2023-2024學年黑龍江省鶴崗重點中學高三（上）開學物理試卷

一、選擇題（本大題共12小題，共48分）

1.如圖所示，橋式起重機主要由可移動“橋架”“小車”和固定“軌道”三部分組成。在某次作業中橋架

沿軌道單向移動了8m,小車在橋架上單向移動了6m。該次作業中小車相對地面的位移大小為（）

A.6mB.8mC.10mD.14m

2.氫原子能級示意如圖。現有大量氫原子處于n=3能級上，下列說法正確的是nE/eV

oo-----------------------0

（）5.-0.54

4---------------------0.85

A.這些原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子3---------------------1.51

2--------------------3.4

B.從n=3能級躍遷到n=1能級比躍遷到n=2能級輻射的光子頻率低

C.從n=3能級躍遷到幾=4能級需吸收0.66W的能量1---------------------13.6

D.n=3能級的氫原子電離至少需要吸收13.6eU的能量

3.如圖所示，一物塊（可視為質點）以一定的初速度從一足夠長的光滑固定斜面的底端開始上滑，在上滑過程

中的最初5s內和最后5s內經過的位移之比為11：5。忽略空氣阻力，則此物塊從底端開始上滑到返回斜面底

端一共經歷的時間是

()

B.10sC.16sD.20s

4.物體靜止在光滑水平面上，先對物體施一水平向右的恒力&,經t秒后物體的速率為巧時撤去Fr立即再

對它施一水平向左的水平恒力七，又經2t秒后物體回到出發點,此時速率為以，則巧、女間的關系是

()

