重慶市鐵路中學校2023-2024學年高三上學期開學考試物理 Word版含解析.docx

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重慶鐵路中學高2024級高三開學考試物理試卷滿分100分考試時間75分鐘一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.如圖甲所示，筆記本電腦散熱底座一般有四個卡位用來調(diào)節(jié)角度。某同學將電腦放在散熱底座上，為了獲得更好的舒適度，由原卡位1緩慢調(diào)至卡位4（如圖乙所示），電腦始終處于靜止狀態(tài)，則（　?。〢.電腦受到的支持力變小B.電腦受到的摩擦力變大C.散熱底座對電腦的作用力的合力不變D.電腦受到支持力與摩擦力兩力大小之和等于其重力大小【答案】C【解析】【詳解】AB．對電腦受力分析如圖所示電腦始終處于靜止狀態(tài)，故電腦受力平衡，電腦受到的支持力大小FN＝Gcosθ電腦受到的摩擦力大小f＝Gsinθ由原卡位1調(diào)至卡位4，θ減小，故FN增大，f減小，故AB錯誤；C．散熱底座對電腦的作用力的合力即電腦受到的支持力與摩擦力兩力的合力，大小等于電腦的重力，方向豎直向上，始終不變，故C正確；D ．電腦受到的支持力與摩擦力與重力可以構(gòu)成首尾相連的三角形，則電腦受到的支持力與摩擦力兩力大小之和大于其重力大小，故D錯誤。故選C。2.如圖所示為影視攝影區(qū)的特技演員高空速滑的圖片，鋼索與水平方向的夾角，質(zhì)量為m的特技演員（輕繩、輕環(huán)質(zhì)量忽略不計），利用輕繩通過輕質(zhì)滑環(huán)懸吊在滑索下。在勻速下滑過程中，不計空氣阻力，已知，重力加速度為g，下列說法正確的是（　?。〢.鋼索對輕質(zhì)滑環(huán)的作用力垂直于鋼索向上B.演員處于完全失重狀態(tài)C.鋼索與滑環(huán)間的動摩擦因數(shù)為0.6D.鋼索對滑環(huán)的摩擦力為0.6mg【答案】D【解析】【詳解】A．在勻速下滑過程中，處于平衡狀態(tài)，所以鋼索對輕質(zhì)滑環(huán)的作用力豎直向上平衡演員的拉力，故A錯誤；B．在勻速下滑過程中，處于平衡狀態(tài)，故B錯誤；C．鋼索與滑環(huán)間的動摩擦因數(shù)為解得故C錯誤；D．鋼索對滑環(huán)的摩擦力為故D正確。故選D。3.宇宙射線進入地球大氣層與大氣作用會產(chǎn)生中子，中子與大氣中的氮14會產(chǎn)生以下核反應(yīng)：。X是某種粒子，產(chǎn)生的能自發(fā)進行β衰變，其半衰期為5730年，利用碳14的衰變規(guī)律可推斷古木的年代。下列說法正確的是（　　）A.題干中的X是 B.發(fā)生β衰變的方程式是：C.近年來由于地球的溫室效應(yīng)，引起的半衰期發(fā)生微小變化D.若測得一古木樣品的含量為活體植物的，則該古木距今約為11460年【答案】D【解析】詳解】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)守恒解得故X是，A錯誤；B．發(fā)生β衰變的方程式是故B錯誤；C．半衰期與外界環(huán)境無關(guān)，故C錯誤；D．若測得一古木樣品的含量為活體植物的，可知經(jīng)過了兩個半衰期，則該古木距今約為故D正確。故選D。4.賽龍舟是端午節(jié)的傳統(tǒng)活動。如圖所示的圖像描述了甲、乙兩條龍舟從同一起點線同時出發(fā)、沿長直河道劃到終點線的運動全過程，下列說法正確的是（　?。〢.剛出發(fā)時，甲的加速度大于乙的加速度 B.時刻甲乙齊頭并進C.時刻甲在乙前面D.比賽全程甲的平均速度大于乙的平均速度【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)圖象斜率表示加速度可知剛出發(fā)時，甲的加速度小于乙的加速度，故A錯誤；B．根據(jù)圖象與軸圍成面積表示位移可知時刻乙在甲前面，故B錯誤；C．根據(jù)圖象與軸圍成面積表示位移可知時刻乙在甲前面，故C錯誤；D．由圖可知，甲先到終點，可知比賽全程甲的平均速度大于乙的平均速度，故D正確。故選D。5.如圖所示，兩根光滑細棒在同一豎直平面內(nèi)，兩棒與水平面成角，棒上各穿有一個質(zhì)量為m的相同小球，兩球用輕質(zhì)彈簧連接，兩小球在圖中位置處于靜止狀態(tài)，此時彈簧與水平面平行，已知，，則下列判斷正確的是（　?。