黑龙江省双鸭山市第一中学2022-2023学年高三物理上学期开学考试试题（Word版附答案）

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开学考试物理试题一.选择题(1—7题单选，8—12题多选。共12小题，每题4分，共48分)1.两辆汽车A、B沿同一条直线同向运动，B车在前面遇到紧急情况刹车，刹车开始时两车相距x＝30m，后面的汽车A一直做匀速直线运动，他们的速度图象如图所示，则A追上B所用的时间约为(　　)A.1.0s            B.4.0sC.5.0s            D.5.2s2.如图所示，质量为m的小球用绳AO和轻弹簧OB拉起吊在天花板上，平衡后AO、OB与天花板的夹角均为θ.若突然将绳AO剪断，则剪断瞬间球的加速度的大小为(　　)A.            B.C.            D.gcotθ3.如图所示，物块A和B的质量分别为4m和m，开始A、B均静止，细绳拉直，在竖直向上拉力F＝6mg作用下，动滑轮竖直向上加速运动，已知动滑轮质量忽略不计，动滑轮半径很小，不考虑绳与滑轮之间的摩擦，细绳足够长，在滑轮向上运动过程中，物块A和B的加速度分别为(　　)A.aA＝g，aB＝5gB.aA＝aB＝gC.aA＝g，aB＝3gD.aA＝0，aB＝2g4.某质点P从静止开始以加速度a1做匀加速直线运动，经t(s)立即以反向的加速度a2做匀减速直线运动，又经t(s)后恰好回到出发点，则(　　)A.a1＝a2            B.2a1＝a2C.3a1＝a2           D.4a1＝a25.磕头虫是一种不用足跳但又善于跳高的小甲虫.当它腹朝天、背朝地躺在地面时，将头用力向后仰，拱起体背，在身下形成一个三角形空区，然后猛然收缩体内背纵肌，使重心迅速向下加速，背部猛烈撞击地面，地面反作用力便将其弹向空中.弹射录像显示，磕头虫拱背后重心向下加速(视为匀加速)的距离大约为0.8mm，弹射最大高度为24 cm.而人原地起跳方式是，先屈腿下蹲，然后突然蹬地向上加速，假想加速度与磕头虫加速过程的加速度大小相等，如果加速过程(视为匀加速)重心上升高度为0.5m，那么人离地后重心上升的最大高度可达(空气阻力不计，设磕头虫撞击地面和弹起的速率相等)(　　)A.150m　　　      B.75mC.15m　　　       D.7.5m6.如图所示，有5 000个质量均为m的小球，将它们用长度相等的轻绳依次连接，再将其左端用细绳固定在天花板上，右端施加一水平力使全部小球静止.若连接天花板的细绳与水平方向的夹角为45°.则第2 011个小球与2 012个小球之间的轻绳与水平方向的夹角α的正切值等于(　　)A.             B.C.             D.7.如图所示，竖直面内有一圆环，圆心为O ，水平直径为AB，倾斜直径为MN，AB、MN的夹角为θ，一不可伸长的轻绳两端分别固定在圆环的M 、N 两点，轻质滑轮连接一重物，放置在轻绳上，不计滑轮与轻绳摩擦与轻绳重力，圆环从图示位置顺时针缓慢转过2θ的过程中，轻绳的张力的变化情况正确的是(　　)A.逐渐增大        B.先增大再减小C.逐渐减小        D.先减小再增大8.从山东龙口港到辽宁大连港是一条重要的海上运输路线.假如有甲、乙两船同时从龙口出发，甲船路线是龙口—旅顺—大连，乙船路线是龙口—大连.两船航行两天后都在下午三点到达大连港，以下关于两船全航程的描述中正确的是(　　)A.两船的路程相同，位移不相同B.“两船航行两天后都在下午三点到达大连港”一句中，“两天”和“下午三点”都指的是时间C.“两船航行两天后都在下午三点到达大连港”一句中，“两天”指的是时间，“下午三点”指的是时刻D.在研究两船的航行时间时，可以把船视为质点9.地面上有一个质量为M的重物，用力F向上提它，力F的变化将引起物体加速度的变化.已知物体的加速度a随力F变化的函数图像如图所示，则(    )A.当F小于F0时，物体的重力Mg大于作用力FB.当F＝F0时，作用力F与重力Mg大小相等C.物体向上运动的加速度与作用力F成正比D.a′的绝对值等于该地的重力加速度g的大小10.如图所示，质量为m的物体，放在一固定的斜面上，当斜面倾角θ＝30°时恰能沿斜面匀速下滑.对物体施加一大小为F的水平向右的恒力，物体可沿斜面向上滑行.