2022济南山师大附中高三上学期开学考试物理试题含解析

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2019级2021-2022学年秋季开学考试物理试题注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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，写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1. 一物体做匀变速直线运动的位移（x）与时间（t）的关系为（公式中物理量均为国际单位），下列说法正确的是（　　）A. 该物体的初速度为B. 2s末的瞬时速度为C. 2s内的位移为6mD. 2s内的平均速度为【答案】B【解析】【分析】【详解】A．根据对比可知初速度v0=0，加速度a=6m/s2，选项A错误；B．2s末的瞬时速度为选项B正确；C．2s内的位移为选项C错误；D．2s内的平均速度为选项D错误。故选B。2. 如图所示，光滑斜面上有两个相同的小球1、2，分别用光滑挡板A、B挡住，挡板B垂直与斜面，两小球均保持静止。挡板A对球1的弹力大小为，挡板B对球2的弹力大小为，斜面对球1的弹力大小为，斜面对球2的弹力大小为，下列说法正确的是（　　）A. ，B. ，C. ，D. ，【答案】A【解析】【分析】【详解】对小球1、2受力分别如下图所示由平衡条件得：挡板A对球1的弹力斜面对球1的弹力挡板B对球2的弹力斜面对球2的弹力可得因为所以故选A。3. 如图所示，一足够长的木板，上表面与木块之间的动摩擦因数为，重力加速度为，木板与水平面成角，让木块从木板的底端以大小恒定的初速度沿木板向上运动，随着的改变，木块沿木板向上滑行的距离x将发生变化，则x的最小值为（　　）
 A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【详解】当变化时，取沿斜面向上为正方向，木块加速度为a，则木块沿木块斜面方向由牛顿第二定律有设木块的位移为x，有根据数学关系知木块加速度最大时位移最小，有根据数学关系有即加速度最大值为即有ACD错误，B正确。故选B。4. 某位同学用筷子将均匀球夹起悬停在空中，如图所示，已知球心O与两根筷子在同一竖直面内，小球质量为44g，筷子与竖直方向之间的夹角均为，筷子与小球表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，，。每根筷子对小球的压力至少为（　　）A. 2N B. 1.5N C. 1N D. 0.5N【答案】C【解析】【分析】【详解】筷子对小球的压力太小，小球有下滑的趋势，最大静摩擦力沿筷子向上，小球受力平衡。在竖直方向上有解得故C正确，ABD错误。故选C。5. 某生态公园的人造瀑布景观如图所示，水流从高处水平流出槽道，恰好落入步道边的游泳池中。现制作一个模型展示效果，模型的尺寸为实际尺寸。若将水从槽道里流出后的运动看做平抛运动，则模型中槽道里的水流速度应为实际水流速度的（　　）
 A.  B. N C.  D. 【答案】C【解析】【分析】【详解】水流做平抛运动，故在水平方向上有在竖直方向上有联立解得将尺寸都变为原来的时，有故C正确ABD错误。故选C。6. 如图所示，一质量为的小方块（可视为质点）系在一伸直的轻绳一端，绳的另一端固定在摩擦因数的粗糙水平面上，绳长。给小方块一沿垂直轻绳的初速度，小方块将在该水平面上以绳长为半径做圆周运动，重力加速度为，当小方块恰好运动一周时，绳子拉力为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【分析】【详解】小方块转动一周，由动能定理此时由牛顿第二定律可知解得故选D。7. 如图所示为某汽车启动时发动机功率P随时间t变化的图像，图中为发动机的额定功率，汽车所受阻力恒定，若汽车在时恰好达到最大速度，下列说法正确的是（　　）A. 0～t1时间内汽车做匀加速直线运动，时刻的速度等于B. 