精品解析：四川省内江市第一中学2023-2024学年高二上学期开学考试物理试题

内江一中2023年高二物理开学测试题 总分值： 100分； 考试时间： 75 分钟； 第Ⅰ卷 （选择题） 一、单选题（每题3分，共27分） 1. 关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（　　） A. 平抛运动是一种匀变速曲线运动 B. 物体做匀速圆周运动时速度不变，加速度改变 C. 物体做曲线运动时所受合力方向始终与速度方向垂直 D. 物体做曲线运动时所受合力可能不变，加速度一定改变 【答案】A 【解析】 【详解】A．平抛运动只受重力作用，加速度等于重力加速度，即平抛运动是一种匀变速曲线运动，A正确； B．物体做匀速圆周运动时速度和加速度的方向都在改变，B错误； C．物体做曲线运动时所受合力方向与速度方向不在同一条直线，但不一定相互垂直，C错误； D．物体做曲线运动时所受合力可能不变，加速度也可能不变，如平抛运动，D错误； 故选A。 2. 甲、乙两物体都做匀速圆周运动，它们的质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相等时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们所受外力的合力之比为（ ） A. 1∶4 B. 4∶9 C. 2∶3 D. 9∶16 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知，在相等时间里甲转过60°，乙转过45°，由角速度的定义式可得 已知 甲、乙两物体都做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可知，它们所受外力的合力提供向心力，由向心力公式可得它们所受外力的合力之比为 故选B。 3. 2022年8月，我国南方多地出现强降雨天气，江西、文本、福建等地发布洪水预警，而水灾最严重的则是江西省，导致8万人受灾，紧急转移6990人，直接经济损失1.1亿元。如图为救生员在湍流的洪水中向对岸被困人员实施救援的场景。假设救生员的游泳速度大小不变，且始终比水流速度大，当救生员游至河流中央时，水流速度开始缓慢变大，则（　　） A. 如果救生员游泳方向不变，则到对岸的时间将变长 B. 为了仍能游到被困人员处，救生员游速方向应该向上游调整 C. 虽然水流速度变大，只要救生员不作任何调整，其轨迹仍为直线 D. 因为水流速度变大，救生员将无法到达对岸 【答案】B 【解析】 【详解】AD．如果救生员仍按原方向前进，由于分运动的独立性和分运动与合运动的同时性可知到对岸的时间不变，故AD错误； B．为了能游到被困人员处，要消除水流的影响，救生员游速方向应该向上游调整，故B正确； C．水流速度变大，救生员的合速度方向改变，救生员的轨迹不再是原来的直线，故C错误。 故选B。 4. 如图所示，以水平初速度抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角的斜面上，当地重力加速度为，可知物体完成这段飞行的时间是（ ） A. B. C. D. 2s 【答案】A 【解析】 【详解】小球垂直地撞在倾角的斜面上，则有 又 联立解得 故选A。 5. 2023年4月15日，神舟十五号航天员乘组进行了第四次出舱活动并圆满完成全部既定工作，安全返回问天实验舱。已知神舟十五号在距地面高度约343km处运行，则神舟十五号载人飞船（　　） A. 在加速升空过程中机械能守恒 B. 在绕地飞行过程中所受合力为零 C. 在绕地飞行过程中处于失重状态 D. 在绕地飞行过程中运行周期大于地球静止卫星周期 【答案】C 【解析】 【详解】A．飞船在加速升空过程中，重力势能动能均增大，故机械能增大，A错误； B．在绕地飞行过程中，做圆周运动，所受合力提供向心力，不为零，B错误； C．在绕地飞行过程中，飞船处于完全失重状态，C正确； D．在绕地飞行过程中的轨道半径比地球静止卫星的半径小，根据开普勒第三定律，故运行周期小于地球静止卫星周期，D错误。 故选C。 6. 如图所示为在探究平抛运动的实验中，某实验小组测得了物体水平方向位移随时间变化的图像和竖直方向速度随时间变化的图像。对于物体在内的运动，下列说法正确的是（　　） A. 物体在水平方向上做匀加速直线运动 B. 物体在竖直方向上下落的高度约为 C. 物体在水平方向上的速度大小约为 D. 物体在相等时间内的速度变化量不断增大 【答案】C 【解析】 【详解】A C．由图像知，物体在水平方向的运动为匀速直线运动，速度大小约为，故A项错误，C项正确； B．