〢.彈簧處于拉伸狀態(tài)，彈簧的彈力大小為B.彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧的彈力大小為C.彈簧處于拉伸狀態(tài)，彈簧的彈力大小為D.彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧的彈力大小為【答案】A【解析】【詳解】BD．以左側(cè)小球為研究對象，假如彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧對該球的彈力方向水平向左，小球還受到豎直向下的重力和棒的彈力，棒的彈力垂直于棒，根據(jù)平行四邊形定則可知，這三個力的合力不可能為零，則小球不可能處于靜止狀態(tài)，與題矛盾，所以彈簧一定處于拉伸狀態(tài)，BD錯誤；AC．根據(jù)平衡條件得Fcos37°＝mgsin37° 得彈簧的彈力大小A正確，C錯誤。故選A。6.在地質(zhì)、地震、勘探、氣象和地球物理等領(lǐng)域的研究中，需要精密的重力加速度g值。測g值的一種方法叫“對稱自由下落法”，具體的做法是：將真空長直管沿豎直方向放置，自其中O點向上拋小球又落至原處的時間為，在小球運動過程中經(jīng)過比O點高H的P點，小球經(jīng)過P點至又回到P點所用的時間為，測得，和H，可求得g等于（　?。〢.B.C.D.【答案】B【解析】【詳解】將小球的運動分解為豎直向上的勻減速直線運動和豎直向下的自由落體運動，根據(jù)可知從最高點下落到O點所用時間為，故從最高點下落到P點所用時間為，則有從O點至P點過程，由豎直上拋運動規(guī)律可得聯(lián)立解得故選B。7.張鵬同學在家?guī)蛬寢屜赐暌路螅瑨煸谌鐖D所示的晾衣架上晾曬，A、B為豎直墻壁上等高的兩點，為長度相等的兩根輕繩，為一根輕桿。轉(zhuǎn)軸C在中點D的正下方，A、O、B在同一水平面上。，衣服質(zhì)量為m，重力加速度為g。則（　　） A.桿的彈力大小為B.桿的彈力大小為C.繩所受的拉力大小為D.繩所受的拉力大小為【答案】C【解析】【詳解】AB．以O(shè)點為研究對象，O點受到衣服的拉力T、CO桿的支持力F1和繩AO、BO的拉力，設(shè)繩AO和繩BO拉力的合力為F，作出O點的受力示意圖如圖1所示，根據(jù)平衡條件得F1＝＝2mg知CO桿彈力大小為2mg，故AB錯誤；CD．由圖1分析可知F＝mgtan60°＝mg將F沿OA、OB方向分解，如圖2所示，設(shè)繩AO和繩BO所受拉力的大小均為F2，則F＝2F2cos45°解得故C正確，D錯誤。故選C。 二、多項選擇題：本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.如圖所示是某物體做直線運動的圖像（其中v為速度，x為位置坐標），下列關(guān)于物體從處運動至x0處的過程分析，其中正確的是（　　）A.該物體做勻加速直線運動B.該物體的加速度大小為C.該物體全程的平均速度等于D.該物體在運動中間時刻的速度大于【答案】BC【解析】【詳解】A．由勻變速直線運動的速度位移關(guān)系公式可得由圖像是一傾斜直線知，物體的加速度大小不變，速度隨位置坐標在減小，因此物體做勻減速直線運動，故A錯誤；B．由圖像可知，圖像的斜率大小是，則則物體的加速度大小為故B正確；CD．物體在運動過程中是勻減速直線運動，其在這個過程中的平均速度是 ，也就是物體在中間時刻的速度等于，故C正確，D錯誤。故選BC。9.如圖所示，某人從距水面一定高度的平臺上做蹦極運動。勁度系數(shù)為k的彈性繩一端固定在人身上，另一端固定在平臺上。人從靜止開始豎直跳下，在其到達水面前速度減為零。運動過程中，彈性繩始終處于彈性限度內(nèi)。取與平臺同高度的O點為坐標原點，以豎直向下為y軸正方向，忽略空氣阻力，人可視為質(zhì)點。從跳下至第一次到達最低點的運動過程中，用v、a、t分別表示人的速度、加速度和下落時間。下列描述v與t、a與y的關(guān)系圖像可能正確的是（　?。〢.B.C.D.【答案】AD【解析】【詳解】AB．人從跳下至第一次到達最低點的運動過程中，繩子拉直前，人做自由落體運動，圖像為一條傾斜的直線；繩子拉直后，彈力等于重力之前，人做加速度逐漸減小的加速運動，即圖像斜率逐漸減小；當彈力等于重力時，速度最大，之后彈力大于重力，人做加速度增大的減速運動，直到減為零，圖像的斜率逐漸增大，故A正確，B錯誤；CD．