湖南省株洲市二中教育集團(tuán)2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期開學(xué)聯(lián)考試物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1株洲市二中教育集團(tuán)2024屆高三上期開學(xué)聯(lián)考試物理試題時量：75分鐘滿分：100分一、單選題（本題共6小題，每小題4分，共24分，每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的）1.伽利略對“運動和力的關(guān)系”和“自由落體運動”的研究，開創(chuàng)了科學(xué)實驗和邏輯推理相結(jié)合的重要科學(xué)研究方法。圖甲、圖乙分別表示這兩項研究中實驗和邏輯推理的過程，對這兩項研究，下列說法中正確的是（）A.圖甲的實驗為“理想實驗”，通過邏輯推理得出力是維持物體運動的原因B.圖甲中的實驗，可以在實驗室中真實呈現(xiàn)C.圖乙中先在傾角較小的斜面上進(jìn)行實驗，可“沖淡”重力，使時間測量更容易D.圖乙通過對自由落體運動的研究，合理外推得出小球在斜面上做勻變速運動〖答案〗C〖解析〗A．圖甲實驗為伽利略用抽象思維、數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)實驗相結(jié)合得出力是改變物體運動的原因，故A錯誤；B．實驗室不存在沒有阻力的的斜面，圖甲中的實驗，無法在實驗室中真實呈現(xiàn)，故B錯誤；CD．伽利略設(shè)想物體下落的速度與時間成正比，當(dāng)時無法測量物體的瞬時速度，所以伽利略通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)證明如果速度與時間成正比，那么位移與時間的平方成正比。由于當(dāng)時用滴水法計時，自由落體的時間短，無法測量，伽利略設(shè)計了讓銅球沿阻力很小、傾角很小的斜面滾下,來“沖淡”重力的作用效果。而銅球在斜面上運動的加速度要比它自由落體的加速度小得多，所用時間長得多，容易測量。伽利略做了上百次實驗，并通過抽象思維在實驗結(jié)果上進(jìn)行合理外推，得出自由落體運動的規(guī)律，故C正確，D錯誤。故選C。2.甲、乙兩汽車在同一條平直公路上行駛，t=0時兩汽車剛好在同一位置，如圖所示是甲、乙兩汽車的速度隨時間變化圖像，下列說法正確的是（）A.0~4s內(nèi)甲、乙的速度方向相同 B.甲車在0~4s內(nèi)的加速度最大C.8s時兩車恰好相遇 D.8s時兩車相距48m〖答案〗D〖解析〗A．由圖像可知，內(nèi)甲向正方向做勻加速直線運動，乙向負(fù)方向做勻減速直線運動，故A錯誤；B．根據(jù)圖像的斜率絕對值表示加速度大小，可知甲車在內(nèi)的加速度最大，故B錯誤；CD．根據(jù)圖像與橫軸圍成的面積表示位移，可知內(nèi)，乙車的位移為0；甲車的位移為由于時兩汽車剛好在同一位置，則8s時兩車相距故C錯誤，D正確。故選D。3.“約瑟夫森結(jié)”由超導(dǎo)體和絕緣體制成。若在其兩端加恒定電壓，則它會輻射頻率為的電磁波，且與成正比，即。已知比例系數(shù)僅與元電荷的2倍和普朗克常量有關(guān)。你可能不了解此現(xiàn)象的原理，但仍可運用物理學(xué)中常用的方法，在下列選項中，推理判斷出比例系數(shù)的值可能為（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗可用物理量之間的單位量綱關(guān)系分析此題則其單位為而的單位為，的單位為，故的單位為故選B。4.在蹦床運動過程中，用力傳感器測出彈簧床對運動員的彈力F，下圖是繪制的F隨時間t的變化圖像，不計空氣阻力，重力加速度，則下列說法正確的是（）A.運動員的質(zhì)量為40kgB.運動員在內(nèi)處于超重狀態(tài)C.