江西省宜春市百树学校2023-2024学年高三上学期开学考试物理试题（原卷版+解析版）

百树学校2023-2024学年高三上学期开学考试
物理试卷
一、选择题（本题共11小题，第1~7题只有一个选项符合题目要求，每小题4分，第8~11题有多项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1. 下列情况中，能把研究对象视为质点的是（　　）
A. 研究国产大飞机“C919”转弯时机翼的倾斜角度
B. 用“抖音”拍摄、研究自由体操运动员在空中翻滚的动作
C. 研究高铁从昆明到大理的运行时间
D. 研究陀螺的转动
2. 小明用测速仪观测到刹车后做直线运动的汽车，速度随时间的变化规律为（各物理量均采用国际单位制单位），关于该汽车的运动，下列说法不正确的是（ ）
A. 汽车的初速度大小为20m/s
B. 汽车的加速度大小为8m/s2
C. 汽车刹车后3s内的位移大小为24m
D. 汽车刹车后前2s内的平均速度大小为12m/s
3. 电动滑板车是继传统滑板之后的又一滑板运动的新型产品，深受年轻人的喜爱。如图所示，电动滑板车置于水平地面上，下列说法正确的是（　　）
A. 人向上起跳时，人所受的支持力大于人对滑板车的压力
B. 人向上起跳时，滑板车对人的支持力等于人对滑板车的压力
C. 人站在滑板车上保持静止时，人所受重力和地面对滑板车的支持力是一对平衡力
D. 人站在滑板车上保持静止时，滑板车对人的支持力与滑板车对地的压力是一对作用力和反作用力
4. 如图，气球在水平风力作用下处于静止状态，气球受到的作用力有（　　）
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
5. 一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其图像如图所示，则（ ）
A. 质点做匀速直线运动，速度为 B. 质点做匀加速直线运动，加速度为
C. 质点在1s末速度为 D. 质点在第1s内的位移为1.5m
6. 甲、乙两辆汽车在同一平直公路上向同一方向做直线运动，它们的v-t图象分别如图所示，t1时刻两车恰好并排，则（　　）
A. 0时刻乙车甲车前面
B. t2时刻两车恰好再次并排
C. t1-t2时间内甲车的加速度始终比乙车的大
D. t1-t2时间内甲乙两车平均加速度一样大
7. 如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O′处（O为球心），弹簧另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点，已知容器半径为R，与水平面间的动摩擦因数为μ，OP与水平方向的夹角为θ＝30°，下列说法正确的是（　　）
A. 容器相对于水平面有向左的运动趋势
B. 容器对小球的作用力竖直向上
C. 轻弹簧对小球的作用力大小为
D. 弹簧原长为
8. 伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有 （ ）
A. 力不是维持物体运动的原因
B. 物体之间普遍存在相互吸引力
C. 忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快
D. 物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反
9. 如图所示，物体沿曲线轨迹的箭头方向运动，在AB、ABC、ABCD、ABCDE四段轨迹运动所用的时间分别是1s、2s、3s、4s，下列说法正确的是（　　）
A. 物体在AB段的平均速度大小为
B. 物体在ABC段的平均速度大小为
C. AB段平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度
D. 物体在B点的速度等于ABC段的平均速度
10. 某同学在实验室进行力学实验，如图所示，物体质量为m，用细绳OC悬在O点，现用同样材料的细绳AB绑住绳OC上的A点，用水平力F缓慢牵引A点，到图中虚线位置某绳刚好先断，相关实验结论符合事实的是（　　）
A. OA绳承受的力先增大后减小
B. 若三根绳能承受的最大拉力相同，则OA绳先断
C. OA绳和AB绳的合力不变
D. AB绳受到的拉力逐渐增大
11. 如图所示，在粗糙的斜面上，物块用劲度系数为100N/m的轻质弹簧平行于斜面拉住此物块放在ab间任何位置均能静止，在其他位置不能静止，测得ab=16cm，oa=8cm。则物块静止在斜面上时受到的摩擦力大小可能为（ ）
A. 2N B. 4N C. 8N D. 16N
二、实验题（本大题共2小题，每空2分，共12分）
12. 如图1所示，用质量为的重物（砝码及砝码盘）通过细线跨过定滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。
（1）若利用该实验装置完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验，下列选项中不正确或不必要的操作是______。
