江苏省南通市海安市2023-2024学年高三（上）开学考试物理试卷（含解析）

2023-2024学年江苏省南通市海安市高三（上）开学考试物理试卷
一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）
1. “投壶”是古代六艺之一，如图所示，投者在一定距离外，将箭水平投向壶中，不计空气阻力，则箭头( )
A. 在空中的轨迹是直线 B. 在空中的位移一直增大
C. 速度的大小可以保持不变 D. 入壶时速度方向竖直向下
2. 日本将福岛核电站的核污水排向大海，引起许多国家的强烈抗议。核污水中含有放射性物质，其中氚的衰变反应为，下列说法正确的是( )
A. 该核反应为衰变 B. 若海水升温，会加快氚核的衰变
C. 的比结合能大于的比结合能 D. 的质量大于与质量之和
3. 如图所示，、、三颗星体分别位于等边三角形的三个顶点上，在相互之间的万有引力作用下，绕圆心在三角形所在的平面内做匀速圆周运动，。忽略其他星体对它们的作用，则下列关系正确的是( )
A. 星体的线速度 B. 星体的加速度
C. 星体所受合力 D. 星体的质量
4. 用两根相同的细绳和弹簧分别将小球、和小球、悬挂起来，静止时、两球等高，如图所示。则关于小球的质量关系一定正确的是( )
A. B. C. D.
5. 随着现代工艺提升，最薄的金箔比人的指甲还薄一百万倍，仅两个原子厚度。黄金的密度约为，质量为的黄金可以打造金箔的最大面积约为( )
A. B. C. D.
6. 如图，“双人花样滑冰”训练时男运动员以自己为转动轴拉着女运动员沿冰面做圆周运动，两人手臂伸直，女运动员始终未离开地面。男运动员缓慢下蹲，手中拉力大小恒定，则女运动员( )
A. 线速度大小恒定不变 B. 转动的角速度恒定不变
C. 受到的合外力大小不变 D. 加速度方向始终沿着伸直的手臂方向
7. 质量分别为和 的 、两物块，在恒力作用下沿光滑的水平面一起向前匀加速。下列情形中对的作用力最大的是( )
A. B.
C. D.
8. 年，法国工程师卡诺提出了具有重要理论意义的循环过程卡诺循环。如图所示为一定质量的理想气体卡诺循环的图像，该循环由两个绝热和两个等温过程组成，则下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 整个循环过程中系统吸收的热量大于放出的热量
D. 气体对外界做的功等于外界对气体做的功
9. 实验室用位移传感器测速度，如图所示。不动的小盒在时间内向被测物体发出两束超声波脉冲，被反射后又被接收，两次发射与接收超声波脉冲的时间差为、，空气中的声速为。则物体的速度为( )
A. B. C. D.
10. 如图所示，水平面上汽车，通过定滑轮用绳子拉同一水平面的物体，汽车的带动下使物体以速度向右匀速运动，物体与地面的动摩擦因数为，图示位置时，两绳子与水平面的夹角分别为、则( )
A. 当由增大到过程中，的平均速度小于
B. 当由增大到过程中，的平均速度大于
C. 当由增大到过程中，绳中拉力先减小后增大
D. 当由增大到过程中，绳中拉力先减小后增大
二、实验题（本大题共1小题，共10.0分）
11. 利用如图甲所示的实验装置来探究平抛体运动的特点取

以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有______
A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
C.每次小球应从同一高度由静止释放
D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
该实验中，在取下白纸前，应确定坐标轴原点，并建立直角坐标系，下列关于图像坐标原点和坐标系的选择正确的是______
A. ． ．
如图乙是根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取三个水平距离相等的点、和，两点间的水平间距均为以点为坐标系的原点，水平方向为轴，竖直方向为轴，测得、两点竖直坐标，，则小球平抛的起点的坐标为______

以平抛起点为坐标原点，在轨迹上取一些点，测量它们的水平坐标和竖直坐标，作出如图丙所示的图像，图像的斜率为，则平抛小球的初速度为______
如图丁所示，在斜槽的末端放置一倾斜的长板，某小组测得小球在处的水平速度及至落点的水平射程，记录的数据如下表，则斜面的倾角为______