人從跳下至第一次到達最低點的運動過程中，繩子拉直前，人做自由落體運動，圖像是一條平行于橫軸的直線；設(shè)向下運動的位置為y，繩子剛產(chǎn)生彈力的位置為，則彈力等于重力之前由牛頓第二定律得即 彈力大于重力時由牛頓第二定律得即故圖像的斜率是一定的，故C錯誤，D正確。故選AD。10.如圖，傾角為且表面光滑的斜面固定在水平地面上，輕繩跨過光滑定滑輪，一端連接物體a，另一端連接物體b，b與物體c之間連接輕彈簧，a與地面接觸且a、b、c均靜止。已知b、c的質(zhì)量均為m，重力加速度大小為g。則（　　）A.a的質(zhì)量可能小于B.剪斷彈簧的瞬間，b的加速度大小為C.剪斷豎直繩之后，bc會保持相對靜止沿斜面下滑D.剪斷彈簧的瞬間繩上的張力為【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)平衡條件對b、c整體受力分析可得對a受力分析可得可知故A錯誤；BD．剪斷彈簧的瞬間，彈簧彈力消失，因，故物體b仍保持靜止，b的加速度為0，繩子拉力故D正確B錯誤； C．剪斷豎直繩后瞬間，彈簧彈力不變，c的加速度大小為0，與b物體的加速度不同，兩物體不會保持相對靜止沿斜面下滑，故C錯誤。故選D。三、實驗題（本大題共2個小題，其中第11題6分，第12題10分，共16分）11.某同學用如圖甲所示裝置研究勻變速直線運動。當?shù)氐闹亓铀俣葹間。（1）先用螺旋測微器測量滑塊上固定的遮光條的寬度，示數(shù)如圖乙所示，則遮光條的寬度d=___________mm。（2）調(diào)整氣墊導軌至水平，使拉滑塊的細繩與氣墊導軌面平行。（3）開通氣源釋放滑塊，滑塊在牽引力的作用下先后通過兩個光電門的時間分為和，要計算滑塊運動的加速度還需要測量___________（寫出物理量及符號），根據(jù)測得的物理量求得滑塊加速度a的表達式為___________。【答案】①.0.730②.兩光電門間的距離L③.【解析】【分析】【詳解】（1）[1]螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為0.5mm，可動刻度讀數(shù)為所以遮光條寬度（3）[2][3]根據(jù)運動學公式可知，若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是兩光電門間的距離L；滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度，則滑塊的加速度12. 某同學設(shè)計了如圖甲所示的裝置來研究小車的加速度與所受合力的關(guān)系。將裝有傳感器的小車放置在水平長木板上，小車后面連著打點計時器的紙帶，緩慢向小桶中加入細砂，直到小車剛開始運動為止，記下傳感器的最大示數(shù)。再將小車放回原處并按住，繼續(xù)向小桶中加入細砂，記下傳感器的示數(shù)。釋放小車，記錄小車運動時傳感器的示數(shù)。（1）接通頻率為50Hz的交流電源，釋放小車，打出如圖乙所示的紙帶，從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離，則小車的加速度_________，打計數(shù)點3時的瞬時速度為____________________m/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。（2）同一次實驗中，_____（選填“＜”、“=”或“＞”）。（3）改變小桶中砂的重力，多次重復(fù)實驗，獲得多組數(shù)據(jù)，描繪小車加速度a與合力F（）的關(guān)系圖像。下列圖像中正確的是______。（4）關(guān)于該實驗，下列說法中正確的是（）A．小車和傳感器的總質(zhì)量應(yīng)遠大于小桶和砂的總質(zhì)量B．實驗中需要將長木板右端墊高C．實驗中需要測出小車和傳感器的總質(zhì)量D．用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，可更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)【答案】①.0.16②.0.376③.