四川省泸县2023-2024学年高三物理上学期开学考试理综试题含解析

高2021级高三上学期开学考试理科综合试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．考试时间150分钟，满分300二．选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.1918年卢瑟福任卡文迪许实验室主任时，用粒子轰击氮原子核，注意到在使用粒子轰击氮气时他的闪光探测器记录到氢核的迹象，从而发现了质子，若该反应方程为：，则A和Z分别为A.16、8 B.17、8 C.16、9 D.17、9【答案】B【解析】【详解】核反应方程中电荷数守恒，质量数守恒即：2+7=1+Z、4+14=1+A解得：A=17，Z=8．ACD.由上分析可知A=17，Z=8．ACD错误，B.由上分析可知A=17，Z=8．B正确．2.2021年夏季，河南郑州突如其来的洪涝灾害造成路面塌陷、桥梁垮塌，一汽车行驶中不慎陷入泥潭，天无绝人之路，碰巧在车前方30m处有一棵大树，如图甲所示，司机拿出后备箱里的绳索一端系在车上，一端系在树上，他在绳索中点垂直绳子施加的水平恒力，将绳索中点拉离原位置，如图乙所示，结果就把车拉了出来。则车被拉出时绳子对车的拉力约为（角度很小时，）（）A.500N B.1000N C.2500N D.5000N【答案】C【解析】【详解】设车被拉出时绳子对车的拉力大小为T，如图所示根据力的合成与分解有根据几何关系可得解得故选C。【点睛】同一根绳子各处的受力大小相等，选择恰当的研究对象，对其分析受力，再根据力的分解与合成进行解答。3.如图所示，一光滑球体放在三角支架与竖直墙壁之间，三角支架的倾角可根据实际情况调节。若缓慢增大支架倾角，三角支架在地面上的位置设有发生变化。下列说法正确的是（）A.球体受到竖直墙面的支持力变小B.球体受到三角支架的支持力变小C.三角支架受到地面的支持力不变D.三角支架受到地面的摩擦力不变【答案】C【解析】【详解】AB．以球为研究对象，受力分析如图由平衡条件可得若缓慢增大支架倾角，则球体受到竖直墙面的支持力变大，球体受到三角支架的支持力变大，故AB错误；CD．对三脚架和球整体受力分析系可知，可知竖直方向三角支架受到地面的支持力等于三脚架和球的重力不变，三角支架受到地面的摩擦力等于墙面对球的支持力变大，故C正确，D错误。故选C。4.2021年5月30日，我国“天舟二号”货运飞船B携带物资与在固定轨道上的空间站A成功交会对接，如图所示，二者对接前分别在各自的轨道上做圆周运动。若用s、θ分别表示A、B在时间t内通过的弧长和转过的角度，则在下列图像中，可能正确的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】AB．对于弧长，有而即为图像的斜率，根据可得则有由于则可得B图像的斜率大于A图像的斜率，A错误，B正确。CD．根据故图像的斜率为，而则有故可得图像为直线，CD错误。故选B。5.如图所示，一轻质弹簧竖直放置，上端与物体A相连，下端与水平地面上的物体B相连，整体都处于静止状态。现用一竖直向上的恒力F拉物体A，使之向上一直做加速直线运动，则从物体A开始运动到物体B刚要离开地面的过程中，下列说法正确的是（弹簧始终在弹性限度内）（）A.物体A的加速度大小不变B.物体A的加速度逐渐变小C.物体A的加速度逐渐变大D.物体A的加速度先逐渐变小后逐渐变大【答案】B【解析】【分析】【详解】对物体A从开始运动到弹簧恢复到原长的过程，由牛顿第二定律可知则随弹力减小，加速度减小；从弹簧恢复原长到B物体将要离地的过程则随弹簧弹力的变大，加速度减小，可知整个过程中物体A的加速度逐渐变小。故选B。6.某质点做直线运动的图象如图所示，该质点（）A.在1s~3s内的加速度不变 B.在前2s内发生的位移为零C.在1s末速度方向发生了改变 D.3s末和5s末的位置相同【答案】AD【解析】【详解】A．图线的斜率大小表示速度大小，正负表示速度方向，由图可知在1s~3s内的加速度大小方向不变。