2024南通海安高三上学期开学考试物理试题含解析

2024届高三期初学业质量监测试卷

物理

注意事项：

考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求

1.本试卷共6页，满分100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卷交回。

2.答题前，请您务必将自己的姓名、准考证号、座位号用0.5毫米黑色字迹签字笔填写在答题卷上。

3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、考试证号与你本人的是否相符。

4.作答选择题必须用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米的签字笔写在答题卷上的指定位置，在其它位置作答一律无效。

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. “投壶”是古代六艺之一，如图所示，投者在一定距离外，将箭水平投向壶中，不计空气阻力，则箭头（    ）

A. 在空中的轨迹是直线 B. 在空中的位移一直增大

C. 速度的大小可以保持不变 D. 入壶时速度方向竖直向下

【答案】B

【解析】

【详解】A．箭在空中的轨迹是曲线，选项A错误；

B．在空中的水平位移和竖直位移均增大，则合位移一直增大，选项B正确；

C．箭运动中水平速度不变，竖直速度增加，则箭速度的大小不断增加，选项C错误；

D．入壶时箭有水平速度，则速度方向不可能竖直向下，选项D错误。

故选B。

2. 日本将福岛核电站的核污水排向大海，引起许多国家的强烈抗议。核污水中含有放射性物质，其中氚的衰变反应为，下列说法正确的是（    ）

A. 该核反应为衰变 B. 若海水升温，会加快氚核的衰变

C. 的比结合能大于的比结合能 D. 的质量大于与质量之和

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据核反应方程可知，该核反应为衰变，A错误；

B．氚核的半衰期由核内部自身的因素决定的，与原子所处的化学状态和外部条件无关，所以海水升温，不会加快氚核的衰变，B错误；

C．衰变时放出核能，产生的新核的比结合能变大，所以的比结合能小于的比结合能，C错误；

D．衰变时放出核能，质量亏损，所以的质量大于与质量之和，D正确。

故选D。

3. 如图所示，A、B、C三颗星体分别位于等边三角形的三个顶点上，在相互之间的万有引力作用下，绕圆心在三角形所在的平面内做匀速圆周运动，。忽略其他星体对它们的作用，则下列关系正确的是（　　）

A. 星体的线速度 B. 星体的加速度

C. 星体所受合力 D. 星体的质量

【答案】B

【解析】

【详解】A．三星系统是三颗星都绕同一圆心做匀速圆周运动，由此它们转动的角速度相同，由线速度与角速度的关系公式，可知星体的线速度

A错误；     

B．由向心加速度公式，可得星体的加速度

则有

B正确；

C．三颗星都绕同一圆心做匀速圆周运动，因此可得星体A、B受力如图所示，由解析题图可知，A、B间的万有引力大小等于A、C间的万有引力大小，B、C间的万有引力大小小于A、C间的万有引力大小，分力的夹角相等，因此

C错误

D．由解析题图可知，A、B间的万有引力大小等于A、C间的万有引力大小，可知

B、C间的万有引力大小小于A、C间的万有引力大小，可知

则有

D错误。

故选B。

4. 用两根相同的细绳和弹簧分别将小球1、2和小球3、4悬挂起来，静止时2、4两球等高，如图所示。则关于小球的质量关系一定正确的是（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】悬挂小球1、2的弹簧弹力等于小球1、2的总重力，悬挂小球3、4的弹簧弹力等于小球4的重力。两弹簧伸长量相同，弹力相等，说明小球1、2的总质量等于小球4的质量。而小球3的质量无法判断。

故选C。

5. 随着现代工艺提升，最薄的金箔比人的指甲还薄一百万倍，仅两个原子厚度。黄金的密度约为，质量为的黄金可以打造金箔的最大面积约为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】由物质质量与密度及体积的关系式，可得

两个金原子厚度为

质量为的黄金可以打造金箔的最大面积约为

ACD错误，B正确。

故选B。

6. 如图，“双人花样滑冰”训练时男运动员以自己为转动轴拉着女运动员沿冰面做圆周运动，两人手臂伸直，女运动员始终未离开地面。男运动员缓慢下蹲，手中拉力大小恒定，则女运动员（    ）

A. 线速度大小恒定不变 B. 转动的角速度恒定不变

C. 受到的合外力大小不变 D. 加速度方向始终沿着伸直的手臂方向

【答案】B

【解析】

【详解】A．男运动员拉力的水平分力提供女运动员的向心力，设拉力与水平方向夹角为，女运动员重心到转动轴沿手臂的距离为l不变，则

，

得

，

男运动员缓慢下蹲，减小，则女运动员线速度增大，加速度不变，A错误，B正确；

C．合力等于拉力的水平分力，故增大，C错误；

D．加速度方向始终沿水平方向指向圆心，D错误。

故选B。

7. 质量分别为和的A、B两物块，在恒力作用下沿光滑的水平面一起向前匀加速。下列情形中对的作用力最大的是（    ）

A.    B.  

C.    D.  

【答案】D

【解析】

【详解】对选项A整体分析，根据牛顿第二定律

对B

得

同理，B选项中A、B间作用力为

同理于AB选项，在选项C中，A、B间静摩擦力为

A、B间作用力为

选项D中，A、B间静摩擦力为

A、B间作用力为

故选D。

8. 1824年，法国工程师卡诺提出了具有重要理论意义的循环过程——卡诺循环。如图所示为一定质量的理想气体卡诺循环的图像，该循环由两个绝热和两个等温过程组成，则下列说法正确的是（    ）

A.

