2024扬州中学高三上学期开学考试物理试题含答案

江苏省扬州中学2023-2024学年度第一学期开学考试

          高三物理      2023.09.01

试卷满分：100分， 考试时间：75分钟

注意事项：

1．答卷前，考生务必将本人的班级、姓名、考试号填在答题卡的相应位置。

2．将每题的答案或解答写在答题卡上，在试卷上答题无效。考试结束，只交答题卡。

一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分．每小题只有一个选项符合题意．选对的得 4 分，错选或不答的得 0 分．

1.下列说法中正确的是

A．伽利略通过理想斜面实验说明力是维持物体运动的原因

B．kg、m、N、A都是国际单位制中的基本单位

C．加速度和功率的定义都运用了比值法

D．胡克总结出弹簧弹力与形变量间的关系

2.一个质点做直线运动的v－t 关系图像如图所示，则该质点的x－t关系图像可大致表示为下列图中的

A               B                C              D

3. 如图所示，一晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的轻质斜杆垂直，两斜杆间的夹角为θ，当θ缓慢增大时，每根斜杆受到地面的

A. 支持力增大　　     B. 支持力减小

C. 摩擦力增大　　     D. 摩擦力减小

4.滑板运动是青少年喜爱的一项运动，一块滑板由板面、滑板支架和四个轮子等部分组成。如图所示，一位练习者踩着滑板在水平地面上向右减速滑行，若练习者的脚受到的摩擦力为F1，脚对滑板的摩擦力为F2，下列说法正确的是

A.F1方向与速度方向相同，F2方向与速度方向相反

B.F1、F2方向均与速度方向相反

C.F1、F2方向均与速度方向相同

D.地面对滑板的滚动摩擦力大于F2

5．将过山车经过两端弯曲轨道过程等效简化成如图所示两个圆周的一部分，A、B分别为轨道的最低点和最高点，过山车与轨道的动摩擦因数处处相等，则过山车

A．在A点时合外力方向竖直向上

B．在B点时合外力方向竖直向上

C．在B点时向心力较大

D．在A点时所受摩擦力较大

6.甲乙两物体沿一条直线向一方向运动，其图像如图所示。时刻，两物体处于同一位置且速度均为0，则在0到2t0时间内

A．t0时刻两物体的速度相等

B．t0时刻两物体再次相遇

C．t0时刻两物体的间距大于

D．2t0时刻两物体再次相遇

7.如图所示，虚线为A、B两小球从等宽不等高的台阶抛出的运动轨迹．A球从台阶1的右端水平抛出后，运动至台阶2右端正上方时，B球从台阶2的右端水平抛出，经过一段时间后两球在台阶3右端点相遇，不计空气阻力，则

A. 两球抛出时A的速度大于B的速度

B. 两球相遇时A的速度大小为B的两倍

C. 台阶1、2的高度差是台阶2、3高度差的4倍

D. 两球相遇时A的速度与水平方向的夹角的正切值为B的两倍

8. 如图所示，两材质不同的物块用细线连接，放在粗糙的斜面上加速下滑，加速度分别为a1和a2.两物块与斜面间的动摩擦因数分别为μ1和μ2，则下列关系正确的是

A. 若μ1>μ2，则a1＞a2

B. 若μ1>μ2，则a1<a2

C. 若μ1<μ2，则a1<a2

D. 若μ1<μ2，则a1>a2

9.如图所示，将一根绳子穿过内壁和端口光滑的空心圆筒，绳子上端系一个金属球，下端与装有皮球的网袋连接．转动空心圆筒，使金属球匀速圆周运动，网袋保持静止(未与空心圆筒接触)．不计空气阻力，对于不同稳定转速的金属球，下列说法中错误的是

A. 金属球转速越慢，网袋的位置越低

B. 金属球转速越慢，金属球的位置越低

C. 空心圆筒上方的细绳与竖直方向的夹角不变

D. 金属球在转动过程只受重力和绳子的拉力作用

10.如图所示，光滑直杆OA、OB在O点由铰链固定，两杆间夹角θ（θ<90°）不变，在两杆上分别套上质量相等的小环P、Q，两小环由不可伸长的轻绳连接，初始时，杆OA竖直，现缓慢顺时针转动两杆至OB竖直，则在转动过程中

