北京市一零一中学2024-2025学年高三上学期开学考试物理试卷（解析版）

第1页/共1页2024~2025学年北京海淀区北京一零一中学高三上学期开学考试物理试卷一、不定项选择题1.如图所示，在竖直光滑墙壁上用细绳将一个质量为m的球挂在A点，平衡时细绳与竖直墙的夹角为θ，θ<45°．墙壁对球的支持力大小为N，细绳对球的拉力大小为T，重力加速度为g．则下列说法正确的是A.N>mg，T>mg B.N<mg，T>mgC.N<mg，T<mg D.N>mg，T<mg【答案】B【解析】【分析】分析球的受力情况，作出力图，根据平衡条件求解悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持．【详解】以球为研究对象，分析其受力情况：重力mg、悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力，根据平衡条件，有：，N=mgtanθ，由于θ＜45°，所以N＜mg.故选B.【点睛】本题是三力平衡问题，分析受力情况，作出力图，运用平衡条件和几何知识列式求解即可2.研究滑动摩擦力大小的实验装置如图所示，木块和木板叠放于水平桌面上，弹簧测力计的一端水平固定，另一端通过水平细绳与木块相连，用缓慢增大的力拉动木板，使之在桌面上滑动（木块始终未脱离木板）。弹簧测力计示数稳定后（）A.木块相对桌面静止，弹簧测力计示数与木板的运动状态有关B.木块相对桌面静止，弹簧测力计示数与木板的运动状态无关C.木板相对桌面运动，弹簧测力计示数与木板和桌面间的动摩擦因数有关D.木板相对桌面运动，弹簧测力计示数与木板和桌面间的动摩擦因数无关【答案】BD【解析】【详解】AB．木块相对桌面静止，弹簧测力计示数与木板的运动状态无关，当木板也相对桌面静止，弹簧弹力可能为0，也可能不为0，当木板相对桌面运动时，弹簧弹力等于木块与木板间的滑动摩擦力，所以A错误；B正确；CD．当木板相对桌面运动时，弹簧弹力等于木块与木板间的滑动摩擦力，所以弹簧测力计示数与木板和木块间的动摩擦因数有关，与木板和桌面间的动摩擦因数无关，则C错误；D正确；故选BD。3.物体静止放在光滑的水平面上，今以恒力F沿水平方向推动该物体做直线运动，在相同的时间间隔内，下列说法正确的是（）A.物体的位移相等B.物体速度变化量相等C.物体动能的变化量相等D.物体动量的变化量相等【答案】BD【解析】【详解】A．恒力F沿水平方向推动该物体做直线运动，根据牛顿第二定律有物体做初速度为0的匀变速直线运动，根据所以物体在相同的时间间隔内位移不相等，则A错误；B．根据加速度的定义公式可得所以在相同时间间隔内，物体速度变化量相等，则B正确；C．根据动能定理有由于物体在相同的时间间隔内，位移不相等，所以物体动能的变化量不相等，则C错误；D．根据动量定理有所以物体在相同的时间间隔内，动量的变化量相等，则D正确；故选BD。4.如图，水平地面上有两块完全相同的木块A、B，受水平推力F的作用。在F作用过程中，用代表A、B间的相互作用力。那么（）A.若地面是完全光滑的，则 B.若地面是完全光滑的，则C.若地面是有摩擦的，则 D.若地面是有摩擦的，则【答案】BD【解析】【详解】AB．若地面完全光滑，对整体分析有隔离对B分析，则A对B的作用力故A错误，B正确；CD．若地面是有摩擦的，且A、B被推动，A、B也将以共同的加速度运动，对AB整体则有解得隔离对B分析，则有解得故C错误，D正确。故选BD。5.伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有（）A.倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比B.倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比C.斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关D.斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关【答案】B【解析】【详解】AB．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间的平方成正比，在斜面上的速度与时间成正比，故A错误，B正确；CD．