序号
三、计算题（本大题共2小题，共22.0分）
12. 真空中一对平行金属板和正对放置，紫外线持续照射板，有光电子从板逸出，电子的电量为，质量为，普朗克常量为．
在、板间接一灵敏电流计如图甲，电流计示数为，求每秒钟到达板的电子数；
在、板间接如图电压如图乙时灵敏电流计示数为零，求光电子离开板时，光电子的物质波波长的最小值．
13. 设想从地球赤道平面内架设一垂直于地面延伸到太空的电梯，电梯的箱体可以将人从地面运送到地球同步轨道的空间站。已知地球表面两极处的重力加速度为，地球自转周期为，地球半径为，万有引力常量为。求
同步轨道空间站距地面的高度；
太空电梯的箱体停在距地面高处时，箱体对质量为的乘客的作用力。
四、综合题（本大题共2小题，共28.0分）
14. 如图所示，一物流传送装置，电机带动水平传送带顺时针转动的最大速度，货物从点静止放上传送带。货物与传送带之间的动摩擦因数为，传送带的长度，重力加速度。
若传送带以匀速转动，求货物由运动到的时间；
若货物刚放上点时，传送带从开始以的加速度做匀减速运动直至静止，求货物静止时离的距离；
若货物刚放上点时，传送带从静止开始做的匀加速运动，速度达到后立即做的匀减速运动直至静止，求货物运动到传送带点时的速度。
15. 如图，半径为的水平圆形转盘可绕竖直轴转动，圆盘上放有质量均为的小物体、。、到转盘中心的距离分别为、，、间用一轻质细线相连，圆盘静止时，细线刚好伸直无拉力。已知与圆盘间的动摩擦因数为，与圆盘间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，、均可视为质点，现让圆盘从静止开始逐渐缓慢加速：
求细线上开始产生拉力时，圆盘角速度；
圆盘角速度时，求与水平圆盘之间的摩擦力大小；
圆盘角速度时，剪断绳子，同时让转盘立即停止转动，若圆盘距离水平地面高为，求、落地时两者间的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.箭在空中的轨迹是曲线，选项A错误；
B.在空中的水平位移和竖直位移均增大，则合位移一直增大，选项B正确；
C.箭运动中水平速度不变，竖直速度增加，则箭速度的大小不断增加，选项C错误；
D.入壶时箭有水平速度，则速度方向不可能竖直向下，选项D错误。
2.【答案】
【解析】A.根据核反应方程可知，该核反应为 衰变，A错误；
B.氚核的半衰期由核内部自身的因素决定的，与原子所处的化学状态和外部条件无关，所以海水升温，不会加快氚核的衰变，B错误；
C.衰变时放出核能，产生的新核的比结合能变大，所以 的比结合能小于 的比结合能，C错误；
D.衰变时放出核能，质量亏损，所以 的质量大于 与 质量之和，D正确。
3.【答案】
【解析】】三星系统是三颗星都绕同一圆心 做匀速圆周运动，由此它们转动的角速度相同，由线速度与角速度的关系公式 ，可知星体的线速度
A错误；
B.由向心加速度公式 ，可得星体的加速度
则有
B正确；
C.三颗星都绕同一圆心 做匀速圆周运动，因此可得星体、受力如图所示，由解析题图可知，、间的万有引力大小等于、间的万有引力大小，、间的万有引力大小小于、间的万有引力大小，分力的夹角相等，因此

C错误
D.由解析题图可知，、间的万有引力大小等于、间的万有引力大小，可知
B、间的万有引力大小小于、间的万有引力大小，可知
则有
D错误。
4.【答案】
【解析】悬挂小球、的弹簧弹力等于小球、的总重力，悬挂小球、的弹簧弹力等于小球的重力。两弹簧伸长量相同，弹力相等，说明小球、的总质量等于小球的质量。而小球的质量无法判断。
故选C。
5.【答案】
【解析】由物质的 质量与密度及体积的关系式 ，可得
两个金原子厚度为
质量为 的黄金可以打造金箔的最大面积约为
ACD错误，B正确。
6.【答案】
【解析】A.男运动员拉力的水平分力提供女运动员的向心力，设拉力与水平方向夹角为 ，女运动员重心到转动轴沿手臂的距离为不变，则
，
得
，
男运动员缓慢下蹲， 减小，则女运动员线速度增大，加速度不变，A错误，B正确；
C.合力等于拉力的水平分力，故增大，C错误；
D.加速度方向始终沿水平方向指向圆心，D错误。
7.【答案】
【解析】】对选项A整体分析，根据牛顿第二定律
对
得
同理，选项中、间作用力为
同理于选项，在选项C中，、间静摩擦力为
A、间作用力为
选项D中，、间静摩擦力为
A、间作用力为

8.【答案】
【解析】本题考查了理想气体状态方程和热力学第一定律的应用，对于热力学第一定律表示式，其中的含义是外界对系统做的功，应用时若系统对外界做功，则应取负值；的含义是系统从外界吸收的热量，若系统向外界放热，则应取负值。过程中，绝热膨胀，气体对外界做功，温度降低；过程中，等温膨胀，气体对外界做功，吸收热量
过程中，绝热压缩，气体对外做功，温度升高，过程中，体积减小，外界对气体做功，根据气体状态的变化结合热力学第一定律即可判断做功和吸热放热情况。【解答】A、过程中，绝热膨胀，气体对外界做功，温度降低，即，故A错误；
B、过程中，等温膨胀，气体对外界做功，吸收热量，但是，故B错误；
C、图像中图线与坐标轴所围的面积表示外界对气体做的功，气体经全过程回到，内能不变，但由于全过程中气体体积增大过程对外界做功图线与坐标轴围的面积小于体积减小过程外界对气体做的功，由热力学第一定律可知整个循环过程中系统吸收的热量小于放出的热量，故C错误；
D、过程和过程都是绝热过程，且气体温度变化大小相同，则内能变化量的大小相同，根据热力学第一定律，，可知，过程气体对外界做的功等于过程外界对气体做的功，故D正确。
9.【答案】
【解析】】第一次超声波发射后走过的距离后反射回来，有
第二次超声波发射后走过的距离后反射回来，有
所以物体的速度为