由图像知，物体在竖直方向做匀加速直线运动，加速度大小约为，图像与t轴围成的面积表示位移，则下落高度约为，故B项错误； D ．物体运动过程中，加速度恒定，则相等时间内的速度变化量相同，故D项错误。 故选C。 7. 图为某电动车做直线运动的v-t图像。若该车质量和所受阻力保持不变，从t1时刻开始汽车的功率保持不变，则该电动车（　　） A. t1～t2时间内，加速度不断减小 B. 0～t1时间内，牵引力不断增大 C. t1～t2时间内，牵引力小于阻力 D. t1～t2时间内，平均速率等于 【答案】A 【解析】 【详解】AC．时间内图象的斜率变小，加速度不断减小，但汽车做变加速运动，牵引力大于阻力，故A正确，C错误； B．时间内为倾斜的直线，故汽车做匀加速运动，加速度不变，合外力不变，则由牛顿第二定律可知牵引力不变，故B错误； D．时间内汽车做变加速运动，根据图象的“面积”表示位移，知其位移大于匀加速直线运动的位移，则平均速率大于，故D错误； 故选A。 8. 如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为的另一物体B（可看成质点）以水平速度滑上原来静止的长木板A的上表面。由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（g取）（　　） A. 木板A获得的动能为2J B. 系统损失的机械能为4J C. 木板A的最小长度为2m D. A、B间的动摩擦因数为0.1 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图乙可知，图像的斜率等于加速度，可知A、B的加速度大小都为，根据牛顿第二定律知，二者质量相等，木板获得的动能为 选项A错误； B．系统损失的机械能 选项B错误； C．由题图乙可求出二者相对位移为 选项C错误； D．分析B的受力，根据牛顿第二定律 可求出 选项D正确。 故选D。 9. 一小孩从距地面3. 2m高的露台上由静止释放一个弹力球，与地面作用0. 04s后，反弹的最大高度为1. 8m。已知弹力球的质量为50g，不计空气阻力，取重力加速度大小，则地面对弹力球的平均作用力大小为（　　） A. 2. 5N B. 3N C. 17. 5N D. 18N 【答案】D 【解析】 【详解】根据 解得弹力球落地的速度大小为 反弹的初速度大小为 根据动量定理得 解得 故选D。 二、多选题（每题5分，共15分，选不全得3分，选错不得分） 10. A、B两物体的质量之比，它们以相同的初速度在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其图像如图所示。此过程中，A、B两物体受到的摩擦力之比为，摩擦力做的功之比为，下列判断中正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由图像可知A、B两物体的加速度大小之比为 根据牛顿第二定律 可得A、B两物体受到的摩擦力之比为 故A正确，B错误； CD．根据动能定理可得 ， 可得A、B两物体受到的摩擦力做的功之比为 故C正确，D错误。 故选AC。 11. 某一双星系统如图所示，双星之间的距离为，其中靠近O点的星球质量为，半径为，另一个星球的质量为，半径为。引力常数为G，两星和O点在同一直线上，角速度为，下列说法正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力有 整理得 故A错误； B．由图可知 可得 故B错误； C．根据万有引力提供向心力有 根据几何关系 可得 故C正确； D．由C可知 故D正确。 故选CD。 12. 如图所示，曲面体P静止于光滑水平面上，物块Q自P的上端静止释放。Q与P的接触面光滑，Q在P上运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. P对Q做功为零 B. P和Q之间相互作用力做功之和为零 C. P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒 D. P和Q构成的系统机械能守恒、动量不守恒 【答案】BD 【解析】 【详解】A．Q在P上运动过程，P对Q有弹力且在力的方向上Q有位移，则P对Q做功不为零，故A错误； BCD．Q在P上运动过程，P和Q构成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，P、Q之间的弹力做功和必为零；系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，但系统在竖直方向所受合外力不为零，系统在竖直方向动量不守恒，系统动量不守恒，故BD正确，C错误。 