精品解析：新疆生产建设兵团第二师华山中学2023-2024学年高二上学期开学物理试题

华山中学2023-2024学年高二年级第一学期学前考试物理试卷 一、选择题（共8小题，每小题6分，共48分，1-5小题为单选，6-8小题为多选，全部选对得6分，选不全得3分，有错选或不答得0分） 1. 如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为，货物的质量为，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为，连接货车的缆绳与水平方向夹角为，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 货车的速度等于 B. 货物处于超重状态 C. 缆绳中的拉力小于 D. 货车的对地面的压力大于货车的重力 2. 如图，一质量为m的小球（可视为质点）由轻绳a和b分别系于竖直轻质细杆上的A点和B点，当小球随轻杆一起以角速度匀速转动时，绳a水平且恰好伸直，已知绳a长为l，绳b与水平方向的夹角为，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ） A. 小球受重力、绳b的拉力及向心力三个力作用 B. 角速度的大小为 C. 当小球随杆匀速转动角速度为时，绳b的拉力大小为 D. 当小球随杆匀速转动的角速度从缓慢增大时，绳a、绳b对小球的拉力均将增大 3. 宇宙中存在一些距离其他恒星较远的两颗恒星组成的双星系统，通常可忽略其他星体的引力作用。如图所示，恒星P和Q绕连线上的点（点未画出）做圆周运动，P和Q之间的距离为。行星绕P做圆周运动，行星绕Q做圆周运动，行星、的轨道半径相同，运动周期之比为。行星质量均远小于恒星的质量，引力常量为，下列判断正确的是（　　） A. 的距离为 B. 的距离为 C. 若Q做圆周运动的速度大小为，则P做圆周运动的速度大小为 D. 若Q的质量为，则P绕做圆周运动的周期为 4. 质量为1×103 kg、发动机额定功率为60 kW的汽车在平直公路上行驶，若汽车所受阻力大小恒为2×103 N，下列判断正确的是（ ） A. 汽车行驶能达到的最大速度是40 m/s B. 汽车从静止开始加速到20 m/s的过程，发动机所做功为2×105 J C. 汽车保持额定功率启动，当速度大小为20 m/s时，其加速度大小为6 m/s2 D. 汽车以2 m/s2的恒定加速度启动，发动机在第2秒末的实际功率是16 kW 5. 如图a所示，在粗糙的水平地面上有两个大小相同但材质不同的甲、乙物块。t=0时刻，甲物块以速度向右运动，经一段时间后与静止的乙物块发生正碰，碰撞前后两物块运动的v—t图像如图b中实线所示，其中甲物块碰撞前后的图线平行，已知甲物块质量为5kg，乙物块质量为4kg，则（　　） A. 此碰撞过程为弹性碰撞 B. 碰后瞬间乙物块速度为2.5m/s C. 碰后乙物块移动的距离为3.5m D. 碰后甲、乙两物块所受摩擦力之比为6∶5 6. 一列简谐横波在时刻的波形图如图所示，此时振动形式刚好传到P点。已知该波沿x轴负方向传播，在，质点P刚好出现第二次波峰，则（　　） A. 这列简谐横波的波源的起振方向朝负y向 B. 波的周期为1.6s C. 前8s里，质点Q通过的路程为60m D. 在时刻，质点Q第二次出现在波谷 7. 古有“长袖善舞”之说，水袖作为我国戏曲的表现道具，体现了中国古典舞的气韵。图1是时水袖形成的一列简谐横波，图2是平衡位置位于处的质点M的振动图像。下列说法正确的是（ ） A. 该列横波沿x轴正方向传播 B. 该列横波传播速度为20cm/s C. 质点M的振动方程为 D. 时，质点N回到平衡位置 8. 如图所示，质量为M小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块（可视为质点）从小车上的A点由静止开始沿轨道滑下，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点。已知M＝3m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 滑块从A滑到C的过程中，滑块和小车组成的系统动量守恒 B. 滑块滑到B点时的速度大小为 C. 滑块从A滑到C过程中，小车的位移大小为 D. 水平轨道的长度L＝ 二、实验题（共计15分） 9. 