黑龙江省哈尔滨市第三中学校2023-2024学年高三上学期第一次验收（开学测试）物理试题

哈三中2023—2024学年度上学期

高三学年第一次验收考试物理试卷

一、选择题（本题共 14小题， 每小题4分， 共 56分。在每小题给出的四个选项中， 1~9小题只有一个选项正确， 10~14有多个选项正确。全部选对的得4分， 选不全的得2分， 有选错或不答的不得分）

1. 为了描述质点的运动，引入质点、时间、时刻、位移、速度、加速度等物理量，下列说法中正确的是（　　）

A. 时间、位移、速度、加速度都是矢量

B. 第3秒内和第4秒内经历的时间间隔相等

C. 计算“和诺号”列车以的速度通过长的道所用时间时可以将火车视为质点

D. 物体的加速度不断减小，则物体的速度也不断减小

【答案】B

【解析】

【详解】A．时间是标量，位移、速度、加速度都是矢量，故A错误；

B．第3秒内和第4秒内都是一秒的时间间隔，相等，故B正确；

C．“和诺号”列车以的速度通过长的道所用时间等于车长与道长的和跟速度的比值，不能忽略车长，所以不能将火车视为质点，故C错误；

D．加速度方向与速度方向相同时，物体的加速度不断减小，物体的速度依然会增加，故D错误。

故选B。

2. 如图所示， 货物放置在人力板车上， 与板车相对静止一起向右做匀速直线运动， 车板与水平面夹角为θ，下列说法正确的是（　　）

A. 车板对货物的摩擦力沿车板向下

B. 车板对货物的作用力竖直向上

C. 人匀速运动的速度越大， 货物所受摩擦力越大

D. θ越大， 货物所受车板的弹力越大

【答案】B

【解析】

【详解】A．小车上的货物匀速运动，受力平衡，则车板对货物的摩擦力沿车板向上，选项A错误；

B．货物受力平衡，则车板对货物的作用力与货物的重力等大反向，则车板对货物的作用力竖直向上，选项B正确；

C．货物受到的摩擦力等于重力沿斜面方向向下的分量相等，与人匀速运动的速度无关，选项C错误；

D．货物所受车板的弹力

则θ越大，货物所受车板的弹力越小，选项D错误。

故选B

3. 大雾天气行车容易发生交通事故。在大雾中， 一辆客车以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶， 一辆轿车以20m/s的速度同方向在同一公路上驶来， 轿车司机在距客车 100m时发现客车并立即紧急制动， 为不使两车相撞， 轿车的制动加速度至少为（　　）

A. 0.25 m/s2 B. 0.5m/s2 C. 1m/s2 D. 2m/s2

【答案】B

【解析】

【详解】当两车共速时距离最短为零，此时两车恰不相碰，则

解得

a=0.5m/s2

故选B。

4. 嫦娥登月探测器平稳落月， 中国首次地外天体软着陆成功。当它靠近月球后， 先悬停在月球表面一定高度处， 之后关闭发动机， 以1.6m/s²的加速度下落， 经2.25s到达月面，下列说法正确的是（　　）

A. 到达月面时探测器的速度为1.8m/s

B. 到达月面过程中探测器的平均速度为3.6m/s

C. 悬停处距离月球表面高度为4.05m

D. 下落过程中通过前一半位移与后一半位移所用时间比为1： 3

【答案】C

【解析】

【详解】A．由速度公式得

故A错误；

B．根据匀变速直线运动规律可知平均速度为

故B错误；

C．由位移公式得

故C正确；

D．下落过程中通过前一半位移所用时间为

全程的时间为

后一半的时间为

解得

故D错误；

故选C。

5. 一物体在水平地面上由静止开始做直线运动， 已知物体速度v随位移x变化的关系如图所示， 则该物体运动过程中的加速度大小（　　）

A. 不断地增大 B. 不断地减小

C. 恒定不变 D. 以上三种情况均有可能

【答案】A

【解析】

【详解】由图象可得

在很小的一段时间内速度的变化量为

物体运动过程中的加速度为

由图象可知物体的速度逐渐增大，故该物体运动过程中的加速度大小不断地增大。

故选A。

6. 每个工程设计都蕴含一定的科学道理。如图甲为家用燃气炉架，其有四个对称分布的爪，若将总质量为m的锅放在图乙所示（侧视图）的炉架上，忽略爪与锅之间的摩擦力，已知锅是半径为R的球面，正对的两爪间距为 d，重力加速度为g，则（　　）

A. 每个爪与锅之间的弹力大小为

B. 每个爪与锅之间的弹力大小为

C. 若锅的半径R越大，爪与锅之间的弹力越大

D. 相正对的两爪间距d越大，爪与锅之间的弹力越小

【答案】B

【解析】

【详解】设每个爪与锅之间的弹力为N，根据对称性可知，正对的一对爪对锅的弹力的合力方向竖直向上，则四个爪对锅的弹力在竖直方向的合力等于锅的重力；设弹力与竖直方向的夹角为，竖直方向根据平衡条件可得

根据几何关系可得

联立解得每个爪与锅之间的弹力大小为

若锅的半径R越大，爪与锅之间的弹力越小；相正对的两爪间距d越大，爪与锅之间的弹力越大。

故选B。

7. 利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像（x、v、a、t分别表示物体的位移、速度、加速度和时间）， 则下列说法中正确的是（　　）

A 甲图表示质点做匀速直线运动

B. 由乙图中v2-x关系可求出物体的加速度大小为 10m/s2

C. 由丙图中 关系可求出物体的加速度大小为4m/s2

D. 由丁图中a-t关系可求出物体在前2s内的速度变化量大小为6m/s

【答案】C

【解析】

【详解】A．由匀变速直线运动位移—时间公式，可得x-t2图像的斜率表示，由甲图得

解得

所以甲图表示质点做匀加速直线运动，故A错误；

B．由匀变速直线运动位移—速度公式，整理得

则v2-x图像的斜率为2a，由图像得

解得

故B错误；

C．由匀变速直线运动位移—时间公式，整理得

则图像的斜率为，由图像得

解得

则物体加速度大小为4m/s2，故C正确；

D．a-t图像与坐标轴所围面积表示速度的变化量，由图像得，前2s内的速度变化量大小

故D错误。

故选C。

8. 如图所示， 将A、B两物块靠在一起， B放置在地面上， A上端用轻绳拴在天花板上， 轻绳处于竖直伸直状态， 整个装置静止。关于A、B受力的说法正确的是（　　）

A. A、B之间一定有摩擦力

B. 地面对B的支持力一定小于A、B重力之和

C. 若A受到2个力， 则B一定受到2个力

D. 若A受到3个力， 则B一定受到3个力

【答案】C

【解析】

【详解】A．A可以只受重力和绳子的拉力平衡，此时AB之间没有弹力和摩擦力，A错误；

B．当绳子拉力为零时，对AB整体受力分析，可得地面对B的支持力等于A、B重力之和，B错误；

C．若A只受重力和绳子拉力2个力，则B就受重力和地面的支持力2个力，C正确；

D．若A受3个力，则这3个力分别是重力、B对A的支持力、B对A的摩擦力，则B就会受重力、A对B的压力、A对B的摩擦力、地面对B的支持力共4个力，D错误。

故选C。

9. 如图所示， 一根不可伸长的轻绳， 一端固定在天花板上， 另一端与一轻质定滑轮相连。 A 、B两物体通过另一轻绳绕过定滑轮相连， B 、C用劲度系数为 k的轻弹簧连接， A 、B 、C三个物体的质量分别为 m 、2m、3m。开始时， A、B 两物体在同一水平高度处， 整个装置静止不动。现用竖直向下的力缓慢拉动 A 物体， 在拉动过程中， 不计一切摩擦， 滑轮大小忽略不计且弹簧、与A 、B相连的绳子、悬挂定滑轮的轻绳都始终竖直。则从开始到 C物体刚好离开地面的过程中， 下列说法正确的是（已知A与地面、B与滑轮相距足够远， 重力加速度为g）（　　）

A. 未施加向下的拉力前， C对地面的压力大小为2mg

B. C刚要离开地面时， A 物体下降的高度为

C. C刚要离开地面时， 悬挂定滑轮的轻绳受到的拉力为5mg

D. C刚要离开地面时， A 、B两物体高度差为

【答案】D

【解析】

【详解】A．未施加向下的拉力前，物体BC整体分析，受重力，绳子拉力，支持力F，则

由牛顿第三定律可知C对地面的压力大小为，故A错误；

BD．B开始时A受到重力和绳子的拉力处于平衡状态，根据二力平衡可知绳子的拉力

此时B受到重力、绳子的拉力与弹簧的弹力，选取向上为正方向，根据共点力平衡可得

则

弹簧对B的弹力的方向向上，可知此时弹簧处于压缩状态，弹簧的压缩量

当C刚好要离开地面时，C受到重力与弹簧的拉力，根据二力平衡可得弹簧的拉力

此时弹簧处于拉长状态，形变量

所以弹簧伸长的长度

则A下降的高度与B上升的高度都是，此时A与B的高度差为

故B错误，D正确；

C．当C刚好要离开地面时B受到重力、绳子的拉力T2与弹簧的弹力F2，根据共点力平衡可得

可得

C刚要离开地面时， 悬挂定滑轮的轻绳受到的拉力

故C错误。

故选D。

10. 如图所示为某质点做直线运动的速度-时间图像。已知t0时刻的速度为v0，2t0时刻的速度为2v0，图中OA与AB是关于A点中心对称的曲线，由图可得（　　）

A. 0~t0时间内的位移为

B. t0~2t0时间内的平均速度小于

C. 0~2t0时间内的位移为2v0t0

D. 2t0时刻的加速度等于

【答案】BC

【解析】

【详解】AC．速度—时间图像与时间轴围成的面积表示位移，根据图像，显然0~t0时间内的位移大于，而根据图像的对称性，利用割补法可知，0~2t0时间内的位移为2v0t0，故A错误，C正确；

B．若t0~2t0时间内质点做匀加速直线运动，则可知其平均速度为

而根据图像可知，在t0~2t0时间内的任意时刻该质点的速度大小均小于做匀加速直线运动时的速度大小，因此可知，该质点在t0~2t0时间内的平均速度小于，故B正确；

D．2t0时刻图像的斜率未知，因此无法求得2t0时刻质点的加速度，故D错误。

故选BC。

11. 如图所示， 不可伸长的悬线MO绳下端挂一质量为m的物体， 在拉力F作用下物体静止， 此时悬线与竖直方向的夹角为α。现保夹角持α不变， 拉力F缓慢地由水平位置逆时针转到竖直位置的过程中 （重力加速度为 g）（　　）

A. F逐渐减小， OM绳拉力逐渐减小

B. F先减小后增大， OM绳拉力逐渐减小

C. 若F=mgtana， 则力F的方向一定水平向右

D. F的最小值为mgsina

【答案】BCD

【解析】

【详解】AB．根据题意，以结点O为受力fenxi 点，做出受力分析的矢量三角形，如图所示

可知，保夹角持α不变， 拉力F缓慢地由水平位置逆时针转到竖直位置的过程中，拉力F先减小后增大，OM绳拉力T逐渐减小，故A错误，B正确；

C．当力F的方向水平向右时，受力分析如图所示

根据几何关系可得

解得

故C正确；

D．当力F垂直于OM绳上的拉力T时，力F有最小值，根据几何关系可得

解得

故D正确。

故选BCD。

12. 物体从A点静止出发，先做加速度大小为的匀加速直线运动，紧接着做加速度大小为的匀减速直线运动至点停下，已知间总长度为，则（　　）

A. 先后两个运动过程中所用的时间一定相同

B. 先后两个运动过程中平均速度一定相等

C. 先后两个运动过程中加速度大小一定相同

D. 从到所用时间为

【答案】BD

【解析】

【详解】B．质点匀加速结束，匀减速开始速度是质点的最大速度，设为；由匀变速直线运动的速度位移公式可得

解得

先后两个运动过程中平均速度都等于

B正确；

C．先后两个运动过程中加速度大小不一定相同，C错误；

A．加速时间

减速时间

因先后两个运动过程中加速度大小不一定相同，先后两个运动过程中所用的时间也不一定相同。A错误；

D．质点在整个过程的位移为

可得质点走完AB所用的时间为

D正确。

故选BD。

13. 倾斜角度为θ的斜面上有 m1和m2两个物体， 与斜面间的动摩擦因数分别为μ1和μ2。两物体间用一根原长为 L0的与斜面平行的轻质弹簧连接， 当整体沿斜面匀速下滑时弹簧长度为L，如图所示。则以下说法正确的是（　　）

A. L可能大于L0 B. μ1一定大于μ2

C. μ1可能小于μ2 D. 弹簧弹力可能为零

【答案】ACD

【解析】

【详解】AC．当时，m1的平衡方程为

m2的平衡方程为

此时弹簧是压缩状态；

当时，m1的平衡方程为

m1的平衡方程为

此时弹簧上是拉力，L大于L0，AC正确；

BD．当时， m1的平衡方程为

m2的平衡方程为

此时弹簧弹力为零，B错误，D正确。

故选ACD。

14. 如图所示， 倾角为α的斜劈放在粗糙水平面上，物体a放在斜劈上，轻质细线一端固定在物体a上，另一端绕过光滑的滑轮1固定在可移动的竖直板上的c点，滑轮2下悬挂物体b，已知斜劈和a物体一直处于静止状态，下列说法正确的是（　　）

A. 若只将竖直板缓慢向右移动少许， 则斜劈对物体a的摩擦力减小

B. 若只将竖直板缓慢向左移动少许， 则地面对斜劈的摩擦力减小

C. 若只将c点缓慢竖直向上移动少许，则斜劈对物体a的摩擦力一定不变

D. 若剪断细线，a一定沿斜面下滑

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据题意无法确定所受的摩擦力的大小和方向，绳子两侧的拉力在竖直方向的分力的合力大小一直等于b的重力，若只将竖直板缓慢向右移动少许，绳子的夹角增大，拉力增大，无法判断斜劈对物体a的摩擦力的变化情况，故A错误；

B．对整体研究，水平方向斜劈受到地面的摩擦力和绳子在水平方向的分力处于平衡状态，绳子的夹角减小，拉力减小，且绳子与水平方向的夹角增大，绳子在水平方向的分力减小，所以地面对斜劈的摩擦力减小，故B正确；

C．若将固定点c向上移动少许，根据平衡条件绳子的夹角不变，绳子上的拉力不变，斜劈对物体a的摩擦力不变，故C正确；

D．与斜劈间的最大静摩擦力与的重力沿着斜面向下的分力大小关系不能确定，则无法判断剪断细线后，a的运动情况，故D错误。

故选BC。

二、实验题（共12分）

15. 一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中探究两个互成角度的力的合成规律的实验。

（1）如图（a）， 在电子秤下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶_____________时电子秤的示数F；

（2）如图（b）， 将三细线 L1、L2、L3的一端打结， 另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶杯带上。水平拉细线L1， 在白纸上记下_____________、三细线的方向和_____________；

（3）如图（c）， 将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上， 并将L1拴在其上。手握电子秤沿着（2）中L2的方向拉细线L2， 使结点O的位置和三根细线的方向与（2）中重合， 记录电子秤的示数 F2；

（4）在白纸上按一定标度作出电子秤拉力 F、F1、F2的图示， 根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F'的图示， 若F和F'在误差范围内重合， 则探究得出两个互成角度的力的合成遵从_____________。

【答案】    ①. 静止    ②. 结点O的位置    ③. 电子秤的示数F1    ④. 平行四边形定则

【解析】

【详解】（1）[1]在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶静止时电子秤的示数F；

（2）[2][3]将三细线 L1、L2、L3一端打结， 另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶杯带上。水平拉细线L1， 在白纸上记下结点O的位置、三细线的方向和电子秤的示数F1。

（4）[4]在白纸上按一定标度作出电子秤拉力 F、F1、F2的图示， 根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F'的图示， 若F和F'在误差范围内重合， 则探究得出两个互成角度的力的合成遵从平行四边形定则。

16. 在做“研究匀变速直线运动”的实验时， 某同学得到一条用打点计时器打下的纸带， 如图所示， 各个计数点已经在纸带上标出， 图中每相邻两个计数点间还有4个点没有画出， 每个计数点到O点的距离已经在图中标明， 打点计时器接频率f=50Hz的交流电源。

（1）该实验_____________平衡摩擦力（选填“需要”或“不需要”）。

（2）打计数点 B时， 小车的速度 vB=_____________m/s。（计算结果保留三位有效数字）

（3）小车的加速度为a=_____________m/s²。（计算结果保留三位有效数字）

（4）如果交变电流的频率f>50 Hz， 但当时做实验的同学并不知道， 那么加速度的测量值与实际值相比_____________。（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

【答案】    ①. 不需要    ②. 0.517    ③. 1.58    ④. 偏小

【解析】

【详解】（1）[1]本实验目的是研究匀变速直线运动，只需让小车做匀变速直线运动就行，不需要平衡摩擦力。

（2）[2]因两计数点间还有四个点未画出，即两点之间的时间为

打B点时小车速度

（3）[3]由逐差法得小车的加速度为

（4）[4]若f>50 Hz，由

可知T变小，所以加速度的测量值偏小。

三、计算题（共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤， 只写出最后答案的不给分。有数字计算的题， 答案中必须明确写出数值和单位。）

17. 如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平面上，质量为的长木板放在斜面上，平行于斜面的细线一端固定在斜面顶端，另一端与长木板连接。质量为的小木块B沿长木板匀速下滑，重力加速度为，求：

（1）小木块与长木板间的动摩擦因数；

（2）B沿长木板匀速下滑过程中，细线对长木板的拉力大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）小木块B沿长木板匀速下滑

（2）对长木板受力分析得，细线对长木板的拉力大小

18. 如图所示，两个质量均为、半径均为的半圆柱体A、B紧靠着静置于水平地面上，与地面的动摩擦因数均为，其上静止放置一质量为、半径也为的光滑圆柱体C，已知重力加速度为。求：

（1）地面对B的支持力和摩擦力的大小；

（2）现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面。整个过程中B保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求动摩擦因数的最小值。

【答案】（1），；（2）

【解析】

【详解】（1）未拉A前，C受力平衡，如图所示

根据平衡条件可得

可得C受到B作用力的大小为

地面对B的支持力大小

得

地面对B摩擦力的大小

（2）C降落到地面前瞬间，B对C支持力最大为，如图所示

则根据力的平衡可得

解得

最大静摩擦力至少为

地面对B的的支持力为

B受地面的摩擦力为

根据题意有

解得

所以动摩擦因数的最小值为。

19. 如图所示为车辆行驶过程中常见的变道超车情形。图中A车车长 LA=4m，B车车长 LB=6m，两车车头相距L=26m时，B车正以vB=10m/s的速度匀速行驶，A车正以vA=15m/s的速度借道超车，此时A车司机发现前方不远处有一辆汽车C正好迎面驶来，其速度为，C车和B车车头之间相距d=94m，现在A车司机有两个选择，一是放弃超车，驶回与B相同的车道，而后减速行驶；二是加速超车，在B与C相遇之前超过B车，不考虑变道过程的时间和速度的变化。

（1）若A车选择放弃超车，回到B车所在车道，则A车至少应该以多大的加速度匀减速刹车，才能避免与B车相撞；

（2）若A车选择加速超车，求A车能够安全超车的加速度至少多大；

（3）若A车选择超车，但因某种原因并未加速，C车司机在图示位置做出反应（不计反应时间），则C车减速的加速度至少多大才能保证A车安全超车。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）若A车选择放弃超车， 回到B车所在车道，根据动力学公式有

解得A车的最小加速度为

（2）A车加速超车最长时间为

A车安全超车，根据动力学公式有

解得A车能够安全超车的加速度至少为

（3）C车做减速运动最长时间为

A车安全超车，根据动力学公式有

解得C车减速的最小加速度为