B.

C. 整个循环过程中系统吸收的热量大于放出的热量

D. 气体对外界做的功等于外界对气体做的功

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据图像可知，从气体体积增大，外界对气体做负功，而该过程为绝热过程，根据热力学第一定律可知，气体内能减少，温度降低，则有

B．气体从为等温变化，则有

故B错误；

C．根据图像与横轴围成的面积表示功的大小，可知整个循环过程，外界对气体做正功，而气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，整个循环过程，气体向外界放热，则整个循环过程中系统吸收的热量小于放出的热量，故C错误；

D．由于和为等温变化，设

，

由于和两个过程是绝热过程；过程气体对外做功，气体温度由减小到，由热力学第一定律可知，减少内能等于过程气体对外做的功；过程外界对气体做功，气体温度由增加到，由热力学第一定律可知，增加的内能等于过程外界对气体做功，则气体对外界做的功等于外界对气体做的功，故D正确。

故选D。

9. 实验室用位移传感器测速度，如图所示。不动的小盒在时间内向被测物体发出两束超声波脉冲，被D反射后又被C接收，两次发射与接收超声波脉冲的时间差为、，空气中的声速为。则物体的速度为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】第一次超声波发射后走过x1的距离后反射回来，有

第二次超声波发射后走过x2的距离后反射回来，有

所以物体D的速度为

故选A。

10. 如图所示，水平面上汽车A，通过定滑轮用绳子拉同一水平面的物体B，汽车A的带动下使物体以速度向右匀速运动，物体与地面的动摩擦因数为0.75，图示位置时，两绳子与水平面的夹角分别为、则（    ）

A. 当由增大到过程中，的平均速度小于

B. 当由增大到过程中，的平均速度大于

C. 当由增大到过程中，绳中拉力先减小后增大

D. 当由增大到过程中，绳中拉力先减小后增大

【答案】C

【解析】

【详解】A．设滑轮顶端到汽车A、B的高度为，汽车B的位移为

绳长为

汽车A的位移为

汽车A、B运动时间相同，汽车A的位移大，故的平均速度大于，故A错误；

B．A、B两物体沿绳方向的速度为

A、B两物体沿绳方向的速度相等，有

可得

当由增大到过程中，有

故

当由增大到过程中，的瞬时速度都小于B，故的平均速度小于，故B错误；

CD．物体以速度向右匀速运动，根据平衡条件与

可得

当

时，绳中拉力最小，根据数学关系可知当由增大到过程中，绳中拉力先减小后增大，当由增大到过程中，绳中拉力一直增大，故C正确，D错误。

故选C。

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. 利用如图甲所示的实验装置来探究平抛体运动的特点.（取）

（1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有______

A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平

B.每次小球释放的初始位置可以任意选择

C.每次小球应从同一高度由静止释放

D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接

（2）该实验中，在取下白纸前，应确定坐标轴原点，并建立直角坐标系，下列关于图像坐标原点和坐标系的选择正确的是______

A     B.    C. 

（3）如图乙是根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取三个水平距离相等的点A、B和C，两点间的水平间距均为.以A点为坐标系的原点，水平方向为轴，竖直方向为轴，测得、两点竖直坐标，，则小球平抛的起点的坐标为______

（4）以平抛起点为坐标原点，在轨迹上取一些点，测量它们的水平坐标和竖直坐标，作出如图丙所示的图像，图像的斜率为，则平抛小球的初速度为______

（5）如图丁所示，在斜槽的末端放置一倾斜的长板，某小组测得小球在处的水平速度及至落点的水平射程，记录的数据如下表，则斜面的倾角为______

【答案】    ①. AC##CA    ②. C    ③. （-20cm，-5cm）    ④.     ⑤. 45°

【解析】

【详解】（1）[1]A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平，这样才能保证小球做平抛运动，选项A正确；

BC.为了保证小球到达底端时速度相同，则每次必须要使小球从同一高度由静止释放，选项B错误，C正确；

D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点必须用平滑曲线连接，选项D错误。

故选AC。

（2）[2]建立坐标系时，y轴应该由铅垂线的方向决定；坐标原点应该是小球球心的投影点，故选C。

（3）[3]因三点的水平距离相等，可知时间间隔相等；平抛运动在竖直方向的位移之比应该是1:3:5，因为可知抛出点的纵坐标为y=-5cm，横坐标为x=-20cm，即小球平抛的起点的坐标为（-20cm，-5cm）

（4）[4]根据

可得

由题意可知

解得

（5）[5]由平抛运动的规律可知

x=v0t

解得

由表中数据可知

可得

即

θ=45°

12. 真空中一对平行金属板和正对放置，紫外线持续照射板，有光电子从板逸出，电子的电量为，质量为，普朗克常量为.

