天津市西青区名校2023-2024学年高三上学期开学考试物理试题（Word版含答案）

天津市西青区名校2023-2024学年高三上学期开学考试物理试卷
本试卷共100分，考试用时60分钟。选择题答案涂写在答题卡上，实验题和计算题作答在答题纸上。祝各位考生考试顺利!
一、单选题（每小题只有一个答案正确）
1．关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是（　　）

A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
B．图乙为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线对应的分子平均动能较大
C．由图丙可知，在r由变到的过程中分子力做负功
D．图丙中分子间距为时的分子力比分子间距为时的分子力小
2．关于液体和固体的一些现象，下列说法正确的是（　　）
A．图（1）中水蛭停在水面上是因为浮力作用
B．图（2）中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴说明水银不浸润玻璃
C．图（3）中固体薄片上涂蜡，用烧热的针接触薄片背面上一点，蜡熔化的范围如图丙空白所示，说明固体薄片是多晶体
D．图（4）中食盐晶体的原子是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性，因此每个原子都是静止不动的
3．带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，如V-T图所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则（　　）
A．pb>pc，Qab>Qac
B．pb>pc，QabC．pbQac
D．pb4．a、b、c为三个质量相同的木块，叠放于水平桌面上，水平恒力F作用于木块b，三木块以共同速度v沿水平桌面匀速移动，如图所示．则在运动过程中（　　）
A．b作用于a的静摩擦力为零　　　B．b作用于a的静摩擦力为F/3
C．b作用于c的静摩擦力为2F/3　　D．b作用于c的静摩擦力为零
5．美国在2016年2月11日宣布“探测到引力波的存在”。天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在，证实了GW150914是一个36倍太阳质量的黑洞和一个29倍太阳质量的黑洞并合事件。假设这两个黑洞绕它们连线上的某点做圆周运动，且这两个黑洞的间距缓慢减小。若该黑洞系统在运动过程中各自质量不变且不受其它星系的影响，则关于这两个黑洞的运动，下列说法正确的是（　　）
A．这两个黑洞运行的线速度大小始终相等
B．这两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小始终相等
C．36倍太阳质量的黑洞轨道半径比29倍太阳质量的黑洞轨道半径大
D．随两个黑洞的间距缓慢减小，这两个黑洞运行的周期也在减小
6．如图所示，长L的轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，在最高点给小球向右初速度，小球竖直平面内顺时针圆周运动，重力加速度g已知。下列判断正确的（　　）
A．在小球从最高点到最低点的过程中，重力做功的功率一直增大
B．如果适当，轻杆对小球作用力可能始终为指向圆心的拉力
C．如果增大，轻杆在最低点和与圆心等高处对小球拉力的差值也增大
D．在小球的一次完整圆周运动过程中，轻杆对球的总冲量为0
7．如图所示，质量相等的小球A和小车B组成动量小车，置于光滑的水平面上，紧靠小车右端有一固定挡板，现将小球A拉开到一定角度，然后同时放开小球和小车，则（　　）
A．当小球向左摆动时，小车也一定向左运动
B．当小球向左摆动时，小车可能向右运动
C．当小球达到最高点时，小球和小车速度一定相同
D．在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定守恒
8．如图所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略，已知两物体的质量mA=4kg，mB=6kg。从t=0开始，推力FA和拉力FB分别作用于A、B上，FA、FB随时间的变化规律为，。下列判断正确的（　　）
A．t=0s时，物体A对物体B作用力的大小为2N
B．从t=0开始，A、B两个物体分离的时间为1s
C．A、B分离之后，B做匀加速直线运动
D．8s时B物体的速度为14m/s
二、多选题（每题至少有两个正确答案）
9．质量相等的甲乙两物体从离地面相同高度同时由静止开始下落，由于两物体的形状不同，运动中受到的空气阻力不同，将释放时刻作为t=0时刻，两物体的速度随时间变化的图像如图所示，则下列判断正确的是（　　）
A．0—t0时间内，甲、乙两物体的平均速度相等
B．t0时刻之前，甲受到的空气阻力总是大于乙受到的空气阻力
C．下落过程中，乙物体受到的空气阻力在不断增大
D．0—t0时间内，甲物体机械能的减小量小于乙物体机械能的减小量
10．如图所示，小木块a、b和c(可视为质点)放在水平圆盘上，a、b的质量均为m，c的质量为，a与转轴OO′的距离为l，b、c与转轴OO′的距离均为2l且均处于水平圆盘的边缘。三木块与圆盘间的最大静摩擦力均为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法中正确的是(　　)
A．b、c所受的摩擦力始终相等，故同时从水平圆盘上滑落
B．当a、b和c均未滑动时，a、c所受摩擦力的大小相等
C．b和c均未滑落时线速度一定相同
D．b开始滑动时的线速度大小是
10．一辆额定功率为P0的汽车，在水平路面上运动的阻力恒为f，其由静止开始匀加速启动并达到最高速度vm的过程中，速度v随时间t、加速度a随速度v、牵引力F随速度v、功率P随速度v变化的图像，其中错误的是(　　)（注：图中v1为匀加速阶段的最大速度）
A　　　　　　　　 B　　　　　　　　 C　　　　　　　　　　D
12.如图所示，固定在地面上的水平汽缸内由活塞B封闭着一定量的气体，气体分子之间的相互作用力可以忽略．假设汽缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变．若用外力F将活塞B缓慢地水平向右拉动，则在拉动活塞的过程中，关于此汽缸内气体的下列结论，正确的是(　　)
A．气体等温膨胀，分子的平均速率不变，气体的压强不变
B．气体等温膨胀，气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数将变少
C．因为气体内能不变，所以气体从外界吸收的热能全用来对外做功
D．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律
三、实验题
13. 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
A．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
B．将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积；
C．往浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；
D．将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；
E．根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径。
(1)以上各实验步骤中正确的顺序是 （填写步骤前面的字母）。
(2)实验中所用的油酸酒精溶液的体积百分比浓度为0.05%，每滴溶液的体积为0.02mL，描出油酸膜边缘轮廓，正确数出约有100个小方格。已知玻璃板上正方形小方格的边长为1cm，则油酸膜的面积约为 m2。由以上数据，可估算出油酸分子的直径为 m。
(3)某同学在该实验中最终得到的油酸分子的直径和其他大多数同学的比较，数据偏大。出现这种结果的原因，可能是 。
A．计算油酸膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理
B．水面上爽身粉撒的较多，油酸膜没有充分展开
C．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴
三、实验题
13. (1)顺序是 。(2) m2 m。(3)
14．某实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。

