北京市北大附中 2023-2024学年高三上学期开学测试物理试题【含答案】

2024届高三物理系列检测题（二）一、本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。1.关于速度、速度的变化和加速度的关系，列说法中正确的是（）A.加速度的方向和速度变化的方向相同B.物体加速度增大，速度一定越来越大C.速度的变化越来越大，加速度一定越来越大D.速度变化越快，加速度越大【答案】AD【解析】【详解】A．加速度的方向和速度变化的方向相同，选项A正确；B．物体加速度增大，若加速度与速度反向，则速度会越来越小，选项B错误；C．根据，速度的变化越来越大，加速度不一定越来越大，选项C错误；D．加速度等于速度的变化率，则速度变化越快，加速度越大，选项D正确。故选AD。2.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上．用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示．用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中()A.F逐渐变大B.F逐渐变小C.T逐渐变小D.T逐渐变大【答案】AD【解析】【详解】以结点O为研究对象，受力分析如下图所示：由题意知点O缓慢移动，即在移动过程中始终处于平衡状态，则可知：绳OB的张力：TB=mg根据平衡条件可知：Tcosθ−TB=0Tsinθ−F=0由此两式可得：在结点为O被缓慢拉动过程中，夹角θ增大，由三角函数可知：F和T均变大．A.F逐渐变大．故A项正确；B.F逐渐变小．故B项错误；C.T逐渐变小．故C项错误；D.T逐渐变大．故D项正确．3.从某一高度水平抛出质量为的小球，经时间落在水平面上，速度方向偏转角度为。若重力加速度为，不计空气阻力，则（）A.小球抛出的速度大小为 B.小球下落高度为C.小球落地时的速度大小为 D.小球水平方向的位移为【答案】BC【解析】【详解】A．将小球落地的速度进行分解，如下小球竖直方向速度vy＝gt落地时速度与水平方向夹角为θ，则故A错误；B．小球下落高度为故B正确；C．小球落地时的速度大小为故C正确；D．小球水平方向做匀速直线运动，所以平抛过程中水平方向的位移为故D错误。故选BC。4.我国航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，提高了青少年科学探索的兴趣。某同学设计了如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周运动。无论在“天宫”还是在地面做此实验，下列说法错误的是（）A.小球的速度大小均发生变化 B.小球的向心加速度大小均发生变化C.细绳的拉力均不改变小球的速度大小 D.细绳的拉力大小均发生变化【答案】ABD【解析】【详解】AC．在地面上做此实验，忽略空气阻力，小球受到重力和绳子拉力的作用，拉力始终和小球的速度垂直，不做功，但重力会改变小球速度的大小；在“天宫”上，小球处于完全失重的状态，小球仅在绳子拉力作用下做匀速圆周运动，绳子拉力仍然不做功，小球的速度大小不变。显然两种情形下，细绳的拉力均不改变小球的速度大小，故A错误符合题意，C正确不符合题意；BD．在地面上小球运动的速度大小发生改变，根据可知小球的向心加速度和绳的拉力的大小均发生了改变；在“天宫”上，小球运动的速度大小不发生改变，根据可知，小球的向心加速度和绳的拉力大小均不发生改变，故BD错误符合题意。故选ABD。5.一个质点做简谐振动的图像如图所示，下列说法中正确的是（）A.质点的振动频率为 B.在末，速度为零，回复力为正向最大C.在内质点经过的路程是 D.和末的两时刻质点的位移相等【答案】CD【解析】【详解】A．由图知，周期为，质点的振动频率为故A错误；B．在末，质点的位移为正向最大，速度为零，由F=-kx知回复力为负向最大，故B错误；C．振幅为；时间为个周期，一个周期内质点通过的路程为：，故路程为所以C正确；D．根据图像的对称性分析和位移大小相同，方向相同（同正），所以D正确；故选CD6.一根劲度系数为轻弹簧，上端固定，下端系一质量为的物块。用一水平木板将物块托住，使弹簧处于原长状态，如图所示。现让木板由静止开始向下匀加速运动，加速度大小，忽略一切阻力。下列说法正确的是（）A.物块下落的整个过程中，物块、弹簧和地球组成的系统机械能守恒B.当弹簧的伸长量时，物块与木板分离C.物块下落到最低点时的加速度大小为gD.下落过程中物块的最大速度【答案】D【解析】【详解】A．物块下落的整个过程中，受到木板的支持力作用，且支持力对物块做负功，所以物块、弹簧和地球组成的系统机械能减小，故A错误；B．当物块与木板之间的弹力为零，加速度为时，恰好与木板分离，则对物块受力分析有解得故B错误；C．若没有木板的作用，则物块由初态（弹簧处于自然长度）开始下落，到最低点为简谐运动，由对称性可知最低点时的加速度大小为g，但实际过程中，有木板的作用力，则物块全程不是简谐运动，则最低点加速度不为g，故C错误。D．当物块加速度为零时，速度达到最大，即满足因为木板与物块分离时，向下运动的位移为x，则此时的速度为解得则从脱离到达到最大速度，对物块与弹簧组成的系统，由机械能守恒定律得联立解得故D正确。