2021年秋季高三物理开学摸底考试卷02江苏专用（解析版）

2021年秋季高三开学摸底考试卷02

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.手机给人民生活带来很多便利，如导航软件不仅极大地方便了出行的人们，更是缓解了城市交通

压力。下面是某位游客司机准备从上海浦东国际机场附近前往上海迪士尼度假区，导航规划了三条

路线，下列说法错误的是（）

红绿灯16个

开始导皿

出租车93元

A.研究汽车在地图上的实时位置，可以把汽车看成质点

B.图中的40分钟、38分钟、45分钟都表示时间间隔

C.图中的28公里、28.6公里、26.5公里分别表示路程

D.三条路径路程不同、时间不同、位移也不同

【答案】D

【解析】

A.研究汽车在导航图中的位置时，汽车的大小和形状能够忽略，可以把汽车看成质点，故A正确,

不符合题意；

B.图中的40分钟、38分钟、45分钟都表示时间间隔，故B正确，不符合题意；

C.图中的28公里、28.6公里、26.5公里是轨迹的长度，分别表示路程，故C正确，不符合题意；

D.三条路径路程不同、时间不同、位移相同，故D错误，符合题意。

故选D。

2.在某个恶劣天气中，能见度很低，甲、乙两汽车在一条平直的单行道上，甲在前、乙在后同向行

驶。某时刻两车司机听到前方有事故发生的警笛提示，同时开始刹车，两车刹车后的v—f图像如图

所示，下列说法正确的是（）

0----------244048/7s

A.甲车的加速度大于乙车的加速度

B.若f=24s时两车未发生碰撞，则此时两车相距最远

C.为避免两车发生碰撞，开始刹车时两车的间距至少为48m

D.若两车发生碰撞，则可能是在开始刹车24s以后的某时刻发生的

【答案】C

【解析】

A.甲车的加速度大小

乙年的加速度大小

所以甲车的加速度小于乙车的加速度，故A错误;

B.r=24s时，两车速度相等，开始时，甲在前、乙在后同向行驶，所以若r=24s时两车未发生碰

撞，则此时两车相距最近，故B错误;

C.0~24s内，甲车的位移

]6+8

x\=------x24m=288m

2

乙车的位移

20+8

X2=-------x24m=336m

2

两者位移之差

Ax=X2—xi=48m

所以为避免两车发生碰撞，开始刹车时两车的间距至少为48m,故C正确；

D.r=24s时，两车速度相等，若两车速度相等时没有相撞，则速度相等后，甲车的速度比乙车的

大，两车不可能相撞，故D错误；

故选Co

3.如图甲所示，笔记本电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度。某同学将电脑放在散热底

座上，为了获得更好的舒适度，由原卡位1调至卡位4,如图乙所示，电脑始终处于静止状态，则

()

甲乙

A.电脑受到的支持力变小

B.电脑受到的摩擦力变大

C.散热底座对电脑的作用力不变

D.电脑受到的支持力与摩擦力大小之和等于其重力

【答案】C

【解析】

AB.笔记本电脑受重力、支持力和静摩擦力，如图所示

根据平衡条件，有

FN=，"gcos仇F尸，"gsin，

由原卡位1调至卡位4,角度9减小，则支持力FN增大，静摩擦力片减小，故A、B错误；

C.散热底座对电脑的作用力即支持力和静摩擦力的合力，与重力平衡，始终是不变的，C正确；

D.电脑受到的支持力与摩擦力大小之和大于电脑的重力，D错误。

故选C。

4.如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率巧运行，初速度大小为匕的小物块从与传送带等

高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动

的VT图像（以地面为参考系）如图乙所示。已知，则下列说法错误的是（）

A.4时刻，小物块离4处的距离达到最大

B.芍时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大

C.时间内，小物块受到的摩擦力方向始终向右

D.时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用

【答案】D

【解析】

A.在0~乙时间内小物块向左减速，在时间内小物块向右加速，则4时刻，离A处的距离达到

最大，故A正确，不符合题意；

B.fz时刻前小物块相对传送带向左运动，之后相对静止，则知芍时刻小物块相对传送带滑动的距离

达到最大，故B正确，不符合题意；

C.072时间内，小物块相对传送带向左运动，受到的摩擦力方向始终向右，旦大小不变，故C正

确，不符合题意；

D.由题图乙知，在々时间内小物块做匀速直线运动，此时受力平衡，小物块不受摩擦力作用，

故D错误，符合题意。

故选D。

5.如图所示，质量均为〃，的小滑块P、Q通过钱链用长为L的轻杆连接，P套在固定的竖直光滑杆

上，Q放在光滑水平地面上，轻杆与竖直方向夹角a=30。，原长为手的轻弹簧水平放置，右端与Q

相连，左端固定在竖直杆。点上,由静止释放，下降到最低点时a变为60。，整个运动过程中，P、

Q始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。则P下降过程中

()

