内容正文:
高二启航·暑期知识储备验收评估(物理)试卷
考试时间:60分钟 满分:100分
一、单选题(每小题5分,共计25分)
1. 在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法,如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法等等。以下关于所用物理学研究方法的叙述错误的是( )
A. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫假设法
B. 根据速度定义式,当非常非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法
C. 在探究加速度、力和质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,该实验应用了控制变量法
D. 在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法
【答案】A
【解析】
【详解】A.质点代替物体是建立理想模型法,而非假设法,故A错误;
B.用极限思想将平均速度趋近瞬时速度,故B正确;
C.控制变量法研究多变量问题,则在探究加速度、力和质量三者之间的关系的实验中,应用控制变量法来研究多变量之间的关系,故C正确;
D.微元法通过细分再累加,则在推导匀变速运动位移公式时,可以把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,故D正确。
因本题要求选择错误的选项,故选A。
2. 2025年4月30日,“神舟十九号载人飞船”返回舱安全着陆,宇航员顺利出舱。在其返回过程中,下列说法正确的是( )
A. 研究返回舱运行轨迹时,可将其视为质点
B. 随着返回舱不断靠近地面,地球对其引力逐渐减小
C. 返回舱落地前,反推发动机点火减速,宇航员处于失重状态
D. 用返回舱的轨迹长度和返回时间,可计算其平均速度的大小
【答案】A
【解析】
【详解】A.当物体的大小和形状对所研究的问题影响可忽略时可将其视为质点,研究返回舱的运行轨迹时,其尺寸远小于轨迹长度,形状和结构不影响轨迹分析,可将其视为质点,故A正确;
B.地球对返回舱的引力由公式 决定,其中为返回舱到地心的距离,返回舱靠近地面时,减小,引力增大,故B错误;
C.反推发动机点火减速时,返回舱的加速度方向向上。根据牛顿第二定律,宇航员受到的支持力大于重力,处于超重状态,而非失重状态,故C错误;
D.平均速度的定义是位移与时间的比值,而轨迹长度为路程,轨迹长度与时间的比值是平均速率,而非平均速度的大小,故D错误。
故选A。
3. 如图所示,质量相等的甲、乙两个小球,在光滑玻璃漏斗内壁做水平面内的匀速圆周运动,甲在乙的上方,则( )
A. 球甲的线速度一定小于球乙的线速度
B. 球甲的角速度一定小于球乙的角速度
C. 球甲的运动周期一定小于球乙的运动周期
D. 球甲对筒壁的压力一定大于球乙对筒壁的压力
【答案】B
【解析】
【详解】A.对小球来说,其受到的重力,支持力的作用,设支持力与竖直方向的夹角为θ,有
整理有
有题图可知,两球的夹角θ相等,甲球的半径大,所以甲球的线速度大小大于乙球的线速度大小,故A项错误;
B.对小球来说,其受到的重力,支持力的作用,设支持力与竖直方向的夹角为θ,有
整理有
有题图可知,两球的夹角θ相等,甲球的半径大,所以甲球的角速度大小小于乙球的角速度速度大小,故B项正确;
C.对小球来说,其受到的重力,支持力的作用,设支持力与竖直方向的夹角为θ,有
整理有
有题图可知,两球的夹角θ相等,甲球的半径大,所以甲球的周期大于乙球的周期,故C项错误;
D.对小球来说,其受到的重力,支持力的作用,设支持力与竖直方向的夹角为θ,有
解得
由于两球的质量相等,夹角θ相等,所以支持力大小相等,故D项错误。
故选B。
4. 汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P。快进入闹区时,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。下面四个图像中,哪个图像正确表示了从司机减小油门开始,汽车的速度与时间的关系( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】功率减小一半时,由于惯性汽车速度来不及变化,根据功率和速度关系公式
P=Fv
此时牵引力减小一半,小于阻力,汽车做减速运动,由公式
P=Fv
可知,功率一定时,速度减小后,牵引力增大,则汽车所受合力减小,加速度减小,故汽车做加速度越来越小的减速运动,当牵引力增大到等于阻力时,汽车做匀速运动。
