黑龙江省哈尔滨市第一中学2025届高三物理上学期开学考试试题理含解析

PAGE黑龙江省哈尔滨市第一中学2025届高三物理上学期开学考试试题理（含解析）第Ⅰ卷选择题（共50分）一、选择题：（本题共15小题，共50分，在每小题给出的四个选项中，第1~10题只有一项符合题目要求，每小题3分；第11~15题，每小题4分，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。）1.某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动（）A.半径越大，加速度越大 B.半径越小，周期越大C.半径越大，角速度越小 D.半径越小，线速度越小【答案】C【解析】【分析】依据库仑定律求出原子核与核外电子的库仑力．依据原子核对电子的库仑力供应向心力，由牛顿其次定律求出角速度，加速度，周期，线速度进行比较．【详解】依据原子核对电子的库仑力供应向心力，由牛顿其次定律得=ma=m=mω2r=，可得a=T=ω=v=A、半径越大，加速度越小，故A错误；B、半径越小，周期越小，故B错误；C、半径越大，角速度越小，故C正确；D、半径越小，线速度越大，故D错误．故选C．【点睛】能够依据题意找出原子核与核外电子的库仑力供应向心力，并列出等式求解．对于等效环形电流，以一个周期为探讨过程求解．2.如图所示，从地面上同一位置抛出两小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同。空气阻力不计，则（）A.B的加速度比A的大B.B的飞行时间比A的长C.B在最高点的速度比A在最高点的大D.落地时的速度与A落地时的速度大小相等【答案】C【解析】【详解】A．斜抛运动中的A、B球都只受重力，由牛顿其次定律知，它们的加速度均为g，故A项错误；B．斜抛运动可分解为水平方向直线运动和竖直方向a=g的匀变速直线运动，由于两球运动的最大高度相同，故它们上升时间和下落时间均相等，故B错误；C．在最高点时，小球的竖直分速度为零，只有水平分速度，由水平位移x=vt且xB>xA知B的水平分速度大于A的水平分速度，则B在最高点的速度比A在最高点的大，选项C正确；D．由于高度相同，则由vy2=2gh知，A、B球落地的竖直分速度vy相同，故落地的速度由得B球大于A球，故D错误。故选C。3.如图所示，质量为m的小球系于轻质弹簧的一端，且套在光滑竖直的圆环上，弹簧的上端固定于环的最高点A，小球静止时处于圆环的B点，此时∠AOB＝60°，弹簧伸长量为L。现用该弹簧沿水平方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L。则此时物体所受的摩擦力（）A.等于零B.大小为0.5mg，方向沿水平面对右C.大小为mg，方向沿水平面对左D.大小为2mg，方向沿水平面对右【答案】C【解析】【详解】对B物体受力分析：受到重力、弹簧的弹力和圆环对物体的支持力，由于三角形OAB是一个等边三角形，利用平行四边形定则做出重力、弹力的合力的平行四边形会发觉，重力、弹力和支持力会处在同一个等边三角形中，由此我们判定弹簧的弹力、物体的重力、圆环对物体的支持力均相等且为mg，此时弹簧伸长量为L，当该弹簧沿水平方向拉住质量为2m的物体时弹簧伸长量为L，由胡克定律F=k△x可知弹簧的弹力为mg；由于质量为2m的物体处于静止状态，即受力平衡，在水平方向上是弹簧的弹力和物体所受的摩擦力平衡，所以物体所受的摩擦力大小为mg，方向与弹簧的弹力方向相反即为水平面对左，故只有C正确，ABD错误。故选C。【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，假如物体受到三力处于平衡状态，则可依据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，找出物体受到重力、弹簧的弹力和圆环对物体的支持力三者的关系，这是本题的重点，找出它们的关系，弹簧的弹力就好确定了，再依据胡克定律可知在地面上个长L时的拉力，则对2m的物体由平衡条件求出摩擦力。4.如图所示，起先时A、B间的细绳呈水平状态，现由计算机限制物体A的运动，使其恰好以速度vA沿竖直杆匀速下滑，经细绳通过定滑轮拉动物体B在水平面上运动，则下列v－t图象中，最接近物体B的运动状况的是()．A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】与物体A相连的绳端速度v分解为沿绳伸长方向的速度和垂直于绳方向的速度，则物体B的速度在t=0时刻，之后随θ增大，增大，B的速度增大，但起先时θ变更快，速度增加得快，图线的斜率大，若绳和杆足够长，则物体B的速度趋近于A的速度，故A正确，BCD错误。故选A。5.