在“验证动量守恒定律”的实验中，为了避免平抛起点记录不准确以及实验操作过程中白纸的移动带来误差，某同学利用如图所示的装置进行了如下的操作： ①先调整斜槽轨道，使其末端的切线水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O； ②将木板向右平移适当的距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹B； ③把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端让小球a仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A和C； ④用刻度尺测量白纸上O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2和y3。 （1）两小球的质量关系：ma________mb （填“>”、“<”或“=”）。 （2）上述实验除需测量白纸上O点到A、B、C三点的距离外，还需要测量的物理量有_______。 A．木板向右移动的距离L B．小球a 和小球b的质量ma、mb C．落到A、B、C三点的时间t D．小球a 和小球b的具体半径r （3）用本实验中所测得数据验证两小球碰撞过程动量守恒的表达式为_______；实验小组发现本次实验数据还可以验证两小球碰撞过程的机械能守恒，其表达式为_______。 A． B． C． D． 10. 小婷同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验。 （1）该同学先用游标卡尺测量小铁球的直径如图甲所示，则小铁球的直径_________cm。 （2）该同学用秒表计时，记录了单摆全振动50次所用的时间如图乙所示，秒表读数为___________s。 （3）若摆线的长度为0.98m，该同学由以上数据求出重力加速度_________（结果保留三位有效数字，）。 （4）若他测得的g值偏小，可能的原因是___________（填正确答案标号）。 A.测摆线长时摆线拉得过紧 B.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了 C.开始计时时，秒表提前按下 D.实验中误将49次全振动数为50次 三、计算题（本大题共3个小题，共47分） 11. 一个在地球上做简谐运动的单摆，其振动图象如图甲所示，今将此单摆移至某一行星上，其简谐运动图象如图乙所示．若已知该行星的质量为地球质量的2倍，取π2=10求： （1）此单摆的摆长； （2）该行星表面的重力加速度为地球表面重力加速度的多少倍； （3）该行星的半径与地球半径之比为多少。 12. 如图所示，实线是某时刻的波形图像，虚线是后的波形图。 （1）若波向左传播，求波速； （2）若波向右传播，求它的最大周期和最小波速； （3）若波速是，求波传播方向。 13. 如图所示，固定在水平地面上的光滑圆弧（O点为圆心，且水平、竖直）与光滑水平地面平滑连接，在水平地面上的C点静置着滑块P，离C点一段距离处放置着光滑圆弧凹槽M，凹槽左侧与水平地面在D点相切。滑块Q从A点正上方一定高度处由静止释放，经过圆弧末端B时对圆弧轨道的压力大小，滑块P，Q发生弹性碰撞（碰撞时间极短）后，滑块Q恰好能运动到A点（此时取走滑块Q），滑块P恰好能运动到凹槽M的最高点。已知圆弧的半径，凹槽M的半径，滑块Q的质量，滑块P，Q均可视为质点，取重力加速度大小，求： （1）滑块Q初始释放时距离A点的高度h； （2）滑块P，Q发生碰撞后瞬间滑块P的速度大小； （3）凹槽M的质量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 华山中学2023-2024学年高二年级第一学期学前考试物理试卷 一、选择题（共8小题，每小题6分，共48分，1-5小题为单选，6-8小题为多选，全部选对得6分，选不全得3分，有错选或不答得0分） 1. 如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为，货物的质量为，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为，连接货车的缆绳与水平方向夹角为，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 货车速度等于 B. 货物处于超重状态 C. 缆绳中的拉力小于 D. 货车的对地面的压力大于货车的重力 【答案】B 【解析】 【详解】A．关联速度可知，沿着绳上的速度相等，可知 则 A错误； B．减小，增大，货车向左做匀速直线运动，增大，加速度向上，则货物处于超重状态，B正确； C．由加速度向上，则 缆绳中的拉力大于，C错误； D．对货车受力分析可得 即 货车的对地面的压力小于货车的重力，D错误； 故选B。 2. 