上端处速度大小为v1，水流到水柱下端处的速度v2，
则有
设极短时间为△t，在水柱上端处流出的水的体积：
V1=v1△t⋅S1
水流水柱下端处的体积：
V2=v2△t⋅S2
由题意知
V1=V2
即
v1△t⋅S1=v2△t⋅S2
解得
v1S1=v2S2
因为v1S2
水柱是上粗下细，故AB正确；
CD．将上面的式子联立可解得
则该水龙头的流量
Q=v1S1=S1=S1S2
故C正确，D错误。
故选C。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分，在每小题给出的四个选项中有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错得0分）
9. 如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.16 s时刻的波形图。已知该波的波速是1 m/s，则下列说法正确的是（ ）
A. 这列波可能是沿x轴正方向传播的B. t=0.04 s时，x=4 cm处的质点速度沿y轴负方向
C. 0~0.16 s内，x=6 cm处的质点振动方向改变了3次D. 若此波传入另一介质中其波速变为0.5 m/s，则它在该介质中的波长为6 cm
【答案】CD
【解析】
【详解】A．，由
对应
根据波形图可知：传播方向必须向左，故A错误；
B．由图可知，t=0.04 s时，x=4 cm处的质点速度沿y轴正方向，故B错误；
C．x=6 cm处的质点，每到波峰波谷改变一次方向，而且波向左传播，所以振动方向在内改变了3次，故C正确；
D．若此波传入另一介质中其波速变为0.5 m/s，但它的周期不会改变，根据
代入数值计算得它在该介质中的波长为6 cm。故D正确。
故选CD。
10. 小红用频闪照相法研究竖直上抛运动，拍照频率为，某次实验吋小球以某一初速度竖直。上拋，照相机在此过程中爆光于8次，由于上升过程和下降过程小球经过相同位置时都被曝光，所以在底片上记录到如图所示的4个位置，两点间距离为两点间距离为两点间距离为，重力加速度。下列说法中正确的是（ ）
A. 小球经过点时的速率为B. 点距竖直上抛的最高点的距离为
CD.
【答案】BC
【解析】
【详解】A．频闪照相的时间间隔
题图中所有位置曝光两次，所以点到竖直上抛的最高点的时间间隔为
所以从最高点开始至下落到点经历的时间为
过点时的速度为
选项A错误；
B．从最高点下落到点经历的时间为
所以点距竖直上抛的最高点的距离为
选项B正确；
CD．初速度为0的匀加速度直线运动，在连续相同时间内的位移之比为，若从最高点至点分为7个相同的时间间隔，每个间隔为，满足
选项C正确，选项D错误。
故选BC。
11. 打印机在正常工作的情况下，进纸系统能做到每次只进一张纸。进纸系统的结构示意图如图所示，设图中刚好有20张相同的纸，每张纸的质量均为m，搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1，纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2，工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F。打印机正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A. 第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向右
B. 第10张纸与第11张纸之间的摩擦力大小可能为
C. 第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为
D. 若μ1＝μ2，则进纸系统不能进纸
【答案】CD
【解析】
【详解】A．对第二张纸受力分析可得，在水平方向上受到第一张纸向右的滑动摩擦力和第三张纸水平向左的静摩擦力而保持平衡。故选项A错误；
BC．对第二张纸受到第一张纸滑动摩擦力
，
由平衡得，受到第三张纸的静摩擦力等于滑动摩擦力，以此类推第10张纸与第11张纸之间的摩擦力大小都是
故选项B错误，选项C正确；
D．若，由于纸张有质量，故越往下压力越大，第一张纸以下不可能打滑，故进纸系统不能进纸，故选项D正确。
故选CD。
12. 一质点以初速度v、加速度a做匀变速直线运动，经一段时间后质点运动的路程与位移大小之比为5：3，则该过程的位移和时间可能为（ ）
A. 位移大小为B. 位移大小为C. 时间为D. 时间为
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】因路程与位移大小之比为5：3而不等，故质点先做匀减速直线运动，后反向做匀加速直线运动；质点速度减为零时的时间和位移为
，
质点反向加速的时间为，速度为，有
BC．若总位移为正，即，可知，有