一只小船渡河，运动轨迹如图所示．水流速度各处相同且恒定不变，方向平行于岸边；小船相对于静水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动，船相对于静水的初速度大小均相同、方向垂直于岸边，且船在渡河过程中船头方向始终不变．由此可以确定（）A.船沿AD轨迹运动时，船相对于静水做匀加速直线运动B.船沿三条不同路径渡河的时间相同C.船沿AB轨迹渡河所用的时间最短D.船沿AC轨迹到达对岸前瞬间的速度最大【答案】D【解析】【详解】试题分析：当沿AD轨迹运动时，则加速度方向与船在静水中的速度方向相反，因此船相对于水做匀减速直线运动，故A错误；船相对于水的初速度大小均相同，方向垂直于岸边，因运动的性质不同，则渡河时间也不同，故B错误；沿AB轨迹，做匀速直线运动，则渡河所用的时间小于沿AC轨迹运动渡河时间，故C错误；沿AC轨迹，船是匀加速运动，则船到达对岸的速度最大，故D正确．考点：考查了运动合成与分解【名师点睛】依据运动的合成，结合合成法则，即可确定各自运动轨迹，由运动学公式，从而确定运动的时间与速度大小．6.如图所示，在斜面顶端的A点以速度v平抛一小球，经t时间落到斜面上B点处，若在A点将此小球以速度v水平抛出，经t时间落到斜面上的C点处，以下推断正确的是(

)A.ABAC B.ABACC.tt D.tt【答案】B【解析】小球落在斜面上时，平抛运动竖直方向上的位移和水平方向上的位移的比值为：，运动的时间与初速度成正比，即，故CD错误；由，可得：AB:AC=4:1，故B正确，A错误．故选B．【点睛】小球落在斜面上，竖直方向上的位移和水平方向上的位移的比值是肯定值，知运动的时间与初速度有关．从而求出时间比．依据时间比，可得出竖直方向上的位移比，从而可知AB与AC的比值．7.山城重庆的轻轨交通颇有山城特色，由于地域限制，弯道半径很小，在某些弯道上行驶时列车的车身严峻倾斜．每到这样的弯道乘客都有一种坐过山车的感觉，很是惊险刺激．假设某弯道铁轨是圆弧的一部分，转弯半径为R，重力加速度为g，列车转弯过程中倾角(车厢地面与水平面夹角)为θ，则列车在这样的轨道上转弯行驶的平安速度(轨道不受侧向挤压)为()A. B. C. D.【答案】C【解析】列车在这样的轨道上转弯平安行驶，此时列车受到的支持力和重力的合力供应向心力，依据牛顿其次定律得：,解得：，故C正确，ABD错误．8.探讨表明，地球自转在渐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，将来人类放射的地球同步卫星与现在的相比A.距地面的高度变大B.向心加速度变大C.线速度变大D.角速度变大【答案】A【解析】【详解】A．同步卫星的周期等于地球的自转周期，依据万有引力定律和牛顿其次定律可知，卫星的周期越大，轨道半径越大，所以地球自转变慢后，同步卫星须要在更高的轨道上运行，选项A正确；BCD．而此时万有引力减小，所以向心加速度减小、线速度减小，角速度减小，故选项BCD错误．9.2015年9月14日，美国的LIGO探测设施接收到一个来自GW150914的引力波信号，此信号是由两个黑洞的合并过程产生的。假如将某个双黑洞系统简化为如图所示的圆周运动模型，两黑洞绕O点做匀速圆周运动。在相互强大的引力作用下，两黑洞间的距离渐渐减小，在此过程中，两黑洞做圆周运动的（）A.周期均渐渐增大 B.线速度均渐渐减小C.角速度均渐渐增大 D.向心加速度均渐渐减小【答案】C【解析】【详解】A．依据解得同理可得所以当不变时，L减小，则T减小，即双星系统运行周期会随间距减小而减小，故A错误；B．依据解得由于L平方的减小比和的减小量大，则线速度增大，故B错误；C．角速度，结合A可知，角速度增大，故C正确；D．依据知，L变小，则两星的向心加速度增大，故D错误。故选C。【名师点睛】在万有引力这一块，涉及公式和物理量特别多，驾驭公式在做题的时候，首先明确过程中的向心力，然后弄清晰各个物理量表示的含义，最终选择合适的公式分析解题，另外这一块的计算量一是特别大的，所以须要细心计算10.某星球直径为d，宇航员在该星球表面以初速度v．竖直上抛一个物体，物体上升的最大高度为h，若物体只受该星球引力作用，则该星球的第一宇宙速度为A. B. C. D.【答案】D【解析】试题分析：星球表面的重力加速度为：，依据万有引力定律可知：，解得；又，带入解得：，故选D.考点：万有引力定律的应用.11.在放射一颗质量为m的人造地球同步卫星时，先将其放射到贴近地球表面运行的圆轨道Ⅰ上（离地面高度忽视不计），再通过一椭圆轨道Ⅱ变轨后到达距地面高为h的预定圆轨道Ⅲ上。已知它在圆形轨道Ⅰ上运行的加速度为g，地球半径为R，卫星在变轨过程中质量不变，则（）A.卫星在轨道Ⅲ上运行的加速度为B.卫星在轨道Ⅲ上运行的线速度为C.