江苏省淮安市2024-2025学年高三上学期开学考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024—2025学年度第一学期高三年级第一次联考物理试卷注意事项1.本试卷满分为100分，考试时间为75分钟。2.答题前，请务必将姓名、班级、学号、考场号、座位号、准考证号填写在答题纸上。3.请用0.5毫米黑色签字笔按题号在答题纸指定区域作答，在其它位置作答一律无效。第I卷（共44分）一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。1.如图所示为跳伞者在竖直下降过程中速度随时间变化的图像，则跳伞者（）A.时间内，处于超重状态 B.时间内，所受阻力变大C.时间内，加速度变大 D.时刻，开始打开降落伞〖答案〗B〖解析〗A．时间内，跳伞者加速运动，加速度向下，处于失重状态，A错误；B．图线的斜率表示加速度，由图像可知，时间内，跳伞者加速度在减小，根据，分析可知，所受阻力变大，B正确；C．图线的斜率表示加速度，时间内，加速度变小，C错误；D．时刻，跳伞者速度开始减小，所以能分析出时刻开始打开降落伞，D错误。故选B。2.如图所示，质量为m的小男孩沿滑梯匀速下滑，已知滑梯与水平面的夹角为，滑梯对小孩的作用力大小为（）A.0 B.mg C. D.〖答案〗B〖解析〗根据平衡条件，滑梯对小孩的作用力大小为mg。故选B。3.如图所示，嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为，四条腿与竖直方向间的夹角均为，月球表面处的重力加速度为，则每条腿对月球表面压力的大小为（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗竖直方向，由平衡可知可得由牛顿第三定律可知每条腿对月球表面压力的大小为。故选A。4.我国华为自主研发的麒麟9010芯片Pura70Pro手机，可与空中的地球静止卫星天通一号01实现卫星通话，则地球静止卫星（）A.处于平衡状态B.运行速度大小为C.天通一号01位于江苏正上方D.若地球自转变慢，需要升高卫星轨道高度以保持与地球同步〖答案〗D〖解析〗A．地球静止卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，不是处于平衡状态，故A错误；B．根据万有引力提供向心力可得可得地球第一宇宙速度等于近地卫星的线速度，所以地球静止卫星运行速度小于，故B错误；C．地球静止卫星只能位于赤道正上方，所以天通一号01不能位于江苏正上方，故C错误；D．根据万有引力提供向心力可得可得若地球自转变慢，则自转周期变大，需要升高卫星轨道高度以保持与地球同步，故D正确。故选D。5.甲、乙两运动员分别将足球同时从同一水平地面踢起，两球在上升过程中相遇，已知两球质量相等，不计足球大小、旋转及所受的空气阻力，则两球相遇前（）A.竖直分速度一定相等 B.水平分速度一定相等C.动能一定相等 D.机械能一定相等〖答案〗A〖解析〗A．足球踢起后做斜抛运动，竖直方向有两球上升过程相遇，则上升高度相同，运动时间相同，所以竖直分速度一定相等，A正确；B．水平方向，有由于水平位移的关系未知，所以不能确定水平初速度是否相等，B错误；C．两球相遇前，水平分速度不变，竖直分速度可知，竖直分速度相等，根据由于水平速度不一定相等，所以相遇前的速度不一定相等，动能也不一定相等，C错误；D．机械能等于动能与重力势能之和，即两小球质量相等，竖直高度相等，但是由于速度不一定相等，所以机械能不一定相等，D错误。故选A。6.某同学利用如图所示的向心力演示器探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系图中左、右两个相同的钢球与各自转轴的距离相同，转动过程中左、右两球所受向心力的之比为，则实验中与皮带相连的左右两个变速塔轮的半径之比为（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗根据可得，两个塔轮的角速度之比为而两个塔轮由皮带带动，线速度相同，根据可得，与皮带相连的左右两个变速塔轮的半径之比为故选B。7.如图所示，半球面的半径为，球面上点与球心等高，小球先后两次从点以不同的速度沿方向抛出，下落相同高度，分别撞击到球面上点。设上述两过程中小球运动时间分别为，速度的变化量分别为。则（）A. B.C.，式中为重力加速度 D.撞击点时的速度方向与球面垂直〖答案〗C〖解析〗A．