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角有关，从顶端滚到底端所需时间与倾角有关，故CD错误。故选B。6.一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只桶C，自由地摆放在桶A、B之间，没有用绳索固定。桶C受到桶A和桶B的支持，和汽车一起保持静止，如图所示。已知重力加速度为g，每个桶的质量都为m，当汽车以某一加速度a向左加速时（）A.桶C受到桶A的支持力变大B.桶C受到桶B的支持力变大C.加速度a大于时，桶C将离开桶A向桶B滚动D.桶C周围与之接触的物体对其施加的合力大小为ma【答案】BC【解析】【详解】AB．桶C受到桶A和桶B支持，和汽车一起保持静止时，桶C受到桶A和桶B的支持大小相等，则有解得汽车以某一加速度a向左加速时，对C分析有，解得，可知，桶C受到桶A的支持力变小，桶C受到桶B的支持力变大，故A错误，B正确；C．根据上述可知，当加速度a等于时，解得，可知，当加速度a大于时，桶C将离开桶A向桶B滚动，故C正确；D．对C分析可知，桶C周围与之接触的物体对其施加的合力大小为故D错误。故选BC。7.如图是某同学站在压力传感器上做下蹲-起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间。由图线可知，该同学的体重约为，除此以外还可以得到以下信息（）A.下蹲过程中人始终处于失重状态B.时人处于下蹲静止状态C.末至末重力对人的冲量为零D.内完成了两套完整的下蹲-起立动作【答案】B【解析】【详解】A．人在下蹲的过程中，先加速向下运动，此时加速度方向向下，故人处于失重状态，最后人静止，故后半段是人减速向下的过程，此时加速度方向向上，人处于超重状态，故下蹲过程中人先失重后超重，故A错误；B．2s时人已经历了失重和超重两个过程，故此时处于下蹲静止状态，故B正确；C．根据冲量可知末至末重力对人的冲量不为零，故C错误；D．该同学在前2s时是下蹲过程，后2s是起立的过程，所以共做了1次下蹲-起立的动作，故D错误。故选B。8.一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，地板对物体的支持力所做的功等于（）A.物体势能的增加量B.物体动能的增加量C.物体动能的增加量加上物体势能的增加量D.物体动能的增加量加上克服重力所做的功【答案】CD【解析】【详解】由牛顿第二定律可知，F-mg=ma，W=Fh=mgh+mah，由动能定理知，W合=mv2/2，得W=mgh+mv2/2，AB错，CD对．9.某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A.30cm刻度对应的加速度为-0.5gB.30cm刻度对应的加速度为0.5gC.60cm刻度对应的加速度为gD.该测量仪上的刻度所对应的加速度的值是均匀的【答案】ACD【解析】【详解】AB．下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处30cm刻度对应的加速度大小为解得，方向向下因为取竖直向上为正方向，所以30cm刻度对应的加速度为-0.5g，A正确，B错误；C．60cm刻度对应的加速度大小为解得，方向向上因为取竖直向上为正方向，所以60cm刻度对应的加速度为g，C正确；D．当时，设弹簧长度为x时，对应的加速度为ax，解得因为是线性函数，所以该测量仪上刻度所对应的加速度的值是均匀的；当时，设弹簧长度为x时，对应的加速度为ax，解得因为是线性函数，所以该测量仪上的刻度所对应的加速度的值是均匀的。综上所述，该测量仪上的刻度所对应的加速度的值是均匀的，D正确。故选ACD。10.一列简谐机械横波沿x轴正方向传播，波速为2m/s。某时刻波形如下图所示，a、b两质点的平衡位置的横坐标分别为，，则下列说法中正确的是（）A.这列波的周期为4sB.此时质点b沿y轴负方向运动C.此时质点a的加速度比质点b的加速度大D.此时刻以后，a比b先到达平衡位置【答案】AC【解析】【分析】【详解】A．由图能直接读出波长λ=8m，由波速公式得该波的周期T=4s，故A正确；B．波向右传播，根据上下波法可知，b质点正在向y轴正方向运动，故B错误；C．质点a离平衡位置比b远，即a的位移比b的位移大，由可知，此时质点a的加速度比质点b的加速度大，故C正确；D．根据上下波可知，ab质点均沿y轴正方向运动，故b比a先到达平衡位置，故D错误。故选AC。11.如图所示为游乐场中过山车的一段轨道，P点是这段轨道的最高点，A、B、C三处是过山车的车头、中点和车尾．假设这段轨道是圆轨道，各节车厢的质量相等，过山车在运行过程中不受牵引力，所受阻力可忽略．那么过山车在通过P点的过程中，下列说法正确的是()A.车头A通过P点时的速度最小B.车的中点B通过P点时的速度最小C.车尾C通过P点时的速度最小D.A、B、C通过P点时的速度一样大【答案】B【解析】【详解】试题分析：过山车在运动过程中，受到重力和轨道支持力作用，只有重力做功，机械能守恒，动能和重力势能之间相互转化，则当重力势能最大时，过山车动能最小，即速度最小，根据题意可知，车的中点B通过P点时，重心的位置最高，重力势能最大，则动能最小，速度最小，故B正确考点：考查了圆周运动实例分析【名师点睛】对过山车的运动过程进行分析，运动过程中只有重力做功机械能守恒，当重力势能最大时，过山车的动能最小，即速度最小，据此分析即可12.地球的同步卫星可以根据所在的轨道平面不同进行分类，其中轨道平面在地球赤道面上的叫静止同步卫星，倾斜轨道同步卫星的轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示。两种同步卫星的绕行轨道都为圆轨道，运行周期都等于地球的自转周期。下列说法中正确的是（）A.两种同步卫星的轨道半径大小相等B.两种同步卫星运行速度都小于第一宇宙速度C.同步卫星的向心加速度可能大于地表的重力加速度D.随着科技的发展，将来一定能发射定点于北京上空的地球同步卫星【答案】AB【解析】【详解】A．同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有解得同步卫星的周期与地球自转周期相同，所以同步卫星离地面的高度一定，即两种同步卫星的轨道半径大小相等，故A正确；

B．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，所以地球同步卫星运行的线速度小于第一宇宙速度，故B正确；C．根据可得同步卫星的轨道半径大于地球半径，可知同步卫星的向心加速度小于地表的重力加速度，C错误；D．同步卫星只能定点在赤道上方，即使随着科技的发展，将来也不可能发射定点于北京上空的地球同步卫星，D错误。故选AB。13.某同学以一定的初速度竖直向上抛出一小球，小球可视为质点，以抛出点为为坐标原点和零势能点，竖直向上为正方向，不计空气阻力，图中能正确反映小球从抛出到落回抛出点过程中，动能或重力势能随时间或位移的变化关系的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】AB．由动能定义结合匀变速运动规律联立可得，故AB错误；CD．以一定的初速度竖直向上抛出一小球，根据运动学规律可得以抛出点为零势能点，则重力势能故C正确，D错误。故选C。14.如图所示，一轻质细绳的下端系一质量为m的小球，绳的上端固定于O点。现用手将小球拉至水平位置（绳处于水平拉直状态），松手后小球由静止开始运动。在小球摆动过程中绳突然被拉断，绳断时与竖直方向的夹角为α。已知绳能承受的最大拉力为F，若想求出cosα值，你有可能不会求解，但是你可以通过一定的物理分析，对下列结果目的合理性做出判断。根据你的判断cosα值应为（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【分析】【详解】当运动到最低点时，有又由机械能守恒可得由以上两式解得F=3mg此时即当时，则时，即ABC错误，D正确。故选D.二、论述、计算题15.质量为10kg的箱子放在水平地面上，箱子和地面的滑动摩擦因数为0.5，现用与水平方向成37°倾角的100N力拉箱子，如图所示。箱子从静止开始运动，2s末撤去拉力，（sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：（1）撤去拉力时箱子的速度为多大？（2）箱子继续运动多长时间才能静止？（3）箱子在整个运动过程中克服摩擦力做功为多少？【答案】（1）12m/s；（2）2.4s；（3）960J【解析】【详解】（1）由牛顿第二定律得Fcosθ-μ（mg-Fsinθ)=ma1解得a1=6m/s22s末速度为v=a1t1=6×2m/s=12m/s（2）撤去拉力后，根据牛顿第二定律得μmg=ma2解得a2=5m/s2匀减速过程，由速度公式得v=a2t2解得t2=2.4s（3）有力F作用时物体的位移力F做功为WF=Fx1cos37°=100×12×0.8J=960J由动能定理，在整个过程中WF-Wf=0则Wf=WF=960J16.某位同学为了研究超重和失重现象，将重为50N的物体带上竖直方向上运动的电梯，并将它水平放在电梯中的传感器上，若电梯由静止开始运动，并开始计时，测得重物对支持面的压力F随时间变化的图象如图所示，根据图中的信息，求：（1）判断电梯的运动方向；（2）电梯运动的最大速度；（3）电梯运动的最大距离。【答案】（1）方向一直向下；（2）1.2m/s（3）8.4m【解析】【分析】【详解】（1）根据题可知，根据牛顿第二定律解得方向向下，由题可知故电梯做匀速运动，由牛顿第二定律解得方向向上，故电梯一直向下运动；（2）由（1）可知，根据运动学公式解得（3）根据运动学公式内故电梯运动的最大距离17.如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角，长度，传送带在电动机的带动下，始终保持的速率运行，现把一质量为的工件（可看作质点）轻轻放在传送带的底端将其运输到顶端，已知工件与斜面间的动摩擦因数为，取，传送工件的过程中不考虑轮与轴间的摩擦损耗。求（1）运送工件所用的时间；（2）整个过程中，传送带对工件做的功；（3）整个过程中，电动机输出的能量。【答案】（1）1.9s（2）170J（3）230J【解析】【小问1详解】开始放上传送带时物块的加速度加速到与传送带共速的时间位移共速后因，可知物块与传送带相对静止，则上升到最高点时运送工件所的时间【小问2详解】整个过程中，传送带对工件做的功【小问3详解】摩擦生热整个过程中电动机输出的能量18.滑板运动是青少年喜爱的一项活动。如图所示，滑板运动员以某一初速度从A点水平离开高的平台，运动员（连同滑板）恰好能无碰撞的从点沿圆弧切线进入竖直光滑圆弧轨道，然后经点沿固定斜面向上运动至最高点。圆弧轨道的半径为，B、为圆弧的两端点，其连线水平，圆弧对应圆心角，斜面与圆弧相切于点。已知滑板与斜面间的动摩擦因数为，，，，不计空气阻力，运动员（连同滑板）质量为，可视为质点。（1）运动员（连同滑板）离开平台时的初速度；（2）运动员（连同滑板）通过圆弧轨道最底点对轨道的压力；（3）运动员（连同滑板）在斜面上滑行的最大距离。【答案】（1）（2），方向竖直向下（3）【解析】【小问1详解】运动员离开平台后从A至的过程中，在竖直方向有在点有解得【小问2详解】运动员在圆弧轨道做圆周运动，由牛顿第二定律可得由机械能守恒得解得根据牛顿第三定律可知，运动员（连同滑板）通过圆弧轨道最低点对轨道的压力大小为2150N，方向竖直向下。【小问3详解】运动员从A至过程有运动员从至过程有解得19.如图所示，用不可伸长的轻绳将物块A悬挂于O点，轻绳的长度为L。现将轻绳拉至水平，将物块A由静止释放。当物块A运动至最低点时，恰好与静止在水平面上的物块B发生碰撞后反弹，反弹后离地的高度为。碰撞后物块B在水平面上滑行一段距离后停下来。已知物块A的质量为m，物块B的质量为5m，A、B均可视为质点，重力加速度大小为g，不计空气阻力的影响。（1）求碰撞前瞬间，物块A的速度大小；（2）求碰撞后瞬间，物块B的速度大小；（3）求A、B碰撞过程中产生的热量。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）当物块A运动至最低点时有解得（2）A反弹后离地的高度为，则有解得A、B碰撞过程，根据动量守恒定律有解得（3）根据能量守恒定律，A、B碰撞过程中产生的热量为解得20.一球形人造卫星，其最大横截面积为A、质量为m，在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动．由于受到稀薄空气阻力的作用，导致卫星运行的轨道半径逐渐变小．卫星在绕地球运转很多圈之后，其轨道的高度下降了△H，由于△H<<R，所以可以将卫星绕地球运动的每一圈均视为匀速圆周运动．设地球可看成质量为M的均匀球体，万有引力常量为G．取无穷远处为零势能点，当卫星的运行轨道半径为r时，卫星与地球组成的系统具有