故选C。
5. 如图所示,卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是极地轨道卫星,在地球两极上空约1000km处运行;b是低轨道卫星,距地球表面高度与a相等;c是地球静止卫星,则( )
A. a的周期比b大
B. b的线速度比c小
C. b的向心力一定大于c的向心力
D. a的角速度大于c的角速
【答案】D
【解析】
【详解】A.a、b卫星的轨道半径相等,根据开普勒第三定律可知a、b的周期相等,故A错误;
B.卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力
解得
由图可知c的轨道半径大于b的轨道半径,所以b的线速度比c大,故B错误;
C.由于卫星b、c的质量关系未知,所以无法比较向心力,故C错误;
D.卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力
解得
由图可知c的轨道半径大于a的轨道半径,所以c的角速度比a小,故D正确。
故D正确。
二、多选题(每小题5分,共计15分)
6. 如图所示,x轴在水平地面上,y轴在竖直方向,图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹。小球a从(0,2L)抛出,落在(2L,0)处;小球b、c均从(0,L)抛出,分别落在(2L,0)和(L,0)处。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. a和c的初速度相同 B. b和c的运动时间相同
C. b的初速度是c的2倍 D. a的运动时间是b的2倍
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】BD.a、b和c小球竖直方向下落高度分别为2L、L、L,由
可得它们运动时间分别为
B正确,D错误;
AC.a、b和c小球水平方向位移分别为2L、2L、L,由
可得它们初速度分别为
可知,b的初速度是c的2倍,A错误,C正确。
故选BC。
7. 用起重机将一个质量为m的物体以加速度a竖直向上匀加速提升高度H,重力加速度为g,在这个过程中,以下说法正确的是( )
A. 物体的机械能增加了
B. 物体的重力势能增加了
C. 物体的动能增加了
D. 起重机对物体的拉力大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】D.设起重机对物体的拉力F,由牛顿第二定律得
F-mg=ma
解得
F=m(g+a)
故D错误;
A.起重机拉力做的功等于物体机械能的增加,故机械能增加
E=FH=m(g+a)H
故A错误;
B.物体上升了H,则物体克服重力做功mgH,其重力势能增加了mgH,故B正确;
C.根据动能定理可知,合外力做的功等于动能的增加,所以动能增加
Ek=F合H=maH
故C正确。
故选BC。
8. 如图所示,一根轻弹簧一端固定在O点,另一端固定一个带有孔的小球,小球套在固定的竖直光滑杆上,小球位于图中的A点时,弹簧处于原长,现将小球从A点由静止释放,小球向下运动,经过与A点关于B点对称的C点后,小球能运动到最低点D点,垂直于杆,则下列结论正确的是( )
A. 小球从A点运动到D点的过程中,其最大加速度一定等于重力加速度g
B. 小球从B点运动到C点的过程,小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和一定减少
C. 小球运动到C点时,重力对其做功的功率最大
D. 小球在D点时弹簧的弹性势能一定最大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.在B点时,小球的加速度为g,在间弹簧处于压缩状态,小球在竖直方向除受重力外还有弹簧弹力沿竖直方向向下的分力,所以小球从A点运动到D点的过程中,其最大加速度一定大于重力加速度g,故A错误;
B.由机械能守恒定律可知,小球从B点运动到C点的过程,小球做加速运动,即动能增大,所以小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和一定减小,故B正确;
C.小球运动到C点时,由于弹簧的弹力为零,合力为重力G,所以小球从C点往下还会加速一段,所以小球在C点的速度不是最大,即重力的功率不是最大,故C错误;
D.D点为小球运动的最低点,即速度为零,弹簧形变量最大,所以小球在D点时弹簧的弹性势能最大,故D正确。
故选BD。
三、实验题(每空2分,共计14分)
9. 在“验证机械能守恒定律”的探究实验中,图1是该实验装置。
