四川成都市彭州中学2024-2025学年高二上学期入学物理试卷

**基本信息** 2024-2025学年彭州中学高二入学物理卷，以平抛运动、圆周运动、机械能守恒等核心知识为载体，通过嫦娥六号探月、风洞实验等真实情境，考查物理观念与科学思维，适配高二开学学情衔接。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|平抛运动、圆周运动、天体运动|结合“指尖篮球”等生活情境，考查运动模型建构| |多选题|3/18|平抛综合、圆盘转动、连接体|通过炸弹击中山坡等场景，强化科学推理与论证| |实验题|2/16|平抛速度测量、机械能守恒验证|设计拉力传感器实验，培养科学探究能力| |计算题|3/38|风洞小球运动、绳系圆周运动、传送带综合|以风洞、传送带等工程情境，考查能量观念与问题解决|

2024-2025学年度四川省彭州中学高2023级高二上学期入学物理试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 注意事项：开考前，请先将自己的个人信息填写在试卷和答题卡的相应位置上，在作答时，按照要求作答，如果使用蓝笔，红笔作答，将无法被正常阅卷。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.如图所示，将、两质点以相同的水平速度抛出，在竖直平面内运动，落地点在在光滑的斜面上运动，落地点在，不计空气阻力，则下列说法中正确的是(    ) A. 、的运动时间相同 B. A、沿轴方向的位移相同 C. A、的运动时间相同，但沿轴方向的位移不同 D. A、的运动时间不同，且沿轴方向的位移不同 2.如图所示，弹珠发射器固定于足够高的支架顶端，支架沿着与竖直墙壁平行的方向以速度水平运动，同时弹珠发射器可在水平面内沿不同方向发射相对发射器速度大小为的弹珠可视为质点。弹珠从发射到击中墙壁的过程中水平方向的位移为，竖直方向的位移为。已知发射器到墙壁的垂直距离为，重力加速度为，不计空气阻力，下列说法正确的是 A. 的最小值为 B. 的最小值为 C. 的最小值为 D. 的最小值为 3.“指尖篮球”是花式篮球表演中的常见技巧。如图，某同学使篮球在手指上旋转，手指和篮球的接触点与篮球球心在同一竖直线上。在球上某处的小泥点随篮球旋转，当篮球角速度达到一定值时，小泥点将被甩出。已知篮球半径为，小泥点质量为，篮球对泥点的最大吸附力为，重力加速度为，小泥点仅受重力和篮球的吸附力作用，且吸附力时刻指向球心，则小泥点被篮球甩出时篮球的角速度、线速度大小为(    ) A. B. C. D. 4.如图所示，支架固定在底座上，它们的总质量为。质量分别为和的小球、可视为质点固定在一根长度为的轻杆两端，该轻杆通过光滑转轴安装在支架的横梁上，、间的距离为，两小球和轻杆一起绕轴在竖直平面内做圆周运动，运动过程中支架和底座一直保持静止。当转动到图示竖直位置时，小球的速度为，重力加速度为。对于该位置，下列说法正确的是(    ) A. 小球、的向心加速度大小相等 B. 小球的向心力大于球的向心力 C. 若，则底座对水平地面的压力为 D. A、两球恰好做匀速圆周运动 5.嫦娥六号成功从月球表面取样并返回地球嫦娥六号在着陆月球前经过多次变轨进入近月轨道Ⅳ，如图所示是变轨前的部分轨道示意图，Ⅰ是地月转移轨道，Ⅱ、Ⅲ是绕月球运行的椭圆轨道，Ⅳ是绕月球运行的圆形轨道．、分别为椭圆轨道Ⅱ上的远月点和近月点已知、两点的距离为，圆轨道Ⅳ到月球表面的高度为，月球半径为，月球表面的重力加速度为，不考虑月球的自转，嫦娥六号  (    ) A. 在轨道Ⅱ上运行时的机械能比在轨道Ⅲ上运行时的机械能小 B. 由Ⅲ轨道变轨到Ⅳ轨道时，需要在点喷气加速 C. 在轨道Ⅱ上运行的周期为 D. 在轨道Ⅱ上运行时，经过点的速度大小为 6.