2023-2024学年黑龙江省鹤岗重点中学高三（上）开学物理试卷（含解析）

2023-2024学年黑龙江省鹤岗重点中学高三（上）开学物理试卷

一、选择题（本大题共12小题，共48分）

1.如图所示，桥式起重机主要由可移动“桥架”“小车”和固定“轨道”三部分组成。在某次作业中桥架

沿轨道单向移动了8m,小车在桥架上单向移动了6m。该次作业中小车相对地面的位移大小为（）

A.6mB.8mC.10mD.14m

2.氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于n=3能级上，下列说法正确的是nE/eV

oo-----------------------0

（）5.-0.54

4---------------------0.85

A.这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子3---------------------1.51

2--------------------3.4

B.从n=3能级跃迁到n=1能级比跃迁到n=2能级辐射的光子频率低

C.从n=3能级跃迁到几=4能级需吸收0.66W的能量1---------------------13.6

D.n=3能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eU的能量

3.如图所示，一物块（可视为质点）以一定的初速度从一足够长的光滑固定斜面的底端开始上滑，在上滑过程

中的最初5s内和最后5s内经过的位移之比为11：5。忽略空气阻力，则此物块从底端开始上滑到返回斜面底

端一共经历的时间是

()

B.10sC.16sD.20s

4.物体静止在光滑水平面上，先对物体施一水平向右的恒力&,经t秒后物体的速率为巧时撤去Fr立即再

对它施一水平向左的水平恒力七，又经2t秒后物体回到出发点,此时速率为以，则巧、女间的关系是

()

A.%=v2B.2%=v2C.3%=2V2D.—31^2

5.如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和37n的物块AB通过不可伸长的轻绳跨

过滑轮连接，4、B间的接触面和轻绳均与木板平行。2与8间、B与木板间的动摩擦因数均为〃，设最大静

摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45。时，物块力、B刚好要滑动，贝以的值为（）

6.如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率V]<V2,保持人射光不变，则光

电子到达4极时动能的最大值E.随电压U变化关系的图像是（）

7.超市里磁力防盗扣的内部结构及原理如图所示，在锥形金属筒内放置四

颗小铁珠（其余两颗未画出），工作时弹簧通过铁环将小铁珠挤压于金属筒

的底部，同时，小铁珠陷于钉柱上的凹槽里，锁死防盗扣。当用强磁场吸

引防盗扣的顶部时，铁环和小铁珠向上移动，防盗扣松开。已知锥形金属

筒底部的圆锥顶角是120。，弹簧通过铁环施加给每个小铁珠竖直向下的力

F,小铁珠锁死防盗扣，每个小铁珠对钉柱产生的侧向压力为（不计摩擦以及小铁珠的重力）（）

A.?FB孕C.FD.CF

8.如图所示，两个不等大、反向的水平力F】和尸2分别作用在物体4和B上，4、

A

B两物体均处于静止状态。若各接触面与水平地面平行，则4、8两物体的受B

力个数分别为（）

A.3个、4个B.4个、4个C.4个、5个D.4个、6个

9.如图所示，两根相同的轻质弹簧一端分别固定于M、N两点,另一端分别

与轻绳OP、OQ连接于。点。现用手拉住。P、OQ的末端，使OM、ON两弹

簧长度相同（均处于拉伸状态），且分别保持水平、竖直。最初OP竖直向下,

OQ与OP成120°夹角。现使OP、OQ的夹角不变，在保持。点不动的情况下,

将OP、OQ沿顺时针方向缓慢旋转70。。已知弹簧、轻绳始终在同一竖直平

面内，则在两轻绳旋转的过程中（）

A.OP上的作用力一直减小

B.OQ上的作用力一直减小

C.OP上的作用力先增大后减小

D.OQ旋转至水平位置时，OQ上作用力最大

10.如图所示，B球在地面上，4球与B球用弹簧Q连接、4球与天花板用弹簧P连接，4、

B球的球心及两弹簧轴线在同一竖直线上，P的弹力是Q的弹力的2倍，4、B两球的质量

均为0.5kg,重力加速度大小为10m/s2,则下列判断正确的是（）

A.两弹簧可能都处于压缩状态

B.P弹簧对天花板的作用力可能为与N

fn7777777777777777777777777777T

C.B球对地面的压力可能为零

D.可能P弹簧压缩，Q弹簧拉伸

11.小明发现游乐场中有用弹性杆固定在地面上的玩偶，且在水平方向还有用

于固定的可伸缩的弹性物体。小明通过分析，将这个设施简化为如图所示的装

置：一小球固定在轻杆上端，AB为水平轻弹簧，小球处于静止状态。图中虚

线画出了小明所分析的杆对小球的作用力方向的可能情况,下列分析正确的是

（）

A.居和尸2均可能正确，且Fi一定大于尸2

B.尸2和尸3均可能正确，且尸2一定大于尸3

C.尸3和线均可能正确，且J一定大于”

