2023届黑龙江省七台河市勃利县高级中学高三（上）开学考试物理试题含解析

2023届黑龙江省七台河市勃利县高级中学高三（上）开学考试物理试题高三物理

（时间：90分钟　满分：100分）

一、选择题（每题4分，共52分。1-9单选题，10-13多选题.）

1. 一辆汽车沿平直道路行驶，汽车在到这段时间内的图像如图所示。分析图像可知（　　）

A 汽车处于静止状态 B. 末汽车离出发点最远

C. 末汽车的加速度大小为 D. 与汽车的运动方向相反

【答案】B

【解析】

【详解】A．由图像可知，汽车做速度为的匀速直线运动，A错误；

B．由图像可知，汽车在到这段时间内一直向正方向运动，可知末汽车离出发点最远，B正确；

C．根据图像的切线斜率绝对值等于加速度的大小，可知末汽车的加速度大小为

C错误；

D．由图像可知，与汽车的运动方向都为正方向，即运动方向相同，D错误；

故选B。

2. 取一根长2m左右的细线，5个铁垫圈和一个金属盘，在线端系上第一个垫圈，隔12cm再系一个，以后垫圈之间的距离分别是36cm、60cm、84cm，如图所示。站在椅子上，向上提起线的上端，让线自由垂下，且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘，松手后开始计时，若不计空气阻力，则第2、3、4、5个垫圈（　　）

A. 落到盘上的声音时间间隔越来越大

B. 落到盘上的声音时间间隔相等

C. 依次落到盘上速率关系为

D. 依次落到盘上的时间关系为

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】ABD．5个铁垫圈同时做自由落体运动，第2、3、4、5个垫圈经过位移之比为

由可得，第2、3、4、5个垫圈落到盘中需要的时间之比

则落到盘上的声音时间间隔相等，故选项AD错误，B正确；

C．由可得，第2、3、4、5个垫圈依次落到盘上的速率之比为

故选项C错误。

故选B。

【点睛】

3. 农村在修建住房时，常用如图所示的简易机械装置来搬运建筑材料。光滑滑轮用通过轴心O的竖直轻杆固定在支架上的点，开始乙手中的绳子松弛，甲站在地面上通过定滑轮缓慢拉动绳子端点A，使材料竖直上升到达楼顶之后，乙再在楼顶水平拉着绳把建筑材料缓慢移到楼顶平台上。整个过程中甲的位置一直不动，下列说法正确的是（　　）

A. 材料竖直上升过程中，轻杆上的力一定沿竖直方向

B. 乙移动建筑材料的过程中，甲对绳的拉力保持不变

C. 乙移动建筑材料的过程中，乙对绳的拉力大小不变

D. 乙移动建筑材料的过程中，甲对地面的摩擦力逐渐增大

【答案】D

【解析】

【详解】A．材料竖直上升过程中，以定滑轮为研究对象，由于定滑轮与甲这一侧绳子拉力存在水平向左的分力，根据受力平衡可知，轻杆对滑轮的作用力一定有水平向右的分力，故轻杆上的力不沿竖直方向，A错误；

BC．乙移动建筑材料的过程中，可知滑轮与乙这一侧绳子与竖直方向的夹角逐渐变大，以点为对象，根据受力平衡可得

，

可知随着的增大，增大，增大，故甲对绳的拉力增大，乙对绳的拉力大增大，BC错误；

D．乙移动建筑材料的过程中，对甲受力分析，由受力平衡可知，地面对甲的摩擦力大小等于绳子对甲的拉力在水平方向的分力，由于甲对绳的拉力增大，即绳对甲的拉力增大，且绳与水平方向夹角不变，可得地面对甲的摩擦力逐渐增大，根据牛顿第三定律可得，甲对地面的摩擦力逐渐增大，D正确；

故选D。

4. 挂灯笼的习俗起源于1800多年前的西汉时期，已成为中国人喜庆的象征。如图所示，由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼，中间的细绳是水平的，另外四根细绳与水平面所成的角分别和。下列关系式中正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】B．由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼，两边受力对称，对B点受力分析有

解得

，

故B正确；

ACD．对A受力分析，由平衡条件有

联立各式解得

，，，

故ACD错误；

故选B。

5. 滑块第一次从粗糙斜面顶端由静止下滑到底端，第二次以一定的初速度从斜面底端上滑刚好到达顶端。如图所示，某同学记录了滑块运动的频闪照片，若照片的时间间隔都相同，下列说法正确的是（　　）