小球做平抛运动，根据可知，运动时间相同，A错误；B．根据由于运动时间相同，所以速度变化量也相同，B错误；C．设两小球的水平位移分别为和，由几何关系可知根据平抛运动规律，可知联立可得，C正确；D．若撞击点时的速度方向与球面垂直，则点速度方向的反向延长线过圆心O，根据平抛运动的推论，速度的反向延长线一定过水平位移的中点，而O点不是水平位移的中点，与假设相矛盾，所以撞击点时的速度方向与球面不垂直，D错误。故选C8.淮安西游乐园快乐的猪八戒”游戏，可等效为如图所示的示意模型，忽略空气阻力，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，两个座椅在空中的相对位置关系可能正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗D〖解析〗对座椅进行受力分析，如图根据牛顿第二定律，有可知，轨道半径越大，细线与竖直转轴的角度越大，如图可知B座椅轨道半径大，所以B座椅的细线与竖直方向的角度大。故选D。9.如图所示为双层立体泊车装置。欲将静止在1号车位的轿车移至4号车位，需先通过1号车位下方的移动板托举着轿车竖直抬升至3号车位，再水平右移停至4号车位。则（）A.竖直抬升过程中，支持力做功大于克服重力做功B.竖直抬升过程中，支持力做功小于克服重力做功C.水平右移过程中，摩擦力对车做的总功为0D.水平右移过程中，摩擦力对车一直做正功〖答案〗C〖解析〗AB．竖直抬升过程中汽车只受重力和支持力，初、末状态汽车均静止，动能不变，根据动能定理可知，支持力做功等于克服重力做功，AB均错误；CD．水平右移的过程中，汽车只受摩擦力，汽车先由静止加速，最后减速到0，所以摩擦力先做正功，后做负功，由于整个过程动能变化量为0，所以摩擦力对车做的总功为0，C正确，D错误。故选C。10.如图1所示，质量为的物块与劲度系数为的轻弹簧连接，置于光滑水平面上，物块在水平拉力与弹簧弹力（式中如图2所示）共同作用下，由弹簧原长位置向右运动至伸长量（未超过弹簧的弹性限度）处，则此运动过程中（）A.物块的速度先增大后减小 B.物块的加速度一直减小C.物块以O点为平衡位置做简谐运动 D.拉力与弹力的合力对物块做正功〖答案〗D〖解析〗A．对弹簧弹力由图可知水平拉力由图可知则由弹簧原长位置向右运动至伸长量（未超过弹簧的弹性限度）处，水平拉力始终大于弹簧弹力，加速度方向始终向右，物块的速度一直增大，故A错误；B．由物块所受的合力可知合力一直增大，由牛顿第二定律可知物块的加速度一直增大，故B错误；C．物块离开O点时合力的方向与位移的方向相同，所以物块不是以O点为平衡位置做简谐运动，故C错误；D．物块由弹簧原长位置向右运动至伸长量（未超过弹簧的弹性限度）处，拉力与弹力的合力方向与物块的运动方向相同，所以拉力与弹力的合力对物块做正功，故D正确。故选D。11.某同学设计了一种验证动能守恒的实验方案。如图所示，用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的点和点，两点间距等于小球的直径。将质量较小的小球1向左拉起至点由静止释放，在最低点与静止于点的小球2发生正碰。碰后小球1向左反弹至最高点，小球2向右摆动至最高点。测得小球1、2的质量分别为，弦长。为验证碰撞前后系统动能守恒，试推导应满足的关系式为（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗如图设绳长为，根据几何关系可知，小球从A点运动到B点，下降的高度为根据几何关系及三角函数可知可得同理可得右B点到点，C点到D点，上升的高度分别为根据动能定理有若要证明碰撞过程中动能守恒，即则只需证明整理得故选C。二、非选择题：共5题，共56分，其中第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。12.如图甲所示的装置可以完成多个力学实验。第1小组利用该装置“研究匀变速直线运动”，第2小组利用该装置“验证牛顿第二定律”，第3小组将长木板放平，并把小车换成木块，“测定长木板与木块间的动摩擦因数”。（1）第1小组用20分度的游标卡尺测量遮光片的宽度，示数如图乙，则_________mm。（2）关于第1、2两小组的实验，说法正确的是_________。A.第1小组实验时，需要平衡摩擦力B.第2小组实验时，需要平衡摩擦力C.第1小组实验时，要求钩码的质量远小于小车质量D.