D.只有尸2是可能正确的，其余均不可能正确

12.打印机在正常工作的情况下，进纸系统能做到每次只进一张纸。进纸系统的结

构示意图如图所示，设图中刚好有20张相同的纸，每张纸的质量均为m,搓纸轮

按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因

数为由，纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为出，工作时摩擦片

搓纸轮给第1张纸压力大小为F。打印机正常工作时，下列说法正确的是（）

A.第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向右

B.第10张纸与第11张纸之间的摩擦力大小可能为//2（『+106。）

c.第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为的（尸+mg）

D.若〃1=〃2,则进纸系统不能进纸

二、非选择题（共52分）

13.在天宫课堂中，我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验，受此启发，某同学利用气垫

导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计门则量物体质量的实验。如图甲所示,

主要步骤如下:

加速度传感器

r^i^Boooooo.1~1

滑块气垫导轨

个气源

图甲

①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；

②接通气源，放上滑块，调平气垫导轨；

③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块，弹簧处于原长时滑块左端位于。点，4点到。点的距离为5.00cm,

拉动滑块使其左端处于4点，由静止释放并开始计时;

④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F,加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。

图丙

回答以下问题(结果均保留两位有效数字)：

(1)弹簧的劲度系数为N/m；

(2)该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a-F图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速度传

感器的总质量为kg；

(3)该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a-F图像H,则待测物体的质量

为kgo

14.“探究求合力的方法”的实验装置如图所示，在该实验中

①下列说法正确的是。

4拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同

8.在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远

的两点

C.测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦

D测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应平行于木板

②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要(选填“2”、"3

或“4”)次把橡皮条结点拉到。。

15.水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体

分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外

压强均为大气压强Po,活塞面积为S,隔板两侧气体体积均为SL。，各接触面光滑，连杆的截面积忽略不计。

现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的;，设整个过程温度保持不变，求:

(i)此时上、下两部分气体的压强；

(ii)型连杆活塞的质量(重力加速度大小为g)。

16.假设某高楼距地面高H=47zn的阳台上的花盆因受扰动而掉落，掉落过程可看作自由落体运动。有一辆

长L=8m、高心=2ni的货车，在楼下以q=9m/s的速度匀速直行，要经过阳台的正下方，花盆刚开始

下落时货车车头距花盆的水平距离为G=24m»(示意图如图所示，花盆可视为质点，重力加速度g=

10m/s2)

