江苏省南京市重点中学2023-2024学年高三上学期期初考试物理试题（原卷版+解析版）

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物理试题

（考试时间：75分钟；试卷满分：100分）

第Ⅰ卷（选择题，共40分）

一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分。只有一个选项正确）

1.如图所示，物体静止于一固定在水平地面上的斜面上，下列说法正确的是（）

A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力

B.物体对斜面的摩擦力和物体重力沿斜面的分力是一对作用力和反作用力

C.物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力

D.物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力

2.1986年，切尔诺贝利核电站由于操作员失误及压力管式石墨慢化沸水反应堆的设计缺陷导致核泄漏及爆炸事故，造成31人当场死亡，上万人由于放射性物质的远期影响而致命或患病。在被辐射污染的地区里，有些食品被碘131污染而使人患病。已知碘131的衰变方程为，半衰期为8天。下列说法正确的是（）

A.核反应堆利用石墨吸收中子，从而控制核反应的速度

B.碘131发生的衰变是β衰变

C.核反应堆中发生链式反应的核反应方程是

D.100个碘131原子核经过16天后还有25个未衰变

3.下列说法正确的是（）

A.太空飞船中的小水珠呈球形，是液体表面张力作用的结果

B.天然水晶在熔化过程中分子平均动能变大

C.地面附近一个氢气球在快速上升过程中，随着外界压强减小，球内气体的体积增大，温度不变

D.液晶材料像液体一样具有流动性，但不具备晶体各向异性的特征

4.如图，滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面，从顶端下滑，直至速度为零。对于该运动过程，若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小，t表示时间，则下列图像最能正确描述这一运动规律的是（）

A.B.

C.D.

5.两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示。开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的P端向右拉动弹簧，已知a弹簧的伸长量为L，则（）

A.b弹簧的伸长量也为LB.b弹簧的伸长量为

C.P端向右移动的距离为2LD.P端向右移动的距离为

6.如图所示，质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住。现用一个力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法中正确的是（）

A.若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零

B.若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零

C.斜面和挡板对球的弹力的合力等于ma

D.挡板对球弹力不仅有，而且是一个定值

7.如图所示在足够长光滑水平面上有一静止的质量为M的斜面，斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ．一质量为m（m＜M）的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动，不计冲上斜面过程中的机械能损失．如果斜面固定，则小物块恰能冲到斜面的顶端．如果斜面不固定，则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为（）

A.hB.C.D.

8.现有大量处于n=4能级的氢原子，这些氢原子向低能级跃迁时会辐射出若干种不同频率的光，氢原子能级示意图如图所示。下列说法正确的是（）

A.氢原子向低能级跃迁后核外电子的动能减小

B.这些氢原子最多可辐射出4种不同频率的光

C.氢原子由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光的波长最短

D.用氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级辐射的光照射逸出功为2.65eV的某种金属，能使该金属发生光电效应

9.如图所示，木板与水平地面间的夹角θ＝30°，可视为质点的小木块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小木块从木板的底端以初速度为v0＝10m/s沿木板向上运动，取g＝10m/s2。则以下结论正确的是（）

A.小木块与木板间的动摩擦因数为

B.小木块经t＝2s沿木板滑到最高点

C.小木块在t＝2s时速度大小为10m/s，方向沿木板向下

D.小木块滑到最高点后能够返回

10.如图所示，质量为M的木块A套在粗糙水平杆上，并用轻绳将木块A与质量为m的小球B相连。现用水平力F将小球B缓慢拉起，在此过程中木块A始终静止不动。假设杆对A的支持力为FN，杆对A的摩擦力为Ff，绳中张力为FT，则此过程中()

A.F增大B.Ff不变C.FT减小D.FN减小

二、实验题：（共15分）

11.某同学用如图所示实验装置验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置，分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸记录O点的位置和拉线的方向。

(1)本实验用弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为______N。

(2)下列不必要的实验要求是______（请填写选项前对应的字母）

A.应测量重物M所受的重力

B.弹簧测力计应在使用前校零

C.拉线方向应与木板平面平行

D.改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置

12.某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。

（1）下列做法正确的是（）

A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上

C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源

D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度

（2）为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量__________________木块和木块上砝码的总质量．（填“远大于”、“远小于”或“近似等于“）

（3）甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲______μ乙。（填“大于”、“小于”或“等于”）

三、计算题（本题共4小题，共45分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要计算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。）

13.甲、乙两物体在同一条直线上同时同地沿同一方向运动，甲做初速度为6m/s的匀减速直线运动，加速度大小为2m/s2；乙做初速度为零，加速度为1m/s2的匀加速直线运动。求：