0～t1时间内汽车做加速度减小的加速直线运动，时刻的速度小于C.  t1~ t2时间内汽车做匀速直线运动，时刻的速度大于D.  t1~ t2时间内汽车做加速度减小的加速直线运动，时刻的速度等于【答案】D【解析】【分析】【详解】根据0～t1时间内汽车的功率随时间均匀增加， 汽车所受阻力不变，则加速度不变，汽车做匀加速直线运动，t2时刻的速度t1~ t2时间内功率不变，根据可知，汽车做加速度减小的加速直线运动，则时刻的速度小于，故ABC错误，D正确；故选D。8. 如图所示，传送带通过滑道将长为的匀质物块以初速度向右传上水平台面，匀质物块恰好能全部滑上水平台面。已知滑道上的摩擦不计，物块与台面间的摩擦因数，重力加速度为，则物块的初速度大小为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【分析】【详解】物块在完全滑上台面前，摩擦力随物块前端滑上的距离从0开始增大，最大值为，物块刚滑离传送带摩擦力对它所做的功由动能定理得解得故A正确，BCD错误。故选A。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9. 雨雪天气时路面湿滑，汽车在紧急刹车时的刹车距离会明显增加。如图所示为驾驶员驾驶同一辆汽车在两种路面紧急刹车时的v-t图像，驾驶员的反应时间为1s，下列说法正确的是（　　）A. 从到停下，汽车在湿滑路面的平均速度小于在干燥路面的平均速度B. 从到停下，汽车在湿滑路面的行驶距离比在干燥路面的行驶距离多10mC. 从到停下，汽车在湿滑路面的平均速度大于在干燥路面的平均速度D. 从到停下，汽车在湿滑路面的加速度是在干燥路面的加速度的0.75倍【答案】AD【解析】【分析】【详解】AB．根据图线与坐标轴所围的面积表示位移，可知从t=0到停下，汽车在干燥路面和湿滑路面通过的位移分别为则从到停下，汽车在湿滑路面的行驶距离比在干燥路面多行驶的距离为汽车在干燥路面和湿滑路面的平均速度分别为所以从到停下，汽车在湿滑路面的平均速度小于在干燥路面的平均速度，故A正确，B错误；C．由图可知，从到停下，汽车做匀减速直线运动，汽车在干燥路面和湿滑路面的平均速度分别为两平均速度相等，故C错误；D．根据图象，图线的斜率表示加速度，由图可得，汽车在干燥路面和湿滑路面的加速度分别为可得故D正确。故选AD。10. 用两根细绳连接一小球，小球始终处于静止状态，细绳OA与竖直方向的夹角为，保持不变，拉力用F1表示，细线OB从竖直位置缓慢顺时针旋转，细绳OB的拉力F2和对应角度的关系如图，g取，下列说法正确的是（　　）
 A. 当时，细绳OB的拉力B. 当时，细绳OB的拉力C. 缓慢顺时针旋转过程中，细绳OB的拉力F2的最小值为5ND. 缓慢顺时针旋转过程中，细绳OB的拉力F2的最小值为【答案】AC【解析】【分析】【详解】CD．由图可知，当，细绳OA的拉力F1为零，可得当时，拉力F2最小，受力分析如下图
 当F1和F2垂直时，拉力F2最小，可得则细绳OB拉力F2的最小值为故C正确，D错误；AB．当时，，根据平衡条件可得可得细绳OB的拉力为故A正确，B错误。故选AC。11. 如图所示，水平面上O点左侧光滑，O点右侧粗糙。有8个质量均为m的完全相同的小滑块（可视为质点），用轻质细杆相连，相邻小滑块间的距离为L，滑块1恰好位于O点左侧，滑块2、3……依次沿直线水平向左排开。现将水平恒力F作用于滑块1上，当第3个小滑块完全进入粗糙地带后到第4个小滑块进入粗糙地带前，小滑块做匀速直线运动，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
 A. 当第1个小滑块刚进入粗糙地带时，第7、8小滑块之间轻杆的弹力大小为B. 当第2个小滑块刚进入粗糙地带时，第7、8小滑块之间轻杆的弹力大小为C. 当第3个小滑块刚进入粗糙地带时，第7、8小滑块之间轻杆的弹力大小为D. 当第4个小滑块刚进入粗糙地带时，第7、8小滑块之间轻杆的弹力大小为【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．设每个滑块进入粗糙地段时所受的摩擦力为f，则当第3个小滑块完全进入粗糙地带后到第4个小滑块进入粗糙地带前，小滑块做匀速直线运动，可知F=3f当第1个小滑块刚进入粗糙地带时，整体的加速度第7、8小滑块之间轻杆弹力大小为选项A错误；B．当第2个小滑块刚进入粗糙地带时，整体的加速度第7、8小滑块之间轻杆的弹力大小为选项B正确；C．当第3个小滑块刚进入粗糙地带时，整体加速度为零，则第7、8小滑块之间轻杆的弹力大小为零，选项C错误；D．当第4个小滑块刚进入粗糙地带时，整体的加速度第7、8小滑块之间轻杆的弹力大小为负号表示与速度方向相反，选项D正确；故选BD。12. 如图所示，小球A质量为m，系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到光滑水平面的距离为h。物块B和C的质量分别是5m和3m，B与C用轻弹簧拴接，置于光滑的水平面上，且B物块位于O点正下方。现拉动小球使细线水平伸直，小球由静止释放，运动到最低点时与物块B发生正碰（碰撞时间极短），反弹后上升到最高点时到水平面的距离为。小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，则（　　）A. 碰撞后小球A反弹的速度大小为B. 碰撞过程中小球A受到的冲量大小为C. 碰撞过程B物块受到的冲量大小D. 碰后轻弹簧获得的最大弹性势能【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．设A摆到最低点的速度为v0，碰撞后A、B的速度大小为v1、v2，A运动到最低点的过程，据机械能守恒定律可得A反弹至最高点的过程，据机械能守恒定律可得可解得A错误；B．向右为正方向，由动量定理可得，A受到的冲量大小为方向向左；选项B正确；C．碰撞过程满足动量守恒，可得代入数据解得由动量定理可得，B受到的冲量大小为C错误；D．碰撞后当B与C速度相等时弹簧的弹性势能最大，设共同速度为v，由动量定理可得由能量守恒可得，弹簧的弹性势能为联立解得D正确；故选BD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13. 某乒乓球爱好者，利用手机研究乒乓球与球台碰撞过程中能量损失的情况。实验步骤如①固定好手机，打开录音功能；②从一定高度由静止释放乒乓球；③手机记录下乒乓球与台面碰撞的声音，其随时间（单位：s）的变化图像如图所示。
 根据声音图像记录的碰撞次序及相应碰撞时刻，如下表所示。碰撞次数1234567碰撞时刻（s）1.121.582.002.402.783.143.47根据实验数据，回答下列向题：（1）利用碰撞时间间隔，计算出第3次碰撞后乒乓球的弹起瞬间的速度大小为_____（保留2位有效数字，当地重力加速度）。（2）设碰撞后弹起瞬间与该次碰撞前瞬间速度大小的比值为k，则每次碰撞损失的动能为碰撞前动能的______倍（用k表示），第2次碰撞过程中______（保留2位有效数字）。【答案】    ①. 1.96    ②.     ③. 0.95【解析】【分析】【详解】（1）[1]由表可知从第3次碰撞到第四次碰撞用时0.4s，则碰后弹起的时间为0.2s，根据匀变速直线运动位移与时间关系，有（2）[2][3]设碰撞后弹起瞬间的速度为，该次碰撞前瞬间速度大小为，则碰撞后的动能为，该次碰撞前的动能为，所以每次碰撞损失的动能为，则碰撞前后动能的比值为第3次碰撞前的速度第3次碰撞后的速度所以14. 一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和B，如图所示。一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B释放时的高度，下降一段距离后的高度；由下降至h所用的时间。由此求得小球B加速度的大小为______。（保留3位有效数字）。