故选BD。 第II卷（非选择题） 三、实验题（每空3分，共18分） 13. 某同学用图甲所示的实验装置探究线速度与角速度的关系并验证机械能守恒定律。先将两个完全相同的钢球P、Q固定在长为3L的轻质空心纸杆两端，然后在杆长处安装一个阻力非常小的固定转轴O。最后在两个钢球的球心处分别固定一个相同的挡光片，如图乙所示，保证挡光片所在平面和杆垂直，已知重力加速度为g。实验步骤如下： （1）该同学将杆抬至水平位置后由静止释放，当P转到最低点时，固定在钢球P、Q球心处的挡光片刚好同时通过光电门1、光电门2；（两个光电门规格相同，均安装在过O点的竖直轴上） （2）若挡光片通过光电门1、光电门2的时间为tP和tQ，根据该同学的设计，tP:tQ应为___________； （3）若要验证“机械能守恒定律”，该同学___________（选填“需要”或者“不需要”）测量钢球的质量m； （4）在误差允许范围内，关系式___________成立，则可验证机械能守恒定律（关系式用g、L、d、tP、tQ表示）。 【答案】 ①. 1:2 ②. 不需要 ③. 【解析】 【详解】[1]由于两小球转动过程中角速度相等，所以 小球经过光电门的速度大小为 所以 [2]若两小球组成的系统机械能守恒，则 即 由此可知，若要验证机械能守恒定律，不需要测量小球质量； [3]由以上分析可知，若在误差允许的范围内机械能守恒，则 14. 某实验小组用如图甲所示的装置探究平抛运动。 （1）用不同的力击打弹簧金属片，可以观察到__________。（填选项前的字母） A．A、B两球同时落地 B．A、B两球的运动路线相同 C．击打的力度越大，A、B两球落地时间间隔越大 （2）某次实验过程中用频闪照相机获得小球 A 连续三个时刻的位置如图乙所示，频闪照相机的频率为f=10 Hz。用刻度尺测得照片上。x1=x2=2.00 cm，y1=1.24 cm，y2=2.20cm，物体的实际大小与照片上物体影像的大小的比值为 10，则小球平抛的初速度大小为__________ m/s，当地的重力加速度 g为__________ m/s2。（计算结果均保留两位有效数字） 【答案】 ①. A ②. 2.0 ③. 9.6 【解析】 【详解】（1）[1]该实验装置可验证平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动，根据 可知，改变打击力度，A、B两球仍同时落地，而平抛运动水平方向做匀速直线运动，改变打击力度会使A球做平抛运动的初速度变化，因此A、B两球的运动轨迹改变。 故选A。 （2）[2][3]图乙中，小球从M点到 N点，N点到P点的时间间隔 则小球平抛的初速度大小 ，其中 又 解得 四、解答题（共40分） 15. 如图所示，AB为固定在竖直平面内、半径为R的四分之一圆弧轨道，B点切线水平且距水平地面CD的高度为R=0.45m。将质量为m=0.16kg的滑块（可视为质点）从A点由静止释放，滑块离开B点后水平抛出，落在水平地面上的P点（图中未画出），B、P之间的水平距离也为R，不计空气阻力，重力加速度为g，求 （1）物块滑到B点时对轨道的压力； （2）从A到B的过程中，滑块克服摩擦力做的功。 【答案】（1）2.4N，竖直向下；（2）0.54J 【解析】 【详解】（1）滑块离开B点后做平抛运动，竖直方向是自由落体运动，由，解得平抛运动的时间 水平方向是匀速直线运动，由水平位移，解得平抛的初速度 滑块在B点，由牛顿第二定律可得 解得滑块在B点受到轨道的支持力大小为 由牛顿第三定律可知物块滑到B点时对轨道的压力大小为 方向竖直向下 （2）从A到B的过程中，对滑块由动能定理得 解得摩擦力做的功为 所以从A到B的过程中，滑块克服摩擦力做的功为0.54J。 16. 2022年9月14日《天体物理学杂志》宣布了一个新发现的超级地球，并且这一颗新的天体，它当中有都是水，它离地球的距离仅仅在100光年。假设在超级地球两极表面将一可视为质点的小球以速度沿竖直向上的方向抛出，小球上升的最大高度为，已知超级地球的半径为，超级地球的自转周期为，引力常量为。求： （1）超级地球的第一宇宙速度大小； （2）超级地球的静止卫星到超级地球表面的距离。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）小球竖直向上抛出，由运动学公式得 在超级地球两极表面附近，万有引力等于重力，即有 超级地球的第一宇宙速度为近地卫星的环绕速度，万有引力提供向心力，则有 联立上述各式，解得 （2）超级地球的静止卫星绕超级地球做匀速圆周运动，设静止卫星距离超级地球表面的高度为，则静止卫星的轨道半径为 静止卫星的环绕周期等于超级地球的自转周期，即 设静止卫星的质量为，根据万有引力提供向心力有 由（1）分析可知， 联立上述各式，解得静止卫星到超级地球表面的距离 17. 