故A正确；B．图线与t轴围成面积表示位移，由图可知在前2s内发生的位移不为零。故B错误；C．前2s速度方向都为正。故C错误；D．3~5s内，根据对称性得，位移为0，则3s末和5s末的位置相同。故D正确。故选AD。7.如图所示，质量均为m的物块A、B用轻弹簧连接并竖直放置，轻绳绕过分别固定在同一水平面上O、E两点的定滑轮一端与物块A相连，另一端与质量为m的小球C相连，小球C套在水平固定、粗细均匀的光滑直杆上。开始时，小球C锁定在直杆的P点，连接小球的轻绳与水平方向的夹角为，物块B对地面的压力恰好为零。某时刻解除对小球C的锁定，同时对小球C施加一个水平向右、大小为F的恒力，小球C运动到直杆Q点时的速度达到最大，OQ与水平方向的夹角也为θ，D点为P、Q两点的中点，P、Q两点间的距离为L，E点在物块A的正上方，小球C运动过程中轻绳始终处于拉直状态，弹簧始终在弹性限度内。忽略两定滑轮的大小，已知重力加速度大小为。下列说法正确的是（）A.小球C从P点运动到D点的过程中，合外力对物块A做的功为零B.小球C从P点运动到D点的过程中，弹簧的弹力和轻绳的拉力对物块A冲量的和为零C.小球C运动到Q点时物块A的速度大小为D.小球C运动到Q点时物块A的加速度大小为【答案】AD【解析】【详解】A．小球C从P点时物块A的速度为零；小球C运动到D点时物块A的速度也为零，则该过程中，合外力对物块A做的功为零，选项A正确；B．小球C从P点运动到D点的过程中，物块A的动量变化为零，根据动量定理可知，弹簧的弹力和轻绳的拉力以及物块A的重力对物块A冲量的和为零，选项B错误；C．小球C运动到Q点时，A回到原来的位置，则弹簧弹性势能不变，设C的速度为v，则A的速度为vcosθ，由能量关系解得则物块A的速度大小为；选项C错误；D．小球C运动到直杆Q点时速度达到最大，则此时C受合力为零，则对小球C对A由牛顿第二定律解得A的加速度选项D正确。故选AD。8.某人最多能提起质量为m的物体，如图，现在他在机场要把质量为M的行李箱通过倾角为的斜坡拉上水平平台，已知行李箱与路面的动摩擦因数均为，重力加速度为g，，下列说法正确的是（）A.若在水平面上匀速拉物体，拉力与水平面的夹角为时拉力最小B.若在斜坡上匀速拉物体，拉力与斜坡的夹角为时拉力最小C.若水平面上匀速拉物体，拉力F由水平变到竖直方向过程中，F的功率先减小后增大D.在斜坡上，此人最多能匀速拉动质量为的物体【答案】AD【解析】【详解】A．假设拉力与水平面的夹角，则解得当时F有最小值。故A正确；B．在斜坡上匀速拉物体，假设拉力与斜坡的夹角为，则解得当时F有最小值。故B错误；C．当F为水平方向时当F为竖直方向时故C错误；D．由B项分析知当拉力与斜面成角度时，拉力有最小值，则当某人的拉力达到最大值mg时所拉重物达到最大值，有解得故D正确。故选AD。三、非选择题：共174分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共129分。9.某同学在实验室找到了拉力传感器、细线和小球，设计了如图所示的装置验证机械能守恒。（1）为了减小误差，实验室有同样大小的木球、铝球、铁球，本实验应该选_____________。A．木球B．铝球C．铁球（2）当细线竖直且小球静止时力传感器的示数为F1；（3）把小球拉到细线刚好水平并由静止释放，力传感器的示数最大值是F2；（4）该实验_____________（填“需要”、“不需要”）用天平测量小球的质量m；（5）该实验_____________（填“需要”、“不需要”）测量细线的长度L；（6）当表达式_____________（用题中所给物理量字母或测量的物理量字母表示）在误差允许范围内成立时，机械能守恒定律得到验证。【答案】①.C②.不需要③.不需要④.【解析】【详解】（1）[1]为了减小误差，小球应选密度大的小球，减小空气阻力的影响，所以应选铁球，C项正确。（4）（5）（6）[2][3][4]不需要测量细线的长度L、小球的质量m和小球的直径d；因为细线竖直且小球静止时力传感器的示数为，设小球的质量为m把小球拉到细线刚好水平静止释放，小球第一次摆动到最低点时速度最大，力传感器示数最大是，设当小球第一次摆动到最低点时的速度为v，细线到球心的距离为R，如果满足机械能守恒根据向心力公式可得所以细线的长度L和小球的质量m都不需要测量，当表达式在误差允许范围内成立时，机械能守恒定律得到验证。10.某实验小组用如图1所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”，设计的实验步骤如下：A．将长木板右端垫高，以平衡摩擦力。B．取5个相同的钩码，把其中4个都放在小车上，另外一个悬挂在细线一端，细线另一端绕过定滑轮系在小车上，先接通电源，再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点测量计算出小车的加速度。C．从小车上取下一个钩码，然后挂在细线左端钩码的下方，接通电源释放小车，测量计算出小车的加速度。以此类推，得到五组小车的加速度a与细线所挂砝码重力F的实验数据。D．作出关系图像。（1）在本实验中，下列做法正确的是_______（填字母代号）。A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行B．平衡摩擦力时，必须把五个钩码放在小车上C．本实验钩码的质量必须远小于小车的质量D．小车上面钩码减少后，需要重新平衡摩擦力（2）某次实验得到的纸带如图2所示，打点计时器所用电源频率为，根据图中的纸带和相关数据可求出小车的加速度大小________。（结果取2位有效数字）（3）已知实验中所选用每个钩码的质量为，实验作出的图像如图3所示，根据图像可知小车的质量为___________。【答案】①.A②.2.0③.1.5【解析】【分析】【详解】（1）[1]A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，选项A正确；B．平衡摩擦力时，不需要把钩码放在小车上，选项B错误；C．小车上面钩码减少后，不需要重新平衡摩擦力，选项C错误；D．本实验钩码的质量可以不用远小于小车的质量，选项D错误。（2）[2]从题图中所给数据可以求得。（3）[3]把钩码和小车整体为研究对象，根据牛顿第二定律有所以在图像中斜率表示，根据图像解得。11.如图所示，质量mA=3kg的木板A被锁定在倾角为=37°的光滑斜面的顶端，质量为mB=2kg的可视为质点的物块B恰能在木板A上匀速下滑．现让物块B以v0=10m/s的初速度从木板的上端下滑，同时解除对木板A的锁定，g取10m/s2，斜面足够长．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）A、B间的动摩擦因数；（2）要使物块B不从木板A上滑落下来，则木板A的长度至少为多少？（3）在物块B不从木板A上滑落的前提下，系统损失的机械能最多是多少?【答案】（1）0.75（2）5m（3）60J【解析】【详解】（1）A静止时物块B恰能在木板A上匀速下滑，B受力平衡，有平衡条件可得mBgsin=μmBgcosμ=tan=0.75（2）解除锁定后，B在木板上匀速运动，A做加速，设A的加速度为a，由牛顿第二定律可得μmBgcos+mAgsin=mAa设经过时间t后A、B速度相等，则v0=att=1s木板A的长度最小长度L=v0t-=5m（3）A、B速度相等之前，一直有机械能损失，A、B速度相等以后A、B一起在光滑前面，上加速下滑，机械能守恒．故系统损失的机械能转化为A、B系统的内能，由能量守恒得△E=Q=μmBgcos·L代入数据可得△E=60J12.