A.%=v2B.2%=v2C.3%=2V2D.—31^2

5.如圖所示，一輕質光滑定滑輪固定在傾斜木板上，質量分別為m和37n的物塊AB通過不可伸長的輕繩跨

過滑輪連接，4、B間的接觸面和輕繩均與木板平行。2與8間、B與木板間的動摩擦因數均為〃，設最大靜

摩擦力等于滑動摩擦力。當木板與水平面的夾角為45。時，物塊力、B剛好要滑動，貝以的值為（）

6.如圖所示，分別用1、2兩種材料作K極進行光電效應探究，其截止頻率V]<V2,保持人射光不變，則光

電子到達4極時動能的最大值E.隨電壓U變化關系的圖像是（）

7.超市里磁力防盜扣的內部結構及原理如圖所示，在錐形金屬筒內放置四

顆小鐵珠（其余兩顆未畫出），工作時彈簧通過鐵環將小鐵珠擠壓于金屬筒

的底部，同時，小鐵珠陷于釘柱上的凹槽里，鎖死防盜扣。當用強磁場吸

引防盜扣的頂部時，鐵環和小鐵珠向上移動，防盜扣松開。已知錐形金屬

筒底部的圓錐頂角是120。，彈簧通過鐵環施加給每個小鐵珠豎直向下的力

F,小鐵珠鎖死防盜扣，每個小鐵珠對釘柱產生的側向壓力為（不計摩擦以及小鐵珠的重力）（）

A.?FB孕C.FD.CF

8.如圖所示，兩個不等大、反向的水平力F】和尸2分別作用在物體4和B上，4、

A

B兩物體均處于靜止狀態。若各接觸面與水平地面平行，則4、8兩物體的受B

力個數分別為（）

A.3個、4個B.4個、4個C.4個、5個D.4個、6個

9.如圖所示，兩根相同的輕質彈簧一端分別固定于M、N兩點,另一端分別

與輕繩OP、OQ連接于。點。現用手拉住。P、OQ的末端，使OM、ON兩彈

簧長度相同（均處于拉伸狀態），且分別保持水平、豎直。最初OP豎直向下,

OQ與OP成120°夾角。現使OP、OQ的夾角不變，在保持。點不動的情況下,

將OP、OQ沿順時針方向緩慢旋轉70。。已知彈簧、輕繩始終在同一豎直平

面內，則在兩輕繩旋轉的過程中（）

A.OP上的作用力一直減小

B.OQ上的作用力一直減小

C.OP上的作用力先增大后減小

D.OQ旋轉至水平位置時，OQ上作用力最大

10.如圖所示，B球在地面上，4球與B球用彈簧Q連接、4球與天花板用彈簧P連接，4、

B球的球心及兩彈簧軸線在同一豎直線上，P的彈力是Q的彈力的2倍，4、B兩球的質量

均為0.5kg,重力加速度大小為10m/s2,則下列判斷正確的是（）

A.兩彈簧可能都處于壓縮狀態

B.P彈簧對天花板的作用力可能為與N

fn7777777777777777777777777777T

C.B球對地面的壓力可能為零

D.可能P彈簧壓縮，Q彈簧拉伸

11.小明發現游樂場中有用彈性桿固定在地面上的玩偶，且在水平方向還有用

于固定的可伸縮的彈性物體。小明通過分析，將這個設施簡化為如圖所示的裝

置：一小球固定在輕桿上端，AB為水平輕彈簧，小球處于靜止狀態。圖中虛

線畫出了小明所分析的桿對小球的作用力方向的可能情況,下列分析正確的是

（）

A.居和尸2均可能正確，且Fi一定大于尸2

B.尸2和尸3均可能正確，且尸2一定大于尸3