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现增大斜面倾角θ，当θ增大并超过某一临界角θ0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行.那么(　　) A.物体与斜面间的动摩擦因数为B.θ0＝45°C.θ0＝60°D.θ0＝30°11.如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动.若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立一坐标轴Ox，小球的速度v随时间t变化的图象如图乙所示.其中OA段为直线，切于A点的曲线AB和BC都是平滑的曲线，则关于A、B、C三点对应的x坐标及加速度大小，下列说法正确的是(　　)A.xA＝h，aA＝0B.xA＝h，aA＝gC.xB＝h＋，aB＝0D.xC＝h＋，aC＝g12.如图所示，质量mB＝2 kg的水平托盘B与一竖直放置的轻弹簧焊接，托盘上放一质量mA＝1 kg的小物块A，整个装置静止.现对小物块A施加一个竖直向上的变力F，使其从静止开始以加速度a＝2 m/s2做匀加速直线运动，已知弹簧的劲度系数k＝600 N/m，g＝10 m/s2.以下结论正确的是(　　)A.变力F的最小值为2 NB.变力F的最小值为6 NC.小物块A与托盘B分离瞬间的速度为0.2 m/sD.小物块A与托盘B分离瞬间的速度为 m/s 二.填空题(每空2分，共16分)13.某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为h＝0.25 m、且开口向右的小筒中(没有外力作用时弹簧的左部分位于筒内)，如图甲所示，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒口右端弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变挂钩码的个数来改变l，作出F－l变化的图线如图乙所示.(1)由此图线可得出的结论是________________________________；(2)弹簧的劲度系数为________N/m，弹簧的原长l0＝________m；(3)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较优点在于_____________________________________________________________________缺点在于_____________________________________________________________________. 14.某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材“验证力的平行四边形定则”，设计的实验装置如图所示.固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定在量角器圆心O的正上方A点，另一端系绳套1和绳套2.(1)实验步骤如下：①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点，记下弹簧测力计的示数F；②弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点达到O点，此时绳套1沿0°方向，绳套2沿120°方向，弹簧测力计的示数为F1；③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1′＝__________.④比较__________，即可初步验证力的平行四边形定则.(2)将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向，同时绳套2沿120°方向不变，此过程中保持橡皮筋的结点在O点不动，关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是__________.A.逐渐增大          B.先增大后减小C.逐渐减小          D.先减小后增大  三.计算题(15题14分，16题16分，17题16分)15.