運動員的最大加速度大小為40m/s2D.運動員離開蹦床上升的最大高度為12.8m〖答案〗C〖解析〗A．由題可知所以故A錯誤；B．由圖可知，運動員在3.6s~4.2s內(nèi)彈力大于重力，加速度方向向上，運動員處于超重狀態(tài)，在4.2s~4.8s內(nèi)彈力小于重力，加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，故B錯誤；C．當(dāng)運動員處于最低點時，加速度最大，根據(jù)牛頓第二定律可得故C正確；D．由圖可知，運動員離開蹦床在空中運動的時間為所以運動員離開蹦床上升的最大高度為故D錯誤。故選C。5.如圖所示，某自卸式貨車車廂上放有一箱貨物，貨箱內(nèi)有一光滑的傾斜隔板AB，其與貨箱底部的夾角為30°，隔板與貨箱右壁之間放有一圓柱狀工件，貨車在卸貨過程中，車廂傾角θ緩慢增大到37°，貨箱一直相對車廂底板靜止，下列說法正確的是（）A.車廂對貨箱的作用力逐漸增大B.車廂對貨箱的作用力逐漸減小C.工件對隔板壓力不斷增大D.工件對貨箱右壁的壓力一直增大〖答案〗D〖解析〗AB．貨箱緩慢移動，貨箱所受合外力為零，所以車廂對貨箱的作用力與貨箱的重力等大反向，大小始終等于重力，大小不變，故AB錯誤；CD．對工件受力分析，如圖所示隔板對工件的彈力為F1，貨箱右壁對工件的彈力為F2，二力夾角α保持不變，所以三力組成的順接閉合三角形三個頂點在同一個圓周上，由圖可知車廂傾角θ緩慢增大到37°過程中，F(xiàn)2一直增大，F(xiàn)1逐漸減小，由牛頓第三定律知，工件對隔板的壓力不斷減小，工件對貨箱右壁的壓力一直增大，故C錯誤，D正確。故選D。6.如圖所示，A、B疊放在粗糙水平桌面上，一根輕繩跨過光滑定滑輪連接A、C，滑輪左側(cè)輕繩與桌面平行，A、B間動摩擦因數(shù)為μ，B與桌面間動摩擦因數(shù)為，A、B、C質(zhì)量分別為2m、2m和m，各面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，將C由圖示位置靜止釋放，要使A、B間發(fā)生相對滑動，則μ滿足的條件是（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗物塊A與B之間的最大靜摩擦力物塊B與桌面間的最大靜摩擦力若A與B間恰好將發(fā)生相對滑動時，A與B的加速度恰好相等，此時對物塊B，由牛頓第二定律得對A、B整體由牛頓第二定律得對物塊C由牛頓第二定律得解得因此若A、B之間發(fā)生相對滑動，則需滿足故選C。二、多選題（本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）7.如圖a、b、c、d為光滑斜面上的四個點。一小滑塊自a點由靜止開始下滑，通過ab、bc、cd各段所用時間均為T?，F(xiàn)讓該滑塊自b點由靜止開始下滑，則該滑塊（）A.通過bc、cd段的時間均大于TB.通過c、d點的速度之比為C.通過bc、cd段的位移之比為D.通過c點的速度等于通過bd段的平均速度〖答案〗AB〖解析〗A．一小滑塊自點由靜止開始下滑比小滑塊從點靜止開始下滑通過段任意同一點的速度大，所以讓該滑塊自點由靜止開始下滑，相同位移平均速度變小，時間變大，通過、段的時間均大于，故A正確；BC．從點靜止開始下滑，通過、、各段所用時間均為，根據(jù)初速度為的勻加速直線運動，相同時間的位移之比為設(shè)，則，，滑塊勻加速運動的加速度為，從點靜止開始下滑通過點，根據(jù)速度位移關(guān)系公式解得的速度為同理可得，的速度為則有故B正確，C錯誤；D．通過段的平均速度則有故D錯誤。故選AB。8.如圖所示，質(zhì)量為m、長度為l的導(dǎo)體棒ab用絕緣細(xì)線懸掛，ab沿水平方向。導(dǎo)體棒處在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中（圖中未畫出）。