C.尸3和線均可能正確，且J一定大于”

D.只有尸2是可能正確的，其余均不可能正確

12.打印機在正常工作的情況下，進紙系統能做到每次只進一張紙。進紙系統的結

構示意圖如圖所示，設圖中剛好有20張相同的紙，每張紙的質量均為m,搓紙輪

按圖示方向轉動并帶動最上面的第1張紙向右運動，搓紙輪與紙張之間的動摩擦因

數為由，紙張與紙張之間、紙張與底部摩擦片之間的動摩擦因數均為出，工作時摩擦片

搓紙輪給第1張紙壓力大小為F。打印機正常工作時，下列說法正確的是（）

A.第2張紙受到第3張紙的摩擦力方向向右

B.第10張紙與第11張紙之間的摩擦力大小可能為//2（『+106。）

c.第20張紙與摩擦片之間的摩擦力為的（尸+mg）

D.若〃1=〃2,則進紙系統不能進紙

二、非選擇題（共52分）

13.在天宮課堂中，我國航天員演示了利用牛頓第二定律測量物體質量的實驗，受此啟發，某同學利用氣墊

導軌、力傳感器、無線加速度傳感器、輕彈簧和待測物體等器材設計門則量物體質量的實驗。如圖甲所示,

主要步驟如下:

加速度傳感器

r^i^Boooooo.1~1

滑塊氣墊導軌

個氣源

圖甲

①將力傳感器固定在氣墊導軌左端支架上，加速度傳感器固定在滑塊上；

②接通氣源，放上滑塊，調平氣墊導軌；

③將彈簧左端連接力傳感器，右端連接滑塊，彈簧處于原長時滑塊左端位于。點，4點到。點的距離為5.00cm,

拉動滑塊使其左端處于4點，由靜止釋放并開始計時;

④計算機采集獲取數據，得到滑塊所受彈力F,加速度a隨時間t變化的圖像，部分圖像如圖乙所示。

圖丙

回答以下問題(結果均保留兩位有效數字)：

(1)彈簧的勁度系數為N/m；

(2)該同學從圖乙中提取某些時刻F與a的數據，畫出a-F圖像如圖丙中I所示，由此可得滑塊與加速度傳

感器的總質量為kg；

(3)該同學在滑塊上增加待測物體，重復上述實驗步驟，在圖丙中畫出新的a-F圖像H,則待測物體的質量

為kgo

14.“探究求合力的方法”的實驗裝置如圖所示，在該實驗中

①下列說法正確的是。

4拉著細繩套的兩只彈簧秤，穩定后讀數應相同

8.在已記錄結點位置的情況下，確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠

的兩點

C.測量時彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦

D測量時，橡皮條、細繩和彈簧秤應平行于木板

②若只有一只彈簧秤，為了完成該實驗至少需要(選填“2”、"3

或“4”)次把橡皮條結點拉到。。

15.水平放置的氣體阻尼器模型截面如圖所示，汽缸中間有一固定隔板，將汽缸內一定質量的某種理想氣體

分為兩部分，“H”型連桿活塞的剛性連桿從隔板中央圓孔穿過，連桿與隔板之間密封良好。設汽缸內、外

壓強均為大氣壓強Po,活塞面積為S,隔板兩側氣體體積均為SL。，各接觸面光滑，連桿的截面積忽略不計。

現將整個裝置緩慢旋轉至豎直方向，穩定后，上部氣體的體積為原來的;，設整個過程溫度保持不變，求:

(i)此時上、下兩部分氣體的壓強；

(ii)型連桿活塞的質量(重力加速度大小為g)。

16.假設某高樓距地面高H=47zn的陽臺上的花盆因受擾動而掉落，掉落過程可看作自由落體運動。有一輛

長L=8m、高心=2ni的貨車，在樓下以q=9m/s的速度勻速直行，要經過陽臺的正下方，花盆剛開始

下落時貨車車頭距花盆的水平距離為G=24m?(示意圖如圖所示，花盆可視為質點，重力加速度g=

10m/s2)

(1)若司機沒有發現花盆掉落，貨車保持%=9rn/s的速度勻速直行，通過計算說明貨車是否會被花盆砸到；

(2)若司機發現花盆掉落，采取制動(可視為勻變速，司機反應時間加=Is)的方式來避險，使貨車在花盆砸

落點前停下，求貨車的最小加速度；

(3)若司機發現花盆掉落，采取加速(可視為勻變速，司機反應時間a=1s)的方式來避險，則貨車至少以多

大的加速度加速才能避免被花盆砸到。

17.為打贏新冠肺炎的防控戰，2020年2月24日，經上海市經信委組織協調，科大訊飛的一批醫療物資包括

配送機器人、搬運機器人已運抵同濟大學附屬東方醫院援助武漢醫療隊，將在方艙醫院投入使用。其中一

臺配送機器人的工作流程簡化圖如圖1所示，一質量m=10kg的裝有物資的木箱靜止于C點，與水平面CB間

的動摩擦因數〃=0.5,水平面與傾角為a的足夠長光滑固定斜面4B在8處平滑連接。現機器人對木箱施加與

水平方向成?=53。的恒定推力F作用，木箱在水平面C8段運動的速度一時間如圖2所示，到達B點立即撤去

恒力F。已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取lOm/s2。求：

(1)水平面CB間距離；

(2)斜面AB的傾角a大小；

(3)木箱所受到的恒力尸的大小。

答案和解析

1.【答案】c

【解析】解：小車先隨橋架在水平方向上運動8m,小車水質方向上運動了6m,所以總的位移為％=

V82+62m=10m.故C正確，ABO錯誤；

故選：Co

位移是從起點到終點的有向線段。

本題是基礎題，緊扣位移的概念，抓住位移的方向從起點指向終點。

2.【答案】C

【解析】解：4大量氫原子處于幾=3能級躍遷到n=1多可輻射出或=3種不同頻率的光子，故A錯誤；

B.根據能級圖可知從ri=3能級躍遷到n=1能級輻射的光子能量為：hvx=13.6eK—1.51eV-12.09eV

從n=3能級躍遷到n=2能級輻射的光子能量為：hv2=3.4eV-1.51eV=1.89eV

比較可知從n=3能級躍遷到n=1能級比躍遷到n=2能級輻射的光子頻率高，故B錯誤；

C根據能級圖可知從n=3能級躍遷到ri=4能級，需要吸收的能量為：E=l,SleV-0.85eV=0.66eV,故

C正確；

D根據能級圖可知氫原子處于n=3能級的能量為-1.51",故要使其電離至少需要吸收1.51eU的能量，故

。錯誤。

故選：Co

一群氫原子，向低能級躍遷時最多發出的光子種數為C*利用公式成=Em-En計算輻射出去的光子頻率，

然后比較頻率大小；n=3能級的氫原子電離至少需要吸收1.51eV的能量。

本題考查了氫原子的能級公式和躍遷。軌道量子化和能量量子化是量子力學的基礎，是近代物理學的巨大

飛躍，學生要能通過簡單的計算理解其意義。

3.【答案】C

【解析】【分析】

物體在粗糙的平面上做勻減速直線運動，把物體運動看成反向的初速度為0的勻加速直線運動，根據位移公

式分別列出最初5s內和最后5s內的位移與總時間的關系，求出總時間。

本題的技巧是采用逆向思維，充分利用末速度“0”，也可以運用圖象法求解。

【解答】

設物體運動的加速度為a,運動總時間為3把物體上滑的運動看成反向的初速度為0的勻加速直線運動，則

2a,

有：最后5s內位移為：S]=gax52=^a；最初5s內位移為：s2=a(t—5)x5+^ax5=5at~~^

又因為S2：Si=11：5,解得t=8s；由于斜面光滑，上滑和下滑的時間相同，則物塊從底端開始上滑到返

回斜面底端一共經歷的時間是16s,故ABD錯誤，C正確：

故選:Co

4.【答案】C

【解析】解：在ts內的位移X】=gait?,末速度為%=ait.

則在2t內的位移必=%?2t-gci2(2t)2

根據X]=-久2得，詈=￡

根據速度時間公式得，%=-v2=vr-a2-2t

解得3%=2方?故C正確，4、B、。錯誤.

故選：C.

抓住在兩段時間內物體的位移大小相等、方向相反，結合運動學公式求出加速度的關系，從而求出力、方間

的關系.

解決本題的關鍵抓住位移關系，結合運動學公式進行求解，注意速度、位移的方向.

