山东省日照市校际联合2023-2024学年高三上学期开学考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12021级高三上学期校际联合考试物理试题2023.08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题目的〖答案〗标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他〖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。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4．本试卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。一、单项选择题：本题包括8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.“智能防摔马甲”是一款专门为老年人研发的科技产品。该装置通过马甲内的传感器和微处理器精准识别穿戴者的运动姿态，在其失衡瞬间迅速打开安全气囊进行主动保护，能有效地减小摔倒带来的伤害。在穿戴者着地的过程中，安全气囊可以（）A.减小穿戴者与地面的接触时间，减小合力冲量B.延长穿戴者与地面的接触时间，增大合力冲量C.减小穿戴者与地面的接触时间，减小地面对穿戴者的平均冲击力D.延长穿戴者与地面的接触时间，减小穿戴者的动量变化率〖答案〗D〖解析〗在穿戴者着地时，动量的变化是一定的，即合外力的冲量一定，根据由于穿上马甲后与地面接触时间变长，可知地面对穿戴者的平均冲力减小，即穿戴者的动量变化率减小。故选D。2.如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有a、b两个轻环，系在轻环上的等长细绳拴住矿泉水瓶处于静止状态，现将两环间的距离变大后，矿泉水瓶仍处于静止状态，则（）A.杆对a环的支持力变大B.b环对杆的摩擦力变大C.杆对a环的力不变D.与b环相连的细绳对矿泉水瓶的拉力不变〖答案〗B〖解析〗A．设矿泉水瓶的质量为，以两个轻环和矿泉水瓶为整体，竖直方向受到重力和水平横梁对两轻环的支持力，如图所示根据平衡条件得解得可知水平横梁对轻环的支持力不变，故A错误；B．以b环为研究对象，受力如图所示根据受力平衡可得，联立可得将两环间的距离变大后，减小，减小，则b环受到的摩擦力变大，即b环对杆的摩擦力变大，故B正确；C．杆对a环的支持力不变，摩擦力变大，则杆对a环的力变大，故C错误；D．以矿泉水瓶为对象，设细绳对矿泉水瓶的拉力为，根据受力平衡可知解得由于减小，减小，则绳子拉力变大，故D错误。故选B。3.2023年8月3日11时47分，长征四号丙运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，顺利将风云三号F星送入预定轨道，长征四号系列运载火箭第100发射任务取得圆满成功，创造了中国运载火箭发展史上又一个百发纪录。已知风云三号星的质量，轨道高度，地球表面的重力加速度，地球半径。风云三号星绕地球做匀速圆周运动，则风云三号星（）A.在轨运行速度大于 B.在轨运行周期约为C.在轨动能约为 D.绕地球运转的线速度保持不变〖答案〗C〖解析〗A．第一宇宙速度7.9km/s，是最大的环绕速度，风云三号F星轨道高度830km，所以风云三号F星的线速度小于7.9km/s，故A错误；

B．风云三号F星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有地球表面的物体，忽略自转，则有代入数据可得T≈1.69h故B错误；

C．风云三号F星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有风云三号F星的动能Ek＝mv2代入数据可得Ek＝7.5×1010J故C正确；

D．风云三号F星绕地球运转的线速度大小保持不变，方向时刻改变，线速度是矢量，所以线速度变化，故D错误。

故选C。4.无人机广泛应用于航拍、救援救灾、环境监测等多个领域。如图所示，质量为的无人机用轻绳吊着质量为的医疗包裹沿水平方向做匀加速直线运动，轻绳与竖直方向的夹角，重力加速度为，不计包裹受到的空气作用力。下列说法正确的是（）A.无人机加速度大小为B.无人机所受空气的作用力大小为C.轻绳的拉力大小为D.若轻绳突然断裂，包裹将做自由落体运动〖答案〗A〖解析〗A．对包裹受力分析可知解得无人机的加速度大小为选项A正确；B．把无人机和包裹看成一个整体，整体仅受重力和空气作用力，其合力方向水平向右，根据三角形定则可知无人机所受空气作用力大小为解得F=2（M+m）g故B错误；