A.P、Q组成的系统机械能守恒

B.P、Q的速度大小始终相等

C.弹簧弹性势能最大值为与l/ngL

D.P达到最大动能时，Q受到地面的支持力大小为，咫

【答案】C

【解析】

A.P、Q组成的系统在下滑的过程中，对弹簧做正功，弹簧弹性势能增加，系统机械能减小，故A

错误；

B.将P、Q的速度进行分解，如下图所示

下滑的过程中，根据速度的合成和分解可得

vpcosa=vQsina

即有“=%tana,故B错误；

C.根据机械能守恒，可得

Ep=mg(Leos30-Leos600)

解得，弹簧弹性势能最大值为《乎mgL,故C正确；

D.P达到最大动能时，说明此时P在竖直方向加速度为零，则P、Q、轻杆组成的系统竖直方向加

速度为零，对系统受力分析可得，此时Q受到地面的支持力大小等于P、Q的总重力，即2〃琢，故

D错误。

故选C。

6.如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10m,该同学和秋千踏板的总质量约为50kg。

绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8m/s,此时每根绳子平均承受

的拉力约为（）

A.200NB.400NC.600ND.800N

【答案】B

【解析】

在最低点由

5mv-

2T-mg=--

知

1410N

即每根绳子拉力约为410N,故选B。

7.如图所示，如果把地球表面看成一座巨大的拱形桥，若汽车速度足够大就可以飞离地面而成为人

造地球卫星。已知地球自转周期为7,赤道上的重力加速度为g赤，万有引力常量为G,地球的半径

为凡则下列说法正确的是（）

A.汽车相对地心的速度至少应为竿才能飞离地面

B.地球的质量为当匹

G

C.地球两极处的重力加速度为（半J/?+g赤

D.为了使汽车更容易飞离地面，汽车应该在低纬度地区自东向西加速运动

【答案】C

【解析】

A.由题意可知，赤道上相对地球静止的物体的线速度为

2nR

V'=~

汽乍相对地心的速度为V1时显然不能飞离地面，汽乍相对地心的速度至少要达到环绕速度才能飞离

地面，故A错误；

B.设地球的质量为M,对赤道上质量为，"0的静止物体根据牛顿第二定律有

cM"心,4n2

G-^—=M（）g赤+/M＜）yr^

解得

〃一——+如小

GT2

故B错误；

C.设地球两极处的重力加速度为g,地球两极处质量为恤的物体所受重力近似等于万有引力，即

G嗜ig

解得

4兀2

g=7rR+g赤

故c正确；

D.为J'使汽车更容易飞离地面，汽车应该在低纬度地区自西向东加速运动，故D错误。

故选C。

8.2021年的春节是个热闹的火星年。2月5日，我国航天局发布了由“天问一号”拍摄的首张火星图

像（图甲），给我们送来了新年大礼包；2月10日19时52分，“天问一号”探测器实施近火捕获，顺

利进入近火点高度约400千米，周期约10个地球日，倾角约10°的大椭圆环火轨道，成为我国第一

颗人造火星卫星，实现“绕、落、巡''目标的第一步，环绕火星成功。图乙为“天间一号''探测器经过

多次变轨后登陆火星前的部分轨迹图，轨道I、轨道H、轨道HI相切于P点，轨道HI为环绕火星的

圆形轨道，P、S两点分别是椭圆轨道的近火星点和远火星点，P、S、。三点与火星中心在同一直线

上，下列说法正确的是（）

s

u,

P

图甲图乙

A.探测器在P点由轨道I进入轨道II需要点火加速

B.探测器在轨道ni上Q点的速度大于在轨道n上s点的速度

c.探测器在轨道H上运行时，在相等时间内与火星连线扫过的面积与在轨道m上相等

D.探测器在轨道n上由尸点运动到s点的时间小于探测器在轨道ni上由P点运动到。点的时间

【答案】B

【解析】

A,探测器由轨道I进入轨道n做的是近心运动，需点火减速，使万有引力大于所需的向心力，故A

错误;

