河北省邯郸市永年区第二中学2024-2025学年高三上学期开学检测物理试卷（解析版）

这是一份河北省邯郸市永年区第二中学2024-2025学年高三上学期开学检测物理试卷（解析版），共18页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 在物理学的发展过程中，科学家们应用了许多物理学研究方法，以下关于物理学研究方法及其相关内容的叙述不正确的是（ ）
A. 根据速度的定义式，当Δt非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思想法
B. “重心”“合力与分力的关系”都用到了“等效替代”的思想方法
C. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微元法
D. 伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，从而创造了一种科学研究的方法。利用斜面实验主要是考虑到实验时便于测量小球运动的速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据速度的定义式，当Δt非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思想法，A正确，A不符合题意；
B．“重心”“合力与分力的关系”都用到了“等效替代”的思想方法，B正确，B不符合题意；
C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微元法，C正确，C不符合题意；
D．伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，从而创造了一种科学研究的方法。利用斜面实验主要是考虑到实验时便于测量小球运动的时间，D错误，D符合题意。
故选D。
2. 矿井中的升降机以5m/s的速度竖直向上匀速运行，某时刻一螺钉由于震动从升降机底板脱落，经过3s升降机上升至井口，此时松脱的螺钉刚好落到井底，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 螺钉松脱后做自由落体运动
B. 矿井的深度为45m
C. 螺钉落到井底时的速度大小是35m/s
D. 螺钉随升降机从井底出发到落回井底共用时10s
【答案】B
【解析】
【详解】A．螺钉松脱时具有与升降机相同的向上的初速度，故螺钉脱落后做竖直上抛运动，故A错误；
B．取竖直向上为正方向，螺钉从脱落至落到井底的位移
升降机这段时间的位移
故矿井的深度为
故B正确；
C．螺钉落到井底时的速度为
因此速度大小为25m/s，故C错误；
D．螺钉松脱前运动的时间为
所以螺钉运动的总时间为
故D错误。
故选B。
3. 耙在中国已有1500年以上的历史，北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”，将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示，牛通过两根耙索拉耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为，夹角，拉力大小均为F，平面与水平面的夹角为（为AB的中点），如图乙所示。忽略耙索质量，下列说法正确的是（ ）
A. 两根耙索的合力大小为F
B. 两根耙索的合力大小为
C. 地对耙的水平阻力大小为
D. 地对耙的水平阻力大小为
【答案】B
【解析】
【详解】AB．两根耙索的合力大小为
故A错误，B正确；
CD．由平衡条件，地对耙的水平阻力大小为
故CD错误。
故选B。
4. 一轻质长薄板静止于光滑水平地面上，长薄板上放置两个质量均为的物块A、B，A、B与长薄板之间的动摩擦因数分别为，。现让水平恒力F作用在A物块上，如图所示，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，则（ ）

A 若，则物块A相对薄硬纸片滑动
B. 若，则A物块所受摩擦力大小为
C. 若，则B物块的加速度大小为
D. 无论力F多大，B的加速度最大为
【答案】C
【解析】
【详解】AC．轻质薄硬纸片不计质量，所以A物块对纸片的作用力和B物块对纸片的作用力等大反向，A、B两物体质量相同，因为
所以B物块不会相对纸片滑动，当A物块相对薄硬纸片滑动时，设外力大小为，对整体，根据牛顿第二定律可得
