物理（北京专用）-2024年新高二开学摸底考试卷

新高二开学摸底考试卷01（北京专用） 物理 （考试时间：100分钟 试卷满分：100分） 一、单项选择题：共10个小题，每小题3分，共30分。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项符合题意。 1．在降落伞沿竖直方向匀速下降的过程中，遇到水平方向吹来的风，则降落伞（　　） A．下落的时间变短 B．下落的时间变长 C．落地时的速度变小 D．落地时的速度变大 2．如图所示，一质量为m的汽车保持恒定的速率运动，若通过凸形路面最高处时对路面的压力为F1 ，通过凹形路面最低处时对路面的压力为F2，则（ ） A．F1 = mg B．F1 >mg C．F2 = mg D．F2 >mg 3．2018年12月8日凌晨2点24分，中国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心起飞，把嫦娥四号探测器送入地月转移轨道，“嫦娥四号”经过地月转移轨道的P点时实施一次近月调控后进入环月圆形轨道I，再经过系列调控使之进入准备“落月”的椭圆轨道Ⅱ，于2019年1月3日上午10点26分，最终实现人类首次月球背面软着陆。若绕月运行时只考虑月球引力作用，下列关于“嫦娥四号”的说法正确的是（　　） A．“嫦娥四号”沿轨道I的周期小于轨道Ⅱ的周期 B．沿轨道I运行的速度大于月球的第一宇宙速度 C．经过轨道I的P点时必须进行减速才能进入轨道Ⅱ D．沿轨道I运行至P点的加速度小于沿轨道Ⅱ运行至P点的加速度 4．我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉卫星发射中心成功发射。“墨子”由火箭发射至高度为500km的预定圆形轨道。此前在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7，G7属于地球静止轨道卫星（高度约为36 000 km），它将使北斗系统的可靠性进一步提高。关于卫星以下说法中正确的是（　　） A．这两颗卫星的运行速度可能大于7.9 km/s B．通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方 C．量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗G7的周期小 D．量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7的小 5．如图所示，小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是（　　） A．圆盘匀速转动时，摩擦力f等于零 B．圆盘转动时，摩擦力f方向总是指向轴O C．当圆盘匀速转动时，摩擦力f的大小跟物体P到轴O的距离成正比 D．当物体P到轴O距离一定时，摩擦力f的大小跟圆盘转动的角速度成正比 6．如图所示，将一质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于O点，水平拉力F将小球从平衡位置P缓慢地拉至轻绳与竖直方向夹角为处。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．小球的重力势能增加了 B．拉力F所做的功为 C．拉力F所做的功为 D．轻绳的拉力所做的功为 7．设地球是质量分布均匀的半径为R的球体。已知引力常量G，地球表面的重力加速度g，忽略地球自转。下列说法正确的是（　　） A．地球质量 B．地球第一宇宙速度 C．若地球的密度为ρ，地球的同步卫星的周期为T，则有 D．由万有引力提供向心力，所以赤道上物体的加速度大于同步卫星的加速度 8．如图，射击训练场内，飞靶从水平地面A点以仰角斜向上飞出，落在相距的B点，最高点距地面。忽略空气阻力，重力加速度取。则（　　） A．飞靶从A到B的飞行时间为 B．飞靶在最高点的速度为 C．抬高仰角，飞靶飞行距离增大 D．抬高仰角，飞靶的飞行时间增大 9．如图所示，某物理兴趣小组设计了验证“向心力与线速度大小关系”的实验装置。测得小钢球的直径为d，细线长为L，当地的重力加速度为g。小钢球悬挂静止不动时，恰好位于光电门中央，力的传感器示数为。现将小钢球拉到适当高度处且细线拉直，由静止释放小钢球，光电门记录小钢球遮光时间t，力的传感器示数最大值为，由此可知（    ） A． B．小钢球经过光电门时的速度为 C．小钢球经过光电门时所需向心力为F D．在误差允许的范围内，本实验需要验证小钢球经过光电门时所受合力和所需向心力相等，即 10．如图所示，绷紧的传送带在电动机的带动下，始终保持的速度匀速运行，传送带与水平地面平行。现将质量为的某物块由静止释放在传送带上的右端，过一会儿物块能保持与传送带相对静止，设物块与传送带间的动摩擦因数为，取，对于物块从静止释放到相对静止这一过程（　　） A．物块受到的摩擦力对它做的功为 B．带动传送带的电动机增加的功率为 C．水平传送带克服摩擦力做的功为 D．带动传送带的电动机多做的功为 二、多项选择题：本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的，全部选对得3分，选对但不全得2分，错选不得分。 11．如图，一长L＝0.05 m的铁链用短绳悬挂在天花板上，铁链正下方h＝0.2 m处竖直放置一长度也为h、内径比铁链直径稍大的钢管。剪断轻绳，铁链由静止开始下落，不计空气阻力，取g＝10m/s2，则（　　） A．铁链上端刚要进入钢管时的速度大小为 B．铁链下端刚要穿出钢管时的速度大小为3m/s C．铁链通过钢管的时间为0.3s D．铁链通过钢管的时间为0.1s 12．