河北省深州市长江中学2023-2024高三上学期开学考试物理试题(答案)

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2023-2024 学年度高三年级物理
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.共 100 分,考试时间 75 分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共 46 分)
注意事项:
1. 答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2. 回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动,用 橡皮擦干净后,再涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无
效。
一、单项选择题(本题共有 7 个小题,每小题 4 分,共 28 分。在每个小题给出的四个选项中,
只有一项符合要求)
1.在校园运动会中,小政和小奇争夺 100 米决赛冠时,小政起跑加速偏慢(即起跑时加速度较
小),但率先抵达终点获得冠军,用时为t0 。则下列v - t 图像中,能大致体现两位同学运动情况
的是( )
A. B. C. D.
2.如图所示,用水平恒力推小车使之与货物一起做匀加速直线运动,小车质量为 M,货物的质 量为 m,它们的共同加速度为 a。货物与小车间的动摩擦因数为 μ, 小车与地面间的摩擦力不计。
在运动过程中( )
A.水平恒力的大小为(M+m)a B.小车对货物的摩擦力大小一定为 μmg
C.小车对货物的作用力大小为 ma D.小车受到的合力为 0
3.甲、乙两车在同一平直公路上运动,两车的速度v 随时间t 的变化情况如图所示。下列说法正
确的是( )
A. t1 时刻两车一定相遇
B. 甲乙两车的运动方向相反
C.在t1 到t2 时间内,甲车位移比乙车的位移大
D.若t = 0 时刻甲车在前,乙车在后,在运动过程中两车最多能相遇两次
4.如图所示,倾角为θ的斜面体放在粗糙的水平地面上,现有一带固定支架的滑块 m正沿斜面
加速下滑。支架上用细线悬挂的小球与滑块保持相对静止且悬线与竖直方向的夹角也为θ, 斜
面体始终保持静止,则下列说法正确的是( )
(
A.滑块受到
4
个力的作用
C.斜面体与滑块
m
的接触面粗糙
)B.地面对斜面体的摩擦力水平向左
D.地面对斜面体的支持力等于整体的重力
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5.如图所示,轻弹簧下端固定在地面上,上端拴住质量为m1 = 2kg 的物体 B,B 上方叠放有质量 为m2 = 1kg 的物体 A,弹簧质量不计,劲度系数k = 1N/cm ,系统处于静止状态。现对物块 A 施
加竖直向上的力 F,重力加速度 g取 10m/s2 。则下列说法正确的是( )
A.要求 A、B 在初位置分离,则 F至少 20N
B.若F = 13N 且恒定,则力 F作用的瞬间,A、B 间的弹力大小为 10N
C.若F = 13N 且恒定,则分离前 A、B 将一起向上做匀加速直线运动
D.若F = 13N 且恒定,则 A、B 分离的瞬间,弹簧的弹力大小为 26N
6.质量均匀分布的光滑球 A 与 B 通过轻绳连接,跨过两轻质定滑轮悬挂于平台两侧,初始状态
A 球与水平面接触且有挤压,B 球悬于空中,如图所示,不计轻绳和滑轮间的摩擦,若 A 发生均
匀的少量膨胀后,两球仍能保持静止状态,则( )
A.两球的质量不可能相等 B.水平面对平台一定有静摩擦力的作用
C.膨胀后平台侧面对 A 弹力变大 D.膨胀后 A 对地面压力不变
7.如图所示,系在墙上的轻绳跨过两个轻质滑轮连接着物体 P 和物体 Q,两段连接动滑轮的轻 绳始终水平。已知 P、Q 的质量均为 1kg ,P 与水平桌面间的动摩擦因数为 0.5,重力加速度大
小为g = 10m/ s 2 ,当对 P 施加水平向左的拉力F = 30N 时,Q 向上加速运动。下列说法正确的是
A.P、Q 运动的加速度大小之比为 2:1
B.P 的加速度大小为 2m/ s2
C.轻绳的拉力大小为 10N
D.若保持 Q 的加速度不变,改变拉力 F与水平方向的夹角,则力 F的最小值为12N
二、多项选择题(8-10 题有多个选项符合要求,全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有
错选的得 0 分.共 18 分)
8.如图所示,轻绳MN 的两端固定在水平天花板上,轻绳OP 系在轻绳MN 的某处,光滑轻滑轮 悬挂一质量 m 的物体,并跨在轻绳MN 上。初始时用竖直向下的力F 拉 OP ,使O 点处于如图 所示的位置,此时OM 与水可的夹角为60。, O, N 与水平方向的夹角为30。。在保证O 点位置不