如图甲所示，竖直轻弹簧固定在水平地面上，一质量为的小球从与弹簧上端距离为的点处由静止释放，以点为坐标原点，竖直向下为正方向建立轴，小球所受弹力的大小随小球位置坐标的变化关系如图乙所示，其中时，。不计空气阻力，重力加速度为。下列结论正确的是(    ) A. 小球动能的最大值为 B. 弹簧弹性势能最大值为 C. 当时，小球重力势能与弹簧弹性势能之和最小 D. 小球压缩弹簧过程中重力的功率逐渐减小 7.如图所示，轻质弹簧下端固定在光滑竖直杆上，上端与质量为的滑块连接，穿在杆上，一根轻绳跨过轻质光滑定滑轮大小忽略将和重物连接起来，重物的质量，将从图中点由静止释放，当它经过、两点时弹簧对滑块的弹力大小相等。已知与水平面的夹角，，水平、间距为，重力加速度为。在滑块从运动到的过程中，下列说法正确的是(    ) A. 重物重力的功率一直增加 B. 滑块与重物的机械能之和一直保持不变 C. 轻绳对做的功为 D. 滑块运动到处速度大小为 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8.在某次演习中，轰炸机沿水平方向以投放了一枚炸弹，炸弹正好垂直击中山坡上的目标，山坡的倾角为，如图所示。不计空气阻力，取，则下列关于炸弹在飞行过程中的说法正确的是(    ) A. 炸弹在空中飞行的时间 B. 相同时间内速度的变化量相同 C. 击中目标时的速度与初速度大小之比为 D. 全过程竖直位移与水平位移的大小之比为 9.如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动无滑动。甲圆盘与乙圆盘的半径之比为，两圆盘和小物体，之间的动摩擦因数相同，，距点为，距点为，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时(    ) A. 滑动前与的角速度之比 B. 滑动前与的向心力之比 C. 随转速慢慢增加，先开始滑动 D. 随转速慢慢增加，先开始滑动 10.如图所示，倾角为的光滑斜面与光滑水平面在点平滑连接，质量均为的小球甲、乙均视为质点用轻质细杆相连，现把甲置于斜面的点、乙置于水平面的点，开始时轻杆与水平面的夹角为，、两点间的距离为，重力加速度为，、，将两球由静止释放，甲沿斜面运动，乙沿水平面运动，直到甲刚到达点时，在此过程中下列说法正确的是(    ) A. 小球甲机械能守恒 B. 甲刚到达点时，甲、乙的速度大小之比为 C. 杆对甲做的功为 D. 甲刚到达点时，乙的动能为 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11.（10分）某同学利用如图甲所示的装置来测量弹射器弹出弹丸的速度，选用的器材为贴有白纸的屏、刻度尺、复写纸、支架等。实验时先用支架将弹射器固定好，接着弹射器向离管口一定距离的竖直屏发射弹丸，弹丸通过碰撞复写纸在白纸上留下落点位置。将竖直屏向远离弹射器的方向移动，每次移动的距离均为，通过几次重复实验每次发射前弹簧的压缩量均相同，挑选了一张有个连续落点痕迹的白纸，部分测量数据如图乙所示。取重力加速度大小。 固定弹射器时确保弹射器水平是为了确保          。 根据测量的数据可知，弹丸从点所在高度运动到点所在高度的时间          ，弹丸的水平初速度大小          ，弹丸运动到点前瞬间的速度大小          ． 12.（12分）小明设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验，如图所示． 现有以下材质的小球：乒乓球；橡胶球；钢球，实验中应选用________． 固定好拉力传感器后，下列实验操作步骤，正确顺序是____________． 改变小球的初始释放位置，重复上述过程 记录小球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值 将一根轻绳穿过小圆环，一端连接传感器，另一端连接小球 拉起小球至某一位置由静止释放，使小球在竖直平面内摆动 在传感器正下方固定一个小圆环，圆环平面水平 实验测得的数据见下表． 请根据表中的数据，在方格纸上作出图像． 由图像得图线的斜率为_________结果保留两位有效数字若小球摆动过程中机械能守恒，图线斜率的理论值为____________． 该实验系统误差的主要来源是___________． A.小球摆动角度偏大    B.小球初始释放位置不同    C.小球摆动过程中有空气阻力 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13.（10分）风洞是研究空气动力学的实验设备。如图所示，将刚性杆水平固定在风洞内距地面高度处，杆上套一质量可沿杆滑动的小球。将小球所受的风力调节为，方向水平向左。小球以速度向右离开杆端，假设小球所受风力不变，取为。求： 小球在空中的运动时间． 小球落地时的速度大小和方向。 14.（12分）一根绳子的两端分别固定在顶板和底板上，两固定点位于同一竖直线上，相距为。一质量为的小球系于绳上某点，当小球两边的绳均被拉直时，两绳与铅垂线的夹角分别为和，如图所示。当小球以一定的速度在水平面内作匀速圆周运动时，两绳均被拉直。试问： 若下面绳子中的张力为零，则小球的速度为多大？ 若小球的速度为中的倍，则上下两段绳中的张力各为多大？ 15.（16分）如图所示，长度为的传送带左端平滑连接一水平轨道，右端平滑连接一固定圆弧轨道，圆弧轨道由半圆弧、半圆管组成，、、在同一竖直线上，圆弧最高点与半圆管相切，点与另一足够长水平轨道平滑相接。质量的小物体可视为质点从左侧水平轨道以某一初速度滑上传送带的左端点。已知小物体与传送带间动摩擦因数，其余轨道均光滑。圆弧与半圆管半径分别为、，半圆管内径远小于，但刚好可容小物体通过。 若传送带静止，小物体以初速度滑上点，求小物体第一次经过点时，圆弧对其支持力大小； 若传送带静止，为使小物体能到达点，则其滑上传送带左端时的最小初速度为多大； 若传送带以顺时针运动，小物体以第问中的滑上传送带，求小物体与传送带摩擦产生的热量。 2024-2025学年度四川省彭州中学高2023级高二上学期入学物理答案 1.【答案】  【解析】质点在竖直平面内做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，根据自由落体运动公式，可得运动时间。水平方向做匀速直线运动，水平位移为水平初速度。分析质点的运动质点在光滑斜面上运动，可分解为水平方向的匀速直线运动和沿斜面向下的匀加速直线运动。沿斜面向下的方向，根据牛顿第二定律，加速度为斜面倾角。设斜面长度方向的位移为，由运动学公式，而，所以，解得运动时间。因为，所以。水平方向，质点同样做匀速直线运动，水平位移，由于，所以。综上，、的运动时间不同，且沿轴方向的位移不同，答案选 D。 2.【答案】  【解析】弹珠在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，当垂直竖直墙壁射出时，弹珠运动时间最短，的最小值为，故C正确，D错误； 由于，弹珠的合速度可以垂直竖直墙壁，合速度大小为，此时的最小值为，故AB错误； 故选C。 3.【答案】  【解析】解析：小泥点即将被甩出时的受力如图所示 在水平方向有： 在竖直方向有： 联立解得： 小泥点运动半径为， 线速度 故选：。 4.【答案】  【解析】A.两小球和轻杆一起绕轴在竖直平面内做圆周运动，所以两小球的角速度相同，根据可知小球、的加速度之比为：：，故A错误； B.根据可知、的向心力之比为：：，故B错误； C.若，对分析则有，解得轻杆对支持力为，根据可知，对分析则有，解得轻杆对拉力为，以底座和轻杆为对象，水平地面对底座的支持力为，所以底座对水平地面的压力为，故C错误； D. 由分析知向心力之比为：：，故两球恰好做匀速圆周运动，故D正确； 5.【答案】  【解析】嫦娥六号从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ需要在处点火减速，变轨时机械能减少，则嫦娥六号在轨道Ⅱ上运行时的机械能比在轨道Ⅲ上运行时的机械能大，故A错误卫星从高轨道变轨到低轨道，需要在变轨处点火减速，则嫦娥六号由Ⅲ轨道变轨到Ⅳ轨道时，需要在点喷气减速，故B错误设卫星在月球表面轨道绕月球做匀速圆周运动的周期为，根据万有引力提供向心力可得，可得，设嫦娥六号在轨道Ⅱ上运行的周期为，根据开普勒第三定律可得，解得，故C正确嫦娥六号在Ⅳ轨道上运行时，根据万有引力提供向心力可得，解得嫦娥六号在Ⅳ轨道上运行的线速度大小为，可知嫦娥六号在轨道Ⅱ上运行经过的速度满足，根据开普勒第二定律可得，可得嫦娥六号在轨道Ⅱ上运行时，经过点的速度为，故D错误． 6.【答案】  【解析】A.小球达到最大速度的过程中，根据动能定理可知，故小球动能的最大值为，A正确 B.弹性势能最大对应最低点，初末动能为，由动能定理得：弹性势能最大值，由的结论，因此，远大于，B错误 C.系统总机械能守恒，总机械能动能重力势能弹性势能，因此动能最大时，重力势能与弹性势能之和最小；动能最大在平衡位置  处，不是  ，C错误； D.重力功率  ，压缩弹簧过程中，小球速度先增大后减小，因此重力功率先增大后减小，不是逐渐减小，D错误。 7.【答案】  【解析】【详解】将滑块  的速度  分解为沿绳子方向的速度和垂直于绳子方向的速度，可得重物  的速度    为绳子与竖直杆的夹角 在  点，由静止释放滑块  ，  ，则  在  点，绳子水平，  ，  ，则  所以滑块  从  运动到  的过程中，重物  的速度先增大后减小，则重物  重力的功率  也先增大后减小，故A错误； B.对于  、  和弹簧组成的系统，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒  ，在  、  两点弹簧弹力大小相等，说明弹簧形变量大小相等，弹性势能相等。从  运动到  过程中，弹簧长度变长，必然经过原长位置，弹性势能先减小后增大。因此滑块  与重物  的机械能之和  先增大后减小，故B错误； D.根据几何关系可知，  ，  ，则  ，  滑块  上升高度  ，重物  下降高度   、  两点处弹簧的弹力大小相同，所以这两点处弹簧的弹性势能相等，从  到  过程中，对  、  系统，由能量守恒定律可得  解得  ，故D正确； C.对滑块  ，由动能定理  因  、  两点的弹性势能相等，弹簧做功  则  ，故C错误。 故选D。 8.【答案】  【解析】A.已知炸弹做平抛运动，水平方向速度，炸弹正好垂直击中目标，将炸弹击中目标时的速度分解，水平分速度为，竖直分速度为。 因为山坡倾角为，根据几何关系，则。 又因为在竖直方向上做自由落体运动，所以飞行时间，选项A正确； B.根据加速度的定义式，平抛运动中物体只受重力，加速度不变，所以，相同时间内速度的变化量相同，选项B正确； C.根据勾股定理，击中目标时的速度。 则击中目标时的速度与初速度大小之比为，选项C错误； D.水平方向做匀速直线运动，水平位移。 竖直方向做自由落体运动，根据， 可得竖直位移 则竖直位移与水平位移的大小之比为，选项D正确。 9.【答案】  【解析】A.甲、乙两轮子边缘上的各点线速度大小相等，有：，则得：：，故A错误； B.物块相对盘开始滑动前，根据得：滑动前与的向心力之比，故B正确； 根据 知，临界角速度 ，可知小物体 、 的临界角速度之比为 ，甲乙线速度大小相等，甲乙的角速度之比为 ： ：，可知当转速增加时， 先达到临界角速度，所以 先开始滑动，故D正确，C错误。 