5.【答案】A

【解析】解：當木板與水平面的夾角為45。時，物塊4、B剛好要滑動，由于B的重力大于4的重力，物塊4、

B剛好要滑動時，應該是物體4相對物體B向上滑動，設繩子拉力為F。

對4受力分析，由平衡條件得：F=mgsin45°+[imgcos45°

物體B相對斜面向下滑動，對B受力分析，由平衡條件得：3mgsin45°-F+nmgcos45°+/z(3?n+

m)gcos45°

聯立解得：M=|＞故C正確，A8O錯誤。

故選：Ao

物塊A、B剛好要滑動時，應該是物體4相對物體2向上滑動，物體B相對斜面向下滑動，分別對兩個物體進

行受力方向，由平衡條件列方程即可。

本題考查的是多個物體的平衡問題，關鍵是要對所選取的研究對象做好受力分析，切記不要少力，同時要

注意滑動摩擦力中的正壓力的求解。

6.【答案】C

【解析】解：由光電效應方程：/IV=1mVm+Wo,

又叫-hv0,

光電子到達4極板過程，由動能定理：eU=Ekm

聯立知，光電子到達4板時動能的最大值瓦巾-eU+hv-hv0,

可見以巾—U圖像的斜率為e,縱截距為九v—hv。。

由題知，1材料的截止頻率小于2材料的截止頻率，即％＜吟，且入射光相同，則版-八%＞加-辰2,可

見用材料1和2進行光電效應實驗得到的Ek7n-U圖線相互平行，且用材料1進行光電效應實驗得到的a7n-

U圖像的縱截距較大。故C正確，ABO錯誤。

故選：Co

由光電效應方程及動能定理得：Ekm=eU+hv-hv0,再與圖像進行比對確定正確答案。

此題考查了光電效應現象，解決本題的關鍵掌握光電效應方程以及知道最大初動能與遏止電壓的關系，注

意金屬的逸出功與入射光的頻率無關。

7.【答案】A

【解析】解：對小鐵珠受力分析，設釘柱對小鐵珠的支持力為F',根據平衡條件得：熱=tcm60。

根據牛頓第三定律得，每個小鐵珠對釘柱產生的側向壓力為尸，=一示=

tan603

故8CQ錯誤，A正確；

故選：4。

對小鐵珠受力分析，根據平衡條件和牛頓第三定律列式求解即可。

本題考查共點力平衡，解題關鍵是對小鐵珠做好受力分析，根據平衡條件列式求解即可。

8.【答案】D

【解析】解：先對物體AB進行整體受力分析，水平方向，兩個不等大、反向的水平力片和尸2正好處于平衡，

所以物體B受地面的摩擦力；對4物體進行受力分析，物體4受到重力、拉力F2、支持力和B給4的摩擦力，

在4個力的作用下處于平衡狀態，故A受4個力；物體B受到受到重力、拉力&、支持力、A給8的摩擦力和4

給8的壓力，地面的摩擦力，所以物體8受6個力的作用，故。正確，ABC錯誤。

故選：D。

首先運用整體法得出地面與物體間沒有摩擦力的作用，然后分別對力B進行受力分析即可得出物體受到幾個

力。

解答此題的關鍵在于會用整體法和隔離法分別物體進行受力分析，即可得到物體分別受幾個力的作用。

9.【答案】A

【解析】解：初狀態系統平衡時，兩彈簧彈力相等，合力與兩彈簧夾45。斜向左上方，

則由。點受力平衡知：OP、0Q兩繩拉力合力斜向下與0P夾45。角。

保持。點不動，則兩彈簧伸長狀態不變，合力不變，

將OP、0Q沿順時針方向緩慢旋轉70。，此過程OP、OQ合力不變，兩力夾角不變，用紅線表示OQ拉力，紫

線表示OP拉力，

根據力的三角形法則可作圖如下：

由圖可以看出，在旋轉70。的過程中，

表示OP的拉力TOP長度一直在減小，說明OP上的作用力一直減小；

表示OQ的拉力r°Q長度線增大后減小，說明上的作用力先增大后減小；

當OQ旋轉至水平位置時，OQ對應的圓周角為：180°-60°-45°=75°<90°,

說明此時OQ拉力不是最大值。故A正確，錯誤。

故選：Ao

系統受力平衡，在轉動的過程中，根據動態平衡分析力的變化情況，注意結合力的變化特點分析。

本題是動態平衡的問題，注意在變化的過程中OP、OQ的夾角不變，結合圓來分析變化規律。

10.【答案】BC

【解析】解：4若兩彈簧都處于壓縮狀態，對4球研究，4受重力、P對其的向下彈力和Q對其向上的彈力，

根據平衡條件可推知Q的彈力大于P的彈力，與題目矛盾，故A錯誤；

8.當P處于拉伸狀態，Q處于壓縮狀態時，對4分析，A受到重力、P向上的彈力與Q向上的彈力，由于P的彈

力是Q的彈力的2倍，根據平衡條件有

1

FP+^FP=mg

代入數據解得

p=w

根據牛頓第三定律可得，P受到的彈力為與N,貝UP彈簧對天花板的作用力可能為9N,故B正確；

C.當P、Q均處于拉伸狀態時，若B對地面的壓力為零，對4B整體分析可知，P的彈力大小為10N,對B分析

可知，Q的彈力大小為5N,P的彈力是Q的彈力的2倍，可知B球對地面的壓力可能為零，故C正確；

D若P彈簧壓縮，Q彈簧拉伸，對4分析，4受到重力、P向下的彈力與Q向下的彈力，4所受合力不為0,不

滿足平衡條件，故不可能P彈簧壓縮，Q彈簧拉伸，故。錯誤。

故選：BC。

根據48受力情況分析彈簧彈力及彈簧的形變情況，根據平衡條件可解得作用力。

本題考查共點力平衡條件，解題關鍵分析彈簧的形變情況，根據不同的形變分析4B的受力。

11.【答案】B

【解析】解：小球處于靜止狀態，則桿對小球的作用力方向在重力與彈簧拉力夾角的

對頂角范圍內(不含水平方向)，如圖所示;

當彈簧的彈力為零時，桿對小球的作用力方向是尸3,當彈簧的彈力不為零時，桿對小

球的作用力方向可能是尸2,

如果桿對小球的作用力是尸3,則尸3與小球的重力平衡，即F3=mg；

如果桿對小球的作用力是尸2,則尸2是重力與彈簧彈力的合力，則&>mg=F3,故B正確、AC。錯誤。

故選：Bo

小球處于靜止狀態，根據平衡條件確定桿對小球的作用力可能的方向。

本題主要是考查了共點力的平衡問題，對應三力平衡，其中任何一個力都和另外兩個力的合力平衡。

12.【答案】CD

【解析】解：4、對第2張紙受力分析可得，在水平方向上受到第1張紙向右的滑動摩擦力和第3張紙水平向

左的靜摩擦力而保持平衡。故A錯誤；

BC、對第2張紙受到第1張紙的滑動摩擦力/=%FN，f=的(F+mg)