A. 图甲是滑块上滑的照片

B. 滑块下滑时的加速度大小大于上滑时的加速度大小

C. 滑块下滑到底端时的速度大小小于刚开始上滑时的初速度大小

D. 滑块下滑过程所用时间等于上滑过程所用时间

【答案】C

【解析】

【详解】ABD．由牛顿第二定律可得，下滑时满足

上滑时满足

对比可得a1＜a2，故滑块下滑时的加速度小于上滑时的加速度；设斜面的长度为L，下滑时有

根据逆向思维，上滑过程可反向看成初速度为零的匀加速运动，同理可得

可得

t1＞t2

设频闪时间间隔为T，由图可知，图甲为5T，图乙为4T，故图乙是滑块上滑的照片，故ABD错误

C．由运动学公式v2=2aL可知，下滑末速度小于上滑的初速度，故C正确；

故选C。

6. 如图所示，向前行驶的车厢内有一面向行驶方向的乘客，乘客在自身重力G与车厢（含座椅）的作用力F的作用下与车厢保持相对静止，座椅旁边有一小球用细线悬挂在车厢的天花板上，悬线与竖直方向成角也与车厢相对静止，下列说法中正确的是（　　）

A. 乘客受到合力方向与运动方向相同

B. 车厢的速度越大，悬线与竖直方向的夹角越大

C. 车厢对乘客的作用力F一定大于乘客的重力G

D. 悬线与竖直方向夹角增大，车厢对乘客作用力F可能不变

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图可知，小球受合外力方向与车厢运动方向相反，可知车厢做匀减速运动，乘客受到的合力方向与运动方向也相反，选项A错误；

B．对小球，根据牛顿第二定律可知

可得

则车厢的加速度越大，悬线与竖直方向的夹角越大，但是速度大，θ不一定大，选项B错误；

C．对乘客受力分析可知，车厢对乘客的作用力

即F一定大于乘客的重力G，选项C正确；

D．悬线与竖直方向夹角增大，则加速度a变大，车厢对乘客作用力F增大，选项D错误。

故选C。

7. 如图甲所示，细绳跨过光滑的轻质定滑轮连接A、B两物体，定滑轮悬挂在一个力传感器的正下方，保持A物体质量不变，取不同质量的B物体，通过计算机描绘得到传感器对滑轮的拉力F随B物体质量m变化关系曲线如图乙所示，直线是曲线的渐近线，重力加速度为。则（　　）

A. A物体质量

B. 越大，A物体的加速度越小

C. 越大，A物体的加速度越大

D. 在范围内，越大，A物体的加速度越大

【答案】A

【解析】

【详解】当m＞m0时，B向下做匀加速运动，A向上做匀加速运动，设加速度大小均为a，细绳中的拉力大小为T，对A、B根据牛顿第二定律分别有

   ①

   ②

联立①②解得

   ③

   ④

由③式可得，当m→∞时，有

   ⑤

所以

   ⑥

当m＜m0时，B向上做匀加速运动，A向下做匀加速运动，同理可得二者的加速度大小为

   ⑦

由④式和⑦式可知，当m＞m0时，m越大，a越大；当m＜m0时，m越大，a越小。

综上所述可知A正确，BCD错误。

故选A。

8. 如图甲所示，某选手正在进行定点投篮。在篮球运动所在的竖直平面内建立坐标系xOy，如图乙所示，篮球由A点投出，A、B、C、D是篮球运动轨迹上的四点，C为篮球运动的最高点。重力加速度为g，空气阻力忽略不计。则下列说法正确的是（　　）

A. 篮球经过C点时速度大小为

B. 篮球经过B点和D点的动量相同

C. 篮球由A到B和由B到C过程，动量的变化量相同

D. 篮球由B到C和由C到D过程，重力做功相同

【答案】C

【解析】

【详解】A．依题意，篮球抛出后做斜抛运动，利用逆向思维，可知篮球从C点做平抛运动到A点，设C点坐标为(0，yC)，C点到B点时间为t，由乙图可知

联立，可得

故A错误；

B．由乙图可知B点和D点在同一水平面上，则可知篮球在两点处的速度大小相等，但方向不同，所以篮球经过B点和D点的动量不相同。故B错误；

C．由乙图可知篮球由A到B和由B到C过程水平方向发生的位移相等，则所用时间相等，根据动量定理可得

所以动量的变化量相同。故C正确；

D．篮球由B到C过程重力做负功，由C到D过程，重力做正功，二者不同。故D错误。

故选C。

9. 如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为FN，小球在最高点的速度大小为v，FN-v2图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A. 当地的重力加速度大小为