C．包裹在竖直方向上受力平衡，根据平衡条件有Tcos60°=mg所以绳子上的拉力为T=2mg故C错误；

D．若轻绳突然断裂，因为包裹具有水平方向的速度，所以包裹将做平抛运动，故D错误。

故选A。5.如图所示，光滑的水平轨道与光滑的圆弧轨道在点平滑连接，，圆弧轨道半径。质量的小物块（可视为质点）静止在水平轨道上的点，现给小物块一个水平向右的瞬时冲量，则小物块从离开点到返回点所经历的时间约为（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗根据动量定理可知小物块在a点时的速度为代入数据解得两次经过ab的总时间为在圆弧上升的高度为mgh=mv2解得h=0.128m设小球上升至最高点时所对应轨道的圆心角为θ，由几何关系可得证明角度极小,故可看做单摆模型，根据解得综上可知由a点返回a点时间为故C正确。故选C。【『点石成金』】本题考查动量定理以及极限思想下的圆周运动知识。6.如图所示，若一电动汽车沿直线做匀加速运动，连续经过三点。已知是的两倍，段的平均速度是段的平均速度是，则电动汽车经过点时的瞬时速度为（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗设物体经过A点的速度为vA，经过B点的速度为vB，经过C点的速度为vC，加速度大小为a，AB间的距离为x，则BC间的距离为2x，匀变速直线运动的平均速度等于初末速度的平均值，则有由匀变速直线运动速度—位移公式得2ax=vB2-vA22a•2x=vC2-vB2代入数据联立解得vC=4.6m/s故选B。7.如图所示，位于竖直面内的光滑轨道与半径为的四分之一光滑圆弧轨道在B点水平相切，A点距地面高为，圆心点恰好在水平地面上，重力加速度为。质量为的小球从A点由静止释放，沿轨道运动到圆弧轨道上的点（图中未画出）后与圆弧轨道分离，则小球在点时的速度大小为（）A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗设PO与竖直方向的夹角为θ，则从A点到P点由动能定理解得故选D。8.如图甲所示，在水平面上有一足够长的木板，其上叠放一可视为质点的物块，初始时二者均静止。现用水平外力作用在长木板上，外力随时间的变化关系如图乙所示。已知小物块的质量为，长木板的质量为，与之间的动摩擦因数为0.2，b与地面之间的动摩擦因数为0.1，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。下列判断正确的是（）A.时，长木板的速度大小为 B.时，小物块的速度大小为C.时，小物块的加速度大小为 D.时，长木板的加速度大小为〖答案〗B〖解析〗A．物块a的最大加速度为此时对ab的整体解得F=9N即当t=9s时物块a开始产生滑动，当物块和木板将要一起运动时力则此时在t=3s时刻；则当时，长木板和物块一起加速运动，则从t=3s到t=7s由动量定理其中解得选项A错误；BD．从t=3s到t=9s两物体一起加速，则从由动量定理其中解得在9-11s时物块做加速度为2m/s2的加速运动，则t=11s时小物块的速度大小为此时长木板的加速度选项B正确，D错误；C．时，小物块和木板一起加速运动，则加速度大小为选项C错误；故选B。二、多项选择题：本题包括4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.下列说法正确的是（）A.一切波都能发生反射，反射是波特有的现象B.一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处将发生折射C.几列波相遇时能够保持各自的运动特征继续传播D.当障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能发生衍射现象〖答案〗BC〖解析〗A．一切波都能发生反射，但是反射并不是波特有的现象，选项A错误；B．一列水波在深度不同的水域传播时，由于深度不同的水域传播速度不同，则在交界面处将发生折射，选项B正确；C．根据波的独立传播原理，几列波相遇时能够保持各自的运动特征继续传播，选项C正确；D．当障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能发生明显的衍射现象，选项D错误。故选BC。10.生活中看似平常的现象中，其实隐藏了很多物理知识，物理就在我们身边。下列对于物理现象的理解，正确的是（）A.乒乓球可以快速抽杀，是由于兵乓球的惯性较小B.物体受到恒力作用时，运动状态一定不会发生变化C.运动员踢球时，脚对球的作用力与球对脚的作用力是一对平衡力D.固定在天花板上的吊扇转动时，吊杆对吊扇的拉力小于吊扇的重力〖答案〗AD〖解析〗A．乒乓球质量小，惯性小，所以容易改变其运动状态，可以被快速抽杀，故A正确；B．物体受到恒力作用，若物体的合力不为零时，加速度不为零，其运动状态一定发生变化，故B错误；C．脚对球的作用力与球对脚的作用力大小相等、方向相反、作用在两个物体上，是作用力与反作用力，故C错误；D．电风扇转动时，风扇叶对空气施加了一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，空气对风扇叶施加了一个向上的反作用力；此时风扇受到了三个力的作用，重力G、固定杆对风扇的拉力T、空气对扇叶施加的力T′，风扇在这三个力的作用下在竖直方向上静止，所以G=T+T′所以T＜G故D正确。