2021年秋季高三物理开学摸底考试卷03江苏专用（解析版）

2021年秋季高三开学摸底考试卷03

班级姓名分数

（考试时间：75分钟试卷满分：100分）

第I卷

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分.每题只有一个选项最符合题意.

1.美国航天局“洞察”号无人探测器历时7个月于2018年11月美国东部时间26日14时54分许（北

京时间27日3时54分许）在火星成功着陆，执行人类首次探究火星“内心深处”的任务.美国航天

局的直播画面显示，“洞察'’号于26日14时47分许进入火星大气层，约7分钟完成了进入、下降和

着陆，顺利降落在火星艾利希平原.下面有关“洞察”号无人探测器的说法正确的是（）

A.“洞察”号从地球到火星的位移大小就是其运行轨迹的长度

B.“26日14时47分许”指的是时间间隔

C.研究“洞察”号无人探测器在火星着陆过程的姿态时，不可以将其看成质点

D.“洞察”号从地球飞到火星的时间决定于“洞察”号的最大瞬时速度

【答案】C

【解析】

A.“洞察”号从地球到火星做曲线运动，位移大小和其运行轨迹的长度不相等，故A错误.

B.”26日14时47分许”指的是时刻,故B错误.

C.研究“洞察”号无人探测器在火星着陆过程的姿态时，不可以将其看成质点，故C正确.

D.“洞察”号从地球飞到火星的时间决定于“洞察”号的平均速度，故D错误.

2.假设高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶。甲车在前，乙车在后。速度均为％=30m/s。

甲、乙相距xo=1OOm,片0时刻甲车遇紧急情况后，甲、乙两车的加速度随时间变化如图甲、乙所示,

取运动方向为正方向。下列说法正确的是（）

f/s

A.H3s时两车相距最近B.占6s时两车速度不相等

C.仁6s时两车距离最近,且最近距离为10mD.两车在。〜9s内会相撞

【答案】C

【解析】

ABC.由题给图象画出两车的修图象如图所示

由图象可知，r=6s时两车等速，此时距离最近，图中阴影部分面积为。〜6s内两车位移之差，即

=|x30x3+1x30x(6-3)

Ax=生一福m=90m<x0=100m

即两车在片6s时距离最近，最近距离为

XO-AA-1Om

选项A、B错误，C正确；

D./=6s时;两车相距10m,且甲车在前、乙车在后，在6〜9s内，甲车速度大于乙车速度，两车间

距离越来越大，故在0〜9s内，甲车一直在前，两车不会相撞，选项D错误。

故选C。

3.如图所示为汽车内常备的“菱形千斤顶”，摇动手柄使螺旋杆转动，48间距离发生改变，从而实

现重物的升降.若物重为G,螺旋杆保持水平，与8c之间的夹角为6=30。，不计杆件自重，则

螺旋杆的拉力大小为（）

C.V3GD.2石G

【答案】C

【解析】

根据题意，“菱形千斤顶”C点受到的压力G分解沿两臂的两个分力根据对称性可知，两臂受到

的压力大小相等，如图1所示。

图1

根据儿何关系可得:

2Ftsin0=G

解得AC杆的弹力大小：

2sin6^

对“菱形千斤顶”A点受力分析如图2所示，

由平衡条件得：

F=2片cos。

联立解得：

F=-^-=>/3G

tan。

故选C。

4.如图所示，一只杯子固定在水平桌面上，将一块薄纸板盖在杯口上并在纸板上放一枚鸡蛋，现用

水平向右的拉力将纸板快速抽出，鸡蛋（水平移动距离很小，几乎看不到）落入杯中，这就是惯性

演示实验。已知鸡蛋（可视为质点）中心离纸板左端的距离为4,鸡蛋和纸板的质量分别为，〃和2祖,

所有接触面的动摩擦因数均为〃，重力加速度为g,若鸡蛋移动的距离不超过冬就能保证实验成功,

则所需拉力的最小值为（)

A.3〃加gB・7gC.12fimgD.26〃mg

【答案】D

【解析】

当纸板相对鸡蛋运动时，设鸡蛋的加速度为4,纸板的加速度为牝。为确保实验成功，即鸡蛋移动

的距离不超过京，则纸板抽出时鸡蛋运动的最大距离

d1

—=—a,t

1021

则纸板运动距离为

102-

联立解得

a2=11%

根据牛顿第：定律得，对鸡蛋有

Z=〃机g=机G

得

«,=〃g

%=1

对纸板有

则得

F=力+f2+2ma2=4mg+〃•（机+2m）g+22〃〃zg=26〃ng

故选D0

5.如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球，某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在

