2025年高三物理秋季开学摸底考试模拟卷物理（北京专用）（解析版）

2/22025年高三物理秋季开学摸底考试模拟卷物理·全解全析（考试时间：90分钟试卷满分：100分）注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上．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．一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1．如图所示，长方体物块叠放在斜面上，B受到一个沿斜面方向的拉力F，两物块保持静止。B受力的个数为（）A．4 B．5 C．6 D．7【答案】C【解析】根据题意，对A受力分析可知，受重力、B的支持力，由于A静止，则A还受B沿斜面向上的静摩擦力，对B受力分析可知，受重力、斜面的支持力、A的压力、拉力、B还受A沿斜面向下的摩擦力，由于B静止，则受沿斜面向上的摩擦力，即B受6个力作用。故选C。2．一个音乐喷泉喷头出水口的横截面积为，喷水速度约为，水的密度为，则该喷头（

）A．单位时间的喷水量约为B．单位时间的喷水量约为C．喷水的功率约为D．喷水的功率约为【答案】D【解析】AB．单位时间的喷水量约为故AB错误；CD．设时间内从喷头流出的水的质量为喷头喷水的功率等于时间内喷出的水的动能增加量，即W故C错误，D正确；故选D。3．如图所示，一只蜗牛沿着一根固定不动的弧形树枝从左端开始缓慢向上爬行。下列说法正确的是（

）A．蜗牛受到的合力不断减小B．树枝对蜗牛的作用力不变C．树枝对蜗牛的弹力大小不变D．树枝对蜗牛的摩擦力不断增大【答案】B【解析】ACD．设竖直于水平方向的夹角为，蜗牛受重力，弹力、摩擦力，蜗牛缓慢前行，故蜗牛的合外力始终为零，由平衡方程有，由于坡角逐渐变小，故竖直对蜗牛的支持力逐渐变大，树枝对蜗牛的摩擦力逐渐变小，A错误，C错误，D错误；B．由受力平衡可知树枝对蜗牛的作用力与蜗牛的重力始终等大反向，故树枝对蜗牛的作用力不变，B正确。故选B。4．我国于2018年12月成功发射“嫦娥四号”探测器，实现了人类首次月球背面着陆。假设“嫦娥四号”探测器的发射过程简化如下：探测器从地球表面发射后，进入地月转移轨道，经过M点时变轨进入距离月球表面100km的圆形轨道Ⅰ，在轨道Ⅰ上经过P点时再次变轨进入椭圆轨道Ⅱ，之后将在Q点着陆月球表面。下列说法正确的是（）A．“嫦娥四号”探测器的发射速度大于地球的第二宇宙速度B．“嫦娥四号”在轨道Ⅰ上经过M点的速度小于在轨道Ⅱ上经过Q点的速度C．“嫦娥四号”在轨道Ⅰ上经过P点的加速度小于在轨道Ⅱ上经过P点的加速度D．“嫦娥四号”在M点需要加速才能实现从地月转移轨道转移到Ⅰ轨道【答案】B【解析】A．“嫦娥四号”探测器绕月球运行时，并没有脱离地球引力的约束，所以发射速度大于地球的第一宇宙速度，小于地球的第二宇宙速度，故A错误；B．卫星绕月球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力得可得可知“嫦娥四号”在过Q点圆轨道的运行速度大于在轨道Ⅰ上经过M点的速度，而“嫦娥四号”在过Q点圆轨道需要点火加速变轨到椭圆轨道Ⅱ，所以“嫦娥四号”在轨道Ⅰ上经过M点的速度小于在轨道Ⅱ上经过Q点的速度，故B正确；C．根据牛顿第二定律可得可得可知“嫦娥四号”在轨道Ⅰ上经过P点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过P点的加速度，故C错误；D．卫星从高轨道变轨到低轨道，需要在变轨处点火减速，所以“嫦娥四号”在M点需要减速才能实现从地月转移轨道转移到Ⅰ轨道，故D错误。故选B。5．如图所示的位置—时间图象，分别表示同一直线公路上的两辆汽车a、b的运动情况。已知两车在t2时刻并排行驶，则下列表述正确的是（）A．t2时刻两车的速率相等B．0～t1时间内的某一时刻两车相距最远C．0时刻a车在b之后D．0～t2时间内a车的速率大于b车【答案】B【解析】A．图像斜率表示速度，时刻车速度为0，车有正向速度，故A错误；BCD．时间内的存在点使两图像斜率相等，如图即两车速度相等（临界点），时间内的点两图像方向距离最大，即两车相距最远；0时刻两车处于同一位置；点之前车的速度大，点之后车的速度大，故B正确，CD错误。故选B。6．如图所示，一根无限长的通电直导线固定在光滑水平面上，一质量为m的导体圆环在该平面内运动，其初速度大小为v0，方向与导线的夹角为30°。已知距离导线越远，磁场的磁感应强度越小，则导体圆环（）A．做速度逐渐减小的直线运动B．距导线的距离先增大后减小C．产生的电能最多为D．受到安培力的冲量最大为【答案】D【解析】AB．一无限长通电直导线产生的磁场是非匀强磁场，最初导体圆环的运动方向与直导线成30°角，可将初速度沿平行于直导线和垂直于直导线的方向分解，沿导线方向做匀速直线运动，由于电磁感应，导体圆环中产生感应电流，安培力的方向与导体圆环垂直于导线的运动方向相反，最终沿平行直导线的方向匀速运动，这个方向上速度减小，则导体圆环感应电流减小，则所受安培力减小，这个方向做加速度减小的减速运动，根据运动的合成可知导体圆环做速度逐渐减小的曲线运动，距导线的距离一直增大，故AB错误；C．沿着导线方向的分速度由能量守恒定律得导体圆环产生的电能为解得故C错误；D．垂直导线方向的分速度垂直导线方向，根据动量定理联立可得导体圆环受到安培力的冲量最大为故D正确。故选D。7．如图1所示，质量相等的物块A、B紧靠在一起放置在水平地面上，水平轻弹簧一端与A拴接，另一端固定在竖直墙壁上。开始时弹簧处于原长，物块A、B保持静止。时刻，给B施加一水平向左的恒力F，使A、B一起向左运动，当A、B的速度为零时，立即撤去恒力。物块B的图像如图2所示，其中至时间内图像为直线。弹簧始终在弹性限度内，A、B与地面间的滑动摩擦力大小恒定，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（）A．时刻A、B分离B．改变水平恒力F大小，的时间不变C．时间内图像满足同一正弦函数规律D．和时间内图2中阴影面积相等【答案】D【解析】A．由题意结合题图2可知，时刻弹簧弹力与B所受的摩擦力大小相等，弹簧处于压缩状态，时刻弹簧刚好恢复原长，A、B刚要分离，故A错误；B．改变水平恒力F大小，则弹簧压缩量变化，弹性势能改变，两物体分开时B的动能增大，则的时间改变，故B错误；C．时间内整体受外力、弹力、摩擦力做功，时间内受弹力与摩擦力做功，根据功能关系可知动能变化不相同，则时间内图像不满足同一正弦函数规律，故C错误；D．时刻弹簧刚好恢复原长，根据图像与坐标轴围成的面积代表位移可知，和时间内图2中阴影面积相等，故D正确；故选D。8．位于坐标原点的波源在时刻开始振动，形成的简谐横波沿x轴正方向传播，平衡位置在处的质点P开始振动时，波源恰好第1次处于波峰位置。已知波源振动的位移y随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（）A．波的周期是0.1sB．波的振幅是0.4mC．波的传播速度是20m/sD．质点P开始振动时方向沿y轴正向【答案】C【解析】AB．由题图可知周期为，振幅为，故AB错误；D．由题图可知波源的起振方向沿y轴负向，则质点P开始振动时方向沿y轴负向，故D错误；C．平衡位置在处的质点P开始振动时，波源恰好第1次处于波峰位置，由于波源的起振方向沿y轴负向，则该段时间为则波的传播速度为故C正确。故选C。9．如图1所示，光滑水平面左侧有一竖直墙壁，质量为m的小球以速度与静止的质量为M的小球发生对心碰撞，。m与M或墙壁之间的碰撞没有能量损失。设任意时刻两球速度分别为v和V，令，，，其中r为定值，该函数的图像如图2所示，图像中的点（，）表示两个小球组成的系统可能的状态，A、B、C为系统连续经历的三个状态。根据以上信息，下图1列说法正确的是（）A．从状态A到状态B过程系统动量不守恒B．从状态B到状态C过程两个小球发生弹性碰撞C．直线AB的斜率D．图像中圆的半径【答案】C【解析】A．质量为m的小球以速度与静止的质量为M的小球发生对心碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可得，可得，可知碰撞后小球的速度反向；由图2可知，状态A时小球的速度为0，状态B时小球的速度方向与状态A时的速度方向相反，则从状态A到状态B过程两个小球发生弹性碰撞，系统满足动量守恒，故A错误；B．由图2可知，从状态B到状态C，小球的速度等大反向，所以从状态B到状态C过程是小球与墙壁发生弹性碰撞，故B错误；C．从状态A到状态B过程两个小球发生弹性碰撞，根据题意可知图中直线AB的斜率为故C正确；D．令，，，则有可得由于m与M或墙壁之间的碰撞没有能量损失，根据能量守恒可得联立可得故D错误。故选C。10．如图所示，某同学以大小为的初速度将铅球从P点斜向上抛出，到达Q点时铅球速度沿水平方向。已知P、Q连线与水平方向的夹角为，P、Q间的距离为。不计空气阻力，铅球可视为质点，质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．铅球从P点运动到Q点所用的时间为B．铅球从P点运动到Q点重力做的功为C．铅球从P点运动到Q点动量的变化为D．铅球到达Q点的速度大小为【答案】D【解析】A．铅球从P点运动到Q点的逆过程为平抛运动，竖直方向是自由落体运动，由运动学公式有解得铅球从P点运动到Q点所用的时间为，A错误；B．由重力做功有铅球从P点运动到Q点重力做的功为B错误；C．由上述分析可知，从P点运动到Q点所用的时间为，由动量定理有代入数据有铅球从P点运动到Q点动量的变化为C错误；D．铅球从P点运动到Q点由动能定理有解得铅球到达Q点的速度大小为，D正确。故选D。11．模拟失重环境的实验舱，通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射出，上升到最高点后回落，再通过电磁制动使其停在地面。实验舱运动过程中，受到的空气阻力f的大小随速率增大而增大，f随时间t的变化如图所示（向上为正）。下列说法正确的是（）A．从到，实验舱处于电磁弹射过程 B．从到，实验舱加速度大小减小C．从到，实验舱内物体处于失重状态 D．时刻，实验舱达到最高点【答案】B【解析】A．间，f向下，先增大后减小，可知此时速度方向向上，先增大后减小，故实验舱先处于弹射过程后做竖直上抛运动；故A错误；B．，f向下在减小，可知此时速度方向向上，速度在减小，根据牛顿第二定律有即故加速度大小在减小，故B正确；C．间，f向上，先增大后减小，可知此时速度方向向下，先增大后减小，先向下加速后向下减速，加速度先向下后向上，先失重后超重，故C错误；D．根据前面分析可知时刻速度方向改变，从向上变成向下运动，故时刻到达最高点，故D错误。故选B。12．小明做家务时，发现家里自来水的出水情况有这样的特点：当水流不太大时，从水龙头中连续流出的水会形成水柱，从上往下越来越细，如图所示。水柱的横截面可视为圆，在水柱上取两个横截面A、B，粗测A、B的直径之比。则经过A、B处的水流速度大小之比为（）A． B． C． D．【答案】B【解析】取相同的时间，且，则有可得经过A、B处的水流速度大小之比为故选B。13．从地面上以初速度竖直上抛一质量为的小球，一段时间后落回地面的速度大小为。小球运动的速度随时间变化的规律如图所示。若运动过程中小球受到的阻力与其速率成正比，重力加速度为，下列说法中正确的是（

）A．小球上升过程的时间大于下落过程的时间B．小球上升和下降过程中阻力的冲量大小相等C．小球上升过程中的平均速度大于D．整个过程中阻力做功为0【答案】B【解析】A．由题意可得，上升过程中，小球的加速度为下落过程中，小球的加速度为可知上升的平均加速度大于下落的平均加速度，且又上升和下降的位移相同，根据可知小球上升过程的时间小于下落过程的时间，故A错误；B．由题意可得，阻力与速率的关系为故阻力的冲量大小为因为上升过程和下降过程位移相同，则上升和下降过程阻力冲量大小相等，故B正确；C．上升过程若是匀减速运动，则平均速度为但由图可知，其速度时间图像面积小于匀减速运动的面积，即小球上升的位移小于匀减速上升的位移，则可得小球上升过程中的平均速度小于，故C错误；D．整个过程中阻力方向一直与速度反向，故阻力一直在做负功，故D错误。故选B。14．固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环，小环从大圆环顶端点由静止开始自由下滑，在下滑过程中，下列说法正确的是（）A．小环的速率正比于它滑过的弧长B．小环的速率正比于它与点连线扫过的面积C．小环重力势能的减少量正比于它滑过的弧长D．小环重力势能的减少量正比于它到点的距离的二次方【答案】D【解析】AB．设圆环下降的高度为h，圆环的半径为R，它到P点的距离为L，如图所示根据机械能守恒定律得因为解得小环的速率即小环的速率正比于它到P点的距离，故AB错误；CD．小环重力势能的减少量等于重力对小圆环做的功，即小环重力势能的减少量因为故C错误，D正确。故选D。二、非选择题：共6题，共58分。15.（8分）某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴（横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1mm）的纸贴在水平桌面上，如图甲所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点（位于图示部分之外），另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长。（1）用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图乙所示，F的大小为N；（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图甲中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2N和F2=5.6N；①用5mm长度的线段表示1N的力，以O为作用点，在图甲中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合。②F合的大小为N，F合与拉力F的夹角的正切值为。若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。【答案】（1）4.0（2）①②4.00.05【解析】（1）由图乙可知，该测力计的精度为0.2N，则该读数为4.0N。（2）①用5mm长度的线段表示1N的力，以O为作用点，在图甲中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合，如图所示②用刻度尺量出F合的线段长为20.0mm，所以F合大小为F合与拉力F的夹角的正切值为16.（10分）做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。(1)若使用图甲所示装置进行实验，下列说法中正确的是______（选填选项前的字母）A．拉小车的细线应与带滑轮的长木板平行B．实验开始时，让小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带C．把木板右端垫高，小车在拉力作用下拖动纸带匀速运动，以平衡小车受到的阻力D．为减小误差，实验中要保证槽码的质量远小于小车的质量(2)在图甲所示装置中，实验室使用我国民用电时，打点计时器的打点频率为，实验中得到一条纸带，在纸带上从点开始，每隔个点取一个计数点，分别为、、、、，如图乙所示，相邻两计数点间的距离分别为、、、、，则小车的加速度为。(3)若采用传感器测量数据进行实验，装置如图丁所示，在小车前固定一无线式力传感器（通过无线传输方式在电脑上显示拉力的大小），细绳系在力传感器上，槽码的总质量用表示，小车（含车内钩码）和力传感器的总质量用表示。①实验中，在保持一定的前提下，（选填“需要”或“不需要”）满足远小于；（选填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。②若一位同学在上面①的两个选择中都选择了“不需要”，之后多次改变槽码的质量，重复实验，测得多组力及对应的加速度作出图像，最有可能的图像是。【答案】(1)AD(2)500.2(3)不需要需要B【解析】（1）AC．为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上，把木板右端垫高，调整长木板的倾斜程度，在没有其他外力作用的情况下，让小车拖着纸带做匀速直线运动，同时要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行，故A正确、C错误；B．实验开始时，让小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，故B错误；D．在消除摩擦力对实验的影响后，那么小车的合力就是绳子的拉力，根据牛顿第二定律得，对小车有对槽码有整理可得可知，当槽码的质量远小于小车的质量时，绳子的拉力近似等于槽码的重力，故D正确。故选AD。（2）我国民用电的频率为，故打点计时器的打点频率为。每隔4个点取一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔为由逐差法求加速度可得（3）①由图丁可知，绳子的拉力可以通过力传感器读出，故不需要满足m远小于M，为使绳子的拉力为小车的合力，需要平衡摩擦力。②若未平衡摩擦力，由牛顿第二定律有整理可得故选B。17.（9分）荡秋千是孩子们喜欢的一项运动。如图所示，秋千由两根长度均为L的细绳悬挂于固定横梁上，质量为m的小孩坐在秋千座椅上，初始时，大人用一水平外力使秋千静止，此时两绳与竖直方向夹角均为。不计秋千的质量，小孩可视为质点。重力加速度为g。(1)当秋千静止时，求水平外力的大小F。(2)将秋千从静止释放，秋千自由摆动，若不计空气阻力，求秋千摆到最低点时每根绳子的拉力大小T。(3)若考虑空气阻力，求秋千从静止释放到停下的过程中空气阻力所做的功。【答案】(1)(2)(3)【解析】（1）秋千静止时，受三个力的作用：重力G、细绳拉力T和水平拉力F作用。根据共点力平衡知识得解得（2）不计空气阻力，秋千从静止摆到最低点的过程中，由机械能守恒得秋千运动到最低点，拉力与重力的合力提供向心力，则有解得（3）若考虑空气阻力，秋千最终停在最低点。根据动能定理得又解得18.（9分）某物体以一定初速度从地面竖直向上抛出，经过时间t到达最高点。在最高点该物体炸裂成两部分，质量分别为和m，其中A以速度v沿水平方向飞出。重力加速度为g，不计空气阻力。求：(1)该物体抛出时的初速度大小；(2)炸裂后瞬间B的速度大小；(3)落地点之间的距离d。【答案】(1)(2)(3)【解析】（1）物体竖直上抛至最高点时速度为0，由运动学公式可得（2）爆炸瞬间水平方向动量守恒，爆炸前总动量为0。A速度为v，设B速度为vB，由动量守恒定律得解得即大小为2v（3）根据竖直上抛运动的对称性可知下落时间与上升时间相等为t，则A的水平位移B的水平位移所以落地点A、B之间的距离19.（10分）关于飞机的运动，研究下列问题。(1)质量为m的飞机在水平跑道上由静止开始做加速直线运动，当位移为x时速度为v。在此过程中，飞机受到的平均阻力为f，求牵引力对飞机做的功W。(2)飞机准备起飞，在跑道起点由静止开始做匀加速直线运动。跑道上存在这样一个位置，飞机一旦超过该位置就不能放弃起飞，否则将会冲出跑道。已知跑道的长度为L，飞机加速时加速度大小为，减速时最大加速度大小为。求该位置距起点的距离d。(3)无风时，飞机以速率u水平向前匀速飞行，相当于气流以速率u相对飞