天津市第四十一中学2026-2027学年高三上学期开学考试物理试卷（含解析）

物理河西四十一中26秋高三开学考试卷天津市第四十一中学2026—2027学年度第一学期高三第一次开学检测物理一、单选题【每小题4分，共40分】1.如图甲所示是斧子砍进木桩时的情境，其横截面如图乙所示，斧子的剖面可视作顶角为θ的等腰三角形，当施加竖直向下的力F时，则（）A.同一斧子，若施加的力F越小，越容易劈开木桩B.同一斧子，若施加的力F越大，越不容易劈开木桩C.施加相同的恒力F，θ越大的斧子，越容易壁开木桩D.施加相同的恒力F，θ越小的斧子，越容易劈开木桩【答案】D【解析】【详解】AB．同一斧子，θ一定，F越大，其分力越大，越容易劈开木桩，故AB错误；CD．F一定时，θ越小的斧子，其分力越大，越容易劈开木桩，故C错误，D正确。故选D。2.如图甲所示，一架直梯斜靠光滑的竖直墙壁上，直梯下端放在粗糙的水平地面上。一位工人站上直梯，从侧面观察时，可画成如图乙所示的图形。工人和直梯始终处于静止状态，下列说法中正确的是（）A.工人越重，直梯所受合力越大B.墙壁对直梯的弹力方向垂直于直梯所在平面并且指向斜上方C.地面对梯子的作用力不沿竖直方向D.地面对直梯的摩擦力大于墙壁对直梯的弹力【答案】C【解析】【详解】A．依题意，直梯处于静止状态，受力平衡，工人的轻重与否，不影响直梯的状态，其合力始终为零，故A错误；B．墙壁对直梯的弹力方向垂直于墙面水平向右，故B错误；CD．根据受力平衡可知，地面对直梯的摩擦力与墙壁对直梯的弹力等大反向，即地面对梯子的摩擦力方向水平向左，地面对梯子的支持力方向竖直向上，则地面对梯子的作用力方向斜向上偏左，故C正确；D错误。故选C。3.两个物体A和B，质量分别为m1和m2，互相接触放在光滑水平面上，如图所示，对物体A施以水平的推力F，则物体A对物体B的作用力等于（）A. B.C.F D.【答案】B【解析】【分析】【详解】根据牛顿第二定律，对整体可得对B分析，则有故选B。4.做平抛运动的物体，每秒速度的增量总是（）A.大小相等，方向相同 B.大小不等，方向不同C.大小相等，方向不同 D.大小不等，方向相同【答案】A【解析】【详解】平抛运动的加速度不变，为g．根据，知每秒速度增量大小相等，方向竖直向下，与加速度的方向相同，所以每秒速度的增量总是大小相等，方向相同，故A正确．5.分子间的作用力F与分子间距离r的关系如图所示，为分子间的平衡位置。下列说法正确的是（）A.当时，分子间的作用力最小B.当时，分子间的作用力最小C.分子间的作用力总是随分子间距离增大而减小D.分子间的作用力总是随分子间距离增大而增大【答案】A【解析】【详解】A．为分子间的平衡位置，此位置分子斥力与引力等大反向，合力为0，即当时，分子间的作用力最小，A正确；B．当时，分子斥力小于引力，合力表现为引力，即分子间的作用力表现为引力，且为间距大于时的最大值，B错误；C．根据图像可知，当分子之间间距大于时，随分子间距离增大，分子间的作用力先增大后减小，C错误；D．根据图像可知，当分子之间间距小于和分子距离大于时，随分子间距离增大，分子间的作用力减小，D错误。故选A。6.如图是“中国天眼”口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远镜球面，质量为m的工作人员被悬在空中的氦气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时，氦气球对其有大小为、方向竖直向上的拉力作用，使其有“人类在月球上行走”的感觉，若将人视为质点，此时工作人员（）A.受到的重力大小为 B.受到的合力大小为C.对球面的压力大小为 D.对球面的作用力大小为【答案】D【解析】【详解】A．工作人员的质量为，则工作人员受到的重力A错误；B．工作人员在球面上缓慢行走，处于平衡状态，合力为0，B错误；C．工作人员站在的球面位置不水平，对球面的压力不等于，C错误；D．由平衡条件可得球面对工作人员的作用力满足再由牛顿第三定律可得，工作人员对球面的作用力大小为D正确。故选D。7.如图所示，长为的细绳一端固定，另一端系一质量为的小球。给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为，下列说法中正确的是（）A.小球受重力、绳的拉力和向心力作用B.越大，小球运动的角速度越小C.越大，小球运动的速度越大D.越大，小球运动的周期越大【答案】C【解析】【详解】A．小球在水平面内做匀速圆周运动，只受重力和细绳的拉力两个力的作用。小球的受力情况及绳与竖直方向的夹角如图所示：向心力是根据力的作用效果命名的力，由重力与绳的拉力共同产生的合力提供，受力分析中不能把向心力当作小球单独受到的力，故A错误；BCD．设小球质量为、绳长为，绳与竖直方向的夹角为，小球做匀速圆周运动的半径为，取小球为研究对象，将绳的拉力沿竖直方向和指向圆心的水平方向分解。竖直方向小球受力平衡，有水平方向绳拉力的分量提供向心力，有小球做圆周运动的半径由几何关系给出，即由以上三式消去和，解得小球运动的角速度由上式可知，增大时减小，角速度随增大而增大。由线速度与角速度的关系得因此增大时与都增大，线速度随增大而增大。由周期与角速度的关系得综上，增大时角速度增大、线速度增大、周期减小，故BD错误，C正确。故选C。8.在抗击新冠疫情期间，为了保障百姓基本生活，许多快递公司推出了“无接触配送”，即用无人机配送快递（如图甲所示）。某次快递员操作无人机竖直向上由地面向10楼阳台配送快递，无人机和快递飞行过程的图像如图乙所示，忽略空气阻力。下列说法正确的是（）A.时间内，无人机和快递做加速度逐渐增大的加速直线运动B.时间内，无人机和快递的机械能增加C.时间内，无人机和快递的平均速度大于D.时间内，无人机和快递处于超重状态【答案】B【解析】【详解】A．根据图像的斜率表示加速度可知，时间内斜率在变小，即加速度在变小，无人机做加速度减小的加速运动，A错误；B．时间内，无人机的动能不变，而高度升高，则重力势能增加，机械能增加，故B正确；C．根据图像与时间轴围成的“面积”表示无人机运动的位移大小，可知图像与横轴围成的面积小于连接曲线上和两点直线时与横轴围成的面积，再根据匀变速直线运动的平均速度表达式可得，时间内无人机的平均速度，故C错误；D．时间内，无人机做加速度减小的减速运动，合力向下，此时系统拉力小于重力，处于失重状态，D错误。故选B。9.海上航行的船只大都装备有随时可用的充气救生船。充气船使用时在船的浮筒内充入气体，充满气后浮筒的体积可视为不变。海上昼夜温差较大，若将充气船放置在海上，则夜间充气船浮筒内的气体与白天相比（）A.内能更小 B.压强更大C.分子数密度更小 D.单位时间撞击到单位面积浮筒内壁的分子数增多【答案】A【解析】【详解】A．夜间充气船浮筒内的气体与白天相比温度较低，分子的平均动能更小，内能更小，故A正确。B．充气船内气体体积不变，夜间温度低，由查理定律可知，压强更小，故B错误。C．气体的质量不变，气体分子总数不变，体积不变，则分子数密度不变，故C错误。D．夜间温度低，分子的平均动能更小，则分子的平均速率更小，而分子数密度不变，所以单位时间撞击到单位面积浮筒内壁的分子数减小，故D错误。故选A。10.如图所示，一定质量的理想气体可经三个不同的过程从状态变化到状态，则（）A.和过程，外界对气体做功相同B.和过程，气体放出的热量相同C.在状态A时和在状态C时，气体的内能相同D.在状态B时和在状态D时，气体分子热运动的平均动能相同【答案】C【解析】【详解】A．图中过程曲线与V轴围成的面积表示气体对外界做的功（体积减小时，该面积大小等于外界对气体做的功）。AC过程和ADC过程的曲线与V轴围成的面积不同，因此外界对气体做功不相同，故A错误；B．两个过程初末状态均为A、C，因此内能变化ΔU相同，但外界对气体做的功W不同，根据热力学第一定律可知气体吸收/放出的热量Q一定不同，故B错误；C．根据理想气体状态方程，状态A满足​，状态C满足因此A、C两状态温度T相同；而理想气体内能仅由温度决定，因此两状态内能相同，故C正确；D．分子热运动的平均动能仅由温度决定，状态B的​，状态D的​，由理想气体状态方程可知两状态温度不同，因此分子平均动能不同，故D错误。故选C。二、多选题【每小题5分，共30分，少选得3分】11.一物体自t=0时开始做直线运动，其速度图线如图所示。下列选项正确的是（）A.在0～6s内，物体离出发点最远为30mB.在0～6s内，物体经过的路程为40mC.在0～4s内，物体的平均速率为7.5m/sD.在5～6s内，物体所受的合外力做负功【答案】BC【解析】【分析】【详解】A．根据图像可知，0～5s内物体运动方向不变，5s后反向运动，5s时离出发点最远，A错误；B．位移等于v-t图像的面积，则5s内的位移为35m最后一秒内的位移为-5m故总路程为B正确；C．位移等于v-t图像的面积，4s的位移为30m在0～4s内，物体的路程也为30m，所以平均速率为7.5m/s,C正确；D．根据动能定理可以知道5～6s内，物体的速度反向增大，所以物体动能增加，所受的合外力做正功，D错误。故选BC。12.如图所示，A、B两条直线是在A、B两地分别用竖直向上的力F拉质量分别为mA和mB的物体，实验得出的两个加速度a与力F的关系图线，由图分析可知()A.两地重力加速度是gA>gB B.mA<mBC.两地重力加速度是gA＝gB D.mA>mB【答案】BC【解析】【详解】由牛顿第二定律可知：；故在图象中，图象的斜率表示物体的质点的倒数；则由图象可知，A的斜率大于B的斜率，故A的质量小于B的质量；由公式可得，图象与纵轴的交点为当地的重力加速度，由图可知，A的重力加速度等于B的重力加速度，故选项BC正确，选项AD错误．点睛：对于图象的认识，注意要由已知物体规律确定公式，再结合公式分析图象好可得出正确的结果．13.如图所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d。根据图中的信息，下列判断正确的是（）A.小球做匀加速直线运动B.位置“1”是小球释放的初始位置C.小球下落的加速度为D.小球在位置“3”的速度为【答案】AC【解析】【详解】A．从图中可以看出因此小球做匀加速直线运动，A正确；B．如果位置“1”是小球释放的初始位置，根据从静止开始做匀加速运动的物体，连续相等的时间间隔内，位移之比为1:3:5:7，而图中位移之比为2:3:4:5，因此位置“1”不是小球释放的初始位置，B错误；C．根据可知小球下落的加速度C正确；D．球在位置“3”的速度等于位置“2”到位置“4”的平均速度，因此D错误。故选AC。14.如图所示，质量为m的小物块以初速度v0沿足够长的固定斜面上滑，斜面倾角为θ，物块与该斜面间的动摩擦因数μ>tanθ，下图中表示该物块的速度v和所受摩擦力Ff随时间t变化的图线(以初速度v0的方向为正方向)，可能正确的是()A.B.C.D.【答案】AC【解析】【详解】物块的运动情况是先向上做减速直线运动，所受滑动摩擦力为μmgcosθ，方向沿斜面向下，达到最高点后由于μ>tanθ，即mgsinθ<μmgcosθ，物块不会向下滑动，而是保持静止，静摩擦力的大小等于重力的下滑分力mgsinθ，小于上滑时的摩擦力μmgcosθ，故AC正确，BD错误．15.以速度水平抛出一物体，当其竖直分位移与水平分位移相等时，此物体的（）A.竖直分速度等于水平分速度 B.瞬时速度为C.运动时间为 D.运动位移为【答案】BD【解析】【详解】A．由平抛运动规律可知，水平方向上有，竖直方向上有当竖直分位移与水平分位移相等时有，即解得运动时间此时竖直分速度水平分速度始终为

，竖直分速度是水平分速度的2倍，A错误；B．当竖直分位移与水平分位移相等时，此物体的瞬时速度，B正确；C．由A可知消去一个t后解得运动时间，C错误；D．此时水平分位移竖直分位移与水平分位移相等即​​合位移大小

，D正确。故选BD。16.一轻杆一端固定质量为的小球，以另一端为圆心，使小球在竖直平面内作半径为的圆周运动，如图所示，则（）A.小球过最高点时，杆所受弹力可以为零B.小球过最低点时，杆对球的作用力一定跟小球所受重力的方向相反C.小球过最高点时，杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反，此时重力一定大于杆对球的作用力D.小球过最高点时的最小速度是【答案】ABC【解析】【详解】ACD．设小球在最高点的速度大小为，在最低点的速度大小为，杆对球的作用力大小记为。对小球在最高点由牛顿第二定律得上式中取正值表示杆对球的作用力与重力方向相同，取负值表示杆对球的作用力与重力方向相反，取零表示杆对球没有作用力。当时，杆对球没有作用力，重力单独提供小球在最高点的向心力，此时方程为由此解得可见小球过最高点时杆所受弹力可以为零，此时重力恰好提供小球在最高点的向心力。当较小时，杆对球竖直向上支持小球，杆对球的作用力方向与小球所受重力方向相反，此时小球在最高点的合力方程写为该式右端为正值，故此时重力一定大于杆对球竖直向上的作用力。杆既能对球施加拉力也能对球施加支持力，小球在最高点的速度可以任意小，故AC正确，D错误；B．小球在最低点时要由合力提供指向圆心的向心力，取竖直向上的方向为正方向，对小球由牛顿第二定律得该式右端为正值，故杆对球的作用力竖直向上且大于小球所受重力，与小球所受重力的方向相反，故B正确。故选ABC。三、计算题【17题15分，18题15分，共30分】17.如图所示，水平轨道与光滑半圆轨道BCD相切于B点，C点与半圆的圆心O等高，质量为m1=3kg的物块Q放置于B点，水平轻弹簧一端固定，另一端与质量为m2=1kg的物块P接触，P将轻弹簧压缩到A点后由静止释放，P被轻弹簧弹开后与Q发生弹性碰撞，Q恰好经过最高点D，P在后续运动中不与弹簧碰撞。已知P，Q可视为质点且P与水平轨道之间的动摩擦因数为μ=0.2，AB的长度为L=2m，半圆轨道的半径为R=0.1m，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：（结果可带根号）（1）Q在最高点的速度；（2）P和Q相碰前瞬间P的速度；（3）释放物块P前弹簧储存的弹性势能；（4）Q落在水平轨道的位置与P最终停止运动位置的距离。【答案】（1），方向水平向左（2），方向水平向右（3）（4）【解析】【小问1详