启东市名校2023-2024学年高三上学期期初质量检测
物理试题
（满分：100 分 考试时间：75 分钟）
一、单选题（共 11 题，每题 4 分，共 44 分．每小题只有一个选项符合题意）
1．如图所示，在水平力F作用下，A、B保持静止。若A与B的接触面是水平粗糙的，且。则关于A的受力个数可能为（ ）
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
2．质量为的物体，放在动摩擦因数的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功随位移变化的关系如图所示。重力加速度取，则（ ）
A．至的过程中，水平拉力为
B．至的过程中，水平拉力为
C．时，物体的速度为
D．至的过程中，物体做匀加速运动
速度 思考距离/m 制动距离/m
10 12 20
15 18 X
20 Y 80
25 30 125
3．汽车给人类生活带来极大便利，但随着车辆的增多，交通事故也相应增加，重视交通安全问题，关系到千百万人的生命安全与家庭幸福，为了安全，在行驶途中，车与车之间必须保持一定的距离，因为，从驾驶员看见某一情况到采取制动动作的时间里，汽车仍然要通过一段距离（称为思考距离，反应时间内视为匀速），而从采取制动动作到车完全静止的时间里，汽车又要通过一段距离（称为制动距离），下表给出了驾驶员驾驶的汽车在不同速度下的思考距离和制动距离等部分数据，某同学分析这些数据，算出了表格中未给出的数据X、Y，正确的结果应该是（ ）
A．X＝40，Y＝24 B．X＝45，Y＝24
C．X＝60，Y＝22 D．X＝50，Y＝22
4．关于机械能守恒下列说法正确的是( )
A．如果物体(或系统)所受到的合外力为零，则机械能一定守恒
B．如果合外力对物体(或系统)做功为零，则机械能一定守恒
C．飞船在椭圆轨道上稳定运行时机械能不守恒
D．做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒
5．在水平放置的圆柱体轴线的正上方的P点，将一个小球以水平速度v0垂直圆柱体的轴线抛出，小球飞行一段时间后恰好从圆柱体上Q点沿切线飞过，测得O、Q连线与竖直方向的夹角为，那么小球经过Q点时的速度是（ ）
A． B． C． D．
6．已知一长木板的长度为7m，如图所示建立坐标系，长木板底边上的O点为坐标原点，沿底边向右的方向规定为坐标轴的正方向．设图中a、b两点的坐标分别为x1和x2，则（ ）
A．x1=1m，x2=6m B． x1=3m，x2=2m
C． x1=-3m，x2=2m D．x1=-3m，x2=-2m
7．下列有关说法正确的是（ ）
A．两物体从同一高度做自由落体运动，较轻的物体下落较慢
B．两匹马拉车比一匹马拉车跑得快，这说明物体受力越大则速度就越大
C．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方
D．平直公路上行驶的汽车松开油门后会逐渐停下来，这说明静止状态才是物体不受力时的“自然状态”
8．2021年5月7日至8日，主题为“甬·青春”的宁波市第十届大学生田径运动会在宁大科院拉开帷幕，这是在慈溪举办的首个大学生运动会。如图1为运动会上某队列的走方阵示意图，与垂直操场跑道，某时刻该队伍前排刚到直线处，正在点的工作人员准备沿直线方向从静止开始穿到对面，已知工作人员的速度的平方与人离点的距离变化的关系如图2所示，与相距，队列前进的速度为，操场宽，则以下说法正确的是（ ）
A．该工作人员会在到达点之前影响到队伍前进
B．该工作人员穿过操场用时
C．该工作人员的加速度大小为
D．该工作人员相对队伍最大的速度为
9．质量为的小物体在平面内运动，时刻该物体位于坐标原点，其x，y方向上的速度一时间图象如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．物体做直线运动
B．物体所受合力大小为
C．物体在内的位移方向与x轴正方向的夹角为
D．物体在末的速度大小为
10．如图，悬挂物体甲的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；轻绳的一端固定在墙上，另一端跨过光滑的定滑轮后悬挂乙物体。甲、乙质量相等，系统平衡时O点两侧的绳与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2。若θ1＝，则θ2等于（ ）
A． B． C． D．
11．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，小球在最高点的速度大小为v，图象如图(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
C．时，杆对小球弹力方向向上
D．若，则杆对小球弹力大小为2a
二、 非选择题：（共 6 题，共 56 分．其中第 12～15 题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数据计算时，答案中必须写出数值和单位．）
12．（共 8 分）物理学离不开实验，要学好物理就要做好实验，请完成下面三个小实验。
（1）如图所示，在“探究求合力的方法”的实验中，要求用一个弹簧测力计拉橡皮条与用两个弹簧测力计同时拉橡皮条的“作用效果相同”。为满足此要求，实验中应保证 。
（2）用如图所示的装置研究平抛运动。敲击弹性金属片后，A、B两球同时开始运动，均落在水平地面上，下列说法中合理的是 。
A．B球比A球先落地
B．A球比B球先落地
C．A球与B球同时落地
D．该实验可以验证A球在水平方向上做匀速直线运动
（3）某物理探究小组测量图（a）所示口罩两侧弹性绳的劲度系数。
①将两条弹性绳A、B端拆离口罩并如图（b）在水平面自然平展，总长度为51cm；
②如图（c）用两个弹簧测力计同时缓慢拉A、B端，当两个弹簧测力计示数均为1.5N时，总长度为81cm。
可知图（c）中每条弹性绳的形变量为 cm，每条弹性绳的劲度系数为 N/m。
13．（共 12 分）如图所示的甲、乙、丙都是高中物理实验中常见的计时仪器。丙图中a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当一辆带有挡光片的小车从a、b间通过时，光电计时器就可以显示挡光片的挡光时间。
（1）小王同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，做了一个U形遮光板如图丁所示，两个遮光片宽度均为L=5mm，将此U形遮光板装在小车上，让小车做匀变速直线运动通过静止的光电计时器，实验时测得两次遮光时间分别为△t1=0.10s，△t2=0.05s，从第一个遮光片遮光到第二个遮光片遮光经过的时间t=1s，则∶第一个遮光片通过光电门的速度大小为 m/s，小车做加速直线运动的加速度大小 m/s2。
（2）小张同学选用乙图打点计时器来完成“探究加速度与力、质量的关系”实验，实验装置图如图戊所示。图乙是 （选填“电磁”或“电火花”）打点计时器。
打出一条纸带如下图所示，每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，图中上面的数字为相邻两个计数点间的距离，打点计时器工作频率为50Hz，打第4个计数点时纸带的速度v4= m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a= m/s2。（保留三位有效数字）
平衡好摩擦后保持小车质量M不变，不断往桶里加砂，用力传感器测绳子拉力为F，测得小车的加速度为a，砂的质量最终达到M。下列关于a-F图线正确的是( )
A B C D
三、解答题
14．（共 7 分）激光高速特技车（以下简称小车）依靠强磁电机提供动力，能以很大的速度在空心圆体中运动，如图甲所示。某同学将鱼缸固定在示数已调零的台秤上，打开小车开关，使小车在半径为的竖直面内做匀速圆周运动。已知鱼缸的质量，小车的质量，不考虑空气阻力等影响，运动模型如图乙所示。
（1）求小车恰能过最高点时速度大小；
（2）若小车在最高点时，台秤的示数为，求此时小车速度大小；
（3）在（2）的前提下，求小车在最低点时台秤的示数。
15．（共 8 分）一宇航员在某未知星球的表面上做平抛运动实验。在离地面h高处让小球以v0的初速度水平抛出，测得小球落地点与抛出点的水平距离为x，已知该星球的半径为R，万有引力常量为G，不计星球的自转，求：
（1）未知星球的第一宇宙速度；
（2）未知星球的密度。
16．（共 9 分）我国优秀跳水运动员曾多次获得跳水的世界冠军，为祖国赢得了荣誉，国家队某运动员在一次10m跳台的跳水比赛中，从跳台上跳起到达最高点时，他的重心离跳台台面的高度为1.5m，在下落过程中他要做一系列动作，当下落到伸直双臂手触及水面时还要做一个翻掌压水花的动作，当手接触水面时他的重心离水面的距离是1.0m，他触水后由于水对他的阻力作用（这个阻力包括浮力和由于运动而受到的水的阻碍作用），他将做减速运动，其重心下沉的最大深度离水面4.5m，不计空气阻力，g取10m／s2
（1）估算他在下落过程中可用完成一系列动作的时间为多少？
（2）运动员触水后到他停止下沉的过程中，所受的阻力是变力，为计算方便我们可以用平均阻力f表示他所受到的阻力，估算水对他的平均阻力约是他自身所受重力的多少倍？
17．（共 12 分）航空母舰上舰载机的起飞问题一直备受关注．某学习小组的同学通过查阅资料对舰载机的起飞原理进行了了解．如图，舰载机总质量为，发动机额定功率为，在水平轨道运行阶段所受阻力恒为．舰载机在处以额定功率启动，同时开启电磁弹射系统，它能额外给舰载机提供水平向右、大小为的恒定推力．经历时间，舰载机运行至处，速度达到，电磁弹射系统关闭．舰载机继续以额定功率加速运行至处离开航母起飞，经历的时间为，速度达到．请根据以上信息求解下列问题．
（1）电磁弹射系统关闭的瞬间，舰载机的加速度；
（2）水平轨道的长度；
（3）若不启用电磁弹射系统，舰载机在处以额定功率启动，经历时间到达处，假设速度大小仍为，则舰载机的质量应比启用电磁弹射系统时减少多少？（该问间距离用表示．）
参考答案：
1．C
【详解】对A受力分析结合平衡条件，受水平力F、重力、支持力和向左的静摩擦力，共4个力。
故选C。
2．C
【详解】A．根据公式，由图像可知，在的过程中拉力为恒力，解得
故A错误；
B．根据公式，由图像可知，解得
故B错误；
C．根据题意可知，物体受到的摩擦力
在时，由可得，拉力做功为
由动能定理有
代入数据解得
故C正确；
D．由BC可知物体在过程中，拉力，摩擦力，所以物体做匀速直线运动，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】从表中数据可知，在思考距离内做匀速直线运动，求出思考的时间，当速度为20m/s时，思考的距离x′=20×1.2m=24m．根据，代入数据解得：2a=-5m/s2，当初速度为15m/s时，制动距离，所以表格中的X=45，Y=24，故B正确，ACD错误．
4．D
【详解】如果物体(或系统)所受到的合外力为零，则机械能不一定守恒，例如竖直方向匀速运动的物体，选项A错误；如果合外力对物体(或系统)做功为零，则机械能不一定守恒，例如竖直方向匀速运动的物体，选项B错误；飞船在椭圆轨道上稳定运行时，只有地球的引力做功，则机械能守恒，选项C错误；做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒，例如自由落体运动，选项D正确；故选D.
点睛：此题考查机械能守恒的判断，注意只有除重力以外的其它力做功为零时机械能才是守恒的；可以举一些特例进行分析.
5．A
【详解】测得O、Q连线与竖直方向的夹角为，即水平速度与末速度的夹角为θ，根据平行四边形法可得
解得
A正确；
故选A。
6．C
【详解】由题，长木板的长度为7m，对应坐标系中的7个小格，所以每一个小格的长度为1m．向右的方向规定为坐标轴的正方向．a在O点左侧，到O点的距离为3个小格，即3m，所以a点的坐标为-3m；b在O点的右侧，到O点的距离为2个小格，即2m，所以b点的坐标为2m．故选项C正确。
故选C。
7．C
【详解】A．伽利略、牛顿认为重的物体与轻的物体下落一样快，所以两物体从同一高度做自由落体运动，下落快慢相同，故A错误；
B．两匹马拉车比一匹马拉车跑得快，这说明物体受力越大则加速度就越大，速度变化越快，故B错误；
C．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，人跳起后水平方向保持和起跳时车的速相同做匀速运动，车在水平方向做加速运动，人在水平方向位移比车在水平方向的位移小，所以人将落在起跳点的后方，故C正确；
D．静止状态或匀速直线运动状态才是物体不受力时的“自然状态”，故D错误；
故选C。
8．C
【详解】ABC．根据
结合图像可知
可得工作人员的加速度大小为
工作人员穿过DC段的时间为
此时队伍的位移
即此时队伍恰好到达DC位置，工作人员不影响队伍前进，选项AB错误，C正确；
D．该工作人员对地的最大速度为 队伍对地的速度工作人员相对队伍最大的速度为
选项D错误。
故选C。
9．C
【详解】A．根据图象与时间可知，x方向的加速度
y方向的加速度
则有合加速度
根据图象与时间可知，初速度
，
可知合初速度方向与和加速度方向不共线，故物体做曲线运动，故A错误；
B．物体所受合力大小为
故B错误；
C．物体在2s内x方向的位移
物体在2s内y方向的位移
物体在2s内的位移方向与x轴正方向的夹角为
则
故C正确；
D．物体在2s内x方向的速度
物体在2s内y方向的速度
物体在2s末的速度大小为
故D错误。
故选C。
10．B
【详解】由于甲、乙两物体质量相等，则设它们的质量为m，对O点进行受力分析，下面绳子的拉力mg，右边绳子的拉力mg，左边绳子的拉力F，连接甲和连接乙的轻绳的合力沿角平分线方向，如图所示
因整体处于静止状态，故受力平衡，通过矢量的合成法则，结合几何关系则有
解得
故选B。
11．B
【详解】AB.在最高点，若，则有：
当时，则有：
解得：
，
故A错误，B正确；
C. 由图可知当时，杆对小球弹力方向向上，当时，杆对小球弹力方向向下，所以当时，杆对小球弹力方向向下，故C错误；
D.当时，根据牛顿第二定律得：
解得：
即杆对小球弹力大小为，故D错误．
12． 两次将结点O拉至同一位置 C 15 10
【详解】（1）[1] 用一个弹簧测力计拉橡皮条与用两个弹簧测力计同时拉橡皮条产生的作用效果都是让橡皮条拉伸到同一位置，故两次需要将结点O拉至同一位置。
（2）[2] ABCD．敲击弹性金属片后，B球做自由落体运动，A球做平抛运动，竖直方向也是做自由落体运动，两球下落高度相同，根据
可知两球将同时落地，由此可验证A球在竖直方向上做自由落体运动，故A、B、D错误；C正确。
故选C。
（3）[3]由实验步骤分析可知，每条弹性绳的形变量为
[4]根据胡克定律有
13． 0.05 0.05 电火花 1.21 2.02 A
【详解】(1)[1][2]第一个遮光片通过光电门的速度大小为
小车做加速直线运动的加速度大小
(2)[3]图乙是电火花打点计时器。
[4]每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，则T=0.1s；打第4个计数点时纸带的速度
[5]小车做匀加速直线运动的加速度
[6]实验时平衡了摩擦力，则图象过原点；下车受到的拉力可以直接有测力计测得，则图线是一条倾斜的直线。
故选A。
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小车在最高点刚好由重力提供做圆周运动所需的向心力，则有
解得
（2）小车在最高点时，以小车为对象，设鱼缸对小车的弹力大小为，根据牛顿第二定律可得
以鱼缸为对象，根据受力平衡可得
由牛顿第三定律可知
联立解得
（3）小车在最低点时，以小车为对象，设鱼缸对小车的弹力大小为，根据牛顿第二定律可得
以鱼缸为对象，根据受力平衡可得
由牛顿第三定律可知
联立解得
15．（1）；（2）
【详解】（1）小球做平抛运动，在水平方向
x=v0t
在竖直方向上有
解得该星球表面的重力加速度为
绕地球表面做圆周运动的卫星
解得
（2）根据
可得
未知星球的密度
16．（1）1.4s；（2）2.9
【详解】（1）这段时间人重心下降高度为
设空中动作可利用的时间为t，则有
得
（2）运动员重心入水前下降高度h=10.5m，从接触水到水中最大深度重心下降的高度为
根据动能定理有
得
即水对他的平均阻力约是他自身所受重力的2.9倍。
【名师点睛】此题考查了自由落体运动以及动能定理的应用问题；解决本题关键是掌握自由落体运动的规律和动能定理的应用方法，并能灵活选择研究的过程，要注意研究重心下降的高度，这一点容易出错；此题意在考查学生灵活运用物理规律的能力。
17．（1） （2）（3）
【详解】（1）电磁弹射系统关闭的瞬间，设牵引力为
根据牛顿第二运动定律：
解得：
（2）设的长度分别为，
两个过程分别用动能定理，有
解得：
（3）由动能定理得：
舰载机的质量应比启用电磁弹射系统时减少
解得：