故选BD。 10.【答案】  【解析】A、除重力做功外，其他力即杆对甲的弹力做负功，甲的机械能减小，转化为甲、乙的动能，故A错误 、设、两点的高度差为，由几何关系可得，解得，甲的重力势能的减小量为，甲刚到达点时的速度沿着斜面向下，沿着杆水平方向和垂直杆竖直方向分解，在沿着杆方向的分速度等于乙的速度，则有，则有，由系统的机械能守恒定律可得，综合解得，则乙的动能为，对甲由动能定理有，解得，故C错误，BD正确。 11.【答案】弹丸弹离弹射器后做平抛运动其他说法合理即可   【解析】固定弹射器时确保弹射器水平是为了确保弹丸弹离弹射器后做平抛运动。 根据平抛运动规律有 解得 弹丸的水平初速度大小 弹丸运动到点前瞬间竖直方向的分速度大小 弹丸运动到点前瞬间的速度大小。 12.【答案】；； 见图 ； ，；  【解析】【分析】根据实验的原理，增加的动能等于减小的重力势能，从实验过程分析减小误差来确定所需的器材，实验操作步骤； 根据表中的数据，在方格纸上作出图像； 由图像得图线的斜率； 依据牛顿第二定律，合力提供向心力，列出在最低点和最高点的表达式，再从两个特殊位置出发找到直线上的两个点，由斜率的定义求出斜率； 根据增加的动能等于减小的重力势能，从实验过程分析减小误差的措施。。本题考查验证机械能量守恒定律实验，从力的角度考查向心力问题，要从两个特殊位置确定与函数关系，从而求得斜率和截距，会分析从验证机械能守恒的实验角度可能存在的误差。 【解答】解：摆下过程中若只有重力做功机械能守恒，为减小阻力影响，相同体积时应选用密度大的小球，故应选钢球，正确； 固定好拉力传感器后，下列实验操作步骤，正确顺序是： 在传感器正下方固定一个小圆环，圆环平面水平， 将一根轻绳穿过小圆环，一端连接传感器，另一端连接小球， 拉起小球至某一位置由静止释放，使小球在竖直平面内摆动， 记录小球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值，改变小球的初始释放位置，重复上述过程。 故实验操作步骤，正确顺序是； 请根据表中的数据，在方格纸上作出图像如图： 由图像得图线的斜率为 设刚释放时绳与竖直方向夹角为，则 若机械能守恒，下落过程中 在最低点，根据牛顿第二定律 解得 整理得 故图像斜率的理论值为。 由发现，摆动角度或初始释放高度不影响图像，故AB错误； C.若小球摆动过程中有空气阻力，式不再成立，是实验的系统误差的主要来源。 故选C。故答案为：；； 见右图 ； ，； 13.【答案】解：在竖直方向 解得运动时间： 水平方向上，根据牛顿第二定律可知，，解得 落地时水平速度，解得： 竖直速度，解得： 落地速度：，解得： 设落地速度与水平方向的夹角为，，解得  【解析】详细解答和解析过程见【答案】 14.【答案】计此时绳中弹力为  ，小球做圆周运动的轨道半径为  ，运动速度为 由几何关系有 对小球受力分析有 联立求解得 计此时绳中弹力分别为  和  ，对小球受力分析有 联立求解得   【解析】详细解答和解析过程见【答案】 15.【答案】解：物体由运动到，根据动能定理可知：； 在点：； 联立解得：。 物体由恰好运动到：； 由机械能守恒定律可知：； 联立解得：， 由运动到：； 解得：； 由运动到，根据动能定理可知：； 解得：。 若传送带以顺时针运动： 由于，物块先做匀减速运动，根据牛顿第二定律有：； 解得：； 则小物块由减至所用时间为：； 位移：； 所以小物块在传输带上一直减速：； 代入数据，解得：，舍去； 物块运动的位移：； 传输带运动的位移：； 小物体与传送带摩擦产生的热量：。  【解析】详细解答和解析过程见【答案】 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $