2021届黑龙江省高三（上）开学考试物理试题 含答案

2021 届高三上学期开学考试 物理学科试卷 （考试时间：90 分钟 满分：110 分） 一、选择题（本题共 12 个小题，每小题 4 分，共 48 分.在每小题给出的四个选项中，第 1~7 题只有一项符 合题目要求，第 8~12 题有多项符合题目要求.全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分.） 1.以 36km/h 的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为 a=4m/s2 的加速度，刹车后第三个 2s 内，汽车走过的位移为（ ） A.12.5m B.2m C.10m D.0m 2.一个朝某一方向做匀变速直线运动的物体，在 t=5s 内速度从 v0=12m/s 增加到 v=18m/s，则下列说法正确 的是（ ） A.这个物体的加速度为 3.6m/s2 B.这个物体在 5s 内的平均速度为 6m/s C.这个物体在接下来的 5s 内的位移为 75m D.这个物体在连续的两个 5s 内的位移差为 30m 3.a、b 两车在平直公路上行驶，其 v-t 图象如图所示，在 t=0 时，两车间距为 s0，在 t=t1 时间内，a 车的位 移大小为 s，则（ ） A.0~t1 时间内 a、b 两车相向而行 B.0~t1 时间内 a 车平均速度大小是 b 车平均速度大小的 2 倍 C.若 a、b 在 t1 时刻相遇，则 D.若 a、b 在 时刻相遇，则下次相遇时刻为 2t1 4.如图所示，一斜面固定在水平面上，一半球形滑块固定在斜面上，球心 O 的正上方有一定滑轮 A（视为 质点），细线的一端与一质量分布均匀的光滑圆球 B 连接，另一端绕过滑轮 A 在水平向右的拉力 F 作用下 使圆球 B 保持静止.改变拉力 F 的大小，使圆球 B 从两球心等高的位置缓慢移动到圆球 B 的球心正好在 O 点的正上方（不考虑该位置的情况）.圆球 B 不会与定滑轮 A 接触，则下列说法正确的是（ ） 0 2 3s s= 1 2 t A.拉力 F 一直增大 B.拉力 F 先增大后减小 C.半球形滑块对圆球 B 的支持力先增大后减小 D.半球形滑块对圆球 B 的支持力大小保持不变 5.如图所示，A、B 两物体叠放在水平地面上，A 物体质量 m=20kg，B 物体质量 M=30kg.处于水平位置的轻 弹簧一端固定于墙壁，另一端与 A 物体相连，弹簧处于自然状态，其劲度系数为 250N/m，A 与 B 之间 B 与地面之间的动摩擦因数均为 .现有一水平推力 F 作用于物体 B 上，使 B 缓慢地向墙壁移动，当 B 移动 0.2m 时，水平推力的大小为（g 取 10m/s2）（ ） A.100N B.140N C.150N D.200N 6.如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为 m 和 2m 的物块 A、B 通过不可伸长的轻绳 跨过滑轮连接，A、B 间的接触面和轻绳均与木板平行.A 与 B 间、B 与木板间的动摩擦因数均为 ，设最 大静摩擦力等于滑动摩擦力.当木板与水平面的夹角为 时，物块 A、B 刚好要滑动，则 的值为（ ） A. B. C. D. 7.如图所示，两根长度均为 1m 的细杆 ab、cd，ab 杆从高处自由下落，cd 杆同时从地面以 20m/s 的初速度 0.2µ = µ 45° µ 1 3 1 4 1 5 1 6 竖直上抛，两杆开始运动前 ab 杆的下端和 cd 杆的上端相距 10m，在运动过程中两杆始终保持竖直.则以下 说法正确的是（ ） A.经过 0.4s，两杆刚好相遇 B.经过 0.5s，两杆恰好分离 C.两杆相遇（但不相碰）到分离的时间是 0.1s D.两杆相遇（但不相碰）时，cd 杆已经开始下降 8.如图所示，在动摩擦因数 的水平面上，质量 m=2kg 的物块与水平轻弹簧相连，物块在与水平方向 成 角的拉力 F 作用下处于静止状态，此时水平面对物块的弹力恰好为零.g 取 10m/s2，以下说法正确 的是（ ） A.此时轻弹簧的弹力大小为 20N B.当撤去拉力 F 的瞬间，物块的加速度大小为 8m/s2，方向向左 C.若剪断弹簧，则剪断的瞬间物块的加速度大小为 8m/s2，方向向右 D.若剪断弹簧，则剪断的瞬间物块的加速度为 0 9.将一个质量为 1kg 的小球竖直向上抛出，最终回到抛出点，运动过程中所受的阻力大小恒定，向与运动方 向相反，该过程的 v-t 图象如图所示，g 取 10m/s2.下列说法正确的是（ ） 0.2µ = 45θ = ° A.小球所受重力和阻力大小之比为 B.小球上升过程与下落过程所用时间之比为 C.小球落回到抛出点时的速度大小为 D.小球下落过程中，受到向上的空气阻力，处于超重状态 10.如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为 m，水的阻力恒为 ，当轻绳与水平面的夹角为 时，船的 速度为 v，此时人的拉力大小为 F，则此时（ ） A.人拉绳行走的速度为 B.人拉绳行走的速度为 C.船的加速度为 D.船的加速度为 11.如图所示，A、B、C 三个物体放在水平圆台上，它们的连线经过圆心，A、B、C 离转轴的距离分别为 R、R、2R，A、B、C 与台面间的动摩擦因数分别为从 、 、 ，A、B、C 的质量分别为 2m、m、m， 当圆台匀速转动时，A、B、C 都没有滑动，则（ ） A.A 物体的向心加速度最大 5:1 2: 6 2 6 /m s fF θ cosv θ cos v θ fF F m − cos fF F m θ − µ µ 2µ B.A、C 物体所受的静摩擦力大小相等，方向相反 C.当圆台的转速缓慢增加时，C 物体比 B 物体先滑动 D.当圆台的转速缓慢增加时，A 物体与 B 物体将同时开始滑动 12.如图所示，白色水平传送带 AB 长 L=10m，向右匀速运动的速度 ，一质量为 1kg 的小墨块 （可视为质点）以 的初速度从传送带右端 B 点冲上传送带，小墨块与传送带间的动摩擦因数 ，g 取 10m/s2.则（ ） A.小墨块先做匀减速后做匀加速运动 B.小墨块相对地面向左运动的最大距离为 4.5m C.小墨块在白色传送带上留下的墨迹长度为 14.5m D.小墨块从 B 点冲上传送带到再次回到 B 点所用的时间是 3.125s 二、实验题（共 2 小题，共 12 分） 13.（1）在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，以下说法正确的是（ ） A.弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度 B.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量 C.画出的图线必须通过所描的每个点，画成折线也行 D.本实验可得出弹力和弹簧伸长量成二次函数关系 （2）在进行该实验时，某同学把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用刻度尺测出弹簧的原长 L0，再把弹簧 竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度 L，把 作为弹簧的伸长量 x，这样操作，由于弹簧 自身重力的影响，最后画出的图线可能是图中（ ） A. B. C. D. 14.为了验证质量一定时加速度与力的关系.一同学设计了如图所示的实验装置.其中 M 为带滑轮的小车的质 量，m 为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计） 0 4 /v m s= 1 6 /v m s= 0.4µ = 0L L− （1）实验时，一定要进行的操作或保证的条件是______. A.用天平测出砂和砂桶的质量 B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数 D.改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带 E.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量 m 远小于小车的质量 M （2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（邻两计数点间还有两个点没有画出）.已知打点计时器采用 的是频率为 50Hz 的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______m/s2（结果保留两位有效数字）. （3）以弹簧测力计的示数 F 为横坐标，加速度为纵坐标，画出的 a-F 图象是一条直线，图线与横轴的夹角 为 ，求得图线的斜率为 k，则小车的质量为______. 三、计算题（本题共 4 小题，共 50 分.要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位.） 15.（7 分）“套圈圈”是一种老少皆宜的游戏，并且能够在游戏中体验平抛运动的规律.如图所示，半径为 R、水平放置的圆形套环的圆心位于离水平地面高度为 H 的 A 点，将套环朝正前方的 B 点处的物体（可视 为质点）水平抛出，设套环着地后不再反弹或滑动，A、B 两点的水平距离为 L，不计空气阻力，重力加速 度为 g. （1）套环在空中运动的时间是多少？ （2）要想套环能套住该物体，抛出套环的水平初速度的取值范围是多少？ θ 16.（13 分）如图所示，固定在水平地面上的斜面倾角为 ，物块 A 与斜面间的动摩擦因数为 ，轻绳 一端通过两个滑轮与物块 A 相连，另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量.已知物块 A 的质量为 m，连接物块 A 的轻绳与斜面平行，挂上物块 B 后，滑轮两边轻绳的夹角为 ，物块 A、B 都 保持静止，重力加速度为 g，假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知： ， ， ， . （1）若挂上物块 B 后，物块 A 恰好不受摩擦力作用，求轻绳的拉力 F 的大小 （2）若物块 B 的质量为 ，求物块 A 受到的摩擦力的大小和方向； （3）为保持物块 A 处于静止状态，求物块 B 的质量范围. 17.（16 分）如图甲所示，质量 M=1kg 的薄木板静止在水平面上，质量 m=1kg 的铁块静止在木板的右端， 可视为质点.木板与水平面间、铁块与木板之间的动摩擦因数 、 .现给铁块施加一个水平向左的力 F.