故选D。7.卫星A在地球的赤道平面内绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，运行的周期与地球的自转周期T0相同；卫星B绕地球的表面附近做匀速圆周运动；物体C位于地球的赤道上，相对地面静止，地球的半径为R。则有：（）A.卫星A与卫星B的线速度之比是B.卫星A与物体C的向心加速度之比是C.卫星B与物体C的向心加速度之比是1D.地球表面的重力加速度是【答案】BD【解析】【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得解得则卫星A与卫星B的线速度之比为故A错误；BC．根据万有引力提供向心力可得解得卫星A与卫星B的向心加速度之比为由于卫星A的周期等于地球自转周期，则卫星A的角速度等于地球自转角速度，根据可知卫星A与物体C的向心加速度之比卫星B与物体C的向心加速度之比故B正确，C错误；D．对于卫星A，有根据物体在地球表面受到的万有引力等于重力可得联立解得地球表面的重力加速度是故D正确。故选BD。8.质量为1kg的物体从足够高处由静止开始下落，其加速度a随时间t变化的关系图象如图所示，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（）A.2s末物体所受阻力的大小为20NB.在0~2s内，物体所受阻力随时间均匀减小C.在0~2s内，物体的动能增大了100JD.在0~1s内，物体所受阻力的冲量大小为2.5N·s【答案】D【解析】【详解】A．2s末物体的加速度为零，则此时阻力等于重力，即所受阻力的大小为10N，故A错误；B．根据牛顿第二定律有mg－f=ma可得f=mg－ma在0~2s内，物体加速度随时间均匀减小，则所受阻力随时间均匀增大，故B错误；C．根据物体加速度a随时间t变化的关系图象与坐标轴所围图形的面积表示速度变化量可知，在0~2s内，物体的速度增加了Δv=×2×10m/s=10m/s即t=2s时速度为v=10m/s则在0~2s内，物体的动能增大了mv2=×1×102J=50J故C错误；D．在0~1s内，物体速度的增量Δv1=×（5＋10）×1m=7.5m/s根据动量定理有mgt－If=mΔv1解得If=2.5N·s故D正确。故选D。9.一颗速度较大的子弹，水平击穿原来静止在光滑水平面上的木块，使木块获得一定动能。设木块对子弹的阻力恒定，则当子弹射入的速度增大时，下列说法正确的是（）A.木块得到的动能变大B.子弹损失的动能变大C.子弹穿过木块的时间变短D.木块在被击穿过程中的位移变小【答案】CD【解析】【详解】CD．子弹的入射速度越大，子弹击穿木块所用的时间越短，木块相对地面的位移越小，但子弹相对木块的位移不变，CD正确；AB．木块动能的增加量木块对子弹的阻力恒定，子弹击穿木块所用的时间越短，木块相对地面的位移越小，所以木块动能的增加量变小，即木块获得的动能变小，子弹损失的动能也变小，AB错误；故选CD。10.自然界中某个量的变化量为，发生这个变化所对应的的变化量为，则比值叫做这个量对的变化率。下列说法不正确的是（）A.若表示某质点做直线运动的动能和位置坐标，则越大，合外力对质点做功的功率越大B.若表示某质点做平抛运动的动能和位置坐标，则恒定不变C.若表示某质点做匀加速直线运动的速度和时间，则恒定不变D.若表示某质点做匀速圆周运动的动量和时间，则是变化的【答案】AB【解析】【详解】A．由动能定理则故越大，合外力F越大；但是物体可能做减速运动，合力的功率未必增大，故A错误；B．由动能定理则若表示某质点做平抛运动的动能和竖直方向的位置坐标，那么其中x表示竖直方向的位移，故B错误；C．根据匀加速直线运动的速度—时间关系，有若表示某质点做匀加速直线运动的速度和时间，则恒定不变，C正确；D．由动量定理，有若表示某质点做匀速圆周运动的动量和时间，则表示向心力，向心力方向时刻变化，故D正确。本题选择错误选项。故选AB。二、本题共2小题，共15分。11.在“验证力的平行四边形定则”的实验装置如图所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，为橡皮筋与细绳的结点，和为细绳。关于该实验，下列操作正确的是（）A.两个细绳套不必等长B.测力计、细绳套、橡皮条可以与木板平面不平行C.重复实验，再次进行验证时，结点的位置可以与前一次不同D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时，拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力【答案】AC【解析】【详解】A．只要通过两个细绳套将结点拉到O点即可，两个细绳套不必等长，故A正确；B．测力计、细绳套、橡皮条与木板平面要平行，满足共点力平衡条件，故B错误；C．重复实验，再次进行验证时，结点的位置不必必须与前一次相同，能够正确验证即可，故C正确；D．用两个测力计互成角度拉橡皮条时，拉力可以大于只用一个测力计时的拉力，故D错误。故选AC12.某学习小组利用图1所示的装置做“探究加速度和力、质量的关系”的实验。

①除了图中所给的器材以及交流电源和导线外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是__________。A．秒表B．天平（含砝码）C．弹簧测力计D．刻度尺②甲同学实验时这样平衡摩擦力：按图1装置把实验器材安装好，先不挂托盘和砝码，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高，接通打点计时器，让小车以一定初速度沿木板向下运动，并不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做__________运动。③图2为乙同学实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，所用交流电源的频率为。通过测量，可知打点计时器打点时小车的速度大小为__________；小车此次运动的加速度的测量值__________。（计算结果均保留2位有效数字）④丙同学作出的图像如图3所示。发现图线有一段是曲线，他认为这是系统误差造成的。他将实验方法做了如下改进：先将一些砝码放在小车上；之后每次从小车上取下一些砝码移到托盘上；重复多次实验，直到将砝码全部移到托盘中；根据测得的数据，绘制出小车加速度a随着托盘和盘中的砝码所受重力F变化的关系图线，得到的是一条过原点的直线。已知托盘和所有砝码的总质量为m，小车的质量为M。请你分析说明图线为直线的原因，并说明图线斜率的物理意义________。【答案】①.BD##DB②.匀速直线③.0.44④.1.0⑤.为定值，所以图像为过原点的直线，斜率为【解析】【详解】①[1]此实验中不需要秒表和弹簧测力计，但要用天平测量小车及托盘的质量，用刻度尺测量纸带，故选BD；②[2]平衡摩擦力后，小车将做匀速直线运动；③[3]打点计时器打点时小车的速度大小为[4]小车此次运动的加速度的测量值为④[5]根据牛顿第二定律，得其中为定值，所以图像为过原点的直线，斜率为。三、本题包括6小题，共55分。解答应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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13.如图所示，质量为0.78kg的金属块放在水平桌面上，在与水平方向成37°角斜向上、大小为3.0N的拉力F作用下，以2.0m/s的速度向右做匀速直线运动。（sin37°=0.60，cos37°=0.80，g取10m/s2），求：(1)金属块与桌面间的动摩擦因数；(2)如果从某时刻起撤去拉力，撤去拉力后金属块在桌面上滑行的最大距离。【答案】（1）0.4；（2）0.5m【解析】【分析】【详解】(1)因为金属块匀速运动，根据受力平衡有解得故动摩擦因数为0.4。(2)撤去拉力后，小球做匀减速直线运动，则有解得小球加速度大小为其方向与运动方向相反，所以取根据匀变速直线运动位移和速度关系有解得故撤去拉力后金属块在桌面上滑行的最大距离为0.5m。14.如图所示，一物体从光滑斜面顶端由静止开始下滑。已知物体的质量，斜面的倾角，斜面长度，重力加速度取。求：物体沿斜面下滑的加速度大小；物体滑到斜面底端时的速度大小；物体下滑的全过程中重力对物体的冲量大小。

【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【分析】【详解】(1)物体在斜面上所受合力沿斜面向下，大小为

设物体沿斜面下滑的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有解得(2)设物体滑到斜面底端时的速度大小为v，则有

解得

(3)设物体下滑过程的时间为t，则有

解得

在此过程中重力对物体的冲量为15.如图所示，水平轨道AB与位于竖直面内半径为R的半圆形光滑轨道BCD相连，半圆形轨道的BD连线与AB垂直．质量为m可看作质点的小滑块在恒定外力作用下从水平轨道上的A点由静止开始向右运动，到达水平轨道的末端B点时撤去外力，小滑块继续沿半圆形光滑轨道运动，且恰好能通过轨道最高点D，滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到A点．已知重力加速度为g，求：（1）滑块通过D点的速度大小（2）滑块经过B点进入圆形轨道时对轨道压力的大小（3）滑块在AB段运动过程中的加速度大小【答案】(1)(2)6mg（3）【解析】【详解】（1）设滑块恰好通过最高点D的速度为，根据牛顿第二定律有

，，解得：；（2）滑块自B点到D点的过程机械能守恒，设滑块在B点的速度为，则有：，解得：设滑块经过B点进入圆形轨道时所受的支持力为NB，根据牛顿第二定律有，解得，由牛顿第三定律可知，滑块经过B点时对轨道的压力大小；（3）对于滑块自D点平抛到A点，设其时间t，则有，解得，设滑块由A点到B点的过程中加速度为a，则有，解得：【点睛】①物体恰好通过D点是本题的突破口，这一点要注意把握；②题目要求滑块经过B点进入圆形轨道时对轨道的压力大小而根据物体在B点的运动情况所求的是轨道对物体的支持力，故运动别忘记“由牛顿第三定律求解滑块在B点对轨道的压力16.假设未来的人类登上某一地外行星。一小球在距离该星球表面h处自由下落，经过时间t落到星球表面，无空气阻力。设这个行星的半径为R，万有引力常量为G，回答下面问题：（1）该行星表面的重力加速度大小；（2）该行星的质量；（3）如果将来要在这颗行星上发射环绕卫星，环绕这个行星的第一宇宙速度大小约为多少？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据自由落体运动公式解得该行星表面的重力加速度大小为（2）根据物体在星球表面受到的重力等于万有引力可得解得该行星的质量为（3）根据解得环绕这个行星的第一宇宙速度大小为17.一辆质量的平板车，停在水平路面上，车身的平板离地面的高度，一质量的小物块置于车的平板上，它到车尾端的距离，与车板间的滑动摩擦系数，如图所示，今对平板车施一水平方向的恒力，使车向前行驶，结果物块从车板上滑落。不计路面与平板车间以及轮轴之间的摩擦，取。求：（1）平板车启动时车和物块的加速度；（2）物块刚离开车板的时刻，车向前行驶的速度；（3）物块落地时，落地点到车尾的水平距离s。【答案】（1），（2）；（3）【解析】【详解】（1）对车，由牛顿第二定律可得解得对物块，由牛顿第二定律可得解得（2）物块离开前的位移为小车的位移为物块刚离开车板时，有联立解得，则此时车向前行驶的速度为

（3）物块离开小车时的速度为物块离开小车后做平抛运动，由平抛运动规律得

在此过程中物块的水平位移为物块滑落后，对车根据牛顿第二定律可得解得车的位移为落地点到车尾的水平距离为解得18.蹦极是一项非常刺激的运动。为了研究蹦极过程，可将人视为质点，人的运动沿竖直方向，人离开蹦极台时的初速度、弹性绳的质量、空气阻力均可忽略。某次蹦极时，人从蹦极台跳下，到A点时弹性绳恰好伸