（1）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，若以p为纵坐标，则应以 为横坐标，在坐标系中描点作图，作出的图线如图乙所示。
（2）实验过程中，下列操作正确的是 。
A．改变气体体积时应快速推拉活塞
B．推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分
C．实验前应先利用天平测量出注射器、活塞及压力表的总质量
（3）为能更准确地测出气体的压强，某同学直接用软管连通注射器和另一压强传感器（测量压强更准确），如图丁所示。
用（1）中方法作出的图线如图丙所示，而该图线不过原点，为减小这一实验误差，请写出一条改进建议： 。
四、计算题
15．如图所示，一玩滚轴溜冰的小孩（可视为质点）质量为，他在左侧平台上滑行一段距离后平抛，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧ABC轨道，并沿轨道滑动，已知圆弧半径为R=1.0m，圆心为O，AO连线与竖直方向夹角为θ=53°，平台与A点位置的高度差为h=0.8m，OC连线在水平方向上。取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6.求：
（1）小孩平抛的初速度大小；（2）小孩运动到圆弧轨道最低点B时受到轨道的支持力大小。
16．如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积，质量的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒与温度300K的热源接触，平衡时圆筒内气体处于状态A，其体积。缓慢推动活塞使气体达到状态B，此时体积。固定活塞，升高热源温度，气体达到状态C，此时压强。已知从状态A到状态C，气体从外界吸收热量；从状态B到状态C。气体内能增加；大气压。
（1）求气体在状态C的温度；（2）求气体从状态A到状态B过程中外界对系统做的功W。

17．探究某种笔的弹跳问题时，把笔分为轻质弹簧、内芯和外壳三部分，其中内芯和外壳质量分别为m和4m。笔的弹跳过程分为三个阶段：
①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面（如图a）；
②由静止释放，外壳竖直上升至下端距桌面高度为h1时，与静止的内芯碰撞（如图b）；
③碰后，内芯与外壳以共同的速度一起上升到外壳下端距桌面最大高度h2处（如图c）。
设内芯与外壳间的撞击力远大于笔所受重力，不计摩擦与空气阻力，重力加速度为g。求：
外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度大小；
从外壳离开桌面到碰撞前瞬间，弹簧做的功；
⑶ 从外壳下端离开桌面到上升至h2处笔损失的机械能。
参考答案
选择题
1 2 3 4 5 6
B B C A D B
7 8 9 10 11 12
C D CD BD BCD BC
实验题
13. 【答案】 CADBE 1.0×10-2 1.0×10-9 B
14. 【答案】 B 选用容积较大的注射器可改善（或实验中气体的体积不能压缩得过小或测出软管中气体的体积等）
计算题
15． 【答案】（1）；（2）
【详解】（1）由于小孩无碰撞进入圆弧轨道，即小孩落到A点时速度方向沿A点切线方向，有

又
解得
（2）从P到B根据动能定理有：
在B点，由牛顿第二定律得
代入数据解得
N=1290N
根据牛顿第三定律可知小孩运动到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力大小为
N'=N=1290N
16． 【答案】（1）350K；（2）11J
【详解】（1）气体在A状态时，根据平衡条件有
气体从状态A到状态B的过程中发生等温变化，根据波意耳定律有
气体从状态B到状态C发生等容变化，根据查理定律有
其中
联立以上各式解得
（2）由于从状态A到状态B气体发生等温变化，即气体温度不变，因此
而从状态A到状态C，根据热力学第一定律有
由于状态B到状态C气体发生等容变化，即气体体积不变，则可知
因此可得
而
联立解得
17.设外壳上升高度h1时速度为V1，外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度大小为V2，
(1)对外壳和内芯，从撞后达到共同速度到上升至h2处，应用动能定理有
(4mg＋m)( h2－h1)＝(4m＋m)V22，解得V2＝；
（2）外壳和内芯，碰撞过程瞬间动量守恒，有4mV1＝(4mg＋m)V2，
解得V1＝，
设从外壳离开桌面到碰撞前瞬间弹簧做功为W，在此过程中，对外壳应用动能定理有
W－4mgh1＝(4m)V12，
解得W＝mg；
（3）由于外壳和内芯达到共同速度后上升高度h2的过程，机械能守恒，只是在外壳和内芯碰撞过程有能量损失，损失的能量为＝(4m)V12－(4m＋m)V22，
联立解得＝mg(h2－h1)。