棒中有方向由a向b、大小恒定為I的電流，兩根絕緣細(xì)線處于繃緊狀態(tài)。保持勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，使磁場方向始終垂直于ab棒緩慢轉(zhuǎn)到垂直于紙面向外，此過程中細(xì)線與豎直方向的最大夾角為30°。已知重力加速度為g，則（）A.初始狀態(tài)導(dǎo)體棒一共受到四個力B.初始狀態(tài)導(dǎo)體棒一共受到五個力C.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為D.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為〖答案〗AC〖解析〗AB．初始狀態(tài)導(dǎo)體棒受重力、安培力以及兩條細(xì)線的拉力，共受到四個力作用，A正確，B錯誤；CD．緩慢調(diào)節(jié)磁場方向時，導(dǎo)體棒受安培力大小不變，對導(dǎo)體棒受力分析，并作出安培力的旋轉(zhuǎn)矢量如圖所示：由圖可知當(dāng)安培力方向與細(xì)線拉力方向垂直時，導(dǎo)體棒與豎直方向夾角最大，由圖中幾何關(guān)系可知變形得C正確，D錯誤。故選AC。9.如圖所示，A、B、C三個小球的質(zhì)量分別為、、，輕質(zhì)彈簧一端固定在斜面頂端，另一端與球相連，A、B間固定一個輕桿，B、C間由一輕質(zhì)細(xì)線連接，傾角為的光滑斜面固定在地面上，彈簧、輕桿與細(xì)線均平行于斜面，初始系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線被燒斷的瞬間，下列說法正確的是（）A.A球的受力情況未變，加速度為零B.C球的加速度沿斜面向下，大小為C.A、B兩個小球的加速度均沿斜面向上，大小均為D.A、B之間桿的拉力大小為〖答案〗BD〖解析〗A．細(xì)線被燒斷的瞬間，將AB作為整體，不再受到繩子的拉力作用，故受力情況發(fā)生突變，則合力不為零，加速度不為零，故A錯誤；B．細(xì)線被燒斷后，對球C由牛頓第二定律得，故，方向沿斜面向下，故B正確；C．細(xì)線被燒斷前，將ABC當(dāng)作整體，則彈簧彈力為，細(xì)線被燒斷的瞬間，將AB作為整體，則由牛頓第二定律得解得故C錯誤；D．細(xì)線被燒斷的瞬間，對B由牛頓第二定律得解得AB之間桿上的力為故D正確。故選BD。10.如圖所示，絕緣平板A靜置于水平面上，帶正電的物塊B（可視為質(zhì)點）置于平板最左端，電荷量q=2×10-4C平板質(zhì)量M=2kg，物塊質(zhì)量m=1kg，物塊與平板間動摩擦因數(shù)μ1=0.5，平板與水平面間動摩擦因數(shù)μ2=0.1，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。t=0時，空間提供水平向右的勻強(qiáng)電場（圖中未畫出），場強(qiáng)大小為E=5×104N/C；t=1s時，電場反向變?yōu)樗较蜃?，場?qiáng)大小不變；t=1.25s時，撤去電場，在整個過程中，物塊的電荷量保持不變，物塊始終未離開平板，不計空氣阻力，不考慮因電場變化產(chǎn)生的磁場影響，重力加速度取g=10m/s2。則下列說法正確的是（）A.t=1s時，A、B的速度分別為1m/s和5m/sB.平板A的長度至少為3.125mC.A、B之間摩擦生熱為12.5JD.整個過程中電場力做的總功約為17.2J〖答案〗ACD〖解析〗A．內(nèi)，對物塊B有對平板A有代入數(shù)值解得，則時，A、B的速度分別為，故A正確；B．內(nèi)，物塊B相對平板A的位移為電場反向后，物塊開始做勻減速運動，設(shè)加速度大小為，則有解得設(shè)經(jīng)過達(dá)到共同速度，有解得，該段時間內(nèi)物塊B相對平板A的位移為可知共速后剛好撤去電場，因為，分析可知共速后物塊和平板一起向右做勻減速運動直到靜止，所以平板長度至少為故B錯誤；C．