(1)若司机没有发现花盆掉落，货车保持%=9rn/s的速度匀速直行，通过计算说明货车是否会被花盆砸到；

(2)若司机发现花盆掉落，采取制动(可视为匀变速，司机反应时间加=Is)的方式来避险，使货车在花盆砸

落点前停下，求货车的最小加速度；

(3)若司机发现花盆掉落，采取加速(可视为匀变速，司机反应时间a=1s)的方式来避险，则货车至少以多

大的加速度加速才能避免被花盆砸到。

17.为打赢新冠肺炎的防控战，2020年2月24日，经上海市经信委组织协调，科大讯飞的一批医疗物资包括

配送机器人、搬运机器人已运抵同济大学附属东方医院援助武汉医疗队，将在方舱医院投入使用。其中一

台配送机器人的工作流程简化图如图1所示，一质量m=10kg的装有物资的木箱静止于C点，与水平面CB间

的动摩擦因数〃=0.5,水平面与倾角为a的足够长光滑固定斜面4B在8处平滑连接。现机器人对木箱施加与

水平方向成®=53。的恒定推力F作用，木箱在水平面C8段运动的速度一时间如图2所示，到达B点立即撤去

恒力F。已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取lOm/s2。求：

(1)水平面CB间距离；

(2)斜面AB的倾角a大小；

(3)木箱所受到的恒力尸的大小。

答案和解析

1.【答案】c

【解析】解：小车先随桥架在水平方向上运动8m,小车水质方向上运动了6m,所以总的位移为％=

V82+62m=10m.故C正确，ABO错误；

故选：Co

位移是从起点到终点的有向线段。

本题是基础题，紧扣位移的概念，抓住位移的方向从起点指向终点。

2.【答案】C

【解析】解：4大量氢原子处于几=3能级跃迁到n=1多可辐射出或=3种不同频率的光子，故A错误；

B.根据能级图可知从ri=3能级跃迁到n=1能级辐射的光子能量为：hvx=13.6eK—1.51eV-12.09eV

从n=3能级跃迁到n=2能级辐射的光子能量为：hv2=3.4eV-1.51eV=1.89eV

比较可知从n=3能级跃迁到n=1能级比跃迁到n=2能级辐射的光子频率高，故B错误；

C根据能级图可知从n=3能级跃迁到ri=4能级，需要吸收的能量为：E=l,SleV-0.85eV=0.66eV,故

C正确；

D根据能级图可知氢原子处于n=3能级的能量为-1.51",故要使其电离至少需要吸收1.51eU的能量，故

。错误。

故选：Co

一群氢原子，向低能级跃迁时最多发出的光子种数为C*利用公式成=Em-En计算辐射出去的光子频率，

然后比较频率大小；n=3能级的氢原子电离至少需要吸收1.51eV的能量。

本题考查了氢原子的能级公式和跃迁。轨道量子化和能量量子化是量子力学的基础，是近代物理学的巨大

飞跃，学生要能通过简单的计算理解其意义。

3.【答案】C

【解析】【分析】

物体在粗糙的平面上做匀减速直线运动，把物体运动看成反向的初速度为0的匀加速直线运动，根据位移公

式分别列出最初5s内和最后5s内的位移与总时间的关系，求出总时间。

本题的技巧是采用逆向思维，充分利用末速度“0”，也可以运用图象法求解。

【解答】

设物体运动的加速度为a,运动总时间为3把物体上滑的运动看成反向的初速度为0的匀加速直线运动，则

2a,

有：最后5s内位移为：S]=gax52=^a；最初5s内位移为：s2=a(t—5)x5+^ax5=5at~~^

又因为S2：Si=11：5,解得t=8s；由于斜面光滑，上滑和下滑的时间相同，则物块从底端开始上滑到返

回斜面底端一共经历的时间是16s,故ABD错误，C正确：

故选:Co

4.【答案】C

【解析】解：在ts内的位移X】=gait?,末速度为%=ait.

则在2t内的位移必=%•2t-gci2(2t)2

根据X]=-久2得，詈=£

根据速度时间公式得，%=-v2=vr-a2-2t

解得3%=2方•故C正确，4、B、。错误.

故选：C.

抓住在两段时间内物体的位移大小相等、方向相反，结合运动学公式求出加速度的关系，从而求出力、方间

的关系.

解决本题的关键抓住位移关系，结合运动学公式进行求解，注意速度、位移的方向.