B.根据万有引力提供向心力，有

八MmV

G—T-=m—

rr

解得线速度

GM

v=

可知在轨道n上s点对应圆轨道的速度小于近火星点Q处圆轨道上的速度，而在轨道n上s点的速

度小于该处对应圆轨道上的速度，所以探测器在轨道n上s点的速度小于轨道in上Q点的速度,

故B正确;

C.开普勒第二定律描述的是卫星在一个轨道上相等的时间连线扫过的面积相等，探测器在轨道H

和轨道III属于两不同的轨道，线速度不同，故C错误;

D.因轨道n的半长轴大于轨道ni的半径，根据开普勒第三定律，知轨道n的周期大于轨道ni的

周期，而探测器在轨道H上由P点运动到S点的时间和探测器在轨道HI上由P点运动到Q点的时

间都是各自周期的一半，故探测器在轨道II上由P点运动到S点的时间大于探测器在轨道HI上由P

点运动到Q点的时间，故D错误;

故选Bo

9.在地面上以速度vo抛出质量为机的物体，抛出后物体落到比地面低人的海平面上。若以抛出点

为零势能面，且不计空气阻力，则（）

A.物体到海平面时的势能为机g/z

B.重力对物体做的功为，"g/?

C.物体在海平面上的机械能为+

D.物体在海平面上的动能为g〃诉

【答案】B

【解析】

A.若以抛出点为零势能面，物体到海平面时的势能为一,咫儿选项A错误；

B,重力对物体做的功为选项B正确；

C.物体在海平面上的机械能等于刚抛出时的机械能，大小为3根说，选项c错误；

D.根据机械能守恒

^mv^=Ek-mgh

物体在海平面上的动能等于为

E.=—〃，片+mgh

选项D错误。

故选Bo

10.如图，质量为M的小船在静止水面上以速率处向右匀速行驶，一质量为机的救生员站在船尾,

相对小船静止。若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为（）

-,、-tn、

A.%+一口B.C.v+TT（VO+v）D.v+TT（zVO-v）

°M00

【答案】C

【解析】

小船和救生员组成的系统动量守恒，取水平向右为正方向，有

(M+/;t)vo=rn(-v)+Mvl

解得

,mz、

V=vo+—(vo+v)

M

故选Co

第II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.用如图甲所示的实验装置验证叫、巩组成的系统机械能守恒。丐从高处由静止开始下落，外上

拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的

是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，所

用电源的频率为50Hz。已知町=150g、生=250g。则(结果均保留两位有效数字)

(1)在打下0点到打下计数点5的过程中系统重力势能的减少量4耳=J；(当地的重力加速度g

IXl()m/s2)

(2)在打下0点到打下计数点5的过程中系统动能的增加量△£=J；

(3)某同学测出多个计数点的速度大小v及对应”下落的高度力，作出的亡-/7图像如图丙所示，则

2

图像的斜率表达式。(用机|、仁和g表示)