（1）在A、B板间接一灵敏电流计（如图甲），电流计示数为，求每秒钟到达板的电子数；

（2）在A、B板间接如图电压（如图乙）时灵敏电流计示数为零，求光电子离开板时，光电子的物质波波长的最小值.

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设每秒钟到达B板的电子个数为N，电荷量为

根据电流的定义式得

其中t=1s，可得

（2）以具有最大动能的电子为研究对象，当其速度减小到0时，电子恰好运动到接近B板，设其最大动能为Ekm；根据动能定理得

光电子的物质波波长为

其中

联立解得

13. 设想从地球赤道平面内架设一垂直于地面延伸到太空的电梯，电梯的箱体可以将人从地面运送到地球同步轨道的空间站。已知地球表面两极处的重力加速度为，地球自转周期为，地球半径为，万有引力常量为。求

（1）同步轨道空间站距地面的高度；

（2）太空电梯的箱体停在距地面高处时，箱体对质量为的乘客的作用力。

【答案】（1）；（2），方向为背离地心

【解析】

【详解】（1）由万有引力提供向心力

在地球表面两极处有

联立可得，同步轨道空间站距地面的高度为

（2）太空电梯的箱体停在距地面高处时，乘客受到的万有引力为

太空电梯的箱体停在距地面高处时，乘客所需要的向心力为

所以，箱体对质量为的乘客的作用力为

方向为背离地心。

14. 如图所示，一物流传送装置，电机带动水平传送带顺时针转动的最大速度，货物从A点静止放上传送带。货物与传送带之间的动摩擦因数为，传送带AB的长度，重力加速度。

（1）若传送带以匀速转动，求货物由A运动到B的时间；

（2）若货物刚放上A点时，传送带从开始以的加速度做匀减速运动直至静止，求货物静止时离A的距离；

（3）若货物刚放上A点时，传送带从静止开始做的匀加速运动，速度达到后立即做的匀减速运动直至静止，求货物运动到传送带B点时的速度。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）若传送带以匀速转动，货物刚放上传送带时的加速度大小为

设货物到达B点时，仍未与传送带共速，则有

解得货物到达B点时的速度为

假设成立，则货物由A运动到B的时间为

（2）若货物刚放上A点时，传送带从开始以加速度做匀减速运动，设经过时间，货物与传送带共速，则有

又

解得

，

此过程货物通过的位移为

货物与传送带共速后，由于

可知货物接着以做匀减速到停下，则有

则货物静止时离A的距离为

（3）若货物刚放上A点时，传送带从静止开始做的匀加速运动，速度达到后立即做的匀减速运动直至静止，传送带速度达到时所用时间为

此时货物的速度为

货物通过的位移为

接着传送带开始做减速运动，物块继续做加速运动，设经过时间，货物与传送带共速，则有

解得

，

此过程货物通过的位移为

之后由于

可知货物接着以做匀减速到B点，根据运动学公式可得

又

联立解得货物运动到传送带B点时的速度为

15. 如图，半径为5r的水平圆形转盘可绕竖直轴转动，圆盘上放有质量均为m的小物体A、B。A、B到转盘中心的距离分别为、，A、B间用一轻质细线相连，圆盘静止时，细线刚好伸直无拉力。已知与圆盘间的动摩擦因数为，与圆盘间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，A、B均可视为质点，现让圆盘从静止开始逐渐缓慢加速：

（1）求细线上开始产生拉力时，圆盘角速度；

（2）圆盘角速度时，求与水平圆盘之间的摩擦力大小；

（3）圆盘角速度时，剪断绳子，同时让转盘立即停止转动，若圆盘距离水平地面高为，求A、B落地时两者间的距离d。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）当A刚要产生滑动时，则

解得

同理，当B刚要产生滑动时，则

解得

由于A、B角速度相等，故求细线上开始产生拉力时，圆盘角速度为

（2）圆盘角速度时，A所需的向心力为

B所需的向心力为

由于B所需向心力更大，因此B受到的摩擦力方向沿B指向圆心，故绳子的拉力为

对A

故与水平圆盘之间的摩擦力大小

（3）剪断绳子，同时让转盘立即停止转动，B沿转盘边缘飞出，A在盘上减速运动到盘边缘后飞出，如下图

根据平抛运动规律可得A、B下落的时间都为

对B，飞出时速度为

故B沿速度方向运动的水平距离为

转盘停止时A的速度为

根据几何知识可得转盘停止后A在转盘上匀减速运动的距离为

A做匀减速运动的加速度大小为

设A飞出时的速度为，则

解得

故A沿速度方向运动的水平距离为

故A落地点距转盘停止时A所在位置的水平距离为

以飞出方向为纵轴，垂直速度方向过圆心为横轴，转盘圆心在地面投影点为原点在地面建立坐标系，可得B落地点的坐标为（5r，10r），A落地点的坐标为（-3r，-6r），根据数学知识可得求A、B落地时两者间的距离为