对A物块，根据牛顿第二定律可得
联立解得
故A错误，C正确；
B．若，对整体有
对A物块有
解得A物块所受静摩擦力大小为
故B错误；
D．B物块所受最大合外力为
所以B物块的最大加速度为
故D错误。
故选C。
5. 如图甲所示，弹跳鞋是一种新型体育用品鞋，其底部装有弹簧。使用时人对弹簧施加压力，使弹簧形变后产生竖直向上的弹力，将人向上弹离地面。某次上升过程中人的动能随重心上升高度h变化的图像如图乙所示，上升高度为时动能达到最大值，图中段为直线，其余部分为曲线，已知弹簧始终处于弹性限度内，空气阻力忽略不计，则（ ）
A. 上升高度为时，人的加速度达到最大值
B. 上升高度为时，弹跳鞋离开地面
C. 在的上升过程中，人的机械能先增大后减小
D. 在的上升过程中，人处于超重状态
【答案】B
【解析】
【详解】A．上升高度为时，人的动能最大，速度最大，加速度为零，选项A错误；
B．上升高度为时，弹跳鞋离开地面，人做上抛运动，选项B正确；
C．在的上升过程中，弹簧的弹性势能一直减小，弹力一直对人做正功，则人的机械能一直增大，选项C错误；
D．在的上升过程中，人离开地面做上抛运动，则人处于失重状态，选项D错误。
故选B。
6. 如图所示，轻杆的左端用铰链与竖直墙壁连接，轻杆的左端固定在竖直墙上，图甲中两轻绳分别挂着质量为、的物体，另一端系于点，图乙中两轻绳分别挂着质量为、的物体，另一端系于点。四个物体均处于静止状态，图中轻绳、与竖直方向的夹角均为，下列说法一定正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AB．图甲中，OB绳的张力为
由平衡条件可得
则
故A错误，B正确；
CD．CD杆固定在墙上，杆的弹力方向不确定，则m3、m4的比例不确定，故CD错误。
故选B。
7. 城市高层建筑建设施工，往往采用配重的方式把装修材料运送到高处，精简模型如图甲所示，“固定于水平面上倾角为37°的斜面，绕过顶端定滑轮的轻绳链接两小球A、B（可视作质点），质量分别为M和m，B小球被固定于地面上的锁定装置锁定，某时刻解除锁定，安装在斜面底端的位移采集传感器采集到A在斜面上下滑的位移x与时间t的二次方关系如图乙所示，若该图像的斜率为k，不考虑一切摩擦，重力加速度取g = 10m/s2，sin37° = 0.6，则A与B的质量之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】解除锁定后，沿绳方向上对A、B和绳组成的系统由牛顿第二定律有
对A由运动学规律有
结合图像斜率，即，联立解得
故选B。
二、多项选择题。本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，直角三角形斜面体ABC固定在水平面上，、，粗细均匀的直杆竖直立在地面上的B点，滑环Q套在杆上，物块P放在斜面上，P和Q用绕过C点定滑轮的细线连接。让物块P以速度v沿斜面向上匀速运动，不计滑轮的大小，当Q运动到离B、C距离相等的位置时（ ）

A. Q的速度大小为2vB. Q的速度大小为
C. Q的加速度向上D. Q的加速度为零
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．当Q运动到离B、C距离相等的位置时，根据几何关系有
设与杆竖直方向的夹角为，可得
根据沿绳方向速度相等可得
可得Q的速度大小为
故A正确，B错误；
CD．根据沿绳方向速度相等可得
滑环Q有沿杆向下的速度，随着滑环Q运动，减小，故滑环Q沿杆向下运动的速度减小，则Q的加速度向上，故C正确，D错误。
故选AC
9. 如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳左端固定在晾衣架上O点，右端系在a点，光滑小滑轮悬挂一衣服可在轻绳上滑动。先将轻绳右端沿竖直杆缓慢上移到b点，然后再沿水平杆缓慢移至c点，整个过程衣服始终没与地面和杆接触，设轻绳张力为F，滑轮左侧轻绳与竖直方向夹角为，则轻绳右端沿杆（ ）
A. 由的过程，F不变，不变，衣服的位置不变
B. 由的过程，F不变，不变，衣服的位置升高
C. 由的过程，F减小，变小，衣服的位置下降
D. 由的过程，F不变，不变，衣服的位置升高
【答案】BC
【解析】
【详解】根据几何关系可知两段绳子间的夹角为，由平衡条件可知
所以
设绳子总长为，两杆间距离为，由几何关系
得