卫星在轨道Ⅲ上运行时经过P点的速率小于在轨道Ⅱ上运行时经过P点的速率D.卫星在轨道Ⅲ上的机械能大于在轨道Ⅰ上的机械能【答案】D【解析】【详解】AB．卫星在轨道Ⅲ上运行时，依据牛顿其次定律得在地球表面，由联立解得卫星在轨道Ⅲ上的加速度为线速度为故AB错误；C．卫星要从椭圆轨道Ⅱ变轨后到达圆轨道Ⅲ上，在P点必需加速，所以卫星在轨道Ⅲ上运行时经过P点的速率大于在轨道Ⅱ上运行时经过P点的速率，故C错误；D．卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，在Q点要加速，机械能增加。在椭圆轨道Ⅱ运动时卫星的机械能不变。卫星要从轨道Ⅱ变轨后到达圆轨道Ⅲ上，在P点必需加速，机械能增加，所以卫星在轨道Ⅲ上的机械能大于在轨道Ⅰ上的机械能，故D正确。故选D。12.如图所示，质量为M的物体内有光滑圆形轨道，现有一质量为m的小滑块沿该圆形轨道在竖直面内做圆周运动。A、C点为圆周的最高点和最低点，B、D点是与圆心O同一水平线上的点。小滑块运动时，物体在地面上静止不动，则物体对地面的压力FN和地面对物体的摩擦力有关说法正确的是（）A.小滑块在A点时，FN>Mg，摩擦力方向向左B.小滑块在B点时，FN=Mg，摩擦力方向向右C.小滑块在C点时，FN>Mg，M与地面无摩擦D.小滑块D点时，FN=(M+m）g，摩擦力方向向左【答案】BC【解析】【详解】A．小滑块在A点时，滑块对M的作用力在竖直方向上，系统在水平方向不受力的作用，所以没有摩擦力的作用，故A错误；B．小滑块在B点时，须要的向心力向右，所以M对滑块有向右的支持力的作用，对M受力分析可知，地面要对M有向右的摩擦力的作用，在竖直方向上，由于没有加速度，物体受力平衡，所以物体M对地面的压力故B正确；C．小滑块在C点时，滑块对M的作用力竖直向下，M在水平方向不受其他力的作用，所以不受摩擦力。滑块对物体M的压力要大于滑块的重力，那么M对地面的压力故C正确；D．小滑块在D点时，须要的向心力向左，所以M对滑块有向左的支持力的作用，对M受力分析可知，地面要对M有向左的摩擦力的作用，在竖直方向上，由于没有加速度，物体受力平衡，所以物体M对地面的压力故D错误。故选BC。13.如图甲所示，物块的质量m=1kg，初速度v0=10m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面对右运动，某时刻后恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变更的关系图像如图乙所示，g=10m/s2。下列选项中正确的是（）A.2秒末~3秒末内物块做匀减速运动 B.在t=1s时刻，恒力F反向C.物块与水平面间的动摩擦因数为0.3 D.恒力F大小为7N【答案】BCD【解析】【详解】由运动学公式v2－v02=2ax可知，v2－x图象的斜率由图示图象可知，在前5m内做匀减速直线运动，物块的加速度为5－13m内做匀加速直线运动，加速度为AB．匀减速的时间为接着物块做匀加速运动即t=1s时刻恒力反向，故A错误，B正确；CD．由牛顿其次定律有减速阶段加速阶段解得，故CD正确。故选BCD。14.如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其T­v2图象如图乙所示，则（）A.轻质绳长为B.当地的重力加速度为C.当v2＝c时，轻质绳的拉力大小为＋aD.只要v2≥b，小球在最低点和最高点时绳的拉力差均为6a【答案】BD【解析】【详解】设绳长为L，最高点由牛顿其次定律得：T＋mg＝，则T＝－mg。对应图象有：mg＝a得g＝，斜率：得：L＝，故A错误，B正确；C.当v2＝c时，，故C错误；D.当v2≥b时，小球能通过最高点，恰好通过最高点时速度为v，则，在最低点的速度v′，则，F－mg＝，可知小球在最低点和最高点时绳的拉力差为6mg，即6a，故D正确。故选：BD。15.“嫦娥四号”(专家称为“四号星”)于2024年12月8日放射升空，它是嫦娥探月工程安排中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面地科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料．已知引力常量为G，月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，“嫦娥四号”离月球中心的距离为r，绕月周期为T．依据以上信息推断下列说法正确的是()A.月球的第一宇宙速度为B.“嫦娥四号”绕月运行的速度为C.月球的平均密度为D.“嫦娥四号”必需减速运动才能返回地球【答案】C【解析】【详解】依据第一宇宙速度的定义有：，,A错误；依据和可以得到嫦娥四号绕月运行的速度为，B错误；依据和可以知道万有引力常量可表示为，C正确；嫦娥四号必需先加速离开月球，再减速运动才能返回地球，D错误．第Ⅱ卷非选择题（共50分）二、试验题（本大题共1小题，共10分）16.(1)如图甲所示为某同学所安装的“探究加速度与力、质量的关系”的试验装置。①在“验证牛顿其次定律”的试验中，为了使小车受到合外力等于砝码和砝码盘的总重量，通常采纳如下两个措施：A．平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，反复移动木块的位置，直到小车在砝码盘的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动；B．在调整砝码多少的过程中，要保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车和砝码的总质量M。以上哪一个措施中有何重大错误？（说明错误点）_________。②如图是上述试验打出的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是0.02s，结合图乙给出的数据（单位：cm），求出小车运动加速度的大小为______m/s2（结果均保留两位有效数字）。(2)某试验小组设计了如图a所示的试验装置，通过变更重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种状况下分别做了试验，得到了两条a-F图线，如图b所示。①图线________（填“甲”或“乙”）是在轨道左侧抬高成为斜面状况下得到的。②滑块和位移传感器放射部分的总质量m=___________kg，滑块和轨道间的动摩擦因数=_________。【答案】(1).A错误，平衡摩擦力时不能悬挂砝码盘(2).4.0(3).甲(4).0.5(5).0.2【解析】【详解】（1）①[1]A中平衡摩擦力时，不应用砝码盘拉动小车做匀速运动，应让小车自身下滑（即无拉力）来平衡摩擦力即可．②[2]由图可知，两个相邻的计数点的时间间隔T=0.04s木块运动加速度的大小为（2）①[3]由甲图象可知，当F=0时，a=2m/s2≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学试验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的左端垫得过高．所以图线甲是在轨道左侧抬高成为斜面状况下得到的；由乙图象可知，当F≠0时，a=0．也就是说当绳子上有拉力时小车没有加速度，说明图线乙是轨道水平没有平衡摩擦力状况下得到的。②[4][5]由牛顿其次定律得由图乙所示图象可知，图象斜率质量为

图象的截距b=μg动摩擦因数为三、计算题（本题共4题，共40分）17.如图质量为20kg的小孩坐在秋千板上，小孩离拴绳子的横梁2m。假如秋千板摆到最低点时，速度为3m/s，问小孩对秋千板的压力是多大？假如绳子最大承受力为1200N，则小孩通过最低点时的最大速度是多少？（忽视秋千板的质量，g取10m/s2）【答案】290N，10m/s【解析】【详解】小孩通过圆周运动最低点时，合外力供应向心力，则有解得依据牛顿第三定律可知，小孩对秋千板的压力是290N当绳子的拉力达到最大承受力1200N时，小孩的速度最大，则有解得18.如图所示，倾角为37°的粗糙斜面的底端有一质量m＝1kg的凹形小滑块，小滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25现小滑块以某一初速度v从斜面底端上滑，同时在斜面正上方有一小球以速度v0水平抛出，经过0.4s，小球恰好垂直斜面落入凹槽，此时，小滑块还在上滑过程中。空气阻力不计，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，求：(1)小球水平抛出的速度v0的大小；(2)小滑块的初速度v的大小。【答案】(1)3m/s；(2)5.35m/s【解析】【详解】(1)设小球落入凹槽时竖直速度为，则有因此有(2)小球落入凹槽时的水平位移则滑块的位移为依据牛顿其次定律，滑块上滑的加速度为依据公式可得19.如图所示，质量M＝1kg木板A静止在水平地面上，在木板的左端放置一个质量m＝1kg的铁块B(大小可忽视)，铁块与木块间的动摩擦因数μ1＝0.3，木板长L＝1m，用F＝5N的水平恒力作用在铁块上，g取10m/s2．(1)若水平地面光滑，计算说明铁块与木板间是否会发生相对滑动；(2)若木板与水平地面间的动摩擦因数μ2＝0.1，求铁块运动到木板右端所用的时间．【答案】（1）不发生相对滑动；（2）【解析】【详解】（1）假设不发生相对滑动对AB整体受力分析，依据牛顿其次定律得：单独对A受力分析，则它受到的静摩擦力：解得：则假设成立，A和B