2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第55颗导航卫星，至此北斗全球卫星导航系统星座部署全面完成。北斗卫星导航系统由不同轨道的卫星构成，其中北斗导航系统第41颗卫星为地球同步轨道卫星，它的轨道半径约为4.2×107m。第44颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星，运行周期等于地球的自转周期24h。两种同步卫星的绕行轨道都为圆轨道。倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示。已知引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2。下列说法中正确的是（　　） A．两种同步卫星的轨道半径大小相等 B．两种同步卫星的运行速度都小于第一宇宙速度 C．根据题目数据可估算出地球的平均密度 D．地球同步轨道卫星的向心加速度大于赤道上随地球一起自转的物体的向心加速度 13．如图所示，小明在体验蹦极运动时，把一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从高处由静止落下。将小明的蹦极过程近似为在竖直方向的运动，在运动过程中，把小明视作质点，不计空气阻力。下列判断中正确的是（　　） A．下落到弹性绳刚好被拉直时，小明的下落速度最大 B．从开始到下落速度最大，小明动能的增加量小于其重力势能的减少量 C．从开始到下落至最低点的过程，小明的机械能守恒 D．从开始到下落至最低点，小明重力势能的减少量等于弹性绳弹性势能的增加量 14．如图所示，劲度数为的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变．用水平力F缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了，此时物体静止．撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4．物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为．则（ ） A．撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动 B．撤去F后，物体刚运动时的加速度大小为 C．物体做匀减速运动的时间为 D．物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为 三、实验题：本题共3小题，共22分。 15．（6分）向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω、轨道半径r之间的关系，装置如图所示，两个变速塔轮通过皮带连接。实验时，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动，槽内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的比值。 （1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，我们主要用到的物理方法是________。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法 （2）为了探究金属球的向心力F的大小与轨道半径r之间的关系，下列说法正确的是________。 A．应使用两个质量不等的小球 B．应使两小球离转轴的距离相同 C．应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上 （3）某同学用传感器测定小球做圆周运动向心力F的大小和对应角速度ω的关系，获得多组数据，画出了如图所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是________。 A．ω B． C． 16．（8分）在“探究小球做平抛运动的特点”的实验中： （1）如图甲所示的实验中，观察到两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做 ；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向做 ； （2）该同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球平抛运动的照片，照片中小方格的边长L=2.5cm，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则照相机每隔 s曝光一次，小球平抛初速度为v0= m/s（当地重力加速度大小g=10m/s2）。 17．（8分）如图甲所示的装置叫阿特伍德机，是英国数学家、物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示。实验时，该同学进行了如下步骤： a．将质量均为M的重物A（含挡光片）、B用轻质细绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出A上挡光片中心到光电门中心的竖直距离h b．在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间 c．测出挡光片的宽度d，计算重物A运动的速度大小v d．利用实验数据验证机械能守恒定律 （1）步骤c中，计算重物A的速度 （用实验中字母表示）。将重物B与物块C看成一个系统，则该系统在加速下落过程中其机械能 （选填“增大”“可能增大”“减小”或“不变”）。 （2）步骤d中，如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为： （已知当地重力加速度大小为g，用实验中字母表示）。 （3）某次实验分析数据发现，系统重力势能减少量小于系统动能增加量，造成这个结果的原因可能是 。 A．挂物块C时不慎使B具有向下的初速度 B．细绳、滑轮有一定的质量不能忽略不计 C．滑轮与细绳之间存在滑动摩擦力 D．计算重力势能时g的取值比实际值小 四、计算题：本题共4小题，共36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能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 18．（9分）如图所示是利用电力传送带装运麻袋包的示意图，传送带，倾角，麻袋包与传送带间的动摩擦因数μ=0.8，传送带的主动轮和从动轮半径R相等，传送带不打滑，上方主动轮的顶端与货车底板间的高度差为h=1.8m，传送带匀速运动的速度为v=2m/s。现在传送带底端（传送带与从动轮相切位置）由静释放一只麻袋包（可视为质点），其质量为100kg，麻袋包最终与传送带一起做匀速运动。到达主动轮时随轮一起匀速转动，如果麻袋包到达主动轮的最高点时，速度已经与传送带相等，且对主动轮恰好无压力。之后水平抛出，落在车厢底板中心。重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）主动轮轴与货车车厢底板中心的水平距离x； （2）主动轮的半径R； （3）麻袋包在传送带上运动的时间t。 19．（6分）如图所示，质量m=2.0 kg的物体在水平外力的作用下在水平面上运动，已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为。g=10m/s2，根据以上条件，求： （1）t=10s时刻物体的位置坐标； （2）t=10s时刻物体的速度和加速度的大小与方向。 20．（9分）假设未来的人类登上某一地外行星。一小球在距离该星球表面h处自由下落，经过时间t落到星球表面，无空气阻力。设这个行星的半径为R，万有引力常量为G，回答下面问题： （1）该行星表面的重力加速度大小； （2）该行星的质量； （3）如果将来要在这颗行星上发射环绕卫星，环绕这个行星的第一宇宙速度大小约为多少？ 21．（12分）流体一般是指液体流、气体流等，质量具有连续性。水和空气是常见的流体。对于此类流体问题，可沿流速的方向选取一小段柱形流体（微元）作为研究对象。 （1）如图所示，环保人员在一次检查时发现，有一根管壁厚度不计的排污管正在向外排出大量污水。这根管道水平放置，排污管的直径为D，管口到水面的高度为H，管口到污水落点的水平距离为x，忽略一切阻力，D≪H，已知重力加速度为g，估算： ①污水从管口流出的速度v； ②该管道排水的流量Q（即每秒钟排出污水的体积）。 （2）如图所示，风力发电机能将风能（即空气的动能）转化为电能，当风吹过叶片时，由于空气动力的效应带动叶轮转动，叶轮通过主轴连接齿轮箱带动发电机发电。已知某风力发电机接收风能的有效面积为S，空气密度为ρ，当地风速为v，风能转化为电能的效率为η，求： ①在时间∆t内经过有效面积S的空气的体积∆V； ②该风力发电机发电的平均功率P。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 新高二开学摸底考试卷01（北京专用） 物理 （考试时间：100分钟 试卷满分：100分） 一、单项选择题：共10个小题，每小题3分，共30分。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项符合题意。 1．在降落伞沿竖直方向匀速下降的过程中，遇到水平方向吹来的风，则降落伞（　　） A．下落的时间变短 B．下落的时间变长 C．落地时的速度变小 D．落地时的速度变大 【答案】D 【详解】AB．降落伞参加了竖直方向的分运动和水平方向分运动，水平方向的分运动对竖直分运动无影响，故遇到水平方向吹来的风，下落的时间不变，故AB错误； CD．根据可知，遇到水平方向吹来的风，则降落伞落地时的速度变大，故C错误D正确。 故选D。 2．如图所示，一质量为m的汽车保持恒定的速率运动，若通过凸形路面最高处时对路面的压力为F1 ，通过凹形路面最低处时对路面的压力为F2，则（ ） A．F1 = mg B．F1 >mg C．F2 = mg D．F2 >mg 【答案】D 【详解】汽车通过凸形桥和凹形桥时均做圆周运动，因此要对汽车进行正确的受力分析，然后利用向心力公式求解． 设汽车通过凹形桥最低点和凸形桥最高点时所受支持力分别为和，根据向心力公式有： 通过凹形桥最低点时， 通过凸形桥最高点时：， 由于m、v、r均相等，固有，根据牛顿第三定律可知：，故ABC错误，D正确． 故选D． 3．2018年12月8日凌晨2点24分，中国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心起飞，把嫦娥四号探测器送入地月转移轨道，“嫦娥四号”经过地月转移轨道的P点时实施一次近月调控后进入环月圆形轨道I，再经过系列调控使之进入准备“落月”的椭圆轨道Ⅱ，于2019年1月3日上午10点26分，最终实现人类首次月球背面软着陆。若绕月运行时只考虑月球引力作用，下列关于“嫦娥四号”的说法正确的是（　　） A．“嫦娥四号”沿轨道I的周期小于轨道Ⅱ的周期 B．沿轨道I运行的速度大于月球的第一宇宙速度 C．经过轨道I的P点时必须进行减速才能进入轨道Ⅱ D．沿轨道I运行至P点的加速度小于沿轨道Ⅱ运行至P点的加速度 【答案】C 【详解】A．