如图所示，质量为m的小球悬挂在长为L的细线下端，将它拉至与竖直方向成θ = 60°的位置后自由释放。当小球摆至最低点时，恰好与水平面上原来静止的、质量为2m的木块相碰，碰后小球速度反向且动能是碰前动能的。已知木块与地面的动摩擦因数，重力加速度取g。求： （1）小球与木块碰前瞬间，小球对绳子的拉力大小？ （2）木块在水平地面上滑行的距离？ 【答案】（1）2mg；（2）1.8L 【解析】 【详解】（1）设小球摆至最低点时的速度为v，依动能定理有 设小球与木块碰撞前瞬间所受拉力为T，有 代入数据，解得 T = 2mg （2）设小球与木块碰撞后，小球的速度为v1，木块的速度为v2，设水平向右为正方向，依动量守恒定律有 mv = 2mv2－mv1 依题意知 设木块在水平地面上滑行的距离为s，依动能定理有 联立并代入数据，解得 s = 1.8L 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 内江一中2023年高二物理开学测试题 总分值： 100分； 考试时间： 75 分钟； 第Ⅰ卷 （选择题） 一、单选题（每题3分，共27分） 1. 关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（　　） A. 平抛运动是一种匀变速曲线运动 B. 物体做匀速圆周运动时速度不变，加速度改变 C. 物体做曲线运动时所受合力方向始终与速度方向垂直 D. 物体做曲线运动时所受合力可能不变，加速度一定改变 2. 甲、乙两物体都做匀速圆周运动，它们的质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相等时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们所受外力的合力之比为（ ） A. 1∶4 B. 4∶9 C. 2∶3 D. 9∶16 3. 2022年8月，我国南方多地出现强降雨天气，江西、文本、福建等地发布洪水预警，而水灾最严重的则是江西省，导致8万人受灾，紧急转移6990人，直接经济损失1.1亿元。如图为救生员在湍流的洪水中向对岸被困人员实施救援的场景。假设救生员的游泳速度大小不变，且始终比水流速度大，当救生员游至河流中央时，水流速度开始缓慢变大，则（　　） A. 如果救生员游泳方向不变，则到对岸的时间将变长 B. 为了仍能游到被困人员处，救生员游速方向应该向上游调整 C. 虽然水流速度变大，只要救生员不作任何调整，其轨迹仍为直线 D. 因为水流速度变大，救生员将无法到达对岸 4. 如图所示，以水平初速度抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角的斜面上，当地重力加速度为，可知物体完成这段飞行的时间是（ ） A. B. C. D. 2s 5. 2023年4月15日，神舟十五号航天员乘组进行了第四次出舱活动并圆满完成全部既定工作，安全返回问天实验舱。已知神舟十五号在距地面高度约343km处运行，则神舟十五号载人飞船（　　） A. 在加速升空过程中机械能守恒 B. 在绕地飞行过程中所受合力为零 C. 在绕地飞行过程中处于失重状态 D. 在绕地飞行过程中运行周期大于地球静止卫星周期 6. 如图所示为在探究平抛运动的实验中，某实验小组测得了物体水平方向位移随时间变化的图像和竖直方向速度随时间变化的图像。对于物体在内的运动，下列说法正确的是（　　） A. 物体在水平方向上做匀加速直线运动 B. 物体在竖直方向上下落的高度约为 C. 物体在水平方向上的速度大小约为 D. 物体在相等时间内的速度变化量不断增大 7. 图为某电动车做直线运动的v-t图像。若该车质量和所受阻力保持不变，从t1时刻开始汽车的功率保持不变，则该电动车（　　） A. t1～t2时间内，加速度不断减小 B. 0～t1时间内，牵引力不断增大 C. t1～t2时间内，牵引力小于阻力 D. t1～t2时间内，平均速率等于 8. 如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为的另一物体B（可看成质点）以水平速度滑上原来静止的长木板A的上表面。由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（g取）（　　） A. 木板A获得的动能为2J B. 系统损失的机械能为4J C. 木板A的最小长度为2m D. A、B间的动摩擦因数为0.1 9. 一小孩从距地面3. 