【答案】0.60J0.58J"为~叫＞

【解析】

(1)也在打下0点到打下计数点5的过程中系统重力势能的减少量

殁,=(,巧一町)gx=(0.250-0.150)x10x(0.4540+0.1460)J=0.60J

(2)[2]相邻两计数点间还有4个点未标出，计数点间的时间间隔

T=0.02x5s=0.1s

在纸带上打下计数点5时，，m的速度

0.1460+0.1940

m/s1.7m/s

2x0.1

在打下0点到打下计数点5的过程中系统动能的增加量

22

A£k+/n,)v=1X(0.150+0.250)XL7J=0.58J

(3)[3]由机械能守恒定律得

I2

(，巧-叫)gh=—("?]+"?2)v

可得

§=(，％-町)g〃

2班+丐

图象的斜率表达式

/:二(叫一町)g

班

12.我国5G技术和应用居世界前列，在不少大城市已经使用无人驾驶公交车。在这种公交车上都配

备主动刹车系统。当车速超过30km/h,或者车距小于10m时，汽车主动刹车系统启动预判：车载

电脑通过雷达采集数据，分析计算，若预判0.6秒后发生事故，则汽车自己会主动刹车。某公交车

以匕=36km/h的速度匀速行驶，在公交车正前方相距L=20m处有一大货车，正以为=18km/h的

速度匀速行驶。(重力加速度g=10m/sD

(1)经过多长时间，公交车主动刹车。

(2)若刹车时公交车所受阻力为车重的0.7倍，请分析说明公交车与货车会相撞吗？

【答案】(1)3.4s；(2)不相撞

【解析】

(1)速度超过30km/h或距离小于10m时是预判不用刹车。

当两车相距厮时公交车开始主动刹车，乙,=0.6s,有

，=（V|-V2）fo=3m

设两车从相距20m到相距%=3m经过的时间为。

（—"HF

解得

%=3.4s

（2）公交车刹车时，由牛顿第二定律得

kmg=ma,%=0.7

从公交车刹车到两车速度相同，设时间为t2

一匕一岭

*t2­

a

公交车位移

芭=1"2-3加；

解得

升=5.36m

大货车位移

x2=v2/2=3.57m

因为

%+%=6.57m>5.36m

所以不相撞。

13.在平台AD中间有一个长为2/的凹槽BC,质量为机的滑板上表面与平台AD等高，质量为2机

的铁块（可视为质点）与滑板间的动摩擦因数为山，铁块以一定的初速度滑上滑板后，滑板开始向右

做匀加速运动，当滑板右端到达凹槽右端C时，铁块与滑板的速度恰好相等，滑板与凹槽右侧边碰

撞后立即原速反弹，左端到达凹槽B端时速度恰好为零，而铁块则滑上平台CD。重力加速度为g。

（1）若滑板反弹后恰好能回到凹槽左端，则滑板与凹槽间动摩擦因数〃2多大？

（2）求铁块滑上滑板时的初速度大小Vo,

Vo

〃/〃〃〃/^^___________________^777777777777777777r

AB//////////////////////Z/////////7////////7Z///////Z「D

h«------/-------H

【答案】(1)〃2=/M；⑵%=小54gl

【解析】

(1)设滑板向右加速滑动时加速度大小为«i.反弹后向左滑动时加速度大小为s,滑板与凹槽右端碰

撞时的速度大小为v，由运动规律得：滑板向右做初速度为零的匀加速运动，则

2

v=2axl

反弹后向左做匀减速运动，末速度为零，则

2

O-v=-2«2/

滑板向右运动时水平方向受到铁块向右的滑动摩擦力和槽底向左的滑动摩擦力，向左滑动时只受槽

底向右的滑动摩擦力，由牛顿第二定律得

从x2mg一4x31ng=may

42mg=ma?

联立解得

1

(2)由以上几式得

v=-J^gi

铁块向右滑动的加速度大小为4,则

Nix2mg=2ma

铁块向右做匀减速运动，有

v2-vl=-2a-2l

解得

%=/〃必

14.如图所示为轮滑比赛的一段模拟赛道。一个小物块(可看成质点)从A点以一定的初速度水平

抛出，刚好无碰撞地从C点进入光滑的圆弧赛道，圆弧赛道所对的圆心角为60。，圆弧半径为R,圆

弧赛道的最低点与水平赛道OE平滑连接，DE长为R,物块经圆弧赛道进入水平赛道，然后在E点

无碰撞地滑上左侧的固定光滑斜坡，斜坡的倾角为37。，物块恰好能滑到斜坡的最高点F,F、。、A

三点在同一高度，重力加速度大小为g,不计空气阻力。求：

(1)物块的初速度w的大小及物块与水平赛道间的动摩擦因数；

⑵试判断物块向右返回时，能不能滑到C点，如果能，试分析物块从C点抛出后，撞在AB或BC

部分的位置。

【答案】(1)!腐，(2)能，物块刚好落在平台上的B点

36

【解析】

⑴物块从A点抛出后做平抛运动，在C点

v=———=2%

c°cos60°

由题意可知A8的高度

/?=/?cos60°=0.5/?

设物块的质量为团，从A点到C点的过程，由动能定理可得

.1.12

mgh=—mvc~--

解得

物块从4到尸的过程，由动能定理得

1，

一〃mgR=0--mv0

解得

(2)假设物块能回到C点，设到达C点的速度大小为%'，物块从尸点到C点过程，根据动能定理