变的情况下,现使轻绳 OP 以 O 点为圆心顺时针缓慢转过90。的过程中,下列说法正确的是
( )
A.力F 的大小先减小后增大
B.轻绳OM 的拉力大小先减小后增大
C.当力F 竖直向下时,力F 的大小为mg
, mg
D.当力F 竖直向下时,轻绳O N 的拉力大小为 2
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9.“抖空竹 ”是中国传统的体育活动之一,明代《帝京景物略》一书中就有空竹玩法和制作方 法记述,是国家级非物质文化遗产,现将抖空竹中的一个变化过程简化成以下模型:轻质弹性 绳(弹力特点类比于弹簧)系于两根轻杆的端点位置,左、右手分别握住两根轻杆的另一端,
一定质量的空竹架在弹性绳上。开始时两手处于同一水平线上并保持轻杆水平,弹性绳的总长
度为L0 ,接下来分别作出如下动作:保持弹性绳两个端点的距离不变,左手抬高使弹性绳两个 端点的连线顺时针缓慢转过一个较小角度,此时弹性绳的总长度为L1 ;保持弹性绳两个端点的
距离不变,右手抬高使弹性绳两个端点的连线逆时针缓慢转过相同角度,此时弹性绳的总长度
为L2 ,不计一切摩擦,则关于弹性绳总长度的关系正确的是( )
A.L1=L2 B.L1>L0 C.L2>L0 D.L110.如图所示,一长为 LAB = 2m、倾角θ = 37 ° 的倾斜传送带以恒定的速度 v1= 0.4m/s 顺时针 匀速转动,在传送带下端 A点由静止释放一物块 P,间隔 t时间后在传送带上端 B点沿传送带
向下、以初速度 v2=0.8m/s 释放另一物块 Q,物块 P、Q 均可视为质点,且与传送带间的动摩擦
因数均为 μ = 0.8,重力加速度 g取 10m/s2 。下列说法正确的是( )
A.P、Q 不相碰的情况下,P 在传送带上运动的时间为 5.5s
B.P、Q 不相碰的情况下,Q 在传送带上运动的时间为 4s
C.若 P、Q 同时释放,则两者在传送带上运动时的最近距离为 0.4m
D.若 P、Q 同时释放,则两者在传送带上运动时的最近距离为 0.6m
第Ⅱ卷(非选择题 共 54 分)
三、实验题(本题共 2 小题,共 12 分)
11.(1)学生分组实验中, 甲小组利用弹簧测力计探究两个互成角度的力的合成规律,装置如
图甲所示。
这里采用的实验方法是 。
A.微元法 B.理想实验法 C.等效替代法 D.控制变量法
(2)乙小组用铁架台、刻度尺、弹簧和多个质量已知且质量相等的钩码,做探究“弹簧弹力与
弹簧形变量的关系 ”实验,如图乙所示。
①根据实验数据绘制m - x 图像,纵轴是钩码质量 m,横轴是弹簧的形变量 x,如图丙所示。
由图像可得弹簧的劲度系数k = N/m (g = 9.8m/s2 ,计算结果保留 2 位有效数字); ②乙小组将上面弹簧剪断成长度相等的两段,取其中一段重复实验,根据实验数据在丙中绘制
第二条m - x 图像,该图像斜率比丙中原图斜率 (选填“大 ”或“小 ”)。
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12.某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证牛顿第二定律。在一端有光滑定滑轮的长木 板上,安装着两光电门 A 和 B,在小车上适当高度设置遮光条,利用游标卡尺测量遮光条的宽
度 d时,其部分刻度如图乙所示。
实验的操作步骤如下:①用轻细线把小车和钩码通过定滑轮连接起来,用垫木将长木板有定滑 轮的一端垫高成一定角度的斜面,使小车恰好能够沿斜面匀速下滑;②取下全部钩码,打开光 电门电源,释放小车,测量、计算并记录小车运动的加速度a 和钩码的总质量m ;③增加钩码
个数,改变钩码总质量,重复上述操作;④以 a为纵坐标、m为横坐标,作出a - m 图线。
(1)实验测得遮光条的宽度d = mm;
(2)本实验中,如果作出a - m 图线是一条 (选填“直线 ”、“双曲线 ”、“抛物线 ”),则
可验证牛顿第二定律;
(3)若钩码质量与小车质量可以相比拟,对本实验 (选填“有 ”、“无 ”)影响。
四、计算题(共 3 小题,共 42 分,要写出必要的文字说明和解题过程,只写出结果没有过程不
得分)
13.(10 分)如图所示,物块 A的质量为mA = 2Kg ,用绳悬挂在绳 PQ和 PCB的结点上,PQ偏 离竖直方向角度 β= 37 ° , PC水平,连接 B的绳与水平方向的夹角a = 53° 。所有绳及光滑的滑轮 的质量不计。木块 B静止在水平面上,质量mB = 8Kg 。已知cos 53° = 0.6 ,sin 53° = 0.8 ,重力加
速度为g = 10m/s2 。求:
(1) PQ 绳的拉力为多大;(3 分)
(2)地面对木块 B的摩擦力和支持力分别为多大。(7 分)
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14.(15 分)某游乐项目可简化为利用纸带把滑块拉到平台上,如图所示。光滑固定斜面的倾
角θ= 37。,长度 L=1.44m,纸带平铺在斜面上,下端与斜面底端对齐。可视为质点的滑块放在
纸带上静止在斜面正中间,滑块与纸带间的动摩擦因数μ = 0.9 ,重力加速度 g = 10m/s2 ,
sin 37。= 0.6 。现用力沿斜面向上匀加速拉动纸带。
(1)若在滑块到达斜面顶端前纸带被拉出,试计算拉动纸带的加速度不得小于多少;(5 分)
(2)若滑块能运动到平台上,试计算拉动纸带的加速度不得超过多少。(10 分)
15.(17 分)如图甲所示,可视为质点的质量m1=1kg 的小物块放在质量m2=2kg 的长木板正中
央位置,长木板静止在水平地面上,连接物块的轻质细绳与水平方向的夹角为 37 ° , 现对长木
板施加水平向左的拉力F=18N ,长木板运动 v-t图像如图乙所示,sin 37。=0.6 ,cos 37。= 0.8 ,
(
2
)g=10m/s ,求:
(1)长木板长度 L;(2 分)
(2)木板与地面间的动摩擦因数μ2 ;(5 分)
(3)物块与木板间的动摩擦因数μ1 。(10 分)2023-2024 学年度高三年级物理 答案 解得 FN 68N(1 分)
1. A 2.A 3.C 4.B 5.D 6.C 7.D 8.AC 9.AD 10.AC
11. C 9.8 大 14.(1) 2.4m/s2;(2) 2.64m/s2
12. 10.30 直线 无
13.(1)25N;(2)9N,68N (1)设纸带加速度为 a1时,滑块到达斜面顶端时纸带恰好被拉出,滑块加速度为 as
(1)对 P点受力分析,如图所示 对滑块,由牛顿第二定律有 mg cos mg sin mas (2分)
1 L 1 a 2 1 2滑块位移 st (1分)纸带位移 L a1t (1分)2 2 2
联立可得 a1 2.4m/s
2
(1分)
若在滑块到达斜面顶端前纸带被拉出,拉动纸带的加速度不得小于 2.4m/s2
(2)设纸带加速度为 a2时,滑块先以加速度 as加速,离开纸带后在斜面上以加速度大小 ax减
速,到达斜面顶端时速度恰好减到 0
根据平衡条件有
F m g
解得
A FQ 25N
(式子 2 分,结果 1 分)
对滑块,由牛顿第二定律有mg sin maQ x(2 分)cos
(2)PCB 绳的拉力为 (2 分) 设滑块加速时间为 t1,减速时间为 t2 ,最大速度为 vmFT FQ sin
1 1
对 B受力分析,如图所示 由平均速度位移公式,有 L vm t1 t2 (2 分)2 2
又有 vm ast1, vm axt2 (1 分)
t axL可得 1 1sas a
(1 分)
s ax
1 2 1 2 1
由位移关系,有 a2t1 ast1 L(2 分)2 2 2
L 2
可得 a2 as 2 2.64m/st (2分)
根据共点力的平衡条件,水平方向有 1Ff FT cos
(2 分)
2
若滑块能运动到平台上,拉动纸带的加速度不得超过 2.64m/s
竖直方向有mBg FT sin FN (2 分)
{#{QQABQYqEggigAhAAARhCQQFyCEOQkBGCAAgORFAAIAABSQFABAA=}#}
15.(1) L 2m;(2) 2 0.5;(3)
8
1 19
(1)从图线分析可知,在0 ~ 2s内木板做匀加速直线运动,小物块保持静止,运动到 2s 时木
0 1
板与小物块分离,由图线可知0 ~ 2s木板位移 x1 2m=1m(1 分)2
小物块放在长木板正中央位置,小物块保持静止,故有 L=2x1=2m(1 分)
(2)在 2 ~ 3s内,由图线可得
a v
(2 分)
= 4m/s22 t
对木板受力分析,由牛顿第二定律有F m (2 分)2 2g=m2a2
解得 2=0.5(1 分)
(3)在0 ~ 2s内,小物块保持静止,对其受力分析,由平衡条件可知
FN+T sin 37 =m1g (2 分)
T cos37 =f1(2 分)
f1= 1FN (1 分)
v 1 0
由图像可知在0 ~ 2s 2 2内,长木板加速度 a1 m/s 0.5m/s (1 分) t 2
对长木板受力分析,由牛顿第二定律可知 F f1 2 (m2g FN) m2 a1(2 分)
8
联立解得 1 (2 分)19
{#{QQABQYqEggigAhAAARhCQQFyCEOQkBGCAAgORFAAIAABSQFABAA=}#}

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