（1）甲物体能运动多远？

（2）乙经多长时间追上甲？

（3）乙追上甲之前两物体最大距离是多少？

14.如图甲所示，质量为1kg的物块，在水平向右、大小为5N的恒力F作用下，沿粗糙水平面由静止开始运动，在运动过程中，物块受到水平向左的空气阻力，其大小随着物块速度的增大而增大。且当物块速度为零时，空气阻力也为零，物块加速度a与时间t的关系图线如图乙所示。取重力加速度g＝10m/s2，求：

(1)物块与水平面间的动摩擦因数μ；

(2)t＝5s时物块速度的大小；

(3)t＝6s时空气阻力的大小。

15.两滑块a，b沿水平面上同一条直线运动，并发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段。两者的位置x随时间t变化的图像如图所示。求：

(1)滑块a、b的质量之比；

(2)求两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比W∶ΔE。

16.如图所示，一质量m=0.4kg的小物块，以V0=2m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t=2s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L=10m．已知斜面倾角θ=30o，物块与斜面之间的动摩擦因数．重力加速度g取10m/s2.

（1）求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小．

（2）拉力F与斜面的夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？

南京市重点中学2023-2024学年高三上学期期初考试

物理试题答案解析

（考试时间：75分钟；试卷满分：100分）

第Ⅰ卷（选择题，共40分）

一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分。只有一个选项正确）

1.如图所示，物体静止于一固定在水平地面上的斜面上，下列说法正确的是（）

A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力

B.物体对斜面的摩擦力和物体重力沿斜面的分力是一对作用力和反作用力

C.物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力

D.物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力

【答案】C

【解析】

【详解】A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是大小相等、方向相反、同一直线，但是作用在两个物体上，是一对作用力与反作用力，不是一对平衡力，故A错误；

B．物体对斜面摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力，摩擦力与重力沿斜面的分力是一对平衡力，故B错误；

C．斜面对物体的作用力是支持力和摩擦力的合力，与重力平衡．所以物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力，故C正确；

D．物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和垂直于斜面向下的力。垂直于斜面向下的分力不是对斜面的压力，因为作用点和受力物体不同，对斜面的压力作用点应在斜面上，受力物体是斜面，而垂直于斜面向下的分力作用点依然是物体，受力物体也是物体，故D错误。

故选C。

2.1986年，切尔诺贝利核电站由于操作员失误及压力管式石墨慢化沸水反应堆的设计缺陷导致核泄漏及爆炸事故，造成31人当场死亡，上万人由于放射性物质的远期影响而致命或患病。在被辐射污染的地区里，有些食品被碘131污染而使人患病。已知碘131的衰变方程为，半衰期为8天。下列说法正确的是（）

A.核反应堆利用石墨吸收中子，从而控制核反应的速度

B.碘131发生的衰变是β衰变

C.核反应堆中发生链式反应的核反应方程是

D.100个碘131原子核经过16天后还有25个未衰变

【答案】B

【解析】

【详解】A．核反应堆一般利用镉棒来吸收中子控制核反应速度，A错误；

B．原子核衰变过程中放出电子，故碘131发生的衰变是β衰变，B正确；

C．核电站一般利用铀燃料进行核裂变反应，故核反应堆中可能发生的一种反应是

C错误；

D．因半衰期是大量原子核的统计意义，对少量原子核不适应，故100个放射性核素碘131，经过16天后，未衰变的个数不一定是25个，D错误；

故选B。

3.下列说法正确的是（）

A.太空飞船中的小水珠呈球形，是液体表面张力作用的结果

B.天然水晶熔化过程中分子平均动能变大

C.地面附近一个氢气球在快速上升过程中，随着外界压强减小，球内气体的体积增大，温度不变

D.液晶材料像液体一样具有流动性，但不具备晶体各向异性的特征

【答案】A

【解析】

【详解】A．太空飞船中的小水滴处于完全失重状态，在表面张力的作用下呈球形，故A正确；

B．天然水晶属于晶体，在熔化过程中温度不变，故分子平均动能不变，故B错误；

C．地面附近一个氢气球在快速上升过程中，球内气体既不吸热也不放热，随着外界压强减小，球内气体的体积增大，故气体对外界做功，由热力学第一定律可知内能减小，故温度降低，故C错误；

D．液晶材料像液体一样具有流动性，具备晶体各向异性的特征，故D错误。

故选A。

4.如图，滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面，从顶端下滑，直至速度为零。对于该运动过程，若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小，t表示时间，则下列图像最能正确描述这一运动规律的是（）

AB.

C.D.

【答案】B

【解析】

【详解】CD．由题意知，滑块沿斜面下滑的过程中，根据牛顿第二定律可得

故加速度保持不变，物块做匀减速运动，所以速度—时间图像应该是一条倾斜的直线，加速度—时间图像应该是一条平行于时间轴的直线，CD错误；

B．根据匀变速运动的规律

可知，位移与时间的关系图像的斜率应逐渐变小，是一条开口向下的抛物线的左半部分，B正确；

A．下降的高度

下降高度与时间的关系图像也应该是一条开口向下的抛物线的左半部分，A错误。

故选B。

5.两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示。开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的P端向右拉动弹簧，已知a弹簧的伸长量为L，则（）

A.b弹簧的伸长量也为LB.b弹簧的伸长量为

C.P端向右移动的距离为2LD.P端向右移动的距离为

【答案】B

【解析】

【详解】AB．两个轻质弹簧串联，弹力大小相等，根据胡克定律可得

解得

故A错误，B正确；

CD．根据AB选项分析可知P端向右移动的距离为

故CD错误。

故选B。

6.如图所示，质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住。现用一个力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法中正确的是（）

A.若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零

B.若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零

C.斜面和挡板对球的弹力的合力等于ma

D.挡板对球的弹力不仅有，而且是一个定值

【答案】D

【解析】

【详解】AB．球与斜面具有共同的加速度，由牛顿第二定律可知球所受合力方向水平向右，若竖直挡板对球的弹力为零，对球受力分析可知，球受到自身的重力，无论此时球是否受到斜面对球的垂直斜面向上的弹力，其合力方向不可能沿水平向右；同理，若斜面对球的弹力为零，小球受到重力，无论此时是否受到竖直挡板对球的水平向右的弹力，合力方向也不可能沿水平向右，故AB错误；

C．根据牛顿第二定律可知球所受合力方向水平向右，故斜面和挡板对球的弹力及球受到的重力的合力等于ma，故C错误；

D．球所受合力方向水平向右，可知此时小球受到重力，斜面对球的弹力和挡板对球的弹力，设斜面倾角为，竖直方向有

水平方向有

联立解得挡板对球的弹力

为一定值，故D正确。

故选D。

7.如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M的斜面，斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ．一质量为m（m＜M）的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动，不计冲上斜面过程中的机械能损失．如果斜面固定，则小物块恰能冲到斜面的顶端．如果斜面不固定，则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为（）

A.hB.C.D.

【答案】D

【解析】

【详解】斜面固定时，根据动能定理可得：

解得：

斜面不固定时，由水平方向动量守恒得：

mv0=（M+m）v

由能量守恒得：

解得

故选D.

8.现有大量处于n=4能级的氢原子，这些氢原子向低能级跃迁时会辐射出若干种不同频率的光，氢原子能级示意图如图所示。下列说法正确的是（）

A.氢原子向低能级跃迁后核外电子的动能减小

B.这些氢原子最多可辐射出4种不同频率的光

C.氢原子由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光的波长最短

D.用氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级辐射的光照射逸出功为2.65eV的某种金属，能使该金属发生光电效应

【答案】C

【解析】

【详解】A．氢原子向低能级跃迁，电子的轨道半径减小，能级值减小，库仑力做正功，动能增大，故A错误；

B．大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁，最多可辐射出光子频率的种类有

故B错误；

C．这些氢原子中从n=4能级向n=1能级跃迁时能级差最大，辐射出光的频率最大，相应光的波长最短，故C正确；

D．氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级辐射出光的能量

hν=E4-E2=2.55eV<2.65eV

不能使该金属发生光电效应，故D错误。

故选C。

9.如图所示，木板与水平地面间的夹角θ＝30°，可视为质点的小木块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小木块从木板的底端以初速度为v0＝10m/s沿木板向上运动，取g＝10m/s2。则以下结论正确的是（）

A.小木块与木板间的动摩擦因数为

B.小木块经t＝2s沿木板滑到最高点

C.小木块在t＝2s时速度大小为10m/s，方向沿木板向下

D.小木块滑到最高点后能够返回

【答案】A

【解析】

【详解】A．小木块恰好能沿着木板匀速下滑，根据受力平衡可得

解得

故A正确；

B．小木块向上运动时的加速度大小为

故小木块滑到最高点的时间为

故B错误；

CD．由A选项分析可知

而最大静摩擦力不小于滑动摩擦力，因此小木板到达最高点后将保持静止，而上滑的时间为1s，故小木块在t＝2s时速度大小为零，到达最高点后不会返回，故CD错误。

故选A。

10.如图所示，质量为M的木块A套在粗糙水平杆上，并用轻绳将木块A与质量为m的小球B相连。现用水平力F将小球B缓慢拉起，在此过程中木块A始终静止不动。假设杆对A的支持力为FN，杆对A的摩擦力为Ff，绳中张力为FT，则此过程中()

A.F增大B.Ff不变C.FT减小D.FN减小

【答案】A

【解析】

【详解】先以B为研究对象，小球受到重力、水平力F和轻绳的拉力FT，如图甲所示

由平衡条件得

F＝mgtanθ

θ增大，FT增大，F增大。再以整体为研究对象，受力分析图如图乙所示，根据平衡条件得

Ff＝F

则Ff逐渐增大

FN＝（M＋m)g

即FN保持不变。

故选A。

二、实验题：（共15分）

11.某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置，分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸记录O点的位置和拉线的方向。

(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为______N。

(2)下列不必要实验要求是______（请填写选项前对应的字母）

A.应测量重物M所受的重力

B.弹簧测力计应在使用前校零

C.拉线方向应与木板平面平行

D.改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置

【答案】①.3.6②.D

【解析】

【详解】(1)[1]由图中可以读出示数为3.6N。

(2)[2]A．实验通过作出三个力的图示，来验证“力的平行四边形定则”，因此重物的重力必须要知道，故A正确；

B．弹簧测力计是测出力大小，所以要准确必须在测之前校零，故B正确；

C．拉线方向必须与木板平面平行，这样才确保力的大小准确性，故C正确；

D．当结点O位置确定时，弹簧测力计A的示数也确定，由于重物的重力已确定，两力大小与方向均一定，因此弹簧测力计B的大小与方向也一定，所以不需要改变拉力多次实验。故D错误。

故选D。

12.某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。

（1）下列做法正确的是（）

A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上

C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源

D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度

（2）为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量__________________木块和木块上砝码的总质量．（填“远大于”、“远小于”或“近似等于“）

（3）甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲______μ乙。（填“大于”、“小于”或“等于”）

【答案】①.AD②.远小于③.小于④.大于

【解析】

【详解】（1）[1]A．为了保证滑块受到的绳子拉力是恒力，需要调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，A正确；

B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，不能将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木块上，B错误；

C．实验时，先接通打点计时器的电源再放开木块，C错误；

D．平衡摩擦力后，每次改变木块上的砝码质量时，只要保持倾角不变，不需要重新调节木板倾斜度，D正确。

故选AD；

（2）[2]为了保证在改变木块上的砝码质量时，木块所受的拉力近似不变，以木块和木块上砝码为对象，根据牛顿第二定律可得

以砝码桶及桶内砝码为对象，根据牛顿第二定律可得

联立可得

可知在改变时，为了使绳子拉力几乎等于砝码桶及桶内砝码总重力，需要砝码桶及桶内砝码的总质量远小于木块和木块上砝码的总质量；

（3）[3][4]根据牛顿第二定律可得

解得

由图像的斜率和纵轴截距大小关系可得

可知小于，大于。

三、计算题（本题共4小题，共45分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要计算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。）

13.甲、乙两物体在同一条直线上同时同地沿同一方向运动，甲做初速度为6m/s的匀减速直线运动，加速度大小为2m/s2；乙做初速度为零，加速度为1m/s2的匀加速直线运动。求：

（1）甲物体能运动多远？

（2）乙经多长时间追上甲？

（3）乙追上甲之前两物体最大距离是多少？

【答案】（1）9m；（2）；（3）6m

【解析】

【详解】（1）甲物体能运动的距离为

（2）甲物体运动的时间为

此过程中乙运动的距离为

所以甲停下后再经过一段时间乙才追上甲，所以乙追上甲所经过的时间为

（3）设从开始经过时间t甲、乙的速度相等，此时二者距离最大，则

解得

在t时间内甲、乙运动的距离分别为

乙追上甲之前两物体最大距离为

14.如图甲所示，质量为1kg的物块，在水平向右、大小为5N的恒力F作用下，沿粗糙水平面由静止开始运动，在运动过程中，物块受到水平向左的空气阻力，其大小随着物块速度的增大而增大。且当物块速度为零时，空气阻力也为零，物块加速度a与时间t的关系图线如图乙所示。取重力加速度g＝10m/s2，求：

(1)物块与水平面间的动摩擦因数μ；

(2)t＝5s时物块速度的大小；

(3)t＝6s时空气阻力的大小。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)由图乙可知当t=0时，加速度

此时物块所受空气阻力为零，此时物块的受力情况如图所示

由牛顿第二定律有：

又

联立解得

(2)在