A.杆对环P的弹力先变大后变小

B.杆对环Q的弹力一直变大

C.杆对环P的弹力一直变大

D.杆对环Q的弹力先变小后变大

11．如图所示的装置，两根完全相同、轴线在同一水平面内的平行长圆柱上放一均匀木板，木板的重心与两圆柱等距，其中圆柱的半径，木板质量，木板与圆柱间的动摩擦因数，两圆柱以角速度绕轴线作相反方向的转动。现施加一过木板重心且平行圆柱轴线的拉力F于木板上，使其以速度沿圆柱表面作匀速运动。下列说法中正确的是

A．不论多大，所需水平拉力恒为10N

B．越大，所需水平拉力也越大

C．若，则水平拉力

D．若，水平拉力恒为20N，则木板做匀加速运动

二、非选择题：本题共5小题，共56分．请将解答填写在答题卡相应的位置．解答时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．

12．(12分)物理实验不仅要动手操作还要动脑思考，小明同学就注意到图甲所示的装置可以完成多个力学实验。

（1） 探究速度随时间变化规律时，实验室有电磁打点计时器和电火花计时器，但只提供220V的交流电源，小明应选用___________计时器。

某次实验中打出的纸带如图乙可所示。已知相邻计数点间的时间间隔为0.1s，则小车的加速度a=___________m/s2（保留2位有效数字）；

（2）利用上述数据测小车与水平长木板之间的动摩擦因数。已知小车质量为m=0.5kg，钩码质量为M=0.1kg，重力加速度取g=10m/s2，则小车与长木板间的动摩擦因素μ=_________； 动摩擦因素的测量值___________（填“小于”“等于”“大于”）真实值。

（3）探究加速度与力和质量关系的实验时，除了平衡摩檫力，还应该_______

①钩码质量远大于小车的质量

②每次改变小车质量后要重新平衡摩檫力

③先接通电源打点再释放小车

（4）用图甲装置___________（填“能”或“不能”）验证小车和钩码组成的系统机械能守恒。

13. (6分)如图所示，宽度为L、足够长的匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里．绝缘长薄板MN置于磁场的右边界，粒子打在板上时会被反弹(碰撞时间极短)，反弹前后竖直分速度不变，水平分速度大小不变、方向相反．磁场左边界上O处有一个粒子源，向磁场内沿纸面各个方向发射质量为m、电荷量为＋q、速度为v的粒子，不计粒子重力和粒子间的相互作用，粒子电荷量保持不变．

(1) 要使粒子在磁场中运动时打不到绝缘薄板，求粒子速度v满足的条件．

(2) 若v＝，一些粒子打到绝缘薄板上反弹回来，求这些粒子在磁场中运动时间的最小值t.

14．(8分)如图所示，在xOy坐标系中，两平行金属板如图放置，OD与x轴重合，板的左端与原点O重合，板长L＝2 m，板间距离d＝1 m，紧靠极板右侧有一荧光屏．两金属板间电压UAO随时间的变化规律如图所示，变化周期为T＝2×10－3 s，U0＝1×103 V，t＝0时刻一带正电的粒子从左上角A点以平行于AB边大小v0＝1 000 m/s的速度射入板间，粒子电荷量为q＝1×10－5 C，质量m＝1×10－7 kg.不计粒子所受重力．求：

(1) 粒子在板间运动的时间．

(2) 粒子打到荧光屏上的纵坐标．

(3) 粒子打到屏上的动能．

15．（15分）如图所示，在竖直轴OO′的B点套有不可上下滑动，只可以绕轴无摩擦转动的轻环，轻弹簧的上端与该环相连，光滑杆OA与水平面间的夹角α=60°，质量为m的小球套在光滑杆OA上并与弹簧的下端连接，已知轴OB间距为L．