从实验室提供的数据得知，小球A、B的质量分别为100.0g和150.0g，当地重力加速度大小为。利用小球的质量，根据牛顿第二定律计算可得小球B下落的加速度的大小为______，小球B下落过程中绳子的拉力大小为______N（结果均保留3位有效数字）。可以看出，与a有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的原因：______【答案】    ①. 1.84    ②. 1.96    ③. 1.18    ④. 滑轮的轴不光滑或滑轮有质量【解析】【分析】【详解】[1]小球B做初速度为零的匀加速直线运动，有解得[2][3]对小球B由牛顿第二定律有对小球A由牛顿第二定律有解得F=118N[4]和a有明显差异，原因可能是滑轮的轴不光滑或滑轮有质量。15. 一汽车停在小山坡底，突然司机发现山坡上距坡底60m处的泥石流以的初速度、的加速度匀加速倾泻而下，假设泥石流到达坡底后速率不变，在水平地面上做匀速直线运动，司机从发现险情到发动汽车共用了2s，汽车启动后以恒定的加速度一直做匀加速直线运动，其过程简化为如图所示，求：（1）泥石流到达坡底的时间和速度大小；（2）试通过计算说明：汽车的加速度至少多大才能脱离危险？【答案】（1）10s，；（2）【解析】分析】【详解】(1)设泥石流到达坡底的时间为，速度为，根据位移时间公式和速度时间公式有代入数据得(2)泥石流在水平地面上做匀速直线运动，故汽车的速度加速至，且两者在水平地面的位移刚好相等就安全了，设汽车加速时间为t，故有联立各式代入数据解得16. 如图，光滑水平面与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的7倍，之后向上运动恰能到达最高点C。不计空气阻力，重力加速度为g，试求：（1）物体在A点时弹簧的弹性势能；（2）物体从B点运动至C点的过程中产生的内能。【答案】（1）；（2）【解析】【分析】【详解】（1）设物体在B点的速度为，所受弹力为，由牛顿第二定律得由牛顿第三定律知由能量守恒定律可知，物体在A点时的弹性势能（2）设物体在C点的速度为，由题意可知物体由B点运动到C点的过程中，由能量守恒定律得解得17. 如图所示，在水平面上依次放置小物块A、C以及曲面劈B，其中A与C的质量相等均为m，曲面劈B的质量，曲面劈B的曲面下端与水平面相切，且曲面劈B足够高，各接触面均光滑。现让小物块C以水平速度向右运动，与A发生碰撞，碰撞后两个小物块粘在一起滑上曲面劈B。求：（1）物块C与A碰撞过程中系统损失的机械能；（2）碰后物块A与C在曲面劈B上能够达到的最大高度。
 【答案】（1）；（2）【解析】【分析】【详解】(1)小物块C与物块A发生碰撞粘在一起，以的方向为正方向，由动量守恒定律得解得碰撞过程中系统损失的机械能为解得(2)当小物块A、C上升到最大高度时，A、B、C系统的速度相等。根据动量守恒定律解得根据机械能守恒得解得18. 如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐。A与B、B与地面间的动摩擦因数均为。先敲击A，A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离L后停下。接着敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：（1）A被敲击后获得的初速度大小；（2）B被敲击后获得的初速度大小；（3）B向右运动的总位移。【答案】（1）；（2）；（3）1.5L【解析】【分析】【详解】A、B的运动过程如图所示（1）由牛顿第二定律知，A加速度的大匀变速直线运动解得（2）设A、B的质量均为m，对齐前，B所受合力大小由牛顿第二定律得对齐后，A、B整体所受合力大小由牛顿第二定律得设经过时间t，A、B达到共同速度v，位移分别为、，A加速度的大小等于则且解得（3）当A、B共速后，对A、B整体由牛顿第二定律得得则共速后B向右运动的距离联立解得B向右运动总位移