解得
则运动时间为
位移为
故BC正确；
AD．若总位移为负，即，可知，有
解得
则运动时间为
位移为
故A错误，D正确；
故选BCD。
第Ⅱ卷
三、实验探究题（本题共2小题，共14分；把答案填在答题纸相应的横线上）
13. 如图甲所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测得自由落体加速度。
（1）所需器材有：电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需___________（填字母代号）。
A．直流电源 B．天平及砝码 C． 8V交变电源 D．毫米刻度尺
（2）已知电磁打点计时器的工作频率为50Hz，实验中得到的一条纸带如图乙所示，A、B、C、D、E是打点计时器连续打出的点，图中四个数据中不符合有效数字要求的一组数据应改为___________cm；
（3）在打下点D时重物的速度大小为___________m/s，重物的加速度大小为___________m/s2（结果均保留三位有效数字）。
【答案】 ①. CD##DC ②. 2.00 ③. 1.48 ④. 9.63
【解析】
【详解】（1）[1]电磁打点计时器需接4～6V交流电源，重力加速度与物体的质量无关，所以不要天平和砝码，计算速度需要测相邻计数的距离，需要毫米刻度尺，故AB错误，CD正确；故选CD。
（2）[2]毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一位，这五个数据中不符合有效数字读数要求的是2.0，应改为2.00cm；
（3）[3]ABCDEF是打点计时器连续打出的点，因此计数点之间的时间间隔为T=0.02s，根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度求出D点速度为
[4]根据逐差法有
14. 物理兴趣小组的同学在测量待测电阻的阻值时，由于没有电压表，需先测量满偏电流为的电流计G的内阻，再将G改装成一量程为的电压表．实验室提供了如下的实验器材：
A．电流计G量阻，内阻R约为几百欧姆
B．量程的电流表A
C．最大电阻为的滑动变阻器
D．最大电阻为的滑动变阻器
E．电阻箱
F．电动势为电源，内阻约为几欧姆
G．开关、导线若干
（1）利用如图（a）所示的电路按如下实验步骤测量电流计的内阻R；
①调节滑动变阻器的滑动触头P的位置最左端。断开、闭合，移动滑动触头P直到电流计的指针满偏；
②保持闭合及滑动变阻器的滑动触头P的位置不变，闭合；
③调节电阻箱的阻值直到电流计的指针指在满偏的处，此时电阻箱的读数为,则电流计G的内阻R=________。
（2）（a）电路图中，滑动变阻器应为________（填“”或“”）。
（3）将该电流计G与定值电阻串联可得量程为的电压表，则该定值电阻________。
（4）该实验小组的同学接着利用如图（b）所示的电路测量的阻值，通过调节图（b）中滑动变阻器的滑动触头，读出电流计G的读数为，电流表的读数为，则测得的阻值大小为________。
（5）由于电流计G内阻的测量存在系统误差，的测量值________真实值（填“大于”或“小于”或“等于”）。
【答案】 ①. 300 ②. R2 ③. 9.7 ④. 500 ⑤. 小于
【解析】
【详解】（1）③[1]根据
电流计G的内阻
R=
（2）[2]由“半偏法”测量电流表内阻的原理可知，当闭合开关时，认为电路中的总电流不变，这样必须要求滑动变阻器的阻值比电流计的内阻大得多，即滑动变阻器应该选择R2；
（3）[3]根据
得
9.7
（4）[4]根据
代入数据得
500
（5）电压表改装时，当闭合开关时，实际上电路中的总电阻变小，总电流偏大，当电流计的指针指在满偏的处时，电阻箱的电流比偏大，所以电阻箱的电阻偏小，若用改装后的电压表测量某电路电压，电压表两端的电压偏小，即电压测量值小于真实值，的测量值小于真实值。
四、计算题（本题共4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
15. 公路上行驶的汽车，司机从发现前方异常情况到紧急刹车，汽车仍将前进一段距离才能停下来。要保持安全，这段距离内不能有车辆和行人，因此把它称为安全距离。通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s（这段时间汽车仍保持原速）。晴天汽车在干燥的路面上以108的速度行驶时，得到的安全距离为120m。设雨天汽车刹车时的加速度为晴天时的，若要求安全距离仍为120m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度。
【答案】24m/s
【解析】
【详解】汽车的初速度为v0=108km/h=30m/s，反应时间为t0=1s，设刹车的加速度大小为a，汽车在晴天路面行驶时，根据速度位移公式得，刹车的距离为