（1）保持杆不动，小球在图示P点位置处于静止状态，图示，求小球所受弹簧的弹力大小T；

（2）保持光滑杆OA与水平面间的夹角始终为α，使小球随杆OA一起由静止绕OO′轴加速转动，小球缓慢运动到与B点在同一水平面的A点时，杆OA匀速转动，小球与杆保持相对静止，求此时杆OA绕OO′轴转动的角速度大小ω；

（3）在（2）情形之下，小球由P点开始相对杆向上滑动到A点与杆相对静止的过程中，杆对球所做的功W．

16．（15分）如图所示，水平地面上固定一倾角θ＝37°的斜面，一劲度系数k＝100 N/m的轻质弹簧下端固定于斜面底端，上端与质量m＝1 kg的物体A相连，A的右边系一轻细线，细线绕过轻质光滑的滑轮后与轻挂钩相连，A与斜面间的动摩擦因数μ＝0.75，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，将A放置P点时A刚好不上滑．现将一质量M＝2.0 kg的物体B轻挂在钩上，然后松手，在以后的整个运动过程中A未接触到滑轮、B始终未接触地面与滑轮．已知弹簧弹性势能的表达式为Ep＝kx2(式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量)，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：

(1) A在P点时弹簧的压缩量x1；

(2)刚松手时细线中的张力大小F；

(3)在松手后的整个运动过程中，A克服摩擦力所做的功W.

江苏省扬州中学2023-2024学年第一学期开学考

   高 三 物 理 答 案        2023年9月

12. 电火花   0.50   0.14   大于   ③   不能  

13． (1) 设粒子在磁场中运动的轨道半径为r1，则有

qvB＝m

如图所示，要使粒子在磁场中运动时打不到绝缘薄板，

应满足2r1＜L

解得v＜

(2) 粒子在磁场中圆周运动的周期T＝

设运动的轨道半径为r2，则有qvB＝m

解得r2＝L

在磁场中运动时间最短的粒子通过的圆弧对应的弦长最短，粒子运动轨迹如图，由几何关系可知最小时间t＝2×

解得t＝

14．(1) 粒子在板间沿x轴匀速运动，设运动时间为t

L＝v0t

t＝＝2×10－3 s

(2) 设t＝0时刻射入的粒子在板间偏转量最大为y1

y1＝a2＋

＝ma

解得y1＝0.15 m

纵坐标y＝d－y1＝0.85 m

 (3) 粒子出射时的动能为mv，由动能定理得

qy2＝mv2－mv

y2＝a2

Ek＝mv2＝5.05×10－2 J

15．（1）小球在位置P处静止时，根据平衡条件有

解得 ,          

（2）小球在位置A处时，设小球做圆周运动的半径为r，所受弹簧的弹力大小FT和杆的弹力大小FN，则

        水平方向      

竖直方向           

几何关系        

弹簧伸长的长度与初始相同，则

解得            

 （3）小球将由静止开始沿杆向上滑动，初速度vP=0

小球在位置A的速度大小       

    小球由P到A过程，根据动能定理有

解得               

16. 解：(1) A刚好不上滑，由平衡条件mg sin 37°＋μmg cos 37°＝kx1

代入数据解得x1＝0.12 m

(2) 对A有kx1＋F－mg sin 37°－μmg cos 37°＝ma

对B有Mg－F＝Ma

代入数据解得F＝ N

(3) 设A物体向上运动的最大距离为s1

由能量守恒Mgs1＝mgs1sin θ＋μmgs1cos θ＋k(x1－s1)2－kx

代入数据解得s1＝0.4 m

最高点时弹簧伸长量x2＝s1－x1＝0.28 m

因为kx2＋mg sin 37°－Mg＞μmg cos 37°，所以A将向下加速运动

设A由最高点向下运动的最大距离为s2

能量守恒mgs2sin θ＋kx－k(x2－s2)2＝Mgs2＋μmgs2cos θ

代入数据解得s2＝0.16 m

此时弹簧伸长量x3＝x2－s2＝0.12 m

因为Mg－kx3－mg sin 37°＜μmg cos 37°，所以系统将处于静止状态

整个运动过程中，A克服摩擦力做功W＝μmg cos 37°(s1＋s2)

代入数据解得W＝3.36 J