根据开普勒第三定律知，由于圆轨道I上运行时的半径大于在椭圆轨道II上的半长轴，故在圆轨道I上的周期大于在椭圆轨道II上的周期，A错误； B．第一宇宙速度是最大环绕速度，则沿轨道I运行的速度小于月球的第一宇宙速度，B错误； C．要想让卫星进行近月轨道，经过轨道I的P点时必须进行减速，从而使万有引力大于其需要的向心力，做近心运动，C正确； D．卫星经过P点时的加速度由万有引力产生，不管在哪一轨道只要经过同一个P点时，万有引力在P点产生的加速度相同，D错误。 故选C。 4．我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉卫星发射中心成功发射。“墨子”由火箭发射至高度为500km的预定圆形轨道。此前在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7，G7属于地球静止轨道卫星（高度约为36 000 km），它将使北斗系统的可靠性进一步提高。关于卫星以下说法中正确的是（　　） A．这两颗卫星的运行速度可能大于7.9 km/s B．通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方 C．量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗G7的周期小 D．量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7的小 【答案】C 【详解】A．根据引力作为向心力可得 解得 可知轨道半径越大，线速度越小，当轨道半径等于地球半径时，对应的线速度为第一宇宙速度7.9km/s，故北斗G7和量子科学实验卫星“墨子”的线速度均小于地球的第一宇宙速度，A错误； B．北G7即同步卫星，只能定点于赤道正上方，B错误； C．根据引力作为向心力可得 解得 量子科学实验卫星“墨子”的轨道半径较小，周期较小，C正确； D．由引力作为向心力可得 解得卫星的向心加速度为 量子科学实验卫星“墨子”的轨道半径较小，向心加速度较大，D错误。 故选C。 5．如图所示，小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是（　　） A．圆盘匀速转动时，摩擦力f等于零 B．圆盘转动时，摩擦力f方向总是指向轴O C．当圆盘匀速转动时，摩擦力f的大小跟物体P到轴O的距离成正比 D．当物体P到轴O距离一定时，摩擦力f的大小跟圆盘转动的角速度成正比 【答案】C 【详解】A．木块P随圆盘一起绕过O点的竖直轴匀速转动，做匀速圆周运动，P受到的静摩擦力提供向心力，P受到的静摩擦力不可能为零，故A错误； B．当圆盘匀速转动时，摩擦力f全部用来提供物体做圆周运动的向心力，此时指向轴O；但是当圆盘变速转动时，摩擦力f除了要提供向心力，还有部分需要用来改变物体的速度大小，所以此时的指向就不是轴O，故B错误； C．当圆盘匀速转动时，可知圆盘转动的角速度是不变的，对于随着圆盘一起转动的小物体P，由牛顿第二定律可得 其中，r为物体P到轴O的距离。由此可知，摩擦力f的大小跟物体P到轴O的距离成正比，故C正确； D．当物体P到轴O距离r一定时，由牛顿第二定律可得 可见，摩擦力f的大小跟圆盘转动的角速度的平方成正比，故D错误。 故选C。 6．如图所示，将一质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于O点，水平拉力F将小球从平衡位置P缓慢地拉至轻绳与竖直方向夹角为处。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．小球的重力势能增加了 B．拉力F所做的功为 C．拉力F所做的功为 D．轻绳的拉力所做的功为 【答案】A 【详解】A．小球的重力势能增加量 故A正确； BC．根据功能关系，拉力所做的功等于小球机械能增量，即 故B、C错误； D．绳子的拉力始终与小球的运动方向垂直，即拉力不做功，故D错误。 故选A。 7．设地球是质量分布均匀的半径为R的球体。已知引力常量G，地球表面的重力加速度g，忽略地球自转。下列说法正确的是（　　） A．地球质量 B．地球第一宇宙速度 C．若地球的密度为ρ，地球的同步卫星的周期为T，则有 D．由万有引力提供向心力，所以赤道上物体的加速度大于同步卫星的加速度 【答案】A 【详解】A．忽略地球自转，地球表面万有引力等于重力，即 可得 故A正确； B．设地球第一宇宙速度为v，在地球表面有 解得 故B错误； C．若地球的密度为ρ，地球的同步卫星的周期为T，设地球同步卫星轨道半径为r，则 可得 由于地球同步卫星轨道半径大于地球半径，故C错误； D．赤道上物体与同步卫星的周期相同，因此角速度相同，根据 可知赤道上物体的加速度小于同步卫星的加速度，故D错误。 故选A。 8．如图，射击训练场内，飞靶从水平地面A点以仰角斜向上飞出，落在相距的B点，最高点距地面。忽略空气阻力，重力加速度取。则（　　） A．飞靶从A到B的飞行时间为 B．飞靶在最高点的速度为 C．抬高仰角，飞靶飞行距离增大 D．抬高仰角，飞靶的飞行时间增大 【答案】D 【详解】A．飞靶在竖直方向做竖直上抛运动，根据对称性可得飞靶从A到B的飞行时间为 故A错误； B．飞靶在水平方向的速度 在最高点竖直方向速度为零，则飞靶在最高点的速度为，故B错误； C．根据运动的分解可得 飞靶飞行的时间 则飞行距离 可知时，飞行距离有最大值，故C错误； D．根据 可知抬高仰角，飞靶的飞行时间增大，故D正确。 故选D。 9．如图所示，某物理兴趣小组设计了验证“向心力与线速度大小关系”的实验装置。测得小钢球的直径为d，细线长为L，当地的重力加速度为g。小钢球悬挂静止不动时，恰好位于光电门中央，力的传感器示数为。现将小钢球拉到适当高度处且细线拉直，由静止释放小钢球，光电门记录小钢球遮光时间t，力的传感器示数最大值为，由此可知（    ） A． B．小钢球经过光电门时的速度为 C．小钢球经过光电门时所需向心力为F D．在误差允许的范围内，本实验需要验证小钢球经过光电门时所受合力和所需向心力相等，即 【答案】D 【详解】ABD.小球静止不动时，有 小球做圆周运动，设在最低点时（即通过光电门）速度为，有 由牛顿第二定律有 联立得 故AB错误，D正确； C.由牛顿第二定律有小钢球经过光电门时所需向心力为 故C错误。 故选D。 10．如图所示，绷紧的传送带在电动机的带动下，始终保持的速度匀速运行，传送带与水平地面平行。现将质量为的某物块由静止释放在传送带上的右端，过一会儿物块能保持与传送带相对静止，设物块与传送带间的动摩擦因数为，取，对于物块从静止释放到相对静止这一过程（　　） A．物块受到的摩擦力对它做的功为 B．带动传送带的电动机增加的功率为 C．水平传送带克服摩擦力做的功为 D．带动传送带的电动机多做的功为 【答案】D 【详解】A．物块运动过程中，只有摩擦力对它做功，当物体的速度达到与传送带的速度相同时物体相对传送带静止，故根据动能定理得，摩擦力对物块做的功为 故A错误； B．带动传送带的电动机增加的功率为P=fv=μmgv=30W 故B错误； CD．物块放上传送带后，物块做初速度为零的匀加速运动，传送带做速度为v的匀速运动，当达到共速时，传送带的位移等于物块位移的2倍，因摩擦力对物块做功为4.5J，则水平传送带克服摩擦力做的功为9J，即带动传送带的电动机多做的功为9J，C错误，D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的，全部选对得3分，选对但不全得2分，错选不得分。 11．如图，一长L＝0.05 m的铁链用短绳悬挂在天花板上，铁链正下方h＝0.2 m处竖直放置一长度也为h、内径比铁链直径稍大的钢管。剪断轻绳，铁链由静止开始下落，不计空气阻力，取g＝10m/s2，则（　　） A．铁链上端刚要进入钢管时的速度大小为 B．铁链下端刚要穿出钢管时的速度大小为3m/s C．铁链通过钢管的时间为0.3s D．铁链通过钢管的时间为0.1s 【答案】AD 【详解】A．铁链上端刚要进入钢管时，由自由落体的运动规律得 故A正确； B．铁链下端刚要穿出钢管时，由自由落体的运动规律得 故B错误； CD．设铁链下端到达钢管上端用时t1，根据自由落体公式得 解得 设铁链上端到达钢管下端用时t2，根据自由落体公式得 解得 所以铁链通过钢管的时间为 故C错误，D正确。 故选AD。 12．2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第55颗导航卫星，至此北斗全球卫星导航系统星座部署全面完成。北斗卫星导航系统由不同轨道的卫星构成，其中北斗导航系统第41颗卫星为地球同步轨道卫星，它的轨道半径约为4.2×107m。第44颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星，运行周期等于地球的自转周期24h。两种同步卫星的绕行轨道都为圆轨道。倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示。已知引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2。下列说法中正确的是（　　） A．两种同步卫星的轨道半径大小相等 B．两种同步卫星的运行速度都小于第一宇宙速度 C．根据题目数据可估算出地球的平均密度 D．地球同步轨道卫星的向心加速度大于赤道上随地球一起自转的物体的向心加速度 【答案】ABD 【详解】A．同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有 解得 同步卫星的周期与地球自转周期相同，所以两种同步卫星的轨道半径大小相等，故A正确； B．根据可得，卫星的环绕速度为 第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，由于同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，所以同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度，故B正确； C．由可得 已知同步卫星的轨道半径与周期，可以求出地球的质量，但由于不知道地球的半径，所以不能求出地球的密度，故C错误； D．同步卫星与赤道上的物体具有相同的角速度，根据公式可知，同步卫星的向心加速度大于赤道上随地球一起自转的物体的向心加速度，故D正确。 故选ABD。 13．如图所示，小明在体验蹦极运动时，把一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从高处由静止落下。将小明的蹦极过程近似为在竖直方向的运动，在运动过程中，把小明视作质点，不计空气阻力。下列判断中正确的是（　　） A．下落到弹性绳刚好被拉直时，小明的下落速度最大 B．从开始到下落速度最大，小明动能的增加量小于其重力势能的减少量 C．从开始到下落至最低点的过程，小明的机械能守恒 D．从开始到下落至最低点，小明重力势能的减少量等于弹性绳弹性势能的增加量 【答案】BD 【详解】A．下落至弹性绳与重力大小相等时速度最大，故A错误； B．从开始到下落速度最大，小明重力势能的减少量等于动能的增加量与绳弹性势能之和，故B正确; C．从开始到下落至最低点的过程,小明的机械能减小，因为绳弹性势能增大，故C错误； D．从开始到下落至最低点，由于初末动能为零，故小明重力势能的减少量等于弹性绳弹性势能的增加量，故D正确。 故选BD。 14．