10.【答案】
【解析】A.设滑轮顶端到汽车、的高度为 ，汽车的位移为
绳长为
汽车的位移为
汽车、运动时间相同，汽车的位移大，故 的平均速度大于 ，故A错误；
B.、两物体沿绳方向的速度为
A、两物体沿绳方向的速度相等，有
可得
当 由 增大到 过程中，有
故
当 由 增大到 过程中， 的瞬时速度都小于，故 的平均速度小于 ，故B错误；
物体 以速度 向右匀速运动，根据平衡条件与
可得
当
时，绳中拉力最小，根据数学关系可知当 由 增大到 过程中，绳中拉力先减小后增大，当 由 增大到 过程中，绳中拉力一直增大，故C正确，D错误。
11.【答案】；
；
；
；

【解析】安装斜槽轨道，使其末端保持水平，这样才能保证小球做平抛运动，选项A正确；
为了保证小球到达底端时速度相同，则每次必须要使小球从同一高度由静止释放，选项B错误，C正确；
D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点必须用平滑曲线连接，选项D错误。
故选AC。
建立坐标系时，轴应该由铅垂线的方向决定；坐标原点应该是小球球心的投影点，故选C。
因三点的水平距离相等，可知时间间隔相等；平抛运动在竖直方向的位移之比应该是，因为 可知抛出点的纵坐标为，横坐标为，即小球平抛的起点 的坐标为
根据
可得
由题意可知
解得
由平抛运动的规律可知
解得
由表中数据可知
可得
即
12.【答案】 ；
【解析】设每秒钟到达板的电子个数为，电荷量为
根据电流的定义式得
其中，可得
以具有最大动能的电子为研究对象，当其速度减小到时，电子恰好运动到接近板，设其最大动能为；根据动能定理得
光电子的物质波波长为
其中
联立解得
13.【答案】 ； ，方向为背离地心
【解析】由万有引力提供向心力
在地球表面两极处有
联立可得，同步轨道空间站距地面的高度为
太空电梯的箱体停在距地面 高处时，乘客受到的万有引力为
太空电梯的箱体停在距地面 高处时，乘客所需要的向心力为
所以，箱体对质量为 的乘客的作用力为
方向为背离地心。
14.【答案】 ； ；
【解析】若传送带以 匀速转动，货物刚放上传送带时的加速度大小为
设货物到达点时，仍未与传送带共速，则有
解得货物到达点时的速度为
假设成立，则货物由运动到的时间为
若货物刚放上点时，传送带从 开始以 的 加速度做匀减速运动，设经过 时间，货物与传送带共速，则有
又
解得
，
此过程货物通过的位移为
货物与传送带共速后，由于
可知货物接着以 做匀减速到停下，则有
则货物静止时离的距离为
若货物刚放上点时，传送带从静止开始做 的匀加速运动，速度达到 后立即做 的匀减速运动直至静止，传送带速度达到 时所用时间为
此时货物的速度为
货物通过的位移为
接着传送带开始做减速运动，物块继续做加速运动，设经过 时间，货物与传送带共速，则有
解得
，
此过程货物通过的位移为
之后由于
可知货物接着以 做匀减速到点，根据运动学公式可得
又
联立解得货物运动到传送带点时的速度为
15.【答案】 ； ；
【解析】当刚要产生滑动时，则
解得
同理，当刚要产生滑动时，则
解得
由于、角速度相等，故求细线上开始产生拉力时，圆盘角速度为
圆盘角速度 时，所需的向心力为
所需的向心力为
由于所需向心力更大，因此受到的摩擦力方向沿指向圆心，故绳子的拉力为
对
故 与水平圆盘之间的摩擦力大小
剪断绳子，同时让转盘立即停止转动，沿转盘边缘飞出，在盘上减速运动到盘边缘后飞出，如下图

根据平抛运动规律可得、下落的时间都为
对，飞出时的 速度为
故B沿速度方向运动的水平距离为
转盘停止时的速度为
根据几何知识可得转盘停止后在转盘上匀减速运动的距离为
做匀减速运动的加速度大小为
设飞出时的速度为 ，则
解得
故A沿速度方向运动的水平距离为
故A落地点距转盘停止时所在位置的水平距离为
以飞出方向为纵轴，垂直速度方向过圆心为横轴，转盘圆心在地面投影点为原点在地面建立坐标系，可得落地点的坐标为，落地点的坐标为，根据数学知识可得求、落地时两者间的距离为

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