根據(jù)前面分析可知A、B之間摩擦生熱為故C正確；D．分析可知時電場力做正功，內(nèi)電場力做負(fù)功，所以可得整個過程中電場力做的總功為故D正確。故選ACD。三、實驗題（2道題，共16分）11.某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置來“驗證力的平行四邊形定則”。彈簧測力計A掛于固定點P，下端用細(xì)線掛一重物M，彈簧測力計B的一端用細(xì)線系于O點，手持另一端向左拉，使結(jié)點O靜止在某位置。（重力加速度為g）（1）為了完成實驗，需要記錄結(jié)點O的位置以及彈簧測力計的示數(shù)和彈力的方向，如果作圖得到的合力方向近似在________方向上，且大小近似等于________，則平行四邊形定則得以驗證。（2）下列不必要的實驗要求是________（請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母）。A．木板平面要保持豎直B．兩個彈簧測力計必須完全相同C．拉力方向應(yīng)與木板平面平行D．改變拉力，進(jìn)行多次實驗，每次都要使O點靜止在同一位置（3）某次實驗中，該同學(xué)使彈簧測力計B處于水平方向，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程，為了能夠完成實驗，他應(yīng)該________。A．換用質(zhì)量稍輕的重物B．保持彈簧測力計B的拉力方向不變，減小其拉力C．保持彈簧測力計B的拉力大小不變，將其逆時針旋轉(zhuǎn)一個小角度D．保持彈簧測力計B的拉力大小不變，將其順時針旋轉(zhuǎn)一個小角度〖答案〗（1）豎直Mg（2）BD（3）AD〖解析〗（1）[1][2]結(jié)點O處于平衡狀態(tài)，故A、B的合力方向近似在豎直方向上，且大小近似等于Mg，則可驗證平行四邊形定則。（2）[3]A．木板平面要保持豎直，要保證合力沿豎直方向，故A必要，但不符合題意；B．彈簧測力計測量準(zhǔn)確即可，不要求兩測力計相同，故B不必要，符合題意；C．拉線方向必須與木板平面平行，這樣才能確保力的大小準(zhǔn)確性，故C必要，但不符合題意；D．由于本實驗中重物的重力一定，因此兩彈簧測力計的拉力的合力大小方向均是一定的，所以不需要再讓結(jié)點每次靜止在同一位置，故D不必要，符合題意。故選BD。（3）[4]A．換用質(zhì)量稍輕的重物，合力變小，A的示數(shù)變小，故A正確；B．保持彈簧測力計B的拉力方向不變，增大其拉力，AB彈簧測力計合力不變，A的拉力增大，故B錯誤；C．保持彈簧測力計B的拉力大小不變，將其逆時針旋轉(zhuǎn)一個小角度，則A的拉力變大，故C錯誤；D．保持彈簧測力計B的拉力大小不變，將其順時針旋轉(zhuǎn)一個小角度，A的拉力變小，故D正確。故選AD。12.某物理興趣小組的同學(xué)利用量角器、一段均勻電阻絲、電阻箱及靈敏電流計設(shè)計了一個測量電阻的方案，實驗電路如圖甲所示。①將電阻絲緊貼量角器弧邊彎曲成型，并依量角器直徑兩端點裁剪好；②按甲圖所示的電路原理圖連接好各元件；③將電阻箱的阻值調(diào)至，并使金屬夾K從A端沿弧形電阻絲向B移動，當(dāng)靈敏電流計的示數(shù)為零時，停止移動金屬夾，此時從量角器上讀出OA與OK間的夾角（單位為弧度）；④改變電阻箱的阻值，重復(fù)步驟③，測得多組（，R）值；⑤整理數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙上描點繪圖，所得圖像如圖乙所示。