5.【答案】A

【解析】解：当木板与水平面的夹角为45。时，物块4、B刚好要滑动，由于B的重力大于4的重力，物块4、

B刚好要滑动时，应该是物体4相对物体B向上滑动，设绳子拉力为F。

对4受力分析，由平衡条件得：F=mgsin45°+[imgcos45°

物体B相对斜面向下滑动，对B受力分析，由平衡条件得：3mgsin45°-F+nmgcos45°+/z(3?n+

m)gcos45°

联立解得：M=|＞故C正确，A8O错误。

故选：Ao

物块A、B刚好要滑动时，应该是物体4相对物体2向上滑动，物体B相对斜面向下滑动，分别对两个物体进

行受力方向，由平衡条件列方程即可。

本题考查的是多个物体的平衡问题，关键是要对所选取的研究对象做好受力分析，切记不要少力，同时要

注意滑动摩擦力中的正压力的求解。

6.【答案】C

【解析】解：由光电效应方程：/IV=1mVm+Wo,

又叫-hv0,

光电子到达4极板过程，由动能定理：eU=Ekm

联立知，光电子到达4板时动能的最大值瓦巾-eU+hv-hv0,

可见以巾—U图像的斜率为e,纵截距为九v—hv。。

由题知，1材料的截止频率小于2材料的截止频率，即％＜吟，且入射光相同，则版-八%＞加-辰2,可

见用材料1和2进行光电效应实验得到的Ek7n-U图线相互平行，且用材料1进行光电效应实验得到的a7n-

U图像的纵截距较大。故C正确，ABO错误。

故选：Co

由光电效应方程及动能定理得：Ekm=eU+hv-hv0,再与图像进行比对确定正确答案。

此题考查了光电效应现象，解决本题的关键掌握光电效应方程以及知道最大初动能与遏止电压的关系，注

意金属的逸出功与入射光的频率无关。

7.【答案】A

【解析】解：对小铁珠受力分析，设钉柱对小铁珠的支持力为F',根据平衡条件得：热=tcm60。

根据牛顿第三定律得，每个小铁珠对钉柱产生的侧向压力为尸，=一示=

tan603

故8CQ错误，A正确；

故选：4。

对小铁珠受力分析，根据平衡条件和牛顿第三定律列式求解即可。

本题考查共点力平衡，解题关键是对小铁珠做好受力分析，根据平衡条件列式求解即可。

8.【答案】D

【解析】解：先对物体AB进行整体受力分析，水平方向，两个不等大、反向的水平力片和尸2正好处于平衡，

所以物体B受地面的摩擦力；对4物体进行受力分析，物体4受到重力、拉力F2、支持力和B给4的摩擦力，

在4个力的作用下处于平衡状态，故A受4个力；物体B受到受到重力、拉力&、支持力、A给8的摩擦力和4

给8的压力，地面的摩擦力，所以物体8受6个力的作用，故。正确，ABC错误。

故选：D。

首先运用整体法得出地面与物体间没有摩擦力的作用，然后分别对力B进行受力分析即可得出物体受到几个

力。

解答此题的关键在于会用整体法和隔离法分别物体进行受力分析，即可得到物体分别受几个力的作用。

9.【答案】A

【解析】解：初状态系统平衡时，两弹簧弹力相等，合力与两弹簧夹45。斜向左上方，

则由。点受力平衡知：OP、0Q两绳拉力合力斜向下与0P夹45。角。

保持。点不动，则两弹簧伸长状态不变，合力不变，

将OP、0Q沿顺时针方向缓慢旋转70。，此过程OP、OQ合力不变，两力夹角不变，用红线表示OQ拉力，紫

线表示OP拉力，

根据力的三角形法则可作图如下：

由图可以看出，在旋转70。的过程中，

表示OP的拉力TOP长度一直在减小，说明OP上的作用力一直减小；

表示OQ的拉力r°Q长度线增大后减小，说明上的作用力先增大后减小；

当OQ旋转至水平位置时，OQ对应的圆周角为：180°-60°-45°=75°<90°,

说明此时OQ拉力不是最大值。故A正确，错误。

故选：Ao

系统受力平衡，在转动的过程中，根据动态平衡分析力的变化情况，注意结合力的变化特点分析。

本题是动态平衡的问题，注意在变化的过程中OP、OQ的夹角不变，结合圆来分析变化规律。

10.【答案】BC

【解析】解：4若两弹簧都处于压缩状态，对4球研究，4受重力、P对其的向下弹力和Q对其向上的弹力，

根据平衡条件可推知Q的弹力大于P的弹力，与题目矛盾，故A错误；

8.当P处于拉伸状态，Q处于压缩状态时，对4分析，A受到重力、P向上的弹力与Q向上的弹力，由于P的弹

力是Q的弹力的2倍，根据平衡条件有

1

FP+^FP=mg

代入数据解得

p=w

根据牛顿第三定律可得，P受到的弹力为与N,贝UP弹簧对天花板的作用力可能为9N,故B正确；

C.当P、Q均处于拉伸状态时，若B对地面的压力为零，对4B整体分析可知，P的弹力大小为10N,对B分析

可知，Q的弹力大小为5N,P的弹力是Q的弹力的2倍，可知B球对地面的压力可能为零，故C正确；

D若P弹簧压缩，Q弹簧拉伸，对4分析，4受到重力、P向下的弹力与Q向下的弹力，4所受合力不为0,不

满足平衡条件，故不可能P弹簧压缩，Q弹簧拉伸，故。错误。

故选：BC。

根据48受力情况分析弹簧弹力及弹簧的形变情况，根据平衡条件可解得作用力。

本题考查共点力平衡条件，解题关键分析弹簧的形变情况，根据不同的形变分析4B的受力。

11.【答案】B

【解析】解：小球处于静止状态，则杆对小球的作用力方向在重力与弹簧拉力夹角的

对顶角范围内(不含水平方向)，如图所示;