AB．由的过程，、都不变，不变，绳子张力也不变，由几何关系可知衣服的位置升高，故B正确，A错误；
CD．由的过程，变小，变小，变大，变小，由几何关系可知衣服的位置下降，故C正确，D错误。
故选BC。
10. 如图所示，轻弹簧竖直固定在水平桌面上，质量为的木块放置在弹簧上但不拴接，质量为的铁块放置在木块上并通过跨过光滑定滑轮的轻质细线与质量为的铁球连接，先用手托住铁球使细线恰好伸直但无张力，然后将铁球由静止释放。已知重力加速度为，，轻弹簧劲度系数为，弹簧始终处于弹性限度内，则（ ）
A. 铁球释放瞬间其加速度大小为
B. 铁块与木块分离之前细线的张力逐渐增大
C. 铁块与木块分离时铁球的加速度大小为
D. 从初始状态到铁块与木块分离时，木块的位移为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．铁球释放瞬间，铁块与木块并未分离，所以三者加速度相同，开始时弹簧的弹力
设铁球释放瞬间其加速度大小为，细线的张力为，对于铁球有
对于铁块与木块有
联立解得
故A错误；
B．铁块与木块分离之前，结合上述可知，因弹簧的弹力逐渐减小，所以系统的加速度逐渐减小，则细线的张力逐渐增大，故B正确；
C．铁块与木块分离时木块对铁块无作用力，所以对于铁块与铁球有
所以此时铁球的加速度大小为
故C正确；
D．结合上述可知，初始状态弹簧的压缩量为
设铁块与木块分离瞬间弹簧的压缩量为，则对木块有
联立可得从初始状态到铁块与木块分离时木块位移
故D正确。
故选BCD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 2023年6月，我国建成高超音速风洞，它将推动我国15~25马赫的高超音速导弹的发展。某实验小组受教材“科学漫步”的启示并查询资料后得知：①流体阻力与物体相对于流体的速度有关；②流体阻力还跟物体的形状、横截面积等因素有关；③球形物体所受空气阻力的大小与相对速度的关系为（k为阻力系数）。小组成员开启实验室风洞，产生竖直向上速度大小为的风，再将一小球从风洞顶部以某一初速度竖直下抛，测得下落高度h随时间t变化的图像如图中实线1所示。已知风速，重力加速度g取。

（1）由图像可知，小球做______运动；
（2）若图线1对应小球的质量为1kg，则阻力系数______kg/m；（结果保留两位有效数字）
（3）若不改变小球的形状和大小（即阻力系数不变），换用密度更大的小球进行实验，保持风速不变，调节小球下抛速度，所得图像也是一条直线，则图像可能为图线______（选填“1”、“2”或“3”）。
【答案】 ①. 匀速直线 ②. 0.025 ③. 2
【解析】
【详解】（1）[1]图像为一条直线，所以小球做匀速直线运动。
（2）[2]小球做匀速直线运动，合外力为零。由图像得
而
解得
（3）[3]若只增加小球密度，小球质量增加，小球仍做匀速直线运动，由可知，小球速度增大，即图像的斜率增大，所以图像可能为2。
12. 我国曾对珠穆朗玛峰的高度进行了测量，其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度，进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材，设计了测量当地重力加速度大小的实验。实验步骤如下：
（a）如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为53°，在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺（图中未画出）。
（b）调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能。将小物块从大板顶端由静止释放，用手机记录下小物块沿木板向下做匀加速直线运动的情况。然后通过录像的回放，选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考起点，得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。
（c）该同学选取部分实验数据，画出了图像，利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为5.6m/s2。
（d）再次调节垫块，改变木板倾角，重复实验。
计算结果均保留两位有效数字。
（1）当木板的倾角为37°时，所绘图像如图乙所示。由图像可得，小物块过测量参考起点时速度的大小为___________m/s；根据图线求得小物块下滑时加速度的大小为________m/s2。
（2）根据上述数据，进一步分析得到当地的重力加速度大小为___________m/s2.（，）
（3）根据上述数据，进一步分析得到小物块与木板间的动摩擦因数为___________。
【答案】 ①. 0.40 ②. 3.0 ③. 9.6 ④. 0.36
【解析】
【详解】（1）[1][2]设物块过测量参考点时速度的大小为，根据位移一时间关系有
即
当
时速度即为参考点的速度，根据题图可得截距为0.80m/s，故
解得
图像的斜率表示加速度，则有
（2）（3）[3][4]木板倾角为53°，小物块的加速度大小
对小物块，根据牛顿第二定律有
当倾角为37°时，有
联立解得
13. 短跑是田径运动的基础项目，而且在其他运动项目的训练中也占有重要的地位。因此，100米短跑测试成为体育专业中最基本的一个测试。某同学训练时正常情况下的百米跑成绩为11s，跑步时最大速度可以达到10m/s。在一次测试中，他正常起跑加速、达到最大速度，可惜一不小心突然摔倒在地，他花了0.7s爬起紧接着再次起跑加速、达到最大速度，坚持完成了测试，但由于受伤，他再次起跑的加速度大小和最大速度都只能达到正常情况下的80%，结果他的成绩是14.1s。该同学起跑时可看作匀加速运动，达到最大速度后可看作匀速运动，忽略摔倒时前进的距离。试求：
（1）该同学在正常情况下的起跑加速度；
（2）该同学摔倒处离终点的距离。
【答案】（1）5m/s2；（2）56m
【解析】
【详解】（1）正常情况下，加速度为a，加速时间为t，跑完全程有
解得
加速度为
（2）设摔倒前达到最大速度后维持最大速度时间为t′，摔倒前位移为
摔倒后重新运动的位移
解得
，
即离终点56m处摔倒。
14. 如图所示，杂技表演“叠罗汉”是四位演员叠在一起且均静止。为了研究方便假设四位演员A、B、C、D体型相同。表演时，B竖直站立在A的肩上，双手拉着C和D，且双臂与竖直方向夹角均为；撑开双手水平撑着C和D。若四个人的质量均为，。求：
（1）每位演员的重力；
（2）演员B右手臂受到的拉力；
（3）演员A右手臂受到的压力。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，四个人的质量均为，则每位演员的重力为
（2）对演员C进行受力分析，受重力、A对其水平向左的支持力、B对C斜向上的拉力，如图所示
由平衡条件有
，
解得
由牛顿第三定律可得，演员B右手臂受到的拉力
（3）由（2）分析可知，A对的支持力
由牛顿第三定律可得，演员A手臂受到的压力
15. 如图所示，水平传送带的左侧轨道平面与传送带等高且相接于B点，传送带右侧地面上静置着一质量的薄滑板，紧挨传送带放置，其上表面与传送带等高，在水平轨道的左侧固定着一竖直挡板，挡板连接着一劲度系数的弹簧。质量为的物块被锁定在轨道平面上的A点，此时物块与挡板间的弹簧处于压缩状态，物块与弹簧不相连，现解除锁定，物块经过B点冲上传送带BC，此时弹簧已恢复原长。已知左侧轨道AB的长度，传送带BC的长度，滑板的长度，物块与左侧轨道平面、传送带、滑板间的动摩擦因数分别为、、，滑板、物块与地面间的动摩擦因数分别为、，传送带顺时针匀速转动的速度，物块刚冲上传送带时的速度，重力加速度，弹簧的弹性势能（其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）。
（1）求解除锁定前，弹簧的压缩量；
（2）求物块和传送带间因摩擦产生的热量；
（3）判断物块能否从右侧滑板上滑下？若能滑下，求物块静止时到滑板右侧的距离；若不能滑下，求物块相对滑板的位移。
【答案】（1）；（2）6J；（3）能，0.42m
【解析】
【详解】（1）解除锁定到物块到达B点过程，由功能关系可得
代入数据可得弹簧的压缩量。
（2）设物块在传送带上运动到C点时的速度为，由动能定理可得
代入数据可得
由于，可知物块在传送带上一直加速，物块在传送带上运动时间为t，则
又因为
传送带相对物块的位移
物块和传送带间因摩擦产生的热量
代入数据可得
（3）物块以冲上滑板，对物块受力分析，可得
解得物块的加速度
对滑板受力分析，可得
解得滑板的加速度
假设物块能从滑板上滑下，物块和滑板相互作用时间为，则满足
解得
此时物块的速度
滑板的速度
由于，所以假设成立，物块能从滑板上滑下，物块静止时到滑板右侧的距离
由牛顿第二定律有
，
代入数据可得