＞④.B⑤.D【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)勻變速直線運動的推論有 [2]根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律有（2）[3]由題意可知，按住小車時，對小桶受力分析有松開手后，小桶加速下滑，對其分析有綜上所述（3）[4]根據(jù)牛頓第二定律有整理有可知其圖像為過原點的傾斜直線。故選B。（4）[5]A．實驗中力傳感器可以直接得出力的大小，不需要使小車和傳感器的總質(zhì)量遠大于小桶和砂的總質(zhì)量，故A項錯誤；B．實驗中不需要將長木板右端墊高，因為已經(jīng)測量了小車所受摩擦力的大小，故B項錯誤；C．實驗中不需要測出小車和傳感器的總質(zhì)量，只需要保證小車和傳感器的總質(zhì)量不變，故C項錯誤；D．用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，可更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)，故D項正確。故選D。四、計算題（本大題共3個小題，其中第13題10分，第14題13分，第15題18分，共41分）13.風洞實驗是研究流體力學的重要依據(jù)。如圖所示，實驗室中可以產(chǎn)生水平向右、大小可調(diào)節(jié)的風力，現(xiàn)將一套有小球的細直桿放入其中，桿足夠長，小球孔徑略大于桿直徑，其質(zhì)量為2kg，與桿間的動摩擦因數(shù)為0.5，最大靜摩擦力看作滑動摩擦力。桿與水平方向夾角為。（，，g?。┣螅海?）無風時小球受到的摩擦力；（2）要使小球靜止不動所需風力的最大值。 【答案】（1）8N；（2）40N【解析】【詳解】（1）無風時小球會下滑，受到滑動摩擦力（2）小球沿細桿將要向上運動時，風力F最大解得14.如圖所示，固定斜面傾角為，其上表面粗糙，頂端固定一垂直于斜面的擋板，底端左側(cè)由多段水平軌道組成（圖中沒有全部畫出），按粗糙段、光滑段交替排列，每段距離均為，水平軌道的右端與斜面底端平滑連接。一小物體在底端以初速度沿斜面向上運動，經(jīng)小物體與擋板發(fā)生碰撞，反彈速率為碰撞前速率的，已知小物體與所有粗糙面之間的動摩擦因數(shù)為，已知，，重力加速度取。求：(1)斜面長度；(2)小物體回到斜面底端速度大?。?3)小物塊最終停止的位置。 【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【詳解】(1)假設(shè)斜面長度為s，物體在斜面向上運動時加速度為a1，物體質(zhì)量為m，由牛頓第二定律可得解得根據(jù)運動學公式有(2)設(shè)碰撞前速度為v1，碰撞后物體以v2的速度向下做勻加速直線運動，加速度為a2，到達底端速度為v3，由牛頓運動定律和運動學公式得解得解得(3)物體接下來向左做直線運動，設(shè)在粗糙面上運動時加速度為a3，在粗糙段運動的總距離為s1，由牛頓第二定律得解得 由運動學公式得可知到達第7個粗糙段后停了下來所以物體在距離斜面底端左側(cè)4.9m的地方停下來15.如圖所示，以水平地面建立x軸，質(zhì)量m=1kg的木塊（視為質(zhì)點）放在質(zhì)量M=2kg的長木板上，木板長L=11.5m。已知木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.1，木塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ2=0.9（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）。木塊與木板保持相對靜止共同向右運動，已知木板的左端A經(jīng)過坐標原點O時的速度大小v0=10m/s，在坐標x1=21m處有一擋板P，木板與擋板P碰撞后瞬間立即以原速率反向彈回，而木塊在此瞬間速度不變，若碰后立刻撤去擋板P，取重力加速度大小g=10m/s2。（1）求木板與擋板P碰撞前瞬間，木板的速度大小v1；（2）已知運動過程中木塊不會從木板上掉下來，求木塊和木板達到的共同速度大小和方向；（3）求木塊最終離木板左端A距離Δx?！敬鸢浮浚?）9m/s；（2）1.8m/s，方向向左；（3）10.8m【解析】【詳解】（1）木板與擋板P碰撞前木塊與木板保持相對靜止共同向右運動，以木塊和木板作為整體研究，有解得（2）木板與擋板P碰撞后，根據(jù)牛頓第二定律，對木塊有對木板有 一段時間后兩者共速，有解得共同速度方向向左。（3）從碰后至共速，木板的位移木塊的位移故木塊未從木板上掉下，最終離A端的距離