故选AD。11.2023年6月21日，国际学术期刊《自然》刊载：“中国天眼FAST”发现了一个名为psrj1953+1844（m71e）的双星系统，其轨道周期仅为53分钟，是目前发现轨道周期最短的脉冲星双星系统。系统中两颗脉冲星在演化过程中，质量较大的脉冲星不断“吸食”质量较小的脉冲星，直至完全吞并。该双星系统中的两颗脉冲星071e1和m712e目前的质量分别为，其中，万有引力常量为G。根据提供的信息，下列说法正确的是（）A.目前与的距离为B.目前的线速度大小为C.目前的密度为D.若在演化过程中双星间的距离保持不变，则双星间的引力逐渐减小〖答案〗ABD〖解析〗A．两颗脉冲星071e1和m712e构成双星系统，设距离为，轨道半径为，有联立解得，故A正确；B．双星系统的角速度和周期相同，根据，可得可得可得目前的线速度大小为故B正确；C．因星球的半径未知，故无法求出其密度，故C错误；D．若在演化过程中双星间的距离保持不变，而质量较大的脉冲星不断“吸食”质量较小的脉冲星，直至完全吞，则两者的质量乘积逐渐减小，故双星间的引力会逐渐减小，故D正确。故选ABD。12.如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上的转轴上，另一端与质量为、套在固定直杆点的小球（可看做质点）相连。已知直杆与水平面间的夹角为，点距离水平面的高度为为的中点，为杆和水平面的交点，间距离等于弹簧原长。小球从点由静止开始下滑，第一次经过点时速度为，恰好能运动到点，然后又沿着杆向上滑行。小球与杆间的动摩擦因数处处相同，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（）A.小球恰能返回点 B.弹簧具有的最大弹性势能为C.从点到点，小球克服摩擦力做功为 D.若撤去弹簧，小球可以在直杆上任意位置静止〖答案〗BC〖解析〗A．小球在杆上滑动时要克服摩擦力做功，可知，小球不能返回点，选项A错误；BC．从A到C，由能量关系由A到B小球克服摩擦力做功为由能量关系解得即弹簧具有的最大弹性势能为，选项BC正确；D．设从A运动到C摩擦力的平均值为，AB=s,由Wf=mgh得即在B点摩擦力f=μmgcos30°由于弹簧对小球有拉力（除B点外），小球对杆的压力大于μmgcos30°，所以＞μmgcos30°可得mg•sin30°＞μmg•cos30°因此撤去弹簧，小球不能在直杆上处于静止。故D错误。故选BC。三、非选择题：本题包括6小题，共60分。13.某实验小组探究弹簧的劲度系数与弹簧长度的关系。通过在竖直悬挂的弹簧下面加挂槽码，逐渐使弹簧伸长，静止后将所挂槽码的质量与对应的弹簧长度记录到以下表格中（部分数据），根据获得的数据在excel表格中插入带平滑曲线和数据标记的散点图，画出所挂槽码的质量（单位）与弹簧长度（单位）的关系图像如图所示。01.31002.52003.73004.94006.15007.46008.67009.980011.490013.9100018.9（1）根据提供的信息，可判断弹簧的原长为______。（2）若重力加速度取，在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为______。（保留两位有效数字）（3）由图可知，随着弹簧长度的增加，弹簧劲度系数的变化情况是______。〖答案〗（1）1.3（2）79##80##81##82（3）先不变再减小后增大〖解析〗（1）[1]根据表格数据可知，竖直悬挂的弹簧下面加挂槽码的质量为0g时，弹簧的原长为1.3cm；（2）[2]根据二力平衡可知则有由图像的斜率的物理意义可得解得精度系数为（79-82）（3）[3]根据图像的斜率代表，而图像的斜率先不变后减小，再增大，可知弹簧劲度系数的变化情况是先不变再减小后增大。14.某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中为水平段，在水平段取一点。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。测量硬币的质量，得到一元硬币和一角硬币的质量分别为和。将硬币放置在斜面上某一位置，标记此位置为。由静止释放a，当a停在水平面上某处时，测量a右侧到点的距离，如图甲所示；将硬币b放置在处，左侧与点重合，再将a从点由静止释放，当两枚硬币发生碰撞后，a、b分别停在水平面上时，测量a右侧到点的距离、b左侧到点的距离，如图乙所示。保持释放位置不变，重复实验若干次，得到的平均值分别为。（1）在本实验中，b选用的是______（选填“一元”或“一角”）硬币。（2）若a、b碰撞前后动量守恒，则应满足的表达式为______（用、和表示）；若碰撞前后动量守恒且机械能相等，则应满足的表达式为______（用和表示）。（3）该同学规范的完成了实验的每一步操作，最后代入实验测得的数据，发现碰撞前后动量并不守恒，原因可能是______（回答一条即可）。〖答案〗（1）一角（2）（3）①可能两个硬币厚度不同，两硬币重心连线与水平面不平行；②两硬币碰撞内力不远远大于外力，动量守恒只是近似满足，即如果摩擦力比较大，动量守恒只是近似满足〖解析〗（1）[1]为了保证两硬币碰后都向右运动，则需要入射硬币质量大于被碰硬币的质量即碰撞后甲向右运动，即b选用的一角的硬币；