设 最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取 g=10m/s2. （1）若力 F 从零开始逐渐增加，且铁块始终在木板上没有掉下来，铁块受到的摩擦力 f 随力 F 大小变化的 图象如图乙所示，求动摩擦因数 和 . （2）承接上问，分别在 F=2N 和 4N 时，求出木板与铁块的加速度大小； （3）在第（1）问的基础上，若力 F 为恒力 4N，作用 1s 后撤去 F，最终发现铁块恰好能运动到木板的左端， 求木板的长度 L（结果保留两位有效数字）. 18.（1）（多选 4 分）关于气体、固体，下列说法正确的是（ ） A.一定量的理想气体的内能只与温度有关，温度升高时内能一定增加 30° 3 4 90° 1sin30 2 ° = 3cos30 2 ° = 2sin 45 2 ° = 2cos45 2 ° = 2 3 m 1 µ 2 µ 1 µ 2 µ B.盛有气体的容器做减速运动时，容器中气体的内能随之减小 C.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加 D.因为石英是晶体，所以由石英制成的玻璃也是晶体 （2）.（10 分）如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为 m 的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁 间能无摩擦滑动，容器的横截面积为 S.开始时气体的温度为 T0，活塞与容器底的距离为 h0.将整个装置放在 大气压恒为 p0 的空气中后，当气体从外界吸收热量 Q，活塞缓慢上升 d 后再次平衡. 求： ①外界空气的温度是多少？ ②在此过程中密闭气体的内能增加了多少？ 2020—2021 学年度上学期 开学评价考试高三学年物理学科试卷答案 一、选择题（共 52 分，每题 4 分） 1-5：DDCDB 6-7：CC 8.AB；9.AB 10.AD；11.BD 12.BD 18（1）AC 二、实验题（共 12 分，13 题每题 2 分，14（1）题 3 分（对一个给 1 分，选错不给分），4（2）题 2 分，14 （3）题 3 分） 13.（1）A： （2）C 14.（1）BCD （2）1.3m/s2 （3） 三、计算题（共 46 分，15 题 7 分，16 题 13 分，17 题 16 分，18（2）题 10 分） 15.解：（1）根据套环做平抛运动，在竖直方向上的运动学规律得： 2 分 2 k 21 2H gt= 解得套环在空中运动的时间为： 1 分 （2）套环的最右端恰好落在 B 点时，根据水平方向上的运动学公式得初速度为： 解得： 1 分 套环的最左端恰好落在 B 点时，初速度为： 解得： 1 分 要想套环能套住该物体，抛出套环的水平初速度的取值范围为： 2 分 16.解：（1）由滑轮相连轻绳的拉力处处相等，对物块 A 受力分析，A 恰好不受摩擦力作用，则： 2 分 解得： ； 1 分 （2）对物块 B 受力分析，设轻绳对物块 B 的拉力为 T，则由平衡条件有： 已知 ，解得： 1 分 再对物块 A 受力分析，因为 ，A 有下滑趋势，故受到的静摩擦力 f 沿斜面向上，1 分 则由平衡条件有： 2 分 解得 A 受到的静摩擦力大小为： ； 1 分 （3）物块 A 刚好要沿斜面向上滑时，物块 B 的质量最大 M1 此时轻绳拉力 1 分 对 B 受力分析有： ， 解得物块 B 的最大质量 1 分 2Ht g = min L Rv t −= min ( ) 2 gv L R H = − max L Rv t += max ( ) 2 gv L R H = + 0( ) ( )2 2 g gL R v L RH H − < < + sin30F mg= °拉 0.5F mg=拉 2 BT m g= 2 3Bm m= 1 3T mg= sin30T mg< ° sin30mg T f° = + 1 6f mg= 1 7sin30 cos30 8F mg mg mgµ= °+ ° = 1 12F gM= 1 7 2 8M m= 物块 A 刚好要沿斜面向下滑时，物块 B 的质量最小 M2 1 分 对 B 受力分析有： ， 解得物块 B 的最小质量 ； 1 分 所以，物块 B 的质量范围为： . 1 分 答：（1）若挂上物块 B 后，物块 A 恰好不受摩擦力作用，轻绳的拉力 F 的大小为 0.5mg： （2）若物块 B 的质量为 ，物块 A 受到的摩擦力的大小为 、方向沿斜面向上； 17.解：（1）由图象可知，当 时，木板与铁块静止不动，即当 时木板与地面间为最大 静摩擦力，对整体由平衡条件得： 又 解得： 2 分 当 时，木板与铁块一起滑动，即当 铁块受到的摩擦力为最大静摩擦力， 竖直方向，有： 又 解得： 2 分 当 时，木板与铁块分开滑动 （2）当 时，对整体由牛顿第二定律得： 解得： 1 分 当 时，对 m 由牛顿第二定律得： 2 1sin30 cos30 8F mg mg mgµ= °− ° = 2 22F M g= 2 2 8M m= 2 7 2 8 8Bm M m≤ ≤ 2 3 m 1 6 mg 0 1N F N≤ ≤ 1F N= 1 0mF f− = 1( ) 0m M g N+ − = 1 1 1mf Nµ= 1 1 1 0.05mf N µ = = 1 3N F N< ≤ 3F N= 2 2mf N= 2 0mg N− = 2 2 2mf Nµ= 2 2 2 0.2mf N µ = = 3F N> 2F N= 1 ( )mF f m M a− = + 20.5 /a m s= 4F N= 2 2mF f ma− = 解得： . 1 分2 2 2 /a m s=