2023-2024学年广东省深圳市南山为明学校高三上学期开学摸底考试物理试题（解析版）

深圳市南山为明学校2023-2024学年第一学期高三开学摸底考试高三物理一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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。1.2022年8月25日上午10:00，某中学2022级高一新生军训会操表演在学校操场隆重举行。下列说法中正确的是（）A.“上午10:00”指时间间隔B.裁判会操表演打分中，不能将队伍中某同学看作质点C.当某班级方阵“正步走”通过主席台时，以某同学为参考系，其他同学是运动的D.各班级方阵沿操场一周，其位移就是路程【答案】B【解析】【详解】A．“上午10:00”指时刻，故A错误；B．裁判在会操表演打分中，不能将队伍中某同学看作质点，故B正确；C．当某班级方阵“正步走”通过主席台时，以某同学为参考系,其他同学是静止的，故C错误；D．各班级方阵沿操场一周，其位移是0，路程是操场的周长，故D错误。故选B。2.2007年是我国著名物理学家、曾任浙江大学物理系主任的王淦昌先生一百周年诞辰。王先生早在1941年就发表论文，提出了一种探测中微子的方案：原子核可以俘获原子的K层电子而成为的激发态，并放出中微子(当时写作η)，即。而又可以放出光子γ而回到基态，即。下列说法正确的是（）A.是衰变B.和的核子数相同C.和的比结合能相同D.的过程中，由于质量数守恒，故未出现质量亏损【答案】B【解析】【详解】A．是原子核的人工转变，故A错误；B．又可以放出光子γ而回到基态，和质子数和中子数没有变化，则核子数不变，故B正确；C．7Li比(7Li)*更稳定，7Li的比结合能大于(7Li)*的比结合能，故C错误；D．核反应中放出了能量，根据爱因斯坦质能方程知,该反应过程发生了质量亏损，故D错误。故选B。3.一些问题你可能不会解答，但是你仍有可能对这些问题的答案是否合理进行分析和判断，例如从解得的物理量的单位进行分析，从而判断答案的合理性或正确性，举例如下：声音在空气中的传播速度与空气的密度、压强有关，下列速度表达式中为比例系数，无单位，则这四个表达式中可能正确的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】速度的单位为，密度单位为，压强的单位为；所以的单位是,的单位是，无单位，故的单位与速度的单位相同。故选B。4.如图所示，一光滑的半圆面固定于水平地面上，用水平力F将一小球沿着圆弧面从底端逐渐拉到顶端的过程中，水平力F大小的变化为（）A.逐渐增大 B.逐渐减小C.先增大后减小 D.先减小后增大【答案】B【解析】【详解】设小球受到的支持力与竖直方向夹角为，由题知小球沿着圆弧面从底端逐渐拉到顶端的过程中，夹角逐渐减小，由水平方向平衡关系知逐渐减小，水平力F逐渐减小。故选B。5.假设高速公路上A、B两车在同一车道上同向行驶。A车在前，B车在后，速度均为v0=30m/s，距离x0=100m。t=0时刻A车遇紧急情况后，A、B两车的加速度随时间变化关系如图甲、乙所示。取原运动方向为正方向。下面说法正确的是（）A.t=3s时，两车相距最近 B.0~9s内，两车位移之差为35mC.t=6s时，两车距离最近为10m D.两车在0~9s内会相撞【答案】C【解析】【详解】AC．由加速度—时间图像可画出两车的速度—时间图像，如图所示由图像可知，t=6s时两车同速，此时距离最近，图中阴影部分面积0~6s内两车位移之差，即Δx=×30×3m+×30×(6-3)m=90m则此时两车相距Δs=x0-Δx=10m故A错误，C正确；BD．0~9s内两车位移之差为Δx'=×30×3m=45m此时两车相距Δs'=x0-Δx'=55m所以两辆车不会相撞，故BD错误；故选C。6.某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A.实验中必须让木板保持匀速运动B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数【答案】C【解析】【详解】AB．为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，故物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡，图乙是向右轻绳的拉力随时间变化曲线，故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由图可乙知向右轻绳的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，故AB错误；C．由图可知，最大静摩擦力约为10N，滑动摩擦力约为7N，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7，故C正确；D．根据，可知，由于不知道物块的重力，故无法求物块与木板间的动摩擦因数，故D错误。故选C。7.某老师用图1所示装置研究电梯的运动。安装拉力传感器的铁架台置于电梯中，矿泉水瓶竖直悬挂在拉力传感器上。电梯运行时，电脑记录了矿泉水瓶所受拉力F随时间t的变化情况如图2所示，下列说法正确的是（）A.AB阶段电梯处于失重状态，CD阶段电梯处于超重状态B.电梯先后经历了上行、静止、下行三个过程C.AB阶段的加速度大小约，方向竖直向上D.CD阶段的加速度大小约，方向竖直向上【答案】C【解析】【详解】A．AB阶段拉力大于重力，电梯处于超重状态，CD阶段小于重力，电梯处于失重状态。A错误；B．AB阶段加速度向上，CD阶段加速度向下，电梯先后经历了向上加速，向上匀速和向上减速的过程。B错误；C．由图可知矿泉水瓶的重力重力加速度取矿泉水瓶的质量AB阶段的加速度大小约方向竖直向上。C正确；D．CD阶段的加速度大小约方向竖直向下。D错误。故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.在足够长的光滑固定斜面上，有一物体以10m/s的初速度沿斜面向上运动，物体的加速度大小始终为5m/s2，方向沿斜面向下，当物体的位移大小为7.5m时，下列说法正确的是（）A.物体的运动时间可能是1s B.物体的运动时间一定为3sC.物体的运动时间可能是（2+）s D.物体此时的速度大小一定是5m/s【答案】AC【解析】【详解】ABC．设沿斜面向上为正方向，则当物体的位移为向上的7.5m时，即由运动学公式解得当物体的位移为向下的7.5m时，即由解得（舍去）故AC正确，B错误；D．因为时间可能为1s，3s，，所以由速度公式解得故D错误。故选AC。9.如图所示，质量M=3kg的木块套在固定的水平杆上，并用轻绳与小球相连。今用与水平方向成60°角的力F拉着小球并带动木块一起向右匀速运动,，运动过程中木块与小球的相对位置保持不变，轻绳与杆的夹角为30°，g取10m/s2，则（）A.小球的质量m=1kgB.小球的质量m=kgC.木块与水平杆间的动摩擦因数μ=D.木块与水平杆间的动摩擦因数μ=【答案】AD【解析】【详解】AB．对小球受力分析，由平衡条件可知，水平方向上有竖直方向上有联立解得故A正确，B错误；CD．以小球和木块整体为研究对象，水平方向上有竖直方向上有，联立解得故C错误，D正确。故选AD。10.如图甲所示，足够长的传送带与水平面的夹角为θ，在传送带上某位置轻轻放上一小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数为μ，小木块速度随时间变化关系如图乙所示，v0、t0已知，重力加速度为g，则（）A.传送带一定逆时针转动B.C.传送带的速度大于v0D.t0时刻后木块的加速度为【答案】AD【解析】【详解】A．若传送带顺时针转动，当小木块下滑时，有小木块将一直做匀加速直线运动至传送带底端，当小木块上滑时，有小木块先做匀加速直线运动，小木块的速度等于传送带速度时做匀速直线运动，两种情况均不符合运动图象，故传送带一定逆时针转动，故A正确；B．小木块在内，受到的滑动摩擦力方向沿传送带向下，小木块的加速度为且解得故B错误；C．当小木块的速度等于传送带速度时，受到的滑动摩擦力方向沿传送带向上，故传送带的速度等于v0，故C错误；D．t0时刻后木块的加速度为故D正确。故选AD。三、非选择题，本题共5小题，共54分。11.某同学用图（a）所示装置“探究弹力和弹簧伸长的关系”。弹簧的上端固定在铁架台支架上，弹簧的下端固定一水平纸片（弹簧和纸片重力均忽略不计），激光测距仪可测量地面至水平纸片的竖直距离h。(1)该同学在弹簧下端逐一增挂钩码，每增挂一个钩码，待弹簧__________时，记录所挂钩码的重力和对应的h；(2)根据实验记录数据作出h随弹簧弹力F变化的图线如图（b）所示，可得未挂钩码时水平纸片到地面的竖直距离h0=______cm，弹簧的劲度系数k=_______N/m。（结果都保留到小数点后一位）【答案】①.静止②.120.0③.31.3【解析】【详解】(1)[1]该同学在弹簧下端逐一增挂钩码，每增挂一个钩码，待弹簧静止时，此时弹力与重力大小相等，记录所挂钩码的重力和对应的h(2)[2]由图可知，当时即为未挂钩码时水平纸片到地面的竖直距离[3]由胡克定律可得，即图像斜率绝对值的倒数表示弹簧劲度系数则有12.为探究物体加速度a与外力F和物体质量M的关系，研究小组的同学们在教材提供案例的基础上又设计了不同的方案，如图所示：方案甲中在小车前端固定了力传感器与细线相连，可以从传感器直接读出细线拉力;方案乙中拉动小车的细线通过滑轮与弹簧测力计相连，从测力计示数可读出细线拉力；方案丙中用带有光电门的气垫导轨和滑块代替木板和小车，三种方案均以质量为m的槽码的重力作为动力。（1）关于上述不同实验方案操作，下列说法正确的是____。A.各方案都需要使拉动小车(滑块)的细线与轨道平行B.在研究加速度与质量关系的时候，需要保证槽码的质量不变C.甲、乙两方案在计算加速度时必须将纸带上打的第一个点作为计数点进行测量D.各方案通过作出a-M图像即可得出加速度与质量的关系（2）这些方案中，需要满足M≫m的是____；必须倾斜轨道以平衡摩擦力的是____。（3）如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，两个计数点间还有四个点未画出，小车运动到D点瞬时速度为________m/s，小车运动的加速度为____m/s2(结果均保留两位有效数字).【答案】①.AB②.丙③.甲、乙④.0.25⑤.0.50【解析】【详解】（1）[1]A．各方案都需要使拉动小车(滑块)的细线与轨道平行，选项A正确；B．在研究加速度与质量关系的时候，需要保证牵引力不变，即要使得槽码的质量不变，选项B正确；C．甲、乙两方案在计算加速度时不一定要将纸带上打的第一个点作为计数点进行测量，选项C错误；D．各方案通过作出a-图像即可得出加速度与质量的关系，选项D错误；（2）[2][3]这些方案中，甲中有力传感器测量拉力，乙中有弹簧测力计测量拉力，则甲、乙不需要满足M≫m，但是丙图需要满足M≫m的条件，丙图有气垫导轨，则不需要平衡摩擦力，但是甲、乙中必须倾斜轨道以平衡摩擦力；（3）[4]小车运动到D点瞬时速度为[5]小车的加速度13.如图所示，某单色平行光束入射到半径r=m半圆形玻璃砖表面，已知玻璃砖对该单色光的折射率为，不考虑圆弧面上的反射光线。（1）若α=0°，求玻璃砖有光线射出部分圆弧所对应的圆心角；（2）若α=45°，求从圆弧面射出的光线在玻璃砖中运动的最长距离。【答案】（1）90°；（2）【解析】【分析】【详解】（1）设临界角为C，则代入数值得C=45°由图甲根据对称性可知：有光线射出圆弧部分对应的圆心角为90°（2）由折射定律得代入数值得由乙图知从圆心的正上方射出光线位移最大，代入数值得14.如图所示，小球B和小球C静止在光滑水平面上，轻弹簧一端固定在B球上，另一端与C球接触但未拴接，弹簧处于自然伸长状态，小球A从光滑圆弧面上距水平地而高h处由静止滑下，圆弧面与水平地面平滑连接，A球与B球发生弹性正碰，并在碰撞后立即将A球拿走。已知小球A的质量为m，小球B的质量为3m，重力加速度为g，求：（1）A球和B球碰撞后瞬间，B球的速度大小；（2）要使C球能获得最大动能，C球的质量应为多少。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设球A与B第一次碰撞前的速度大小为，根据机械能守恒有解得设碰撞后，A球的速度大小为，B球的速度大小为，根据动量守恒有根据能量守恒有解得（2）设C球的质量为，要使C球具有最大动能，则B、C通过弹簧作用，将C球弹离时，B球的速度为零，设C球获得的速度大小为，根据动量守恒有根据能量守恒有解得15.超级高铁（Pneumatic。Tubes）是一种以“真空钢管运输”为理论核心的交通工具，具有超高速、高安全、低能耗、噪声小、污染小等特点，2017年8月中国航天科工公司启动时速1000千米的“高速飞行列车”研发项目，后续还将研制最大运行速度2000千米和4000千米的超级高速列车，如图甲是中国超级高铁模型效果图；在管道中固定着两根水平的平行导轨和，两导轨间距为，图乙是超级高铁列车的纵向截面图，截面是半径为R的圆，列车总质量为M，在列车底盘上固定有长为、宽为R的矩形金属线框，线框单位长度的电阻为r。管道内依次分布着磁