代入数据解得
a=5m/s2
雨天时，刹车加速度大小为
a′＝a＝3m/s2
设最大速度为vm，据速度位移公式得
代入数据解得
vm=24m/s
16. 一横截面为直角三角形的透明三棱柱，其中ac边长为L，∠abc= 30°。一细束激光从ab边中点p垂直ab边射入三棱柱，光线刚好在bc边发生全反射。已知光在真空中的速度为c。求：
（1）该三棱柱的折射率；
（2）若激光束平行于bc边从p点射入三棱柱，则光线从ab边射到bc边所用的时间。
【答案】（1）2；（2）
【解析】
【详解】（1）激光从ab边中点p垂直ab边射入三棱柱，光线刚好在bc边发生全反射，临界角
该三棱柱折射率
（2）画出光路图如图所示
根据几何关系可知
根据折射率表达式有
在△pqm中应用正弦定理有
又因为
则光线从ab边射到bc边所用的时间
解得
17. 如图所示，为车辆行驶过程中变道超车的情景。图中两车相距时，B车正以的速度匀速行驶，A车正以的速度借道超越同向行驶的B车，此时A车司机发现前方不远处有一辆汽车C正好迎面驶来，A车司机不得不放弃超车，而立即驶回到与B车相同的正常行驶车道。不考虑变道过程中A车速度的变化和位移的侧向变化，车辆加速、减速均视为匀变速直线运动。
（1）A车至少以多大的加速度刹车，才能避免与B车相撞；
（2）若A车驶回原车道时，司机估计会有与B车相碰的危险，立即以大小为的加速度刹车，同时鸣笛发出信号提醒B车司机加速，B车司机经过的反应时间后，立即以的加速度匀加速行驶。（不计A车司机的反应时间）。请通过计算分析A会不会追尾B车。若不追尾，求两车间最近距离。
【答案】（1）；（2）会相撞
【解析】
【详解】（1）A车减速到与B车共速时，若恰好没有与B车相碰，则A车将不会与B车相碰，设经历的时间为t，有
则A车位移为
B车位移为
根据位移关系可知
联立解得
则A车与B车不碰，刹车时的最小加速度大小为
（2）B车司机反应的1s内，A车的位移
B车的位移为
所以B车开始加速时，两车只相距
假设还需要两车共速，则有
解得
时间内A车的位移为
B车的位移为
则
所以两车会相撞。
18. 如图所示，在竖直平面内存在直角坐标系xy，第二象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度为E1，在第一象限内存在水平向右的匀强电场，电场强度为E2=0.375N/C，在第一象限内，y=4m处有水平绝缘平台PA，右端与半径为R=0.4m的光滑绝缘竖直半圆弧轨道ACD平滑连接，相切于A点，D为其最高点．质量为m1=2g、带正电q =0.1C的可视为质点的小球从x轴上某点Q以与x轴负半轴成60º、大小v0=10m/s的速度射入第二象限，恰好做匀速直线运动．现在第二象限内小球运动的某段路径上加上垂直于纸面向外的圆形边界的匀强磁场，磁感应强度B=0.2T，小球经过磁场区域后恰好水平向右运动，垂直于y轴从点P（0，4m）进入第一象限，恰好与静止放置在P点且可视为质点、质量m2=3g、不带电的绝缘小物块碰撞并粘合在一起沿PA方向运动，设碰撞过程中带电量不变，粘合体命名为小物块S．已知小物块S与平台的动摩擦因数μ＝0.35，平台PA的长度L＝1.0m，重力加速度g=10m/s2，sin37º=0.6，cs37º=0.8，不计空气阻力．求：(结果可用根号表示)
（1）电场强度E1的大小；
（2）小球在磁场中运动的半径r的大小和圆形磁场区域的最小面积；
（3）小物块S在圆弧轨道上的最大速度；小物块S能否达到D点，若不能，请说明理由，若能，请求出小物块S落到平台PA上的位置与A点的距离．
【答案】(1)；(2)；(3)x=0.53m
【解析】
【详解】(1) 小球m1在第二象限做匀速直线运动，由平衡条件有
可得电场强度E1的大小 ；
(2) 如图所示，
在圆形磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有
可得磁场中运动的半径
小球m1从G点进入磁场，从H点射出磁场，
其弦长GH为最小磁场圆的直径，
由几何知识有其圆心角θ＝120º
磁场圆的最小半径
最小面积；
(3) 小球m1和小物块m2在P处碰撞，
由动量守恒定律有
可得碰撞后小物块S的速度
小物块S在圆弧轨道上受电场力和重力作用的合力方向与竖直方向的夹角设为α，
，解得
过圆心作合力的平行线交圆周下方为M点，如图，
小物块S在M点有最大速度．
小物块S由P到M，由动能定理有
可得小物块S运动过程中的最大速度：
假设小物块S能够通过圆弧到达D点，从P到D，由动能定理有
可得小物块S在D的速度：
在D点有
可得在D点轨道的支持力，故假设成立，小物块S能到达D点．
小物块S从D点水平抛出，竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀减速直线运动，