（2）[2]不放置硬币乙时，甲从O点到P点做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得-μm1g=m1a由匀变速直线运动位移—速度公式得0-v02=2as0联立解得同理碰后两硬币的速度分别为以碰撞前瞬间a的速度方向为正方向，a、b碰撞过程，由动量守恒定律得m1v0=m1v1+m2v2[3]若碰撞前后动量守恒且机械能相等，则由机械能守恒定律得联立解得（4）[4]误差可能原因是：①可能两个硬币厚度不同，两硬币重心连线与水平面不平行；②两硬币碰撞内力不远远大于外力，动量守恒只是近似满足，即如果摩擦力比较大，动量守恒只是近似满足。15.如图所示，A、B为一列简谐横波传播路径上的两个质点，A在波源的右侧，，在波源的左侧，。波源在时刻开始向下振动，时质点A第一次到达波峰，时质点A第二次到达波谷。（1）求该简谐横波的周期和波长；（2）从时刻开始，质点经过多长时间第二次到达波谷？〖答案〗（1），；（2）〖解析〗（1）所有质点的起振方向和波源的起振方向相同，根据题意可知，波源的起振方向向下，则解得由、解得（2）质点第二次到达波谷，说明波从波源传到点后，点又振动了，由解得16.第24届冬奥会在我国北京成功举办，高山滑雪是冬奥会运动项目之一。比赛雪道由两段倾斜雪道和一段水平雪道组成。如图所示，滑雪运动员从雪道上的点由静止开始下滑，经过一段时间后从点沿水平方向飞出，落在倾斜雪道上的点。已知雪道的倾角为，雪道的倾角为的长度，不考虑雪道摩擦和空气阻力，不计滑雪运动员经过点时的机械能损失，。求：（1）间的距离；（2）滑雪运动员从点飞出后与雪道的最远距离。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）滑雪者从点沿水平方向飞出，空中做平抛运动竖直方向有水平方向得又滑雪者在轨道做匀加速运动，沿着斜面方向有解得（2）滑雪者从点沿水平方向飞出，垂直于斜面方向初速度加速度则垂直于斜面方向有17.如图所示，水平传送带以的速度逆时针匀速运动，传送带左端与倾角的斜面在点平滑相接，右端与半径的光滑四分之一圆弧轨道在点平滑相接（接点处均不影响传送带的运动）。质量的小物块从圆弧轨道最高点由静止下滑后从点滑上传送带，经过点后滑上斜面。已知小物块与传送带及斜面间的动摩擦因数均为间的距离。斜面足够长，不计小物块经过两点处的机械能损失。求：（1）小物块第一次通过传送带所用的时间；（2）小物块第一次沿斜面上升的最大高度；（3）小物块在斜面上因摩擦产生的总热量。〖答案〗（1）3s；（2）；（3）〖解析〗（1）设小物块从圆弧最高点由静止下滑到达最低点时速度为，根据动能定理，有解得，可知小物块滑上传送带后先做匀减速运动由