2m高的露台上由静止释放一个弹力球，与地面作用0. 04s后，反弹的最大高度为1. 8m。已知弹力球的质量为50g，不计空气阻力，取重力加速度大小，则地面对弹力球的平均作用力大小为（　　） A. 2. 5N B. 3N C. 17. 5N D. 18N 二、多选题（每题5分，共15分，选不全得3分，选错不得分） 10. A、B两物体的质量之比，它们以相同的初速度在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其图像如图所示。此过程中，A、B两物体受到的摩擦力之比为，摩擦力做的功之比为，下列判断中正确的是（ ） A. B. C. D. 11. 某一双星系统如图所示，双星之间的距离为，其中靠近O点的星球质量为，半径为，另一个星球的质量为，半径为。引力常数为G，两星和O点在同一直线上，角速度为，下列说法正确的是（ ） A. B. C. D. 12. 如图所示，曲面体P静止于光滑水平面上，物块Q自P的上端静止释放。Q与P的接触面光滑，Q在P上运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. P对Q做功为零 B. P和Q之间相互作用力做功之和为零 C. P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒 D. P和Q构成的系统机械能守恒、动量不守恒 第II卷（非选择题） 三、实验题（每空3分，共18分） 13. 某同学用图甲所示的实验装置探究线速度与角速度的关系并验证机械能守恒定律。先将两个完全相同的钢球P、Q固定在长为3L的轻质空心纸杆两端，然后在杆长处安装一个阻力非常小的固定转轴O。最后在两个钢球的球心处分别固定一个相同的挡光片，如图乙所示，保证挡光片所在平面和杆垂直，已知重力加速度为g。实验步骤如下： （1）该同学将杆抬至水平位置后由静止释放，当P转到最低点时，固定在钢球P、Q球心处的挡光片刚好同时通过光电门1、光电门2；（两个光电门规格相同，均安装在过O点的竖直轴上） （2）若挡光片通过光电门1、光电门2的时间为tP和tQ，根据该同学的设计，tP:tQ应为___________； （3）若要验证“机械能守恒定律”，该同学___________（选填“需要”或者“不需要”）测量钢球的质量m； （4）在误差允许范围内，关系式___________成立，则可验证机械能守恒定律（关系式用g、L、d、tP、tQ表示）。 14. 某实验小组用如图甲所示的装置探究平抛运动。 （1）用不同的力击打弹簧金属片，可以观察到__________。（填选项前的字母） A．A、B两球同时落地 B．A、B两球的运动路线相同 C．击打的力度越大，A、B两球落地时间间隔越大 （2）某次实验过程中用频闪照相机获得小球 A 连续三个时刻的位置如图乙所示，频闪照相机的频率为f=10 Hz。用刻度尺测得照片上。x1=x2=2.00 cm，y1=1.24 cm，y2=2.20cm，物体的实际大小与照片上物体影像的大小的比值为 10，则小球平抛的初速度大小为__________ m/s，当地的重力加速度 g为__________ m/s2。（计算结果均保留两位有效数字） 四、解答题（共40分） 15. 如图所示，AB为固定在竖直平面内、半径为R的四分之一圆弧轨道，B点切线水平且距水平地面CD的高度为R=0.45m。将质量为m=0.16kg的滑块（可视为质点）从A点由静止释放，滑块离开B点后水平抛出，落在水平地面上的P点（图中未画出），B、P之间的水平距离也为R，不计空气阻力，重力加速度为g，求 （1）物块滑到B点时对轨道的压力； （2）从A到B的过程中，滑块克服摩擦力做的功。 16. 2022年9月14日《天体物理学杂志》宣布了一个新发现的超级地球，并且这一颗新的天体，它当中有都是水，它离地球的距离仅仅在100光年。假设在超级地球两极表面将一可视为质点的小球以速度沿竖直向上的方向抛出，小球上升的最大高度为，已知超级地球的半径为，超级地球的自转周期为，引力常量为。求： （1）超级地球的第一宇宙速度大小； （2）超级地球的静止卫星到超级地球表面的距离。 17. 如图所示，质量为m的小球悬挂在长为L的细线下端，将它拉至与竖直方向成θ = 60°的位置后自由释放。当小球摆至最低点时，恰好与水平面上原来静止的、质量为2m的木块相碰，碰后小球速度反向且动能是碰前动能的。已知木块与地面的动摩擦因数，重力加速度取g。求： （1）小球与木块碰前瞬间，小球对绳子的拉力大小？ （2）木块在水平地面上滑行的距离？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $