黑龙江省佳木斯市第一中学高二上学期开学考试物理答案

佳一中20232024学年度高二上学期开学初考试物理试题时间：90分钟总分：100分Ⅰ卷（共48分）一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。其中1～8为单选题；9～12题为多项选择题，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分．）1.如图所示，轻弹簧的下端系着质量相等的a、b两球，两小球之间由轻质细线连接，系统静止时弹簧未超出弹性限度。现剪断a、b间细线，在接下来的运动过程中，下列说法正确的是（）A.a、b两球组成的系统机械能守恒B.a、b两球和轻弹簧组成的系统机械能守恒C.a、b两球组成的系统动量守恒D.a、b两球和轻弹簧组成的系统动量守恒【答案】B【解析】【详解】A．剪断a、b间细线后，弹簧对a做功、a球的机械能发生变化，b球只有重力对它做功，机械能不变，所以a、b两球组成的系统机械能不守恒，故A错误；B．剪断a、b间细线后，a、b两球和轻弹簧组成的系统，只有重力和弹簧弹力做功，系统的机械能守恒，故B正确；C．剪断a、b间细线后，a、b两球组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故C错误；D．剪断a、b间细线后，a、b两球和轻弹簧组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故D错误。故选B。2.在光滑的水平面上，质量为m速度为v0的A球与质量为3m静止的B球发生正碰，碰后B球的速度可能为（）A.v0 B.v0 C.v0 D.v0【答案】C【解析】【详解】若发生完全非弹性碰撞解得若发生弹性碰撞解得碰后B球的速度范围故选C。3.如图所示，某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径R，月球绕地球运转半径9R，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运转周期大约是（）A.天 B.1天 C.天 D.9天【答案】B【解析】【详解】由开普勒第三定律可得其中即，此卫星的运转周期大约是故选B。4.一汽车通过拱形桥顶点时速度为10m/s，车对桥顶的压力为车重的，如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力，车速至少为（）A.15m/s B.20m/s C.25m/s D.30m/s【答案】B【解析】【分析】【详解】设车速为时汽车对桥顶没有压力，则代入解得故选B。5.两个可视为点电荷的带电小球A、B，A球质量为B球质量的2倍。A球用绝缘细线悬挂在天花板上，B球在A球的正下方L处恰能静止。若将B球悬挂在天花板上，要使A球在B球正下方静止，则A、B之间的距离应为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】当A球悬挂在天花板上时，对B球若将B球悬挂在天花板上，则对A球解得故选B。6.如图所示，在水平地面上固定一个半径为R的四分之一圆形轨道AB，轨道右侧固定一个倾角为30°的斜面，斜面顶端固定一大小可忽略的轻滑轮，轻滑轮与OB在同一水平高度。一轻绳跨过定滑轮，左端与套在圆形轨道上质量为m的小圆环相连，右端与斜面上质量为M的物块相连。在圆形轨道底端A点静止释放小圆环，小圆环运动到图中P点时，轻绳与轨道相切，OP与OB夹角为60°；小圆环运动到B点时速度恰好为零。忽略一切摩擦阻力，小圆环和物块均可视为质点，物块离斜面底端足够远，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.小圆环到达B点时的加速度为0B.小圆环到达B点时受到轨道的支持力为0C.小圆环到达P点时，小圆环和物块的速度比为D.小圆环和物块的质量之比满足【答案】D【解析】【详解】AB．小圆环运动到B点时，小环受到竖直向下的重力，水平向右不为零的拉力和圆环对小环向左的支持力，因为运动到B点时速度恰好为零，则小球在OB方向上的合力为零，环的合力为竖直方向的重力，根据牛顿第二定律可知解得故AB错误；C．依题意，可知小环在P点时，小环的速度方向沿绳的方向，根据速度的合成与分解可知，此时小圆环和物块的速度之比为1：1，故C错误；D．设轻滑轮的位置为C，由几何关系可知，在运动过程中，对环和物块组成的系统，根据动能定理可知解得故D正确。故选D。7.如图所示，质量为的木块（可视为质点）被水平向左的力F压在竖直墙壁上，木块初始位置离地面高度，木块与墙面之间的动摩擦因数，木块距离地面的高度h与力F之间的关系为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小。下列说法正确的是（）A.木块从初始位置开始下滑至地面前瞬间的过程中，克服摩擦力做功为8JB.木块从初始位置开始下滑至地面前瞬间的过程中，机械能减少16JC.木块从初始位置开始下滑至地面前瞬间的过程中动能的变化量为80JD.木块下滑到地面前的瞬间的速度大小为【答案】A【解析】【详解】A．对木块进行分析，木块受到重力、压力F，墙面的支持力N与滑动摩擦力，根据受力特征有，解得可知，大小与木块位移成正比，则木块克服摩擦力做功为故A正确；B．根据上述可知，木块从初始位置开始下滑至地面前瞬间的过程中，克服摩擦力做功为8J，则木块机械能减少8J，故B错误；C．木块从初始位置开始下滑至地面前瞬间的过程中，根据动能定理有解得故C错误；D．木块从初始位置开始下滑至地面前瞬间的过程中，根据动能定理有解得故D错误。故选A。8.如图所示，在竖直面内固定三枚钉子，三枚钉子构成边长d=10cm的等边三角形，其中钉子沿着竖直方向。长为L的细线一端固定在钉子上，另一端系着质量m=200g的小球，细线拉直与边垂直，然后将小球以的初速度竖直向下抛出，小球可视为质点，不考虑钉子的粗细，重力加速度g=10m/s2，细线碰到钉子c后，物块到达最高点时，细线拉力大小为（）A.0N B.1N C.2N D.3N【答案】C【解析】【详解】设物块到达最高点速度v，根据机械能守恒代入数据联立解得根据牛顿第二定律解得细线拉力大小为故选C。9.如图所示，A、B两个小球在同一竖直线上，离地高度分别为2h和h，将两球水平抛出后，两球落地时的水平位移大小之比为，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.A、B两球的初速度大小之比为B.A、B两球的初速度大小之比为C.若两球同时落地，则两球抛出的时间差为D.若两球同时抛出，则落地的时间差为【答案】AC【解析】【详解】AB．A、B两球做平抛运动，在竖直方向上有，根据题意在水平方向上有，解得故A正确，B错误；CD．若两球同时落地，则两球抛出的时间差为结合上述解得故C正确，D错误。故选AC。10.如图，光滑水平面上有一质量为4kg、半径足够大的光滑圆弧曲面C，质量为2kg的小球B置于其底端，另一个小球A质量为1kg，小球A以的速度向B运动，并与B发生弹性碰撞，不计一切摩擦，小球均可视为质点，，则（）A.B的最大速率为B.B运动到最高点时的速率为C.B能上升的最大高度为D.B不能与A再次发生碰撞【答案】BD【解析】【详解】A．A与B发生弹性碰撞，取水平向右为正方向，根据动量守恒和能量守恒得解得所以B的最大速率为，故A错误；B．B冲上弧面上的最高点时，竖直速度减小到零、水平速度与弧面共速，设它们的共同速度为v，则由水平方向动量守恒有解得故B正确；C．根据能量守恒得故C错误；D．从B冲上C然后又滑下的过程，设B、C分离时的速度分别为，由水平方向动量守恒有由机械能守恒有联立解得由于所以二者不会再次发生碰撞，故D正确。故选BD11.如图甲所示，一质量的小球位于竖直轻弹簧的正上方，弹簧固定在地面上，某时刻小球由静止开始下落，下落过程中小球始终受到一个竖直向上的恒力F。以小球的初始位置为坐标原点，竖直向下为x轴正方向，取地面为零势能面，在小球下落的全过程中，小球的重力势能随小球位移变化的关系如图乙中的图线①，弹簧的弹性势能随小球位移变化的关系如图乙中的图线②，弹簧始终在弹性限度内，取重力加速度大小，则（）A.小球和弹簧组成的系统机械能守恒B.弹簧的原长为C.小球刚接触弹簧时的速度大小为3m/sD.小球受到的恒力F大小为【答案】BCD【解析】【详解】A．下落过程中小球始终受到一个竖直向上的恒力F，恒力对小球做负功，则小球和弹簧组成的系统机械能不守恒，故A错误；B．由图乙图线①，根据可知小球开始降落的初始位置距地面高度为由图乙图线②可知，小球下落时，弹簧开始被压缩，则弹簧原长为故B正确；D．由图乙可知，当小球下落时，此时小球距地面的高度为，重力势能为，此时弹簧的弹性势能最大为，根据功能关系有代入数据解得故D正确；C．由图乙可知，当小球下落时与弹簧接触，设此时小球的速度为，由动能定理有解得故C正确；故选BCD。12.如图所示，水平固定一个光滑长杆，有个质量为m小滑块A套在长杆上可自由滑动，在水平杆上竖直固定一个挡板P，小滑块靠在挡板的右侧处于静止状态，在小滑块的下端用长为L的细线悬挂一个质量为2m的小球B，将小球拉至左端水平位置，使细线处于自然长度，由静止释放，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.A和B组成的系统水平方向上动量守恒B.小球B第一次摆到最低点速度为C.小球B在运动过程中相对最低点所能上升的最大高度为D.小滑块A能获得的最大速度为【答案】BCD【解析】【详解】A．在小球B由静止向下摆动的时候，绳子对小滑块A产生向左的拉力，此过程中A没有离开挡板P，且挡板P对A有向右的弹力。因此A和B组成的系统在水平方向受力不为零，水平方向动量不守恒，A错误；B．小球B由静止向下摆动第一次到最低点的过程中机械能守恒，有解得故B正确；C．小球B从最低点继续向右摆动到最高点的过程中，A离开了挡板P，所以A和B组成的系统水平方向上动量守恒，且机械能守恒。之后再次到达最高时A、B共速，设此速度为v1，相对最低点上升的高度为h，则有联立可得C正确；D．当小球B从右边最高点再次回到最低点时，A的速度最大，设此时A的速度为vA，B的速度为vB，则有联立可解得D正确。故选BCD。II卷（共52分）二、实验题（本题共12分）13.某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验。转动手柄，可使塔轮。长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左。右半径比分别是、和。左。右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A处，A、C到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。（1）该实验用到方法是______。A．理想实验B.等效替代法C.微元法D.控制变量法（2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的小球分别放在A、C位置，将皮带连接在左。右塔轮的塔轮上，实验中匀速转动手柄时，的角速度之比为______，左。右标尺露出的等分格数之比为______。【答案】①.D②.③.【解析】【详解】（1）[1]本实验是探究探究向心力大小与半径、角速度、质量这3个物理量的关系，需要用到控制变量法。故选D。（2）[2]左右两边塔轮边缘的线速度大小相等，有可知在线速度大小相同的情况下，角速度与半径成反比，因为半径之比为，故角速度之比为；[3]A、C处两球质量相同，做圆周运动的轨道半径相同，角速度之比为，而由于向心力大小为可知两球的向心力大小之比为，而标尺露出的等分格数表示向心力大小，所以标尺露出的等分格数之比为。14.用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点图中未标出，所用电源的频率为50Hz，计数点间的距离如图所示．已知m1=50g、m2=150g，则：(结果均保留两位有效数字)(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5=____m/s；(2)在打下第0点到打下第5点的过程中系统动能的增量∆Ek=____J，(3)系统重力势能的减少量∆Ep=____J；(取当地的重力加速度g=10m/s2)【答案】①.②.③.【解析】【详解】（1）[1].两个物块均作匀变速直线运动，根据匀变速直线运动时间中点瞬时速度等于这段时间平均速度可得；（2）[2].（3）[3].三、计算题（本题共40分）15.将质量为m的物体，以初速度竖直向上抛出,已知抛出过程中阻力大小恒为重力大小的，重力加速度为g，求：（1）物体上升的最大高度H；（2）物体落回抛出点时速度大小v。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）上升过程，由动能定理将代入可得（2）全过程，由动能定理代入得16.如图所示，半径为R的半圆柱体放在水平地面上，AB为过圆心O的直径。一质量为m的小球从P点以速度v0水平抛出，垂直落在半径为R的半圆柱体表面上的Q点，。重力加速度为g。求：（1）小球从P到Q的飞行时间；（2）P点离地面的高度；（3）小球到达Q点时重力的功率。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）在Q点有且解得（2）从P到Q在竖直方向上P点的高度为解得（3）小球到达Q点时重力的功率为17.如图所示，倾角为θ=37°的足够长光滑斜面AB与长LBC=2m的粗糙水平面BC用一小段光滑圆弧（长度不计）平滑连接，半径R的光滑圆弧轨道CD与水平面相切于C点，OD与水平方向的夹角也为θ=37°。质量为M的小滑块从斜面上距B点L0=2m的位置由静止开始下滑，恰好运动到C点。已知重力加速度g=10m/s2，，。（1）求小滑块与粗糙水平面BC间的动摩擦因数μ；（2）改变小滑块从斜面上开始释放的位置，小滑块能够通过D点，求小滑块