(14分)如图所示，某同学在地面上拉着一个质量为m＝30 kg的箱子匀速前进，已知箱子与地面间的动摩擦因数为μ＝0.5，拉力F1与水平面的夹角为θ＝45°，g＝10m/s2.求：(1)绳子的拉力F1为多少？(2)该同学能否用比F1小的力拉着箱子匀速前进？如果能，请求出拉力的最小值；若不能，请说明理由.     16.(16分)如图所示，在倾角为θ＝30°的固定斜面上，跨过定滑轮的轻绳一端系在小车的前端，另一端被坐在小车的人拉住，已知人的质量为60kg，小车的质量为10kg，绳及滑轮的质量、滑轮与绳间的摩擦均不计，斜面对小车的摩擦阻力为人和小车总重力的0.1倍，取重力加速度g＝10m/s2，当人用280N的力拉绳时，试求(斜面足够长)：(1)人与车一起运动的加速度大小；(2)人所受摩擦力的大小和方向；(3)某时刻人和车沿斜面向上的速度为3m/s，此时人松手，则人和车一起滑到最高点所用时间为多少？     17.(16分)我国交通法规规定：黄灯亮时车头已经越过停车线的车辆可以继续前行，车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯，属于交通违章行为，现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向以v0＝15 m/s的速度匀速行驶，甲车在前，乙车在后，当两车快要到十字路口时，甲车司机看到黄灯闪烁，经过3.0秒黄灯提示后将再转为红灯.(1)若甲车在黄灯开始闪烁时紧急刹车，要使车在黄灯闪烁的时间内停下来，求刹车时甲车到停车线的距离；(2)若甲车紧急刹车时产生的加速度大小为a1＝5 m/s2，当甲车司机看到黄灯开始闪烁时车头距警戒线L＝30 m，要避免闯红灯，他的反应时间Δt1不能超过多少？(3)满足第(2)问的条件下，乙车司机看到甲车刹车后也刹车，但乙车司机需要有Δt2＝0.4 s的反应时间，已知乙车紧急刹车时产生的加速度大小为a2＝6 m/s2.为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车刹车前的距离x0至少为多大？ 
开学考试物理试题答案一.选择题(1—7题单选，8—12题多选。共12小题，每题4分，共48分)1.答案：D2.答案：A3.答案：D解析：对滑轮由牛顿第二定律得F－2FT＝m′a，又滑轮质量m′忽略不计，故m′＝0，所以FT＝＝＝3mg，对A由于FT<4mg，故A静止，aA＝0，对B有aB＝＝＝2g，故D正确.]4.答案：C解析：第一个t(s)时速度为v＝a1t位移s＝a1t2第二个t(s)的位移为－s＝(a1t)t－a2t2可得a2＝3a1位移、速度、加速度均是矢量.当物体做直线运动时，选定正方向后，运用“＋”、“－”号来表示s、v0、vt和a的方向.5.解析：磕头虫向下运动的末速度与向上运动的初速度大小相等，向下运动过程v＝2ah1，反弹起来过程v＝2gh2；人向上加速运动过程v＝2aH1，离地上升过程中v＝2gH2，代入数值得H2＝150m，故选项A正确.答案：A6.解析：选取整体为研究对象，分析受力，应用平行四边形定则，水平力F＝5 000mg.选取2 012至5 000个小球整体为研究对象，分析受力，应用平行四边形定则，tanα＝＝，选项A正确.答案：A7.答案：B解析：M、N连线与水平直径的夹角θ(θ≤90°)越大，M、N之间的水平距离越小，轻绳与竖直方向的夹角α越小，根据mg＝2FTcosα，轻绳的张力FT越小，故圆环从图示位置顺时针缓慢转过2θ的过程，轻绳的张力先增大再减小，故B正确，A、C、D错误.8.解析：两船的路程不同，但位移相同，A项错误；“两船航行两天后都在下午三点到达大连港”一句中，“两天”指的是时间，“下午三点”指的是时刻，故B项错误，C项正确；研究两船的航行时间时，两船的大小可以忽略，能被视为质点，D项正确.答案：CD9.答案：ABD10.解析：斜面倾角为30°时，物体恰能匀速下滑，对物体进行受力分析，如图所示，可知应满足mgsin 30°－μmgcos 30°＝0，解得μ＝，A对；物体与斜面间的摩擦角α＝arctan μ＝30°，因此当水平恒力F与斜面支持力FN成30°角，即斜面倾角为60°时，无论F多大，都不能使物体沿斜面上滑，故θ0＝60°，C对，B、D错.答案：AC11.解析：小球自由下落h高度，xA＝h，到达A点的加速度aA＝g，B点对应最大速度，重力等于弹力，mg＝kΔx，xB＝h＋Δx＝h＋mg/k，aB＝0，到达最低点C，速度为零，加速度大于g，所以选项B、C正确，A、D错误.答案：BC12.答案：BC解析：A、B整体受力产生加速度，则有F＋FNAB－(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a，F＝(mA＋mB)a＋(mA＋mB)g－FNAB，当FNAB最大时，F最小，即刚开始施力时，FNAB最大，等于重力，则Fmin＝(mA＋mB)a＝6 N，B正确，A错误；刚开始，弹簧的压缩量为x1＝＝0.05 m；A、B分离时，其间恰好无作用力，对托盘B，由牛顿第二定律可知kx2－mBg＝mBa，得x2＝0.04 m.物块A在这一过程的位移为Δx＝x1－x2＝0.01 m，由运动学公式可知v2＝2aΔx，代入数据得v＝0.2 m/s，C正确，D错误. 二.填空题(每空2分，共16分)13.解析：设弹簧原长为l0，由题图可知，弹簧伸长量可表示为Δl＝l＋h－l0，由胡克定律可得F＝kΔl＝k(l＋h－l0)，F­l图线斜率表示弹簧的劲度系数，k＝100 N/m；F­l图线在纵轴截距表示l＝0时F＝10 N，代入F＝k(l＋h－l0)，解得弹簧的原长l0＝0.15 m.答案：(1)在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比(2)100　0.15(3)避免弹簧自身所受重力对实验的影响　弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差14.答案：(1)③F　④F1与F1′的大小　(2)D解析：(1)③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1′＝Ftan 30°＝F；④比较F1和F1′的大小，即可初步验证力的平行四边形定则.(2)保持绳套2方向不变，绳套1从0°方向向下缓慢转动60°，此过程中保持橡皮筋的结点在O点不动，说明两个绳套拉力的合力不变，作图如下：由图可知，绳套1的拉力先减小后增大，故A、B、C错误，D正确. 三.计算题(15题14分，16题16分，17题16分)15.(14分)解析：(1)箱子匀速前进，属于平衡状态，合外力为零.以箱子为研究对象，进行受力分析，其受重力、地面支持力、地面摩擦力、外界拉力，以水平、竖直方向为坐标轴的方向建立坐标系，利用正交分解法可得F1cos45°＝μ(mg－F1sin45°)，F1＝＝100 N.(2)设拉力与水平方向的夹角为θ，利用正交分解法，将水平、竖直两个方向的平衡方程整理有Fcosθ＝μ(mg－Fsinθ)，F＝.当θ＝arctanμ时，F有最小值，其值为Fmin＝＝60 N.所以该同学能用比F1小的力拉着箱子匀速前进，最小拉力为60 N.答案：(1)100 N　(2)能，60 N16.(16分)答案：(1)2m/s2　(2)140N，沿斜面向上　(3)0.5s解析：(1)设人的质量为m1，车的质量为m2，绳的拉力为F，小车受到的摩擦阻力为Ff，人与车一起运动的加速度为a.对人与车整体由牛顿第二定律有：2F－(m1＋m2)gsin30°－Ff＝(m1＋m2)a又Ff＝0.1(m1＋m2)g，所以a＝2m/s2(2)设人受到的摩擦阻力为Ff1对人由牛顿第二定律：F－m1gsin30°＋Ff1＝m1a解得Ff1＝140N，沿斜面向上(3)以向上的方向为正方向，松手后，设人和车一起上滑的加速度为a1 ，到最高点所用时间为t，由牛顿第二定律有：－(m1＋m2)gsin30°－Ff＝(m1＋m2)a1解得a1＝－6m/s2，负号表示方向沿斜面向下又－v＝a1t，t＝＝0.5s.17.(16分)答案：(1)22.5 m　(2)0.5 s　(3)2.4 m解析：(1)由L1＝t，代入数据得L1＝22.5 m(2)由v＝2ax，解得刹车距离x＝22.5 m由L－x＝ v0Δt1，解得：Δt1＝0.5 s(3)设乙车刹车时间t时甲、乙两车速度相等，即v0－a2t＝v0－a1(t＋Δt2) 解得t＝2 s 则t＝2 s时汽车时速v＝v0－a2t＝3 m/s在这段时间内甲车位移x1＝＝21.6 m，乙车位移x2＝ v0Δt2＋＝6 m＋18 m＝24.0 m，故甲、乙两车刹车前的距离至少为x0＝x2－x1＝2.4 m