根據(jù)分析，試回答下列問題：（1）某次調(diào)節(jié)電阻箱的示數(shù)如丙圖所示，則此時電阻箱接入電路的電阻為____；（2）已知乙圖中圖像與縱軸的截距為，由此可求得________，若考慮電流計的內(nèi)阻，的測量值________（填“有”或“無”）系統(tǒng)誤差；（3）實驗時，當(dāng)金屬夾K調(diào)至某位置時，該小組的同學(xué)因為觀察不仔細(xì)，認(rèn)為靈敏電流計的讀數(shù)已經(jīng)為零，實際上，靈敏電流計還有從K到P的電流，那么此時測出的值與真實值相比________（填“偏小”、“相等”或“偏大”）。〖答案〗（1）596.0（2）無（3）偏小〖解析〗（1）[1]電阻箱的讀數(shù)為（2）[2][3]由題意可知，此方法是電橋法測電阻，當(dāng)電流表示數(shù)為零時，R與串聯(lián)，R與AK并聯(lián)；同時與BK并聯(lián)，所以有化簡可得最后，得被測電阻的阻值為整理得由此可求得則與靈敏電流計的內(nèi)阻無關(guān)，故若考慮電流計的內(nèi)阻，測量值無系統(tǒng)誤差。（3）[4]若使靈敏電流計示數(shù)為零，則需減小θ（或增大電阻箱阻值R），由知，此時測出Rx的值小于真實值。四、計算題（本題共3小題，共40分）13.株洲市在創(chuàng)建文明城市的過程中，機(jī)動車禮讓行人逐漸落到實處，成為一道美麗的風(fēng)景線。有一天，小王開車以72km/h的速度在一條平直公路上行駛，經(jīng)過一個路口前，小王看到一位行人正從A點以1.5m/s的速度走上斑馬線過馬路，如圖所示。經(jīng)過0.5s的思考反應(yīng)后，小王立即剎車禮讓行人。汽車勻減速5s剛好在停車線前停下，求：（1）小王看到行人時汽車離斑馬線距離；（2）設(shè)每個車道寬度為3m，若小王看到行人時立即剎車（不計反應(yīng)時間），剎車的加速度與之前相同，減速1s后就做勻速運動，請通過計算判斷小王是否會違章。（當(dāng)行人到達(dá)中線B點前汽車車頭越過停車線即違章）〖答案〗（1）60m；（2）違章〖解析〗（1）以汽車速度方向為正方向，則汽車的初速度為小王在思考時間汽車做勻速直線運動，則有汽車剎車過程的位移為小王看到行人時汽車離斑馬線的距離為（2）行人到達(dá)B點時所用時間為汽車剎車的加速度大小為汽車剎車1s后速度為則汽車在行人到達(dá)B點時走的位移為此時汽車已經(jīng)越過停車線，故汽車違章。14.如圖所示，有一根粗細(xì)均勻、兩邊等長的U形細(xì)玻璃管，左端開口、右端封閉且導(dǎo)熱良好。U形管豎直放置，管內(nèi)有一段水銀柱，右邊封閉了一段空氣柱。環(huán)境溫度為240K時，左、右兩邊空氣柱的長度分別為l1=20cm和l2=15cm，大氣壓強(qiáng)為75cmHg。（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）（1）若改變環(huán)境溫度，使左右兩邊管內(nèi)水銀液面相平，求此時的環(huán)境溫度；（2）若不改變環(huán)境溫度，而將左邊管口也封閉，讓U形管兩端豎直朝上自由下落（下落時忽略空氣阻力）；下落時間足夠長且下落時U形管保持豎直。求氣體狀態(tài)穩(wěn)定后，左右兩邊水銀柱的高度差是多少？〖答案〗（1）300K；（2）618cm〖解析〗（1）設(shè)玻璃管的橫截面積為S，對于右側(cè)管內(nèi)的氣體有，初狀態(tài)，，末狀態(tài)，設(shè)此時的環(huán)境溫度為，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有解得（2）當(dāng)玻璃管自由下落足夠長時間氣體狀態(tài)穩(wěn)定時，設(shè)封閉氣體的壓強(qiáng)為p，左側(cè)被封氣體長度為l1’，右側(cè)被封氣體長度為l2’，則對左右側(cè)氣體，根據(jù)等溫變化規(guī)律有又可解得l1’=20.59cm，l2’=14.41cm則兩邊水銀液面的高度差15.如圖所示，質(zhì)量為M、傾角為的斜面體（斜面光滑且足夠長）放在粗糙的電梯轎廂中，底部與電梯地面的動摩擦