由平衡得，第2張紙受到第3張紙的靜摩擦力等于第1張紙對第2張紙的滑動摩擦力，以此類推第10張紙與第

11張紙之間的摩擦力大小都是/=%(F+mg)，故8錯誤，C正確：

。、若〃1=〃2，由于紙張有質量，故越往下壓力越大，搓紙輪對第一張紙的摩擦力小于第一張紙和第二張

紙之間的最大靜摩擦，所以第一張紙不可能向右運動，故進紙系統不能進紙，故。正確。

故選：CDo

首先對第2張紙進行受力分析判斷第2張紙受到第3張紙的摩擦力方向如何；

根據滑動摩擦力的計算公式求出第2張紙受到第3張紙的滑動摩擦力，再根據二力平衡判斷第3張紙的靜摩擦

力等于滑動摩擦力，以此類推得到第10張紙與第11張紙之間的摩擦力：

根據第1張上表面和下表面受到的壓力，結合出=〃2,計算摩擦力的大小判斷系統能不能進紙系。

本題考查了疊塊間的摩擦力情況，解決本題的關鍵是準確分析出紙張上下表面的壓力和最大摩擦力之間的

關系。

13.【答案】120.200.13

【解析】解：(1)由題知，彈簧處于原長時滑塊左端位于。點，4點到。點的距離為5.00cm.拉動滑塊使其左端

處于4點，由靜止釋放并開始計時。結合圖乙的F-t圖有

Ax=5.00cm=0.005m,F=0.610/V

根據胡克定律

F

k=-；-

Ax

計算出

k?12N/m

(2)根據牛頓第二定律有

F—ma

則a-F圖像的斜率為滑塊與加速度傳感器的總質量的倒數，根據圖丙中I,則有

13-0

k=m=~oTk9~=5叱

則滑塊與加速度傳感器的總質量為

m=0.20kg

(3)滑塊上增加待測物體，同理，根據圖丙中n,則有

11.5-0,

k==3kg-

則滑塊、待測物體與加速度傳感器的總質量為

m'=0.33kg

則待測物體的質量為

Am=m'—m=0.33kg—0.20kg-0.13kg

故答案為：(1)12：(2)0.20；(3)0.13

(1)根據圖像結合胡克定律解得；

(2)(3)根據牛頓第二定律結合圖像可解得質量.

本題考查牛頓第二定律，解題關鍵掌握實驗原理與實驗操作，注意圖像斜率的含義。

14.【答案】D3

【解析】解：①4、在不超出彈簧測力計的量程和橡皮條形變限度的條件下，使拉力適當大些，不必使兩只

測力計的示數相同，故A錯誤；

8、在已記錄結點位置的情況下，確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的一個點就可以了，故8錯誤;

C、實驗中拉彈簧秤時，只需讓彈簧與外殼間沒有摩擦，此時彈簧測力計的示數即為彈簧對細繩的拉力，與

彈簧秤外殼與木板之間是否存在摩擦無關，故C錯誤；

為了減小實驗中摩擦對測量結果的影響，拉橡皮條時，橡皮條、細繩和彈簧秤應貼近并平行于木板，故

。正確；

故選：D。

②若只有一只彈簧秤，為了完成該實驗，用手拉住一條細繩，用彈簧秤拉住另一條細繩，互成角度的拉橡

皮條，使其結點到達某一點0,記下位置。和彈簧秤示數a和兩個拉力的方向；交換彈簧秤和手所拉細繩的

位置，再次將結點拉至。點，使兩力的方向與原來兩力方向性相同，并記下此時彈簧秤的示數尸2,只有一個

彈簧秤將結點拉至。點，并記下此時的彈簧秤示數尸的大小和方向；所以若只有一只彈簧秤，為了完成該實

驗至少需要3次把橡皮條結點拉至0。

故答案為：①D;②3

①根據實驗原理掌握正確的實驗操作；

②理解只有一只彈簧秤的實驗步驟，由此得出需要完成的步驟次數。

本題主要考查了力合成的平行四邊形定則的驗證實驗，根據實驗原理掌握正確的實驗操作。

15.【答案】解：（i）設此時上部分氣體的壓強為由,下部分氣體的壓強為「2。

對上部分氣體，根據玻意耳定律可得：poSLo=PiX；SL（）

解得：Pi=2p0;

由于氣體總的體積不變，則此時下部分氣體的體積為|SL°

對下部分氣體，根據玻意耳定律可