第2小组实验时，要求钩码的质量远小于小车质量（3）第2小组从某位置静止释放小车，测出遮光片的宽度和它通过光电门的挡光时间，小车释放位置到光电门的距离s，小车的质量，弹簧测力计的示数，则与应满足的关系式为_______。（4）第3小组测出木块静止时遮光片的右端距光电门左端的位移s，由遮光片的宽度和挡光时间求出木块的速度，并算出，然后在坐标纸上作出的图像（如图丙），重力加速度为，根据图像可求得动摩擦因数_________。（5）第3小组在实验中测量位移s时未考虑遮光片宽度，则动摩擦因数的测量值_________真实值。（选填“大于”“小于”或“等于”）〖答案〗（1）10.55（2）B（3）（4）（5）大于〖解析〗【小问1详析】遮光片的宽度【小问2详析】A．用此装置研究匀变速直线运动时，摩擦力并不影响小车做匀变速直线运动，故不需要平衡摩擦力，故A错误；B．乙小组实验时，需要知道合外力，需要平衡摩擦力，故B正确；C．甲小组实验时，不要求钩码的质量远小于小车质量，故C错误；D．乙小组实验时，可以根据弹簧测力计直接读出力的大小，不要求钩码的质量远小于小车质量，故D错误。故选B。【小问3详析】小车通过光电门的速度加速度根据得【小问4详析】小车通过光电门的速度根据动能定理得由图像知联立可得【小问5详析】根据可知丙研究小组在实验中测量位移s时未考虑遮光片丙宽度d，动摩擦因数的测量值大于真实值。13.中国空间站绕地球的运动视为匀速圆周运动，其质量为，离地心的距离为，地球的质量为，引力常量为。（1）求空间站的向心加速度大小；（2）若有不明飞行器或太空垃圾靠近空间站时，空间站可实施紧急避险，从半径为的圆轨道变到半长轴为的椭圆轨道上运动，求其在圆轨道、椭圆轨道上运动的周期之比。〖答案〗（1）（2）〖解析〗【小问1详析】空间站做圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有解得【小问2详析】根据开普勒第三定律有解得周期之比14.如图所示是某质点运动的速度v随时间t变化的图像。（1）求在内，质点的加速度大小，并画出质点的加速度随时间变化的图像（2）求在内，质点发生的位移大小与通过的路程，并大致画出质点的位移随时间变化的图像。〖答案〗（1），（2），，〖解析〗【小问1详析】在内，质点的加速度加速度随时间变化的图像，见图乙所示。【小问2详析】根据速度图像可知：在内，质点做初速度为零的匀加速直线运动，在内，质点做初速度为的匀减速直线运动；在内，质点做初速度为零的反向匀加速直线运动。所以在内，质点发生的位移大小在内，质点通过的路程在内，做匀加速运动，质点的位移取，代入位移公式，并大致描点作图，同理可知：在内，做匀减速运动，质点的位移大致描点作图；在内，做反向的匀加速运动，质点的位移大致描点作图，故位移随时间变化的图像，见图丙所示15.某新能源汽车在车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达到节能的目的。某次测试中，汽车以额定功率沿直线行驶一段距离后关闭发动机，测得汽车动能随位移的变化如图所示，其中①是关闭储能装置时的关系图线，②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为，设汽车运动过程中所受地面阻力恒定，不计空气阻力。求：（1）汽车行驶过程中所受地面的阻力大小；（2）汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能；（3）测试过程中汽车加速行驶的时间。〖答案〗（1）（2）（3）〖解析〗【小问1详析】关闭储能装置过程，汽车减速到0的位移为根据动能定理，有解得【小问2详析】汽车开启储能装置后，汽车减速到0的位移为汽车受到的阻力做功为所以汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为【小问3详析】如图可知，汽车关闭发动机前已做匀速运动，有可得额定功率为汽车加速行驶过程中，根据动能定理有解得加速行驶的时间16.如图所示，某传送装置由三部分组成，中间是长度的水平传送带（传送带顺时针匀速传动，其速度大小可根据需要设定），其左侧斜面顶端距离传送带平面的高度，右侧光滑水平面上放置质量长度的滑板，斜面末端及滑板上表面与传送带两端等高并平滑对接。质量为的物块从斜面的顶端由静止释放，经过传送带后滑上滑板。已知滑板右端到挡板的距离，物块与斜面间的动摩擦因数满足为斜面的倾角），物块与传送带、滑板间的动摩擦因数分别为。求：（1）物块刚滑上传送带时的速度大小；（2）若传送带速度，求物块通过传送带所需的时间；（3）若传送带速度