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的器材是( )
A. 低压交流电源 B. 刻度尺 C. 天平(含砝码)
(2)该实验过程中,下列说法正确的是( )
A. 先释放纸带再接通电源
B. 用手托住重物由静止释放
C. 重物下落的初始位置应靠近打点计时器
(3)按照正确的操作得到图2所示的一条纸带,在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC,已知当地重力加速度为g,打点计时器打点周期为T。设重物的质量为m,从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能的减少量∆Ep=______,动能的增加量∆Ek=_______。
【答案】(1)AB (2)C
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
实验中打点计时器必须使用低压交流电源,同时还需要刻度尺测量重物下降的高度,由于重物减少的重力势能与增加的动能均含有质量,所以不需要天平测量质量。
故选AB。
【小问2详解】
A.实验时要先接通电源再释放纸带,故A错误;
B.要用手捏住纸带上端,保持纸带竖直,然后由静止释放,故B错误;
C.重物下落的初始位置应靠近打点计时器,以充分利用纸带,故C正确。
故选C。
【小问3详解】
[1]从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能的减少量为
[2]打下B点时重物的速度大小为
所以动能的增加量为
10. 假设某兴趣小组在空间站实验舱内测小滑块质量m,实验装置如图1所示。转台能绕轴匀速转动,装有遮光条的小滑块放置在转台上,细线一端连接小滑块,另一端连接固定在转轴上的力传感器。计算机能通过传感器显示细线的拉力F,安装在铁架台上的光电门可以读出遮光条通过光电门的时间。兴趣小组采取了下列步骤:
①测量遮光条的宽度d。
②将滑块放置在转台上,使细线刚好伸直。
③用刻度尺测量出滑块的旋转半径R。
④轻推滑块,使滑块以某一角速度随轴一起匀速转动,记录力传感器和光电门的示数;依次增大滑块的角速度,并保证每次都做匀速转动,记录对应的力传感器示数F和光电门的示数。
回答下列问题:
(1)本实验水平转台光滑与否对实验__________(填“有”或“无”)影响。
(2)滑块匀速转动角速度大小ω=__________(用题中已知量字母表示)。
(3)处理数据时,兴趣小组的同学以力传感器的示数F为纵轴,以为横轴,建立平面直角坐标系,根据实验数据作出图像如图2所示,若图像的斜率为k,则滑块的质量m=__________(用题中已知量字母表示)。
【答案】(1)无 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题意,由于兴趣小组是在空间站实验舱内测小滑块质量,滑块处于完全失重状态,所以无论水平转台是否光滑,小滑块受到转台的摩擦力均为零,所以水平转台光滑与否对实验无影响。
【小问2详解】
滑块匀速转动的线速度大小为
由,解得
【小问3详解】
由题意可得
图像斜率为k,则
可得滑块的质量为
四、实验题(共计46分)
11. 挂灯笼是我国年俗文化的重要组成部分,如图所示,用三根轻质细线、将重力均为的两个灯笼1和2连接,两灯笼处于静止状态,细线与竖直方向的夹角为、细线水平。求:
(1)细线、分别对灯笼1和2的拉力大小;
(2)细线对灯笼2的拉力大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
把灯笼1和2看成一整体,受力分析如图所示
由平衡条件可得,
【小问2详解】
以灯笼2为研究对象,设细线对灯笼2的拉力,由平衡条件可得
12. 如图所示,质量的平顶小车静止在光滑的水平轨道上,车顶与左侧光滑平台等高,平台上放置质量的小物块,小物块可视为质点。小物块以的初速度向右运动,滑上小车。已知小物块未从小车上滑下,小物块与车顶间的动摩擦因数,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)物块相对平板车静止时,小物块最终的速度大小;
(2)要使小物块在平板车上不滑下,平板车至少多长;
(3)物块在平板车上相对滑行的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物块和小车组成的系统满足动量守恒,物块相对平板车静止时,有
代入数据解得
【小问2详解】
根据能量守恒可得
解得物块和小车发生的相对位移大小为
故要使小物块在平板车上不滑下,平板车至少长为。
【小问3详解】
设物块在平板车上相对滑行的时间为,对物块由动量定理得