A．必须保证长木板水平放置
B．必须平衡小车受到的阻力
C．小车应靠近打点计时器，先接通电源，后释放小车
D．选择计数点时，必须从纸带上第一个点开始
（2）若某同学用该实验装置设计“探究加速度与力、质量的关系”的实验，已知打点计时器所用交流电的频率为，图2是实验中获取的一条纸带的一部分，其中、、、、是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图2所示，打计数点时，小车的速度大小为______；由纸带求出小车的加速度的大小______。（计算结果均保留2位有效数字）
13. 用如图所示的器材和方法可以验证“力的平行四边形定则”。在圆形桌子透明桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中，滑轮固定在桌子边，滑轮、可沿桌边移动。
第一次实验中，步骤如下：
A．在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点O静止，且、、与桌面平行；
B．在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向，以O点为起点，作出三拉力的图示；
C．以绕过、绳的两个力为邻边作平行四边形，作出O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度；
D．检验对角线的长度和绕过绳拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上。
（1）这次实验中，若一根绳挂的钩码质量为m，另一根绳挂的钩码质量为，则第三根绳挂的质量一定大于___________且小于___________。
（2）第二次实验时，改变滑轮、的位置和相应绳上钩码的数量，使结点平衡，绳的结点___________（选填“必须”或“不必”）与第一次实验中白纸上描下的O点重合。实验中，若桌面不水平___________（选填“会”或“不会”）影响实验的结论。
三、解答题（第14题10分，第15题12分，第16题14分）
14. 气球下挂一个重物，以匀速上升，当到达离地高处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多少时间落到地面？落地的速度多大？（空气阻力不计，）
15. 如图所示，倾角为θ的固定光滑斜面底部有一垂直斜面的固定挡板C．劲度系数为k1的轻弹簧两端分别与挡板C和质量为m的物体B连接，劲度系数为k2的轻弹簧两端分别与B和质量也为m的物体A连接，轻绳通过光滑滑轮Q与A和一轻质小桶P相连，轻绳AQ段与斜面平行，A和B均静止．现缓慢地向小桶P内加入细砂，当k1弹簧对挡板的弹力恰好为零时，求：
（1）小桶P内所加入细砂质量；
（2）小桶下降的距离．
16. 在平直公路上以6m/s的速度匀速行驶的自行车与同向行驶的汽车同时经过A点，此时汽车速度为10m／s，并开始以0．5m/s2的加速度做减速行驶，而自行车仍然匀速前进．求：
(1)汽车在前时，经过多长时间自行车与汽车相距最远？
(2)经过多长时间自行车追上汽年？
(3)自行车追上汽车时，汽车的速度多大？
百树学校2023-2024学年高三上学期开学考试
物理试卷 答案解析
一、选择题（本题共11小题，第1~7题只有一个选项符合题目要求，每小题4分，第8~11题有多项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1. 下列情况中，能把研究对象视为质点是（　　）
A. 研究国产大飞机“C919”转弯时机翼的倾斜角度
B. 用“抖音”拍摄、研究自由体操运动员在空中翻滚的动作
C. 研究高铁从昆明到大理的运行时间
D. 研究陀螺的转动
【答案】C
【解析】
【详解】A．研究国产大飞机“C919”转弯时机翼的倾斜角度时，飞机的大小不能忽略，不能看做质点，选项A错误；
B．用“抖音”拍摄、研究自由体操运动员在空中翻滚的动作时，不能把体操运动员看做质点，否则就没有动作可言了，选项B错误；
C．研究高铁从昆明到大理的运行时间时，高铁列车的大小可以忽略不计，可看做质点，选项C正确；
D．研究陀螺的转动时，不能把陀螺看做质点，否则就没转动可言了，选项D错误。
故选C。
2. 小明用测速仪观测到刹车后做直线运动的汽车，速度随时间的变化规律为（各物理量均采用国际单位制单位），关于该汽车的运动，下列说法不正确的是（ ）
A. 汽车的初速度大小为20m/s
B. 汽车的加速度大小为8m/s2
C. 汽车刹车后3s内的位移大小为24m
D. 汽车刹车后前2s内的平均速度大小为12m/s
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由得，初速度，加速度，即汽车的初速度大小为20m/s，汽车的加速度大小为8m/s2，故AB正确，不符合题意；
C．汽车刹车运动的时间
所以汽车刹车后3s内的位移大小为
故C错误，符合题意；
D．汽车刹车后前2s内的位移
汽车刹车后前2s内的平均速度大小为
故D正确，不符合题意；
故选C．
3. 电动滑板车是继传统滑板之后的又一滑板运动的新型产品，深受年轻人的喜爱。如图所示，电动滑板车置于水平地面上，下列说法正确的是（　　）
A. 人向上起跳时，人所受的支持力大于人对滑板车的压力
B. 人向上起跳时，滑板车对人的支持力等于人对滑板车的压力
C. 人站在滑板车上保持静止时，人所受的重力和地面对滑板车的支持力是一对平衡力
D. 人站在滑板车上保持静止时，滑板车对人的支持力与滑板车对地的压力是一对作用力和反作用力
【答案】B
【解析】
【详解】AB．滑板车对人的支持力与人对滑板车的压力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，A错误，B正确；
C．人站在滑板车上保持静止时，人所受的重力与滑板车对人的支持力是一对平衡力，人所受的重力和地面对滑板车的支持力分别作用在两个不同的物体上，分别产生作用效果，不是平衡力的关系，C错误；
D．人站在滑板车上保持静止时，滑板车对人的支持力与人对滑板车的压力是一对作用力和反作用力，D错误；
故选B。
4. 如图，气球在水平风力作用下处于静止状态，气球受到的作用力有（　　）
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【答案】D
【解析】
【详解】对气球受力分析，气球受到重力、绳子的拉力、风吹气球的力和空气浮力。
故选D。
5. 一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其图像如图所示，则（ ）
A. 质点做匀速直线运动，速度为 B. 质点做匀加速直线运动，加速度为
C. 质点在1s末速度为 D. 质点在第1s内的位移为1.5m
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由图可知与t的函数关系为，由匀变速直线运动的位移公式：得，对比可知，质点做匀加速直线运动，初速度为，加速度为．故AB不符合题意．
C．质点的初速度，在1s末速度为
故C不符合题意．
D．质点在第1s内的位移为
故D符合题意．
6. 甲、乙两辆汽车在同一平直公路上向同一方向做直线运动，它们的v-t图象分别如图所示，t1时刻两车恰好并排，则（　　）
A. 0时刻乙车在甲车前面
B. t2时刻两车恰好再次并排
C. t1-t2时间内甲车的加速度始终比乙车的大
D. t1-t2时间内甲乙两车的平均加速度一样大
【答案】D
【解析】
【详解】A． 0至t1 时间内，由v-t图像中面积法可知乙的位移比甲的位移大，因t1时刻两车恰好并排，所以0时刻乙车在甲车后面，故A错误；
B．t1至t2时间内，由面积法可知甲的位移比乙的位移大，因t1时刻两车恰好并排，所以t2时刻甲车在乙车前面，故B错误；
C．图像中的斜率代表加速度，可知t1-t2时间内甲车的加速度先比乙车的大，后比乙车的小，故C错误；
D． t1-t2时间内甲乙两车的初末速度相等，由 可知平均加速度一样大，故D正确。
故选D
7. 如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O′处（O为球心），弹簧另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点，已知容器半径为R，与水平面间的动摩擦因数为μ，OP与水平方向的夹角为θ＝30°，下列说法正确的是（　　）
A. 容器相对于水平面有向左的运动趋势
B. 容器对小球的作用力竖直向上
C. 轻弹簧对小球的作用力大小为
D. 弹簧原长为
【答案】D
【解析】
【详解】A．以容器、弹簧和小球组成的整体为研究对象，分析受力可知：竖直方向有：总重力、地面的支持力，地面对半球形容器没有摩擦力，则容器相对于水平面无滑动趋势，故A错误；
BC．对小球受力分析：重力G、弹簧的弹力F和容器的支持力N，如图所示
由平衡条件和几何关系可知
故BC错误；
D．由胡克定律得：弹簧的压缩量为
则弹簧的原长为
故D正确。
故选D。
8. 伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有 （ ）
A. 力不是维持物体运动的原因
B. 物体之间普遍存在相互吸引力
C. 忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快
D. 物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反
【答案】AC
【解析】
【详解】A、伽利略根据理想斜面实验，发现了力不是维持物体运动的原因，故A正确；
B、伽利略没有发现物体之间普遍存在相互吸引力的规律．故B错误；
C、伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，利用此种方法得到重物与轻物下落得同样快结论，故C错误；
D、伽利略没有发现物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反的规律．物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反是牛顿第三定律的内容，故D错误；
故选AC．
【点睛】伽利略是物理学的奠基人之一，要学习他的成就和科学研究的方法．理想斜面实验抓住了客观事实的主要因素，忽略了次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律．
9. 如图所示，物体沿曲线轨迹的箭头方向运动，在AB、ABC、ABCD、ABCDE四段轨迹运动所用的时间分别是1s、2s、3s、4s，下列说法正确的是（　　）
A. 物体在AB段的平均速度大小为
B. 物体在ABC段的平均速度大小为
C. AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度
D. 物体在B点的速度等于ABC段的平均速度
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．物体在段的位移为，物体在AB段的平均速度大小为
故A正确；
B．物体在段的位移大小为
物体在ABC段的平均速度大小为
故B正确；
C．根据公式可知，当物体位移无限小，时间无限短时，物体的平均速度可以代替某点的瞬时速度，位移越小，平均速度越能代表某点的瞬时速度，故AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度，故C正确；
D．物体在B点的速度方向与ABC段的平均速度方向不相同，故D错误。
故选ABC。
10. 某同学在实验室进行力学实验，如图所示，物体质量为m，用细绳OC悬在O点，现用同样材料的细绳AB绑住绳OC上的A点，用水平力F缓慢牵引A点，到图中虚线位置某绳刚好先断，相关实验结论符合事实的是（　　）
A. OA绳承受的力先增大后减小
B. 若三根绳能承受的最大拉力相同，则OA绳先断
C. OA绳和AB绳的合力不变
D. AB绳受到的拉力逐渐增大
【答案】BCD
【解析】
【详解】ABD．结点A下方AC绳始终受到向下的重力mg作用，还受到水平向右的拉力F作用及OA绳的拉力T作用，由三角形定则，可把三个力平移首尾依次相连，如图所示
当A点缓慢升高的过程中，拉力T不断逆时针转动，但始终与F及mg构成直角三角形，对比可知，OA绳承受的力始终在增大，AB绳受到的拉力逐渐增大，由于OA绳的拉力T作为三角形的斜边，拉力始终最大，会先达到能承受的最大拉力，故OA绳会先断，A错误，BD正确；
C．OA绳和AB绳的合力始终等于物体的重力mg，故保持不变，C正确。
故选BCD。
11. 如图所示，在粗糙的斜面上，物块用劲度系数为100N/m的轻质弹簧平行于斜面拉住此物块放在ab间任何位置均能静止，在其他位置不能静止，测得ab=16cm，oa=8cm。则物块静止在斜面上时受到的摩擦力大小可能为（ ）
A. 2N B. 4N C. 8N D. 16N
【答案】ABC
【解析】
【详解】设弹簧的原长为l0，在b点有
k（Lob-l0）=mgsinθ+Fmax
在a点有
k（Loa-l0）+Fmax=mgsinθ
联立可得
kLob-kLoa=2Fmax
代入数值得
Fmax=8N
即物体在ab段受到的静摩擦力在0～8N范围都是可能的。
故选ABC。
二、实验题（本大题共2小题，每空2分，共12分）
12. 如图1所示，用质量为重物（砝码及砝码盘）通过细线跨过定滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。
（1）若利用该实验装置完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验，下列选项中不正确或不必要的操作是______。
A．必须保证长木板水平放置
B．必须平衡小车受到的阻力
C．小车应靠近打点计时器，先接通电源，后释放小车
D．选择计数点时，必须从纸带上第一个点开始
（2）若某同学用该实验装置设计“探究加速度与力、质量的关系”的实验，已知打点计时器所用交流电的频率为，图2是实验中获取的一条纸带的一部分，其中、、、、是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图2所示，打计数点时，小车的速度大小为______；由纸带求出小车的加速度的大小______。（计算结果均保留2位有效数字）
【答案】 ①. ABD ②. 0.76 ③. 2.0
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]AB．在探究“探究小车速度随时间变化的规律”实验中只需保证小车做匀变速直线运动，加速度恒定即可，所以不需要必须保证长木板水平放置和平衡小车受到的阻力，故AB没有必要；
C．使用打点计时器时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，后释放纸带，故C正确；
D．在处理纸带时，由于第一个点并不确定，因此往往会舍弃前面几个不清晰的点，从清晰可辨的点取点后处理实验数据，所以D选项错误。
（２）[2][3]由打点计时器所用交流电的频率为，且每相邻两计数点间还有4个点得
根据匀变速直线运动某段时间内平均速度等于中间时刻瞬时速度得
由逐差法可得小车加速度
13. 用如图所示的器材和方法可以验证“力的平行四边形定则”。在圆形桌子透明桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中，滑轮固定在桌子边，滑轮、可沿桌边移动。
第一次实验中，步骤如下：
A．在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点O静止，且、、与桌面平行；
B．在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向，以O点为起点，作出三拉力的图示；
C．以绕过、绳两个力为邻边作平行四边形，作出O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度；
D．检验对角线长度和绕过绳拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上。
（1）这次实验中，若一根绳挂的钩码质量为m，另一根绳挂的钩码质量为，则第三根绳挂的质量一定大于___________且小于___________。
（2）第二次实验时，改变滑轮、的位置和相应绳上钩码的数量，使结点平衡，绳的结点___________（选填“必须”或“不必”）与第一次实验中白纸上描下的O点重合。实验中，若桌面不水平___________（选填“会”或“不会”）影响实验的结论。
【答案】 ①. m ②. 3m ③. 不必 ④. 不会
【解析】
【详解】（1）[1]若一根绳挂的质量为m，另一根绳挂的质量为2m，则两绳子的拉力分别为：mg、2mg，两绳子拉力的合力F的范围是：|2mg mg| F mg+2mg，即：mg F 3mg，三力的合力为零，则第三根绳挂的质量范围在m到3m之间，即第三根绳挂的质量一定大于m；
[2]同理第三根绳挂的质量一定小于3m。
（2）[3]本实验不是先用一根绳拉，然后用两根绳去拉，使一根绳拉的作用效果与两根绳拉的作用效果相同，而是三根绳都直接拉O点，所以O点的位置可以改变，只要保证三力平衡即可，所以不必与第一次实验中白纸上描下的O点重合；
[4]同理桌面不水平只要保证能使结点平衡即可，所以桌面不水平也不会影响实验的结论。
三、解答题（第14题10分，第15题12分，第16题14分）
14. 气球下挂一个重物，以匀速上升，当到达离地高处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多少时间落到地面？落地的速度多大？（空气阻力不计，）
【答案】；60m/s
【解析】
【详解】取竖直向下为正方向，则
．即
可得．
落地速度．
【点睛】竖直上抛运动是加速度不变的匀变速直线运动，本题可以全过程求解，也可以分段求解，即将竖直上抛运动分成上升阶段和下降阶段分析．
15. 如图所示，倾角为θ的固定光滑斜面底部有一垂直斜面的固定挡板C．劲度系数为k1的轻弹簧两端分别与挡板C和质量为m的物体B连接，劲度系数为k2的轻弹簧两端分别与B和质量也为m的物体A连接，轻绳通过光滑滑轮Q与A和一轻质小桶P相连，轻绳AQ段与斜面平行，A和B均静止．现缓慢地向小桶P内加入细砂，当k1弹簧对挡板的弹力恰好为零时，求：
（1）小桶P内所加入的细砂质量；
（2）小桶下降的距离．
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】试题分析：初始状态，弹簧k2被压缩，对A 由于轻质小桶无拉力，斜面方向受力平衡则有
(2分)
弹簧k1被压缩，对B沿斜面方向受到自身重力沿斜面向下的分力以及弹簧弹簧k2 向下的弹力和弹簧k1 向上的弹力，根据平衡有 （2分）
当弹簧k1对挡板的弹力恰好为零时，k1恢复原长，k2被拉长，对B保持平衡有
(2分)
对A 拉力F沿斜面向上，弹簧弹力向下，所以 （1分）
对P
（1）故细砂的质量为 （1分）
（2）小桶下降的距离 （1分）
考点：共点力的平衡 胡克定律
16. 在平直公路上以6m/s的速度匀速行驶的自行车与同向行驶的汽车同时经过A点，此时汽车速度为10m／s，并开始以0．5m/s2的加速度做减速行驶，而自行车仍然匀速前进．求：
(1)汽车在前时，经过多长时间自行车与汽车相距最远？
(2)经过多长时间自行车追上汽年？
(3)自行车追上汽车时，汽车的速度多大？
【答案】(1)8s (2)16s (3)2m/s
【解析】
【分析】（1）当两车速度相等时，自行车与汽车相距最远，结合速度时间公式求出相距最远的时间；
（2）根据位移关系，结合运动学公式求出追及的时间；
（3）根据速度时间公式求出此时汽车的速度；
【详解】（1）设自行车速度为，汽车初速度为，则当两车速度相等时，相距最远，则有：；
（2）当位移相等时，自行车追上汽车，根据，代入数据解得：（舍去），
汽车速度减为零的时间为：，可知符合题意；
（3）此时汽车的速度为：．
【点睛】本题考查了运动学中的追及问题，关键抓住位移关系，运用运动学公式进行求解，知道两车速度相等时，相距最远．