球拍上的3点，已知球拍与水平方向夹角，=60。，AB两点高度差力=1m,忽略空气阻力，重力加速

度g=10m/s2,则球刚要落到球拍上时速度大小为（）

A.46m/sB.2>/5m/sC.^\/15m/sD.2\/15m/s

【答案】A

【解析】

由题意有〃=gg/，可得

（2h[2^1[T

Z=<vT=V_fo-S=V5S

将球刚要落到球拍上时的速度沿水平方向和竖直方向分解，如图所示

竖直分速度大小

匕.=gf=10xm/s=2A/5m/s

则球在8点的速度大小

v=----------=4#m/s

cos600

故A正确，BCD错误。

故选Ao

6.如图所示，b球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，8c为圆周运动的直径，竖直平台与b

球运动轨迹相切于B点且高度为R。当b球运动到切点B时，将〃球从切点正上方的A点水平抛出,

重力加速度大小为g,从“球水平抛出开始计时，为使匕球在运动一周的时间内与“球相遇（。球与

水平面接触后不反弹），则下列说法正确的是（）

A.。球在。点与力球相遇时，。球的运动时间最短

B.。球在C点与b球相遇时，。球的初始速度最小

C.若〃球在C点与匕球相遇，则a球抛出时的速率为^

D.若。球在C点与匕球相遇，则。球做匀速圆周运动的周期为榨

【答案】C

【解析】

A.平抛时间只取决于竖直高度，高度R不变，时间均为，=秒；故A错误.

BC.平抛的初速度为

x

v=—

t

时间相等，在C点相遇时，水平位移最大

%=2R

则初始速度最大为：

k=竿=7^

故B错误，C正确。

D.在C点相遇时，人球运动半个周期，故球做匀速圆周运动的周期为

故D错误。

故选Co

7.北京时间2020年11月24日4时30分，长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,

嫦娥五号顺利发射。如图所示，经图示多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”降落月球表面。

下列说法正确的是（）

A.在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度

B.在尸点由轨道1进入轨道2需要加速

C.分别由轨道1与轨道2经过尸点时，加速度大小相等

D.在轨道2上经过P点时的速度大于经过。点时的速度

【答案】C

【解析】

A.嫦娥五号发射出去后绕地球做椭圆运动,没有离开地球束缚,故嫦娥五号的发射速度大于7.9km/s,

小于11.2km/s,A错误；

B.卫星在轨道1上的P点处减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入轨道2,B错误；

C.在尸点嫦娥五号卫星产生的加速度都是由万有引力产生的，因为同在P点万有引力大小相等，

故不管在哪个轨道上运动，在P点时万有引力产生的加速度大小相等，方向相同，C正确：

D.卫星做楠圆轨道运动时，从远月点P向近月点。运动中，月球对卫星的引力做正功，故速度增

大，即在轨道2经过P点时速度小于。点速度，D错误。

故选C。

8.2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第55颗导航卫星，至此北斗全

球卫星导航系统星座部署全面完成。北斗卫星导航系统由不同轨道卫星构成，其中北斗导航系统第

41颗卫星为地球同步轨道卫星，它的轨道半径约为4.2x107m。第44颗卫星为倾斜地球同步轨道卫

星，运行周期等于地球的自转周期24h。两种同步卫星的绕行轨道都为圆轨道。倾斜地球同步轨道

平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示。已知引力常量G=6.67xlO-"N-m，kg2。下列说法中

正确的是（）

A.两种同步卫星都可能经过北京上空

B.倾斜地球同步轨道卫星一天2次经过赤道正上方同一位置

C.根据题目数据可估算出第44颗卫星的质量

D.任意12小时内，万有引力对第41颗卫星冲量的大小和对第44颗卫星冲量的大小相等

【答案】B

【解析】

A.倾斜地球同步轨道卫星可能经过北京上空，而地球同步轨道卫星不能经过北京上空，故A错误;

B.倾斜地球同步轨道卫星周期为24h,如果开始时位于南半球上方，则一天之内倾斜地球同步轨道

卫星会跨过赤道某点上方到达北半球上方，然后再次跨过赤道上同一点上方回到南半球上方，故2

次经过赤道正上方同一位置，故B正确；

C.由于两种卫星的周期相等，都是24h,故根据

2

GMmm4兀r

可得质量

代入数据即只可求出地球质量，故C错误；

D.两卫星的线速度大小相等，设为%,相等任意12小时内，万有引力使两颗卫星的速度改变180。,

速度变化量大小为2%,根据动量定理可知/=酒丫，虽然速度变化量大小相等，但两星质量不一定

相等，故地球对第41颗卫星冲量的大小和对第44颗卫星冲量的大小不一定相等，故D错误。

故B正确。

9.已知一足够长的传送带与水平面的倾角为仇以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位

置放上具有一定初速度的物块（如图甲所示），以此时为/=0时刻记录了小物块之后在传送带上运动

速度随时间的变化关系，如图乙所示（图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小”

>V2）«已知传送带的速度保持不变，则（）

A.物块在0~h内物块运动的位移比在h-t2内运动的位移小

B.物块在外时刻摩擦力反向

C.若物块与传送带间的动摩擦因数为〃，那么〃〉tan。

D.0~t2内，传送带对物块做功为W=-；%片

【答案】C

【解析】

A.由图示图象可知，0F内图象与坐标轴所形成的三角形面积大于图象在A~f2内与坐标轴所围成

的三角形面积，由此可知，物块在0~八内运动的位移比在h~，2内运动的位移大，A错误；

B.0~八时间内，物体向下做匀减速运动，此时受到的摩擦力方向沿斜面向上，/L/2时间内，沿斜面

向上匀加速，摩擦力方向沿斜面向上，力时刻摩擦力方向不变，B错误；

C.在fl~f2内，物块向上运动，则有

jumgcosff>mgsin0

解得

〃>tan（9

C正确；

D.072内，由图“面积”等于位移可知，物块的总位移沿斜面向下，高度下降，重力对物块做正功，

设为先,根据动能定理得

+mvf

则传送带对物块做功

Ww—mv\—mv\

D错误。

故选Co

10.如图所示，图甲是r=5s时刻一简谐横波沿X轴正方向传播的波形图，图乙为这列波上某质点的振

动图象，则（）

A.该列波的波速为4m/s

B.图乙可能是质点。的振动图象

C.质点c的振动方程为y=6sin序+兀｝m

D.f=10s时，。点的振动方向向上

【答案】C

【解析】

A.由甲图可得2=8m,由乙图中可得T=4s,所以该简谐横波的传播速度为

v=—=-m/s=2m/s

T4

故A错误；

B.由图甲可知，尸5s时质点位于平衡位置旦向上振动，由图乙可知，5s时质点处于波峰位置，故

B错误；

C.由图甲可知，质点c•的振动方程为

71

—Z+71

故c正确；

D.l5s时质点a处于波峰处，经过5s,即为四分之五周期，质点a运动到平衡位置且向下振动，故

D错误。

故选C。

第n卷

二、非选择题：共5题，共60分.其中第12题〜第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和

重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

11.某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，。为

橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图：

(1)如果没有操作失误，图乙中的尸与尸两力中，方向一定沿40方向的是

(2)本实验采用的科学方法是；

A.理想实验法B.等效替代法

C.控制变量法D.建立物理模型法

⑶实验时，主要的步骤是：

A.在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；

B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着

绳套：

C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置。，

记录下。点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；

D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力1和K的图示，并用平行四边形定

则求出合力F；

E.只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方

向，按同一标度作出这个力尸的图示；

F.比较F和尸的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。

上述步骤中，①有重要遗漏的步骤的序号是和;

②遗漏的内容分别是和O

【答案】FBCEC中应加上“记下两条细绳的方向”E中应说明“把橡皮条的结

点拉到同•位置。”

【解析】

(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至。点的拉力一定沿A。方向；而根据平行四边形定则作出的合力，

由于误差的存在，不一定沿A。方向，故一定沿A。方向的是尸，。

(2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作用效果可以等效替代，故B正确。

(3)①根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E。

②在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置。。

12.2019年5月12H,在世界接力赛女子4X200米比赛中，中国队夺得亚军。如图所示，08为接

力赛跑道，AB为长L=20m的接力区，两名运动员的交接棒动作没有在20m的接力区内完成定为犯

规。假设训练中甲、乙两运动员经短距离加速后都能达到并保持Um/s的速度跑完全程，乙运动员

从起跑后到接棒前的运动是匀加速运动，加速度大小为2.5m/s2,乙运动员在接力区前端听到口令时

起跑，在甲、乙两运动员相遇时完成交接棒

(1)第一次训练，甲运动员以v=llm/s的速度跑到接力区前端A处左侧so=17m的位置向乙运动员发

出起跑口令，求甲、乙两运动员交接棒处离接力区前端A处的距离

(2)第二次调练，甲运动员在接力区前端A处左测25m的位置以v=llm/s的速度跑向接力区，乙运动

员恰好在速度达到与甲运动员相同时被甲运动员追上，则甲运动员在接力区前端A处多远时对乙运

动员发出起跑口令以及棒经过接力区的时间，并判断这次训练是否犯规

甲乙,

接力区B

【答案】(1)5m(2)见解析

【解析】

(1)第一次训练，设乙运动员加速到交接棒时运动时间为r,则在甲运动员追击乙运动员的过程中，有

12

so+-at'=vt

代人数据得

4=2s

t2=6.8s

乙运动员加速的时间

V

%=—=4As

a

A＞却故舍去

交接棒处离接力区前端A处的距离为

x=—at2=5m

2

(2)第二次训练，乙运动员恰好与甲运动员共速时

V乙=at乙

乙运动员加速的时间

t乙=4.4s

设甲运动员在距离接力区前端A处为，时对乙运动员发出起跑口令，则在甲运动员追击乙运动员的

过程中，有

代人数据得

5=24.2m

棒经过接力区的时间为

L20

%=-=-s

棒u11

乙运动员恰好达到与甲运动员相同速度时的位移

1,

x乙==24.2m>20m

已经出了接力区接棒，两名运动员的交接棒动作没有在20m的接力区内完成，所以第二次训练犯规.

13.如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角。的关系，将某一物体

每次以不变的初速率V。沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角优实验测得X与斜

面倾角。的关系如图乙所示，取g=10m/sZ根据图像求：

⑴物体的初速率加：

(2)物体与斜面间的动摩擦因数"；

(3)物体在斜面上能达到的位移x的最小值。

【答案】(1)4m/s；(2)0.5；(3除6n

【解析】

(1)由图可知，当夹角为90。时，x=0.80m,物体做竖直上抛运动，则由竖直上抛运动规律可知

喏=2gx

解得

%=小2gx=>/2x10x0.80m/s=4m/s

⑵当夹角内0时，户1.60m

物体在水平方向做匀减速直线运动，由运动学规律可知

vo2-2ax

解得

«=5m/s2

由牛顿第二定律可得

/xmg=ma

解得

fi-0.5

(3)当夹角为。时，物体做匀减速运动

由牛顿第二定律可得

-〃?gsinO-mgcosO=ma

由运动学规律可知

-vo2-2ax

_v；__________£_________0.8_0.8

2g(sin0+〃cosd)2x10(sin0+0.5cos0)(sin0+0.5cos0)Vl+0.52sin(^+cz)

其中tana=0.5,当6»+a=90°,sin(6+a)=l,此时位移最小，最小值为

x=—y[5m

25

14.如图甲为玩具轨道，由直轨道和竖直光滑螺旋圆轨道和光滑四分之一圆弧轨道组成，玩具物块

可被弹簧弹射器弹入轨道。在研究物块在轨道运动过程中可认为螺旋轨道与直轨道相切，四分之一

轨道与直轨道相切，如图乙所示。已知直轨道长度=螺旋轨道和四分之一圆弧轨道半

径均为R,直轨道和玩具物块间的滑动摩擦因数为〃=竿，重力加速度为g。某次游戏时质量为机

的玩具物块被弹簧自A点以动能线八(未知)弹入轨道，玩具物块到达轨道最高点9时恰好对轨道

无压力。

⑴计算初动能/A；

(2)自A点以动能线人弹入轨道，判断物块能否滑上CO轨道，若不能请说明原因；若能请计算物块上

升的最大高度。

91

【答案】(1)E^=-mgR.(2)物块可以到达C点，h=-R

【解析】

(1)玩具物块到达轨道最高点8'时恰好对轨道无压力，重力提供向心力

mg=­Imv~2

r

%=厢

自A到9点过程，根据动能定理

-pmgL-mg2R=gmv^,-£kA

L9c

(2)自夕到C点过程，根据动能定理

1212

-jumgL+nig2R=—mvc--mvB.

计算得

所以物块可以到达c点，设上升高度为人

mgh=