解得
13. 如图所示,竖直平面内有倾角的斜面轨道AB、半径均为的光滑半圆形细圆管轨道BCDE和光滑圆周细圆管轨道EFG构成一游戏装置固定于地面,B、E两处轨道平滑连接,轨道所在平面与竖直墙面垂直。轨道出口处G和圆心的连线,以及、E、和B等四点连成的直线与水平线间的夹角均为,G点与竖直墙面的距离,C点为圆弧轨道最低点,A点与G点等高,点与D点等高。现让质量为的小球从A点处沿斜面进入轨道,若小球在斜面上受到的摩擦力大小,小球与竖直墙面碰撞后,其竖直方向的速度不变,水平方向的速度大小不变,方向相反。重力加速度g取。
(1)让小球从A点由静止释放,求小球第一次运动到C点时的速度大小;
(2)让小球从A点以速度沿斜面进入轨道,求小球第一次运动到D点所受弹力与的关系式;
(3)若小球从A点以速度沿斜面进入轨道后能从原路返回到A点,求速度的大小。
【答案】(1)3m/s;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由A到C过程,根据动能定理得
由几何关系有
解得
(2)由A到D过程,根据动能定理得
在D点,由牛顿第二定律有
解得
(3)由题意知,小球与墙垂直碰撞后方可原路返回,设G点速度为,水平方向
竖直方向
解得
由A到G过程,根据动能定理得
解得
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
高二启航·暑期知识储备验收评估(物理)试卷
考试时间:60分钟 满分:100分
一、单选题(每小题5分,共计25分)
1. 在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法,如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法等等。以下关于所用物理学研究方法的叙述错误的是( )
A. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫假设法
B. 根据速度定义式,当非常非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法
C. 在探究加速度、力和质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,该实验应用了控制变量法
D. 在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法
2. 2025年4月30日,“神舟十九号载人飞船”返回舱安全着陆,宇航员顺利出舱。在其返回过程中,下列说法正确的是( )
A. 研究返回舱运行轨迹时,可将其视为质点
B. 随着返回舱不断靠近地面,地球对其引力逐渐减小
C. 返回舱落地前,反推发动机点火减速,宇航员处于失重状态
D. 用返回舱的轨迹长度和返回时间,可计算其平均速度的大小
3. 如图所示,质量相等的甲、乙两个小球,在光滑玻璃漏斗内壁做水平面内的匀速圆周运动,甲在乙的上方,则( )
A. 球甲的线速度一定小于球乙的线速度
B. 球甲的角速度一定小于球乙的角速度
C. 球甲的运动周期一定小于球乙的运动周期
D. 球甲对筒壁的压力一定大于球乙对筒壁的压力
4. 汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P。快进入闹区时,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。下面四个图像中,哪个图像正确表示了从司机减小油门开始,汽车的速度与时间的关系( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是极地轨道卫星,在地球两极上空约1000km处运行;b是低轨道卫星,距地球表面高度与a相等;c是地球静止卫星,则( )
A. a的周期比b大
B. b的线速度比c小
C. b的向心力一定大于c的向心力
D. a的角速度大于c的角速
二、多选题(每小题5分,共计15分)
6. 如图所示,x轴在水平地面上,y轴在竖直方向,图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹。小球a从(0,2L)抛出,落在(2L,0)处;小球b、c均从(0,L)抛出,分别落在(2L,0)和(L,0)处。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. a和c的初速度相同 B. b和c的运动时间相同
C. b的初速度是c的2倍 D. a的运动时间是b的2倍
7. 用起重机将一个质量为m的物体以加速度a竖直向上匀加速提升高度H,重力加速度为g,在这个过程中,以下说法正确的是( )