如图所示，劲度数为的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变．用水平力F缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了，此时物体静止．撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4．物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为．则（ ） A．撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动 B．撤去F后，物体刚运动时的加速度大小为 C．物体做匀减速运动的时间为 D．物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为 【答案】BD 【详解】A．撤去F后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，弹力先大于滑动摩擦力，后小于滑动摩擦力，则物体向左先做加速运动后做减速运动，随着弹力的减小，合外力先减小后增大，则加速度先减小后增大，故物体先做变加速运动，再做变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动，A错误； B．刚开始时，由牛顿第二定律有： 解得： B正确； C．由题意知，物体离开弹簧后通过的最大距离为3x0，由牛顿第二定律得： 将此运动看成向右的初速度为零的匀加速运动，则： 联立解得：，C错误； D．当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时，速度速度最大时合力为零，则有 解得，所以物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为： D正确。 故选BD。 三、实验题：本题共3小题，共22分。 15．（6分）向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω、轨道半径r之间的关系，装置如图所示，两个变速塔轮通过皮带连接。实验时，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动，槽内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的比值。 （1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，我们主要用到的物理方法是________。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法 （2）为了探究金属球的向心力F的大小与轨道半径r之间的关系，下列说法正确的是________。 A．应使用两个质量不等的小球 B．应使两小球离转轴的距离相同 C．应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上 （3）某同学用传感器测定小球做圆周运动向心力F的大小和对应角速度ω的关系，获得多组数据，画出了如图所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是________。 A．ω B． C． 【答案】(1)A (2)C (3)C 【详解】（1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，我们主要用到的物理方法是控制变量法。 故选A。 （2）为了探究金属球的向心力F的大小与轨道半径r之间的关系，应保证质量和角速度不变，应使用质量相同的小球且应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上。 故选C。 （3）根据向心力F的大小和对应角速度ω的关系 画出F与ω2的图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是。 故选C。 16．（8分）在“探究小球做平抛运动的特点”的实验中： （1）如图甲所示的实验中，观察到两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做 ；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向做 ； （2）该同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球平抛运动的照片，照片中小方格的边长L=2.5cm，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则照相机每隔 s曝光一次，小球平抛初速度为v0= m/s（当地重力加速度大小g=10m/s2）。 【答案】 自由落体运动 匀速直线运动 0.05 1 【详解】（1）[1]实验中，观察到两球同时落地，说明两球在竖直方向具有相同的运动，而A球做自由落体运动，所以说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动； [2]观察到球1落到水平板上并击中球2，说明两球在水平方向具有相同的运动，而球2在水平轨道做匀速直线运动，所以说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动。 （2）[3]设照相机每隔时间曝光一次，竖直方向有 可得 [4]水平方向有 可得小球平抛初速度为 17．（8分）如图甲所示的装置叫阿特伍德机，是英国数学家、物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示。实验时，该同学进行了如下步骤： a．将质量均为M的重物A（含挡光片）、B用轻质细绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出A上挡光片中心到光电门中心的竖直距离h b．在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间 c．测出挡光片的宽度d，计算重物A运动的速度大小v d．利用实验数据验证机械能守恒定律 （1）步骤c中，计算重物A的速度 （用实验中字母表示）。将重物B与物块C看成一个系统，则该系统在加速下落过程中其机械能 （选填“增大”“可能增大”“减小”或“不变”）。 （2）步骤d中，如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为： （已知当地重力加速度大小为g，用实验中字母表示）。 （3）某次实验分析数据发现，系统重力势能减少量小于系统动能增加量，造成这个结果的原因可能是 。 A．挂物块C时不慎使B具有向下的初速度 B．细绳、滑轮有一定的质量不能忽略不计 C．滑轮与细绳之间存在滑动摩擦力 D．计算重力势能时g的取值比实际值小 【答案】 减小 AD/DA 【详解】（1）[1]步骤c中，计算重物A的速度为 [2]将重物B与物块C看成一个系统，则该系统在加速下落过程中，由于绳子拉力对该系统做负功，则该系统机械能减小。 （2）[3]步骤d中，如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为 联立可得 （3）[4]某次实验分析数据发现，系统重力势能减少量小于系统动能增加量。 A．挂物块C时不慎使B具有向下的初速度，即A通过光电门时速度会变大，会变小，由（2）中结论可知系统重力势能减少量会小于系统动能增加量，故A正确； BC．细绳、滑轮有一定的质量不能忽略不计，滑轮与细绳之间存在滑动摩擦力，系统重力势能减少量等于重物A、B、物块C、细绳、滑轮组成的系统动能的增加量与滑轮与细绳之间产生滑动摩擦生成的热量之和，则系统重力势能减少量大于重物A、B、物块C动能的增加量，故BC错误； D．计算重力势能时g的取值比实际值小，根据（2）中结论可知系统重力势能减少量会小于系统动能增加量，故D正确。 故选AD。 四、计算题：本题共4小题，共36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能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 18．（9分）如图所示是利用电力传送带装运麻袋包的示意图，传送带，倾角，麻袋包与传送带间的动摩擦因数μ=0.8，传送带的主动轮和从动轮半径R相等，传送带不打滑，上方主动轮的顶端与货车底板间的高度差为h=1.8m，传送带匀速运动的速度为v=2m/s。现在传送带底端（传送带与从动轮相切位置）由静释放一只麻袋包（可视为质点），其质量为100kg，麻袋包最终与传送带一起做匀速运动。到达主动轮时随轮一起匀速转动，如果麻袋包到达主动轮的最高点时，速度已经与传送带相等，且对主动轮恰好无压力。之后水平抛出，落在车厢底板中心。重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）主动轮轴与货车车厢底板中心的水平距离x； （2）主动轮的半径R； （3）麻袋包在传送带上运动的时间t。 【答案】(1)1.2m；(2)0.4m；(3)12.5s 【详解】(1)设麻袋包平抛运动时间为t，有 （1分） （1分） 代入数据解得x=1.2 m（1分） (2)麻袋包在主动轮的最高点时，有（2分） 代入数据解得R=0.4m（1分） (3)对麻袋包，设匀加速运动时间为t1，匀速运动时间为t2，有（1分） （1分） 联立以上各式解得（1分） 19．（6分）如图所示，质量m=2.0 kg的物体在水平外力的作用下在水平面上运动，已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为。g=10m/s2，根据以上条件，求： （1）t=10s时刻物体的位置坐标； （2）t=10s时刻物体的速度和加速度的大小与方向。 【答案】（1）(30,20)；（2）5.0m/s，与x轴正方向夹角为53°，0.4m/s2，沿y轴正方向 【详解】（1）由于物体运动过程中的坐标与时间的关系为，代入时间t＝10s，可得 x＝3.0t m＝3.0×10 m＝30 m y＝0.2t2 m＝0.2×102 m＝20 m（1分） 即t＝10s时刻物体的位置坐标为(30 m，20 m)（1分） (2)由物体运动过程中的坐标与时间的关系式，比较物体在两个方向的运动学公式（1分），可求得v0＝3.0m/s，a＝0.4m/s2 物体在x轴方向做匀速直线运动，在y轴方向做匀加速直线运动，a＝0.4 m/s2，沿y轴正方向（1分）；当t＝10s时vy＝at＝0.4×10 m/s＝4.0m/s 合速度（1分） 则α＝53° 即速度方向与x轴正方向夹角为53°。（1分） 20．（9分）假设未来的人类登上某一地外行星。一小球在距离该星球表面h处自由下落，经过时间t落到星球表面，无空气阻力。设这个行星的半径为R，万有引力常量为G，回答下面问题： （1）该行星表面的重力加速度大小； （2）该行星的质量； （3）如果将来要在这颗行星上发射环绕卫星，环绕这个行星的第一宇宙速度大小约为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据自由落体运动公式（2分） 解得该行星表面的重力加速度大小为（1分） （2）根据物体在星球表面受到的重力等于万有引力可得（2分） 解得该行星的质量为（1分） （3）根据（2分） 解得环绕这个行星的第一宇宙速度大小为（1分） 21．（12分）流体一般是指液体流、气体流等，质量具有连续性。水和空气是常见的流体。对于此类流体问题，可沿流速的方向选取一小段柱形流体（微元）作为研究对象。 （1）如图所示，环保人员在一次检查时发现，有一根管壁厚度不计的排污管正在向外排出大量污水。这根管道水平放置，排污管的直径为D，管口到水面的高度为H，管口到污水落点的水平距离为x，忽略一切阻力，D≪H，已知重力加速度为g，估算： ①污水从管口流出的速度v； ②该管道排水的流量Q（即每秒钟排出污水的体积）。 （2）如图所示，风力发电机能将风能（即空气的动能）转化为电能，当风吹过叶片时，由于空气动力的效应带动叶轮转动，叶轮通过主轴连接齿轮箱带动发电机发电。已知某风力发电机接收风能的有效面积为S，空气密度为ρ，当地风速为v，风能转化为电能的效率为η，求： ①在时间∆t内经过有效面积S的空气的体积∆V； ②该风力发电机发电的平均功率P。 【答案】（1）①，②；（2）①Sv∆t，② 【详解】（1）①在水流中取一小段水柱，视为微元，该微元做平抛运动，由 （1分） （1分） 解得  （1分） ②水管横截面积为S，流量 （3分） （2）①空气柱的体积 ∆V=Sv∆t（2分） ②∆t内风力发电机接收的风能 （1分） 其中（2分） 发电的平均功率 （1分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！18 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ ( 学校 __________________班级__________________姓名__________________准考证号__________________ ﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 密 ﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 封 ﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 线 ﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ ) ( ) ( ) 新高二开学摸底考试卷01（全国通用） 物理·答题卡 姓名： ( 注 意 事 项 1 ．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，并认真检查监考员所粘贴的条形码。 2 ． 选择题必须用 2B 铅笔填涂；非选择题必须用 0.5mm 黑色签字笔答题，不得用铅笔或圆珠笔答题；字体工整、笔迹清晰。 3 ．请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4 ．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 5 ．正确填涂 缺考标记 ) ( 贴条形码区 ) ( 准考证号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ) 选择题（请用2B铅笔填涂） ( 1 [A] [B] [C] [D] 2 [A] [B] [C] [ D] 3 [A] [B] [C] [D] 4 [A] [B] [C] [D] 5 [A] [B] [C] [D] 6 [A] [B] [C] [D] 7 [A] [B] [C] [D] 8 [A] [B] [C] [D] 9 [A] [B] [C] [D] 10 [A] [B] [C] [D] 1 1 [A] [B] [C] [D] 12 [A] [B] [C] [D] 13 [A] [B] [C] [D] 14 [A] [B] [C] [D] ) ( 非选择题（请在各试题的答题区内作答） ) ( 15 ．（6分） （1） ______________________ （ 2 分） （ 2 ） ______________________ （ 2 分） （ 3 ） _____________________ _ （ 2 分） 16 ．（ 8 分） （1） ______________________ （ 2 分） ______________________ （ 2 分） （ 2 ） ______________________ （ 2 分） ______________________ （ 2 分） 16．（8分） （1） ______________________ （ 2 分） ______________________ （2分） （ 2 ） ______________________ （ 2 分） （ 3 ） ______________________ （ 2 分） ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 18 ．（ 9 分） 19．（6分） ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 20 ．（ 9 分） 21．（12分） ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) 理科综合 第4页（共6页） 理科综合 第5页（共6页） 理科综合 第6页（共6页） 物理 第1页（共3页） 物理 第2页（共3页） 物理 第3页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 $$