当弹簧的弹力为零时，杆对小球的作用力方向是尸3,当弹簧的弹力不为零时，杆对小

球的作用力方向可能是尸2,

如果杆对小球的作用力是尸3,则尸3与小球的重力平衡，即F3=mg；

如果杆对小球的作用力是尸2,则尸2是重力与弹簧弹力的合力，则&>mg=F3,故B正确、AC。错误。

故选：Bo

小球处于静止状态，根据平衡条件确定杆对小球的作用力可能的方向。

本题主要是考查了共点力的平衡问题，对应三力平衡，其中任何一个力都和另外两个力的合力平衡。

12.【答案】CD

【解析】解：4、对第2张纸受力分析可得，在水平方向上受到第1张纸向右的滑动摩擦力和第3张纸水平向

左的静摩擦力而保持平衡。故A错误；

BC、对第2张纸受到第1张纸的滑动摩擦力/=%FN，f=的(F+mg)

由平衡得，第2张纸受到第3张纸的静摩擦力等于第1张纸对第2张纸的滑动摩擦力，以此类推第10张纸与第

11张纸之间的摩擦力大小都是/=%(F+mg)，故8错误，C正确：

。、若〃1=〃2，由于纸张有质量，故越往下压力越大，搓纸轮对第一张纸的摩擦力小于第一张纸和第二张

纸之间的最大静摩擦，所以第一张纸不可能向右运动，故进纸系统不能进纸，故。正确。

故选：CDo

首先对第2张纸进行受力分析判断第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向如何；

根据滑动摩擦力的计算公式求出第2张纸受到第3张纸的滑动摩擦力，再根据二力平衡判断第3张纸的静摩擦

力等于滑动摩擦力，以此类推得到第10张纸与第11张纸之间的摩擦力：

根据第1张上表面和下表面受到的压力，结合出=〃2,计算摩擦力的大小判断系统能不能进纸系。

本题考查了叠块间的摩擦力情况，解决本题的关键是准确分析出纸张上下表面的压力和最大摩擦力之间的

关系。

13.【答案】120.200.13

【解析】解：(1)由题知，弹簧处于原长时滑块左端位于。点，4点到。点的距离为5.00cm.拉动滑块使其左端

处于4点，由静止释放并开始计时。结合图乙的F-t图有

Ax=5.00cm=0.005m,F=0.610/V

根据胡克定律

F

k=-；­

Ax

计算出

k®12N/m

(2)根据牛顿第二定律有

F—ma

则a-F图像的斜率为滑块与加速度传感器的总质量的倒数，根据图丙中I,则有

13-0

k=m=~oTk9~=5叱

则滑块与加速度传感器的总质量为

m=0.20kg

(3)滑块上增加待测物体，同理，根据图丙中n,则有

11.5-0,

k==3kg-

则滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为

m'=0.33kg

则待测物体的质量为

Am=m'—m=0.33kg—0.20kg-0.13kg

故答案为：(1)12：(2)0.20；(3)0.13

(1)根据图像结合胡克定律解得；

(2)(3)根据牛顿第二定律结合图像可解得质量.

本题考查牛顿第二定律，解题关键掌握实验原理与实验操作，注意图像斜率的含义。

14.【答案】D3

【解析】解：①4、在不超出弹簧测力计的量程和橡皮条形变限度的条件下，使拉力适当大些，不必使两只

测力计的示数相同，故A错误；

8、在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的一个点就可以了，故8错误;

C、实验中拉弹簧秤时，只需让弹簧与外壳间没有摩擦，此时弹簧测力计的示数即为弹簧对细绳的拉力，与

弹簧秤外壳与木板之间是否存在摩擦无关，故C错误；

为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板，故

。正确；

故选：D。

②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验，用手拉住一条细绳，用弹簧秤拉住另一条细绳，互成角度的拉橡

皮条，使其结点到达某一点0,记下位置。和弹簧秤示数a和两个拉力的方向；交换弹簧秤和手所拉细绳的

位置，再次将结点拉至。点，使两力的方向与原来两力方向性相同，并记下此时弹簧秤的示数尸2,只有一个

弹簧秤将结点拉至。点，并记下此时的弹簧秤示数尸的大小和方向；所以若只有一只弹簧秤，为了完成该实

验至少需要3次把橡皮条结点拉至0。

故答案为：①D;②3

①根据实验原理掌握正确的实验操作；

②理解只有一只弹簧秤的实验步骤，由此得出需要完成的步骤次数。

本题主要考查了力合成的平行四边形定则的验证实验，根据实验原理掌握正确的实验操作。

15.【答案】解：（i）设此时上部分气体的压强为由,下部分气体的压强为「2。

对上部分气体，根据玻意耳定律可得：poSLo=PiX；SL（）

解得：Pi=2p0;

由于气体总的体积不变，则此时下部分气体的体积为|SL°

对下部分气体，根据玻意耳定律可