A. 物体的机械能增加了
B. 物体的重力势能增加了
C. 物体的动能增加了
D. 起重机对物体的拉力大小为
8. 如图所示,一根轻弹簧一端固定在O点,另一端固定一个带有孔的小球,小球套在固定的竖直光滑杆上,小球位于图中的A点时,弹簧处于原长,现将小球从A点由静止释放,小球向下运动,经过与A点关于B点对称的C点后,小球能运动到最低点D点,垂直于杆,则下列结论正确的是( )
A. 小球从A点运动到D点的过程中,其最大加速度一定等于重力加速度g
B. 小球从B点运动到C点的过程,小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和一定减少
C. 小球运动到C点时,重力对其做功的功率最大
D. 小球在D点时弹簧的弹性势能一定最大
三、实验题(每空2分,共计14分)
9. 在“验证机械能守恒定律”的探究实验中,图1是该实验装置。
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的器材是( )
A. 低压交流电源 B. 刻度尺 C. 天平(含砝码)
(2)该实验过程中,下列说法正确的是( )
A. 先释放纸带再接通电源
B. 用手托住重物由静止释放
C. 重物下落的初始位置应靠近打点计时器
(3)按照正确的操作得到图2所示的一条纸带,在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC,已知当地重力加速度为g,打点计时器打点周期为T。设重物的质量为m,从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能的减少量∆Ep=______,动能的增加量∆Ek=_______。
10. 假设某兴趣小组在空间站实验舱内测小滑块质量m,实验装置如图1所示。转台能绕轴匀速转动,装有遮光条的小滑块放置在转台上,细线一端连接小滑块,另一端连接固定在转轴上的力传感器。计算机能通过传感器显示细线的拉力F,安装在铁架台上的光电门可以读出遮光条通过光电门的时间。兴趣小组采取了下列步骤:
①测量遮光条的宽度d。
②将滑块放置在转台上,使细线刚好伸直。
③用刻度尺测量出滑块的旋转半径R。
④轻推滑块,使滑块以某一角速度随轴一起匀速转动,记录力传感器和光电门的示数;依次增大滑块的角速度,并保证每次都做匀速转动,记录对应的力传感器示数F和光电门的示数。
回答下列问题:
(1)本实验水平转台光滑与否对实验__________(填“有”或“无”)影响。
(2)滑块匀速转动角速度大小ω=__________(用题中已知量字母表示)。
(3)处理数据时,兴趣小组的同学以力传感器的示数F为纵轴,以为横轴,建立平面直角坐标系,根据实验数据作出图像如图2所示,若图像的斜率为k,则滑块的质量m=__________(用题中已知量字母表示)。
四、实验题(共计46分)
11. 挂灯笼是我国年俗文化的重要组成部分,如图所示,用三根轻质细线、将重力均为的两个灯笼1和2连接,两灯笼处于静止状态,细线与竖直方向的夹角为、细线水平。求:
(1)细线、分别对灯笼1和2的拉力大小;
(2)细线对灯笼2的拉力大小。
12. 如图所示,质量的平顶小车静止在光滑的水平轨道上,车顶与左侧光滑平台等高,平台上放置质量的小物块,小物块可视为质点。小物块以的初速度向右运动,滑上小车。已知小物块未从小车上滑下,小物块与车顶间的动摩擦因数,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)物块相对平板车静止时,小物块最终的速度大小;
(2)要使小物块在平板车上不滑下,平板车至少多长;
(3)物块在平板车上相对滑行的时间。
13. 如图所示,竖直平面内有倾角的斜面轨道AB、半径均为的光滑半圆形细圆管轨道BCDE和光滑圆周细圆管轨道EFG构成一游戏装置固定于地面,B、E两处轨道平滑连接,轨道所在平面与竖直墙面垂直。轨道出口处G和圆心的连线,以及、E、和B等四点连成的直线与水平线间的夹角均为,G点与竖直墙面的距离,C点为圆弧轨道最低点,A点与G点等高,点与D点等高。现让质量为的小球从A点处沿斜面进入轨道,若小球在斜面上受到的摩擦力大小,小球与竖直墙面碰撞后,其竖直方向的速度不变,水平方向的速度大小不变,方向相反。重力加速度g取。
(1)让小球从A点由静止释放,求小球第一次运动到C点时的速度大小;
(2)让小球从A点以速度沿斜面进入轨道,求小球第一次运动到D点所受弹力与的关系式;
(3)若小球从A点以速度沿斜面进入轨道后能从原路返回到A点,求速度的大小。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$