如图，一质量为m的小球（可视为质点）由轻绳a和b分别系于竖直轻质细杆上的A点和B点，当小球随轻杆一起以角速度匀速转动时，绳a水平且恰好伸直，已知绳a长为l，绳b与水平方向的夹角为，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ） A. 小球受重力、绳b的拉力及向心力三个力作用 B. 角速度的大小为 C. 当小球随杆匀速转动的角速度为时，绳b的拉力大小为 D. 当小球随杆匀速转动的角速度从缓慢增大时，绳a、绳b对小球的拉力均将增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球只受重力、绳对它的拉力两个力作用，故A错误； B．对小球受力分析 解得 故B错误； C．对小球受力分析，竖直方向 解得 故C正确； D．当角速度从缓慢增大时，小球在竖直方向仍平衡，即有 由于不变，绳对小球的拉力不变，指向圆心方向有 角速度增大，不变，所以绳的拉力增大以维持小球做圆周运动的向心力的增大，故D错误。 故选C。 3. 宇宙中存在一些距离其他恒星较远的两颗恒星组成的双星系统，通常可忽略其他星体的引力作用。如图所示，恒星P和Q绕连线上的点（点未画出）做圆周运动，P和Q之间的距离为。行星绕P做圆周运动，行星绕Q做圆周运动，行星、的轨道半径相同，运动周期之比为。行星质量均远小于恒星的质量，引力常量为，下列判断正确的是（　　） A. 的距离为 B. 的距离为 C. 若Q做圆周运动速度大小为，则P做圆周运动的速度大小为 D. 若Q的质量为，则P绕做圆周运动的周期为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据万有引力提供向心力有 可知P、Q的质量之比为 双星系统围绕两星体间连线上的某点做匀速圆周运动，设该点距星体P为r1，距星体Q为r2，根据万有引力提供向心力有 同时有 解得 ， 故A错误，B正确； C．根据匀速圆周运动线速度与角速度的关系可知，若做圆周运动的速度大小为，则做圆周运动的速度大小为，故C错误； D．若质量为，则的质量为4m，则有 解得 故D错误； 故选B。 4. 质量为1×103 kg、发动机额定功率为60 kW的汽车在平直公路上行驶，若汽车所受阻力大小恒为2×103 N，下列判断正确的是（ ） A. 汽车行驶能达到的最大速度是40 m/s B. 汽车从静止开始加速到20 m/s的过程，发动机所做功为2×105 J C. 汽车保持额定功率启动，当速度大小为20 m/s时，其加速度大小为6 m/s2 D. 汽车以2 m/s2的恒定加速度启动，发动机在第2秒末的实际功率是16 kW 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．当牵引力等于阻力时，速度达到最大，则 故A错误； B．由于不知道物体的加速度和运动时间，没法求牵引力做功，故B错误； C．汽车保持额定功率启动，当速度大小为20 m/s时，其加速度大小为 故C错误； D．汽车以2m/s2的加速度起动做匀加速启动，牵引力 2s末的实际功率为 故D正确。 故选D。 5. 如图a所示，在粗糙的水平地面上有两个大小相同但材质不同的甲、乙物块。t=0时刻，甲物块以速度向右运动，经一段时间后与静止的乙物块发生正碰，碰撞前后两物块运动的v—t图像如图b中实线所示，其中甲物块碰撞前后的图线平行，已知甲物块质量为5kg，乙物块质量为4kg，则（　　） A. 此碰撞过程为弹性碰撞 B. 碰后瞬间乙物块速度为2.5m/s C. 碰后乙物块移动的距离为3.5m D. 碰后甲、乙两物块所受摩擦力之比为6∶5 【答案】B 【解析】 【详解】AB．碰撞前甲的速度为3m/s，碰撞后甲的速度为1m/s，根据动量守恒 代入数据得，碰后瞬间乙物块速度为 碰撞前系统动能为 碰撞后系统动能 则此碰撞为非弹性碰撞，A错误，B正确； C．碰撞前，甲做匀减速运动，加速度大小为 可知，甲速度为零的时刻为。图像面积等于位移，则碰后乙物块移动的距离为 C错误； D．乙的加速度大小为 碰后甲、乙两物块所受摩擦力之比为 D错误。 故选B。 6. 一列简谐横波在时刻的波形图如图所示，此时振动形式刚好传到P点。已知该波沿x轴负方向传播，在，质点P刚好出现第二次波峰，则（　　） A. 这列简谐横波的波源的起振方向朝负y向 B. 波的周期为1.6s C. 前8s里，质点Q通过的路程为60m D. 在时刻，质点Q第二次出现在波谷 【答案】ABD 【解析】 【详解】AB．该波沿x轴负方向传播，根据波形图可知质点P在0时刻向下振动，且根据上下坡规律可知，这列简谐横波的波源的起振方向朝负y向，由题意得 解得 故AB正确； C．由波形图可知该波的波长为4m，所以波速为 解得 波传播到Q点的时间为 质点Q振动的时间为 质点Q共振动n个周期，有 由图知振幅为5cm，路程为 故C错误； D．由波形图与传播方向可知，质点的起振方向为向下，所以质点Q第二次出现波谷时，是其开始振动后的时，所以有 故D正确。 故选ABD 7. 古有“长袖善舞”之说，水袖作为我国戏曲的表现道具，体现了中国古典舞的气韵。图1是时水袖形成的一列简谐横波，图2是平衡位置位于处的质点M的振动图像。下列说法正确的是（ ） A. 该列横波沿x轴正方向传播 B. 该列横波传播速度为20cm/s C. 质点M的振动方程为 D. 时，质点N回到平衡位置 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图2可知时质点M向y轴负方向振动，结合图1可知该列横波沿x轴负方向传播，故A错误； B．由图1可知波长 由图2可知周期 则该列横波传播速度为 故B正确； C．由图1可知振幅 又 由于时质点M向y轴负方向振动，所以时质点M在平衡位置向y轴正方向振动，质点M的振动方程为 故C正确； D．由 由于波的传播也是波形的传播，由于波沿x轴负方向传播，时，图1中处的波形传播到处，即时，质点N在波峰位置，故D错误。 故选BC。 8. 如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块（可视为质点）从小车上的A点由静止开始沿轨道滑下，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点。已知M＝3m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 滑块从A滑到C的过程中，滑块和小车组成的系统动量守恒 B. 滑块滑到B点时的速度大小为 C. 滑块从A滑到C的过程中，小车的位移大小为 D. 水平轨道的长度L＝ 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．滑块从A滑到C的过程中水平方向动量守恒，竖直方向上合为不为零，系统动量不守恒，故A错误； B．滑块刚滑到B点时速度最大，取水平向右为正方向，由水平方向动量守恒定律和机械能守恒定律得 解得 滑块滑到B点时的速度为，故B正确； C．设全程小车相对地面的位移大小为s，根据题意可知全程滑块水平方向相对小车的位移为R+L，则滑块水平方向相对地面的位移为 滑块与小车组成的系统在水平方向动量守恒，取水平向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得 已知，解得 故C正确； D．系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，对整个过程，由动量守恒定律得 解得 由能量守恒定律得 解得 故D正确。 故选BCD。 二、实验题（共计15分） 9. 在“验证动量守恒定律”的实验中，为了避免平抛起点记录不准确以及实验操作过程中白纸的移动带来误差，某同学利用如图所示的装置进行了如下的操作： ①先调整斜槽轨道，使其末端的切线水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O； ②将木板向右平移适当的距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹B； ③把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端让小球a仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A和C； ④用刻度尺测量白纸上O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2和y3。 （1）两小球的质量关系：ma________mb （填“>”、“<”或“=”）。 （2）上述实验除需测量白纸上O点到A、B、C三点的距离外，还需要测量的物理量有_______。 A．木板向右移动的距离L B．小球a 和小球b的质量ma、mb C．落到A、B、C三点的时间t D．小球a 和小球b的具体半径r （3）用本实验中所测得的数据验证两小球碰撞过程动量守恒的表达式为_______；实验小组发现本次实验数据还可以验证两小球碰撞过程的机械能守恒，其表达式为_______。 A． B． C． D． 【答案】 ①. ＞ ②. B ③. D ④. C 【解析】 【详解】（1）[1]为了使a碰撞b后不被弹回，两小球的质量应满足 （2）[2]两小球在碰撞前后都做平抛运动，则碰前a球有 可得 同理碰后a、b的速度分别为 则有动量守恒定律 既 所用还需要测量两小球质量。 故选B； （3）[3]由上述分析可知，验证两小球碰撞过程动量守恒的表达式为 故选D； [4]由机械能守恒 可得 故选C。 10. 小婷同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验。 （1）该同学先用游标卡尺测量小铁球的直径如图甲所示，则小铁球的直径_________cm。 （2）该同学用秒表计时，记录了单摆全振动50次所用的时间如图乙所示，秒表读数为___________s。 （3）若摆线的长度为0.98m，该同学由以上数据求出重力加速度_________（结果保留三位有效数字，）。 （4）若他测得的g值偏小，可能的原因是___________（填正确答案标号）。 A.测摆线长时摆线拉得过紧 B.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了 C.开始计时时，秒表提前按下 D.实验中误将49次全振动数为50次 【答案】 ①. 1.58 ②. 100 ③. 9.74 ④. BC##CB 【解析】 【详解】（1）[1]由图甲可知小球的直径 （2）[2]由秒表可读出时间为100s。 （3）[3]由单摆周期公式 整理有 其中 解得 （4）[4]A．测摆线长时摆线拉得过紧，会使得摆长测量偏大，由 可知，其导致g测量偏大，故A项错误； B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了，使得测量的摆长偏小，根据 可知，其导致g测量偏小，故B项正确； C．开始计时时，秒表提前按下，使得测量的周期偏大，由 可知，其导致g测量偏小，故C项正确； D．实验中误将49次全振动数为50次，使得测量的周期偏小，由 可知，其导致g测量偏大，故D项错误。 故选BC。 三、计算题（本大题共3个小题，共47分） 11. 一个在地球上做简谐运动的单摆，其振动图象如图甲所示，今将此单摆移至某一行星上，其简谐运动图象如图乙所示．若已知该行星的质量为地球质量的2倍，取π2=10求： （1）此单摆的摆长； （2）该行星表面的重力加速度为地球表面重力加速度的多少倍； （3）该行星的半径与地球半径之比为多少。 【答案】（1）1m；（2）1/4；（3）2:1 【解析】 【详解】（1）由题图知，单摆在地球表面上的振动周期 T=2s 根据 有 近似计算时可取π2=10，g取10m/s2，代入数据解得： L=1m （2）由题图知，单摆在某行星振动周期 T′=4s 而 得： 所以行星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的倍． （3）根据 ， 得： 12. 如图所示，实线是某时刻的波形图像，虚线是后的波形图。 （1）若波向左传播，求波速； （2）若波向右传播，求它的最大周期和最小波速； （3）若波速是，求波的传播方向。 【答案】（1）；（2）0.8s，5m/s；（3）向左 【解析】 【详解】（1）若波向左传播，设周期为T1，则由题意可得 解得 由图可知波长为λ=4m，则波速为 （2）若波向右传播，设周期为T2，则由题意可得 解得 则最大周期为 波速表达式为 最小波速为 （3）若波速是，根据前面所求波速关于n的表达式可知只有当波向左传播时， v1表达式具有n的整数解。 13. 如图所示，固定在水平地面上的光滑圆弧（O点为圆心，且水平、竖直）与光滑水平地面平滑连接，在水平地面上的C点静置着滑块P，离C点一段距离处放置着光滑圆弧凹槽M，凹槽左侧与水平地面在D点相切。滑块Q从A点正上方一定高度处由静止释放，经过圆弧末端B时对圆弧轨道的压力大小，滑块P，Q发生弹性碰撞（碰撞时间极短）后，滑块Q恰好能运动到A点（此时取走滑块Q），滑块P恰好能运动到凹槽M的最高点。已知圆弧的半径，凹槽M的半径，滑块Q的质量，滑块P，Q均可视为质点，取重力加速度大小，求： （1）滑块Q初始释放时距离A点的高度h； （2）滑块P，Q发生碰撞后瞬间滑块P的速度大小； （3）凹槽M的质量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设滑块Q第一次运动到B点时的速度大小为，有 其中 根据动能定理有 解得 ， （2）设滑块P，Q碰撞后瞬间滑块Q的速度大小为，滑块P的质量为，滑块P，Q发生弹性碰撞，有 滑块Q碰撞后返回A点，有 解得 ，， （3）滑块P碰后恰好能运动到凹槽M的最高点，此时两者共速，速度大小设为，滑块P与凹槽M构成的系统水平方向上动量守恒，有 该系统机械能守恒，有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$