华安县2023-2024学年高三上学期开学考试
物理试卷
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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．图是可用来制作豆腐的石磨。木柄静止时，连接的轻绳处于绷紧状态。O点是三根轻绳的结点，F、和分别表示三根绳的拉力大小，且。下列关系式正确的是（ ）
A． B． C． D．
2．铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10-5eV，跃迁发射的光子的频率量级为（普朗克常量，元电荷）（ ）
A．103Hz B．106Hz C．109Hz D．1012Hz
3．一架航模飞机在离地面高处水平匀速飞行，机身外侧固定球，球用细线与球连接，两球之间的距离为，如图所示．某时刻释放球，两球落地的时间差为球落地后末移动，且球落地时细线恰好伸直，飞行过程中，细线未绷紧，空气阻力忽略不计．则航模飞机飞行的速度为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，甲、乙两人做“拔河”游戏。两人分别用伸平的手掌托起木板的一端，保持木板水平。在甲端的木板上放两块砖，然后各自缓慢向两侧拖拉。若两人的手与木板的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则在“拔河”过程中，下列判断正确的是（ ）
A．甲的手和木板间的摩擦力较大
B．乙的手和木板间的摩擦力较大
C．甲的手和木板间不会有相对滑动
D．甲、乙“拔河”的力属于作用力与反作用力
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5．如图所示，交流发电机通过电阻不计的导线为右侧的电路供电，电压表和电流表均为理想交流电表，变压器为理想变压器，b是原线圈的中心抽头，副线圈两端接有滑动变阻器R和小灯泡L，电阻不计的金属线圈ABCD在磁场中匀速转动。下列说法正确的是（ ）
A．当单刀双掷开关由a拨向b而其他条件不变时，稳定后电压表的示数增大
B．当滑动变阻器的滑动触头向下滑动而其他条件不变时，电流表的示数增大
C．当滑动变阻器的滑动触头向上滑动而其他条件不变时，小灯泡变暗
D．当线圈ABCD的转速增加一倍而其他条件不变时，电压表和电流表的示数均增加一倍
6．下列四幅图是与光电效应实验有关的图，则关于这四幅图的说法正确的是（ ）
A．图1中，如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角先变小后变大
B．图2中，同一频率的黄光越强，饱和光电流越大
C．图3中，图像的斜率为普朗克常量
D．由图4可知，E等于该金属的逸出功
7．如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平段以恒定功率、速度匀速行驶，在斜坡段以恒定功率、速度匀速行驶。已知小车总质量为，，段的倾角为，重力加速度g取，不计空气阻力。下列说法正确的有（ ）
A．从M到N，小车牵引力大小为 B．从M到N，小车克服摩擦力做功
C．从P到Q，小车重力势能增加 D．从P到Q，小车克服摩擦力做功
8．汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针（俯视）方向电流，当汽车经过线圈时（ ）
A．线圈1、2产生的磁场方向竖直向上
B．汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd
C．汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcd
D．汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相反
三、填空题（20分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程）。
9．用如图甲所示装置验证动量守恒定律，A、B两球的质量分别为和。
（1）安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重锤线所指的位置O
（2）不放小球B，小球A从斜槽上挡板处由静止释放，并落在水平地面上。重复多次，落地点的平均位置记为P，用刻度尺测量，如图乙所示，刻度尺读数为 ；
（3）小球B静置在斜槽前端边缘处，小球A从挡板处由静止释放，重复实验，标记小球A的落地点平均位置1和小球B的落地点平均位置2；
（4）图甲中，M点是落地点平均位置 （填“1”或“2”）；
（5）水平射程分别用、、表示，则验证两球碰撞动量守恒的表达式为 。
10．为探究小碟子与餐桌上水平转盘间的动摩擦因数，一同学设计了这样的实验：如图所示，转盘可绕过圆心O的竖直轴水平转动，将转盘上的一点标记为P，在该点放上小碟子，测得P与O的距离为r，重力加速度为g。
a.让转盘开始转动并缓慢增大到转速为n1，这一过程中碟子与转盘总相对静止；
b.让转盘突然停止转动，碟子在圆盘上滑行一段距离后停在Q（图中未画出）点，测出P、Q两点间的距离为；
c.改变转盘的转速n，重复a、b得到多组的值，根据数据作出-n2图像，求出该图线的斜率为k。完成下列填空：
（1）当转盘的转速为n1时，碟子速度的大小为 （用物理量的符号表示）；
（2）转盘突然停止转动时，碟子相对转盘速度的方向为 （填选项前字母）；
A．沿OP方向 B．沿PO方向 C．沿与OP垂直的方向
（3）碟子与转盘间的动摩擦因数为 （用物理量的符号表示）。
11．如图所示，物体A、B的质量mA=8kg，mB=6kg，A与B、B与地面之间的动摩擦因数都为 =0.5，在外力F作用下，A和B一起匀速运动，则地面对的摩擦力的大小是 ；A对B的摩擦力的大小是 。（g取10m/s2）
12．如图所示，L是一带铁芯的自感线圈，其直流电阻为零，电路中A和B是二个完全相同的灯泡。当开关S闭合一段时间，电路稳定时，A灯 （填“亮”或“不亮”），当开关S断开瞬间，a点电势比b点电势 （填“高”或“低”）。
四、解答题
13．我国“天问一号”携带火星车预计2021年5月登陆火星表面，火星车将在火星平直表面上行驶。设火星车质量为m，行驶的最大功率为P，行驶时受到阻力为其在火星表面所受重力的，已知地球质量约为火星质量的10倍，地球半径约为火星半径的2倍，地球表面的重力加速度大小为g，求：
（1）火星表面的重力加速度大小；
（2）火星车在火星平直表面行驶的最大速度。
14．如图甲所示，“打弹珠”是一种常见的民间游戏，该游戏的规则为：将手中一弹珠以一定的初速度瞬间弹出，并与另一静止的弹珠发生碰撞，被碰弹珠若能进入小坑中即为胜出。现将此游戏进行简化，如图乙示，粗糙程度相同的水平地面上，弹珠A和弹珠B与坑在同一直线上，两弹珠间距x1＝2m，弹珠B与坑的间距x2＝1m。邹同学将弹珠A以v0＝6m/s的初速度水平向右瞬间弹出，经过时间t1＝0.4s与弹珠B正碰（碰撞时间极短），碰后瞬间弹珠A的速度大小为1m/s，方向向右，且不再与弹珠发生碰撞。已知两弹珠的质量均为10g，取重力加速度g＝10m/s2，若弹珠A、B与地面间的动摩擦因数均相同，并将弹珠的运动视为滑动，求：
（1）碰撞前瞬间弹珠A的速度大小和在地面上运动时加速度大小；
（2）求两弹珠碰撞瞬间的机械能损失，并判断该同学能否胜出。
15．如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道与水平面相切于点，在圆弧轨道最低点静止放置物块（均可看作质点），的质量分别为、，间有少量炸药（质量可忽略），某时刻引爆炸药，迅速分开，分开后以大小为的速度水平向右冲上圆弧轨道，经一段时间再次回到点后继续向左运动，并在停止运动时间后与发生第一次碰撞，已知与之间的所有碰撞均为弹性碰撞，与水平面间没有摩擦，与水平面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为，炸药爆炸释放的能量转化为两物块总机械能的效率，求：
（1）炸药爆炸释放的能量。
（2）第一次碰撞前，物块在圆弧轨道上运动的时间。
（3）与第次碰撞后到第次碰撞前运动的位移大小。
参考答案：
1．D
【详解】以点为研究对象，受力分析如图
由几何关系可知
由平衡条件可得
联立可得
故D正确，ABC错误。
故选D。
2．C
【详解】铯原子利用的两能极的能量差量级对应的能量为
由光子能量的表达式可得，跃迁发射的光子的频率量级为
跃迁发射的光子的频率量级为109Hz。
故选C。
3．A
【详解】在内a运动位移为L，故航模飞机飞行的速度等于
故选A。
4．C
【详解】AB．在游戏过程中，由于甲、乙两人在保持木板水平的前提下，缓慢向两侧拖拉木板，表明木板处于一种动态平衡状态，即木板所受外力的合力为0，对木板与两块砖整体分析，可知，竖直方向受到人手的竖直向上的支持力与重力，水平方向受到，甲对木板的水平向左的摩擦力，与乙对木板水平向右的摩擦力，根据平衡条件可知，甲的手和木板间的摩擦力与乙的手和木板间的摩擦力大小相等，方向相反，AB错误；
D．根据上述可知，甲的手和木板间的摩擦力与乙的手和木板间的摩擦力是一对平衡力，即甲、乙“拔河”的力属于一对平衡力，D错误；
C．由于甲端的木板上放两块砖，则甲的手与木板之间的弹力大于乙的手与木板之间的弹力，即甲的手与木板之间的最大静摩擦力大于乙的手与木板之间的最大静摩擦力，根据上述，甲的手和木板间的摩擦力与乙的手和木板间的摩擦力大小相等，方向相反，则在缓慢拖拉过程，摩擦力不可能大于乙的手与木板之间的最大静摩擦力，即摩擦力一定小于甲的手与木板之间的最大静摩擦力，即甲的手和木板间不会有相对滑动，C正确。
故选C。
5．AD
【详解】A．当单刀双掷开关由a拨向b而其他条件不变时，变压器原线圈的匝数减小，根据
可知，次级电压变大，则稳定后电压表的示数增大，选项A正确；
B．当滑动变阻器的滑动触头向下滑动而其他条件不变时，次级电阻变大，则次级电流减小，则初级电流减小，即电流表的示数减小，选项B错误；
C．当滑动变阻器的滑动触头向上滑动而其他条件不变时，次级电阻减小，而次级电压不变，则次级电流变大，即小灯泡变亮，选项C错误；
D．当线圈ABCD的转速增加一倍而其他条件不变时，根据
可知感应电动势的最大值增加一倍，有效值增加一倍，则次级电压有效值增加一倍，电压表示数增加一倍，次级电流增加一倍，则初级电流增加一倍，即电流表的示数增加一倍，选项D正确。
故选AD。
6．ABD
【详解】A．图1中，先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，由于光电效应激发电子，锌板电荷量减少，所以验电器的张角会变小，等锌板电荷量为零时，验电器就无法张开，如果紫外线灯继续照射锌板，就会使锌板带正电，验电器的张角又增大，故A正确；
B．由图2可知，电压相同时，光照越强，饱和光电流越大，说明饱和光电流与光的强度有关，故B正确；
C．根据光电效应方程可得
根据动能定理可得
联立解得
可知图像的斜率为，故C错误；
D．根据光电效应方程可得
可知图线的纵轴截距为
可知E等于该金属的逸出功，故D正确。
故选ABD。
7．ABD
【详解】A．小车从M到N，依题意有
代入数据解得
故A正确；
B．依题意，小车从M到N，因匀速，小车所受的摩擦力大小为
则摩擦力做功为
则小车克服摩擦力做功为800J，故B正确；
C．依题意，从P到Q，重力势能增加量为
故C错误；
D．依题意，小车从P到Q，摩擦力为f2，有
摩擦力做功为
联立解得
则小车克服摩擦力做功为700J，故D正确。
故选ABD。
8．CD
【详解】A．由题知，埋在地下的线圈1、2通顺时针（俯视）方向的电流，则根据右手定则，可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下，故A错误；
B．汽车进入线圈1过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb（逆时针），故B错误；
C．汽车离开线圈1过程中，磁通量减小，根据楞次定律可知产生感应电流方向为abcd（顺时针），故C正确；
D．汽车进入线圈2过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb（逆时针），再根据左手定则，可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反，故D正确。
故选CD。
9． 8.76（8.74~8.78） 1
【详解】（2）[1] 由图看出，落地点的平均位置在刻度尺上8.76cm左右；
（4）[2] 小球A与B碰撞后速度减小，平抛后的落点肯定在P位置的的左侧，故落地点M点平均位置肯定是“1”
（5）[3] 两球碰撞动量守恒的表达式
由平抛运动规律
可知
可知等式左右的速度可以通过平抛后的水平位移进行代换，所以有
10． C
【详解】（1）[1]当转盘的转速为n1，时，碟子速度的大小为
（2）[2]转盘突然停止转动时，碟子相对转盘速度的方向为轨迹的切线方向，即沿与OP垂直的方向，故选C。
（3）[3]由动能定理可知
即
则
解得
11． 70 35
【详解】[1]因为A、B一起在地面上匀速运动，所以A与B间是静摩擦力，而地面对B是滑动摩擦力，所以有
水平向左，A、B整体受力分析，由平衡条件知
[2]对A物体有
其中FT为绳的拉力，大小为
解得
所以，A对B的摩擦力大小为35N，方向水平向右。
12． 不亮 低
【详解】[1]依题意知，当开关S闭合一段时间，电路稳定时，由于A灯与自感线圈并联，将被线圈短路，则A灯将不亮；
[2]当开关S断开瞬间，自感线圈产生自感电动势，将对A灯进行短暂供电，电流方向从b到a，所以a点电势比b点电势低。
13．（1）；（2）
【详解】(1)设地球质量和半径分别为M、R，火星质量和半径分别为M0、R0，火星表面的重力加速度为g0，则
又
解得
（2）火星车匀速行驶时，设受到的阻力大小为f，则
解得
14．（1），；（2），不能胜出
【详解】（1）设碰撞前瞬间弹珠A的速度为，由运动学公式得
联立解得
，
（2）设碰后瞬间弹珠B的速度为，由动量守恒定律得
解得
所以两弹珠碰撞瞬间的机械能损失为
解得
碰后弹珠B运动的距离为
所以弹珠B没有进坑，故不能胜出。
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设A、B分开时的速度大小分别为，A、B组成的系统在水平方向动量守恒，可得
根据能量关系，有
依题意，有
联立可得
（2）第一次碰撞前，在水平面上做匀减速运动，加速度大小
在水平面上运动的时间
在水平面上运动的位移大小
B在水平面上运动的时间
B在圆弧轨道上运动的时间
（3）设与B第一次碰撞后的速度分别为，且A、B同向，根据动量守恒和机械能守恒，有
解得
在水平面上运动的时间
此过程中在水平面上运动的位移
在时间内，B在水平面上运动的位移
由于，所以发生第二次碰撞时已停止了运动，设与B第二次碰撞后的速度分别为，根据动量守恒和机械能守恒，有
解得与B第二次碰撞后，的速度
以此类推，与B第次碰撞后，的速度
与B第次碰撞后到第次碰撞前，运动的位移