B. 小球的质量为R

C. v2=c时，杆对小球弹力方向向上

D. 若c=2b，则杆对小球弹力大小为2a

【答案】B

【解析】

【详解】A．由图乙可知，当时，对小球在最高点由牛顿第二定律得

可得当地的重力加速度大小为

A错误；

B．当时，在最高点有

可得小球的质量

B正确；

C．当时，在最高点对小球由牛顿第二定律得

则杆对小球弹力方向向下，C错误；

D．在最高点对小球由牛顿第二定律得

则杆对小球的弹力大小为，D错误。

故选B。

10. 如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为Ff，当轻绳与水平面的夹角为θ时，船的速度为v，人的拉力大小为F，则此时（　　）

A. 人拉绳行走的速度为 B. 人拉绳行走的速度为

C. 船的加速度为 D. 船的加速度为

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和垂直绳子方向速度的合速度，如图所示

根据平行四边形定则有

则人拉绳行走的速度为，故B错误A正确；

CD．对小船受力分析，如图所示

根据牛顿第二定律有

船的加速度大小为

故D错误C正确。

故选AC。

11. 游乐园里有一种叫“魔幻大转盘”的游戏项目，如图所示。质量相等的a、b两个小孩手拉手沿半径方向站在水平转盘上，两小孩与转盘同的动摩擦因数相同，整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动。且小孩a、b与转盘中心在同一条水平直线上。当圆盘转动到两小孩刚好还未发生滑动时，他们松开手，之后两小孩的运动情况是（　　）

A 两小孩仍随圆盘一起做圆周运动，不发生滑动

B. 小孩b发生滑动，离圆盘圆心越来越远

C. 两小孩均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远

D. 小孩a仍随圆盘一起做匀速圆周运动

【答案】BD

【解析】

【详解】两小孩刚好还未发生滑动时，与转盘之间的摩擦力均达到了最大静摩擦力fm，设手上拉力大小为T，对a

对b

突然撤去拉力T，a的最大静摩擦力大于所需要的向心力，所以a仍随圆盘一起做匀速圆周运动；b的最大静摩擦力不足以提供向心力，b以后做离心运动，故AC错误，BD正确。

故选BD。

12. 如图（a），一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v—t图线如图（b）所示。若重力加速度及图中的、、均为已知量，则可求出（  ）

A. 斜面的倾角

B. 物块的质量

C. 物块与斜面间的动摩擦因数

D. 物块沿斜面向上滑行的最大高度

【答案】ACD

【解析】

【详解】AC．由图可知上滑过程的加速度大小为

有

下滑过程加速度大小为

有

联立上述方程可计算出斜面的倾斜角度以及动摩擦因数，故AC符合题意；

B．物块的质量无法求得，故B不符合题意；

D．物块沿斜面向上滑行的最大高度

可知可以求出，故D符合题意。

故选ACD。

【考点定位】牛顿运动定律

【方法技巧】速度时间图像的斜率找到不同阶段的加速度，结合受力分析和运动学规律是解答此类题目的不二法门。

13. 北京时间2021年12月9日15：40，“天宫课堂”第一课正式开讲，中国航天员再次进行太空授课，这是中国空间站首次太空授课活动。在约60分钟的授课中，神舟十三号飞行乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富生动地介绍展示了空间站工作生活场景，演示了微重力环境下细胞学实验、人体运动、液体表面张力等神奇现象，并讲解了实验背后的科学原理。据王亚平介绍他们在空间站中一天可以看见16次日出。已知地球半径约6400km，重力加速度为9.8m/s2.。则（　　）

A. 空间站绕地球运动的周期约90分钟

B. 空间站遇见紧急情况需要降低轨道避让太空垃圾，需要点火加速

C. 空间站运行的线速度大于同步卫星的线速度

D. 空间站运动时的向心加速度大于9.8m/s2

【答案】AC

【解析】

【详解】A．在空间站中一天可以看见16次日出。间站绕地球运动的周期

故A正确；

B．空间站遇见紧急情况需要降低轨道避让太空垃圾，做近心运动，需要点火减速，故B错误；

C．根据

可知，轨道半径越大，线速度越小，因为同步卫星的轨道半径大，所以空间站运行的线速度大于同步卫星的线速度，故C正确；

D．9.8m/s2是近地卫星的向心加速度，是最大的向心加速度，故空间站运动时的向心加速度小于9.8m/s2，故D错误。

故选AC。

二、实验题（共12分，14题每空3分，15题每空2分）

14. 如图（a），某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验．所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源，纸带等．回答下列问题：

（1）铁块与木板间动摩擦因数μ=______（用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示）

（2）某次实验时，调整木板与水平面的夹角θ=30°．接通电源．开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下．多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图（b）所示．图中的点为计数点（每两个相邻的计数点间还有4个点未画出）．重力加速度为9.8 m/s2．可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为_____________（结果保留2位小数）．

【答案】    ①.     ②. 0.35

【解析】

【详解】（1）由mgsinθ-μmgcosθ=ma，解得：μ=……①

（2）由逐差法a= 得：SII=（76.39-31.83）×10-2m，T=0.10s，SI=（31.83-5.00）×10-2m，故a= m/s2=1.97 m/s2，代入①式，得：μ= =0.35

15. 某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。

完成下列填空：（结果均保留2位有效数字）

（1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为___________，竖直分量大小为___________；

（2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为___________。

【答案】    ①. 1.0    ②. 2.0
    ③. 9.7

【解析】

【详解】（1）[1]因小球水平方向做匀速直线运动，因此速度为

[2]竖直方向做自由落体运动，因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得

（2）[3]由竖直方向的自由落体运动可得

代入数据可得

三、计算题（共36分，16题12分，17题10分，18题14分）

16. 机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示，以恒定速率v1=0.6m/s运行的传送带与水平面间的夹角，转轴间距L=3.95m。工作人员沿传送方向以速度v2=1.6m/s从传送带顶端推下一件小包裹（可视为质点）。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：

（1）小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a；

（2）小包裹通过传送带所需的时间t。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）小包裹的速度大于传动带的速度，所以小包裹受到传送带的摩擦力沿传动带向上，根据牛顿第二定律可知

解得

（2）根据（1）可知小包裹开始阶段在传动带上做匀减速直线运动，用时

在传动带上滑动的距离为

因为小包裹所受滑动摩擦力大于重力沿传动带方向上的分力，即，所以小包裹与传动带共速后做匀速直线运动至传送带底端，匀速运动的时间为

所以小包裹通过传送带的时间为

17. 如图，质量分别为m和M的两个星球A、B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间的距离为L。已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧。引力常量为G。求：

（1）A、O之间的距离；

（2）两星球做圆周运动的周期T。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设A、B中心到O点的距离分别为r1、r2，则

万有引力提供两星球匀速圆周运动的向心力，双星周期相同，则

得

联立得

（2）将r1代入（1）中万有引力提供向心力表达式，得

18. 如图所示，水平地面上固定一倾角为37°的斜面，圆弧BC和CD均为半径R＝0.4m的竖直固定的光滑圆轨道，D点的切线方向恰好水平，斜面AB和圆弧BC之间有一小段光滑的圆弧连接。一质量m＝0.5kg的小物体（视为质点）在A点由静止释放，小物体从进入圆弧轨道开始受到始终竖直向上的力F＝5N的作用，当小物体运动到圆弧CD的末端D时作用力F立即消失，小物体最终落在水平地面上的E点。已知小物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，斜面的长度L＝2m，BC与CD之间有一内径略大于小物体的小圆管，取重力加速度大小g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，π≈3.1。不计空气阻力。求：

(1)小物体运动到斜面底端的速度大小v；

(2)小物体在圆弧BC中运动时对C点的压力大小FN'；

(3)小物体从A点释放至运动到水平地面E点的时间t。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)小物体从A点运动到B点，由动能定理可得

解得

(2)小物体从B到C点，由动能定理可得

代入解得

在C点，由支持力提供向心力可知

由牛顿第三定律可知，物体在圆弧BC中运动时对C点的压力大小FN'＝20N。

(3)小球从A到B的时间

从B到D点，由于竖直方向始终有mg=F，故竖直方向的合力为零，小物体在这一过程作匀速圆周运动，匀速圆周运动的速度为v=4m/s，故这一过程的运动时间为

从D到E作平抛运动的时间

故小物体从A点释放至运动到水平地面E点的时间为