如图所示，足够长的光滑水平台面M距地面高h=0.80m，平台右端紧接长度L=5.4m的水平传送带NP，A、B两滑块的质量分别为mA=4kg、mB=2kg，滑块之间压着一条轻弹簧(不与两滑块栓接)并用一根细线锁定，两者一起在平台上以速度v=1m/s向右匀速运动；突然，滑块间的细线瞬间断裂，两滑块与弹簧脱离，之后A继续向右运动，并在静止的传送带上滑行了1.8m，已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.25，g=10m/s2，求：(1)细线断裂瞬间弹簧释放的弹性势能EP；(2)若在滑块A冲到传送带时传送带立即以速度v1=1m/s逆时针匀速运动，求滑块A与传送带系统因摩擦产生的热量Q；(3)若在滑块A冲到传送带时传送带立即以速度v2顺时针匀速运动，试讨论滑块A运动至P点时做平抛运动的水平位移x与v2的关系?(传送带两端的轮子半径足够小)【答案】(1)Ep=24J(2)(3)若,;,;【解析】【详解】(1)设A、B与弹簧分离瞬间的速度分别为vA、vB，取向右为正方向，由动量守恒定律得:A向N运动的过程，运用动能定理得：细线断裂瞬间弹簧释放的弹性势能为:解得：vA=3m/s，vB=－3m/s，Ep=24J(2)滑块A在皮带上向右减速到0后向左加速到与传送带共速，之后随传送带向左离开，设相对滑动时间为△t滑块A加速度大小为:由运动学公式得:滑块与传送带间的相对滑动路程为:在相对滑动过程中产生的摩擦热:由以上各式得：(3)设A平抛初速度为v2，平抛时间为t，则：得t=0.4s若传送带A顺时针运动的速度达到某一临界值vm，滑块A将向右一直加速，直到平抛时初速度恰为vm,则解得vm=6m/s讨论：（1）若传送带顺时针运动速度，则A在传送带上与传送带相对滑动后，能与传送带保持共同速度，平抛初速度等于，水平射程；（2）若传送带顺时针运动的速度，则A在传送带上向右一直加速运动，平抛初速度等于vm=6m/s，水平射程．（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。[物理——选修3–3]（15分）13.下列说法正确的是（）A.当两分子间距减小到分子间作用力为0时，其分子势能一定最小B.达到热平衡的系统一定具有相同的温度C.一定质量的理想气体，在发生绝热膨胀的过程中，其分子的平均动能一定减小D.一种液体是否浸润某种固体，仅与固体的性质有关系E.将密闭一定质量气体的容器置于在轨运行的宇宙飞船中，容器内的气体压强将变为0【答案】ABC【解析】【详解】A．当两分子间距减小到分子间作用力为0时，分子间距为，分子间距小于时，分子间为斥力，随距离增大，分子力做正功，分子势能减小，分子间距大于时，分子间为引力，随距离减小，分子力做正功，分子势能减小，则分子间距为时，分子势能最小，故A正确；B．热传递的条件是两个系统之间存在温度差，温度是否相等是两个系统是否达到热平衡的标志，因此达到热平衡的系统一定具有相同的温度，故B正确；C．一定质量的理想气体，在发生绝热膨胀的过程中，气体对外做功，气体内能减小，温度降低，分子的平均动能一定减小，故C正确；D．一种液体是否浸润某种固体与液体的性质和固体的性质都有关，故D错误；E．气体的压强与气体的重力无关，则将密闭一定质量气体的容器置于在轨运行的宇宙飞船中，容器内的气体压强不变，故E错误。故选。14.2022年11月17日16时50分，经过约5.5小时的出舱活动，神舟十四号航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲密切协同，圆满完成出舱活动全部既定任务，航天员陈冬、蔡旭哲已安全返回空间站问天实验舱，出舱活动取得圆满成功。航天服内密封了一定质量的理想气体，在舱内的压强为，温度为，出舱后温度变为。（1）忽略航天服内气体体积的变化，求在舱外时航天服内的压强；（2）为便于舱外活动，宇航员在舱外把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压降为（认为此时航天服内密闭气体的体积依然等于出舱前的体积），求航天服内剩余气体与放出气体的质量之比。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）舱内温度在舱外舱内压强设舱外压强为，根据解得（2）假设把放出的和宇航服内的气体放在一起，总体积为，由理想