2023-2024学年河南师大附中高二(上)开学物理试卷

2023-2024学年河南师大附中高二（上）开学物理试卷一、单选题（3×8＝24分）1．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（）A．在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，但并没有直接用实验进行验证 B．伽利略通过斜面实验来研究落体运动的规律，是采用了微元法 C．牛顿认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比 D．亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快2．质量为m的雪橇在倾角θ＝37°，足够长的斜坡向下滑动过程中，所受的滑动摩擦力为定值，空气阻力与速度成正比，比例系数k＝2kg/s。雪橇某段运动过程的v﹣t图像如图中实线AD所示，且AB是曲线最左端那一点的切线，A点的坐标为（0，1）、B点的坐标为（2，3），已知g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。下列说法中正确的是（）A．当v0＝1m/s时，雪橇的加速度为0.5m/s2 B．在0～2s过程中雪橇的平均速度为1.5m/s C．雪橇与斜坡间的动摩擦因数是0.5 D．雪橇的质量m＝1kg3．北京2022年冬奥会跳台滑雪比赛在张家口赛区的国家跳台滑雪中心进行，跳台由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成，如图所示。运动员从起跳区水平起跳后在空中运动的速度变化量、重力的瞬时功率、动能、机械能分别用Δv、P、Ek、E表示，用t表示运动员在空中的运动时间，不计运动员所受空气阻力，下列图像中可能正确的是（）A． B． C． D．4．如图所示，一顶端附有定滑轮O1的斜面体放置在水平地面上，斜面体质量为M、倾角为30°。定滑轮O2通过轻杆固定在天花板上，一细绳绕过两定滑轮O1、O2，一端连接质量为2m的物块A，另一端连接质量为m的物块C，A物块放置在斜面体上，C物块竖直悬挂。另有一动滑轮O3跨在细绳上，下端通过另一细绳连接一质量为m的物块B，整个系统处于静止状态。现在右侧细绳的结点P处施加一与细绳成120°夹角的力F，使物块C缓慢移动，直至右侧细绳O2P处于水平状态。在这个过程中细绳始终拉直，力F的方向始终保持与细绳的夹角不变，物块A和斜面体始终处于静止状态。忽略滑轮的摩擦，在施加力F以后的过程中，下列说法中正确的是（）A．力F的最大值为2mg B．物块B始终保持不动 C．A物体受到的摩擦力先减小后增大 D．地面对斜面体的摩擦力先增大后减小5．如图所示，倾角α＝30°的足够长光滑斜面固定在水平面上，斜面上放一长L＝1.8m、质量M＝3kg的薄木板，木板的最右端叠放一质量m＝1kg的小物块，物块与木板间的动摩擦因数。对木板施加沿斜面向上的恒力F，使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动，设物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10m/s2。则（）A．要使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动，需恒力F＝15N B．当恒力F＝25N时，物块会与木板发生相对滑动 C．当恒力F＞30N时，物块会与木板发生相对滑动 D．当恒力F＝37.5N时，物块滑离木板所用的时间为1s6．如图所示，空间立方体的棱长为a，O、P分别为立方体上下表面的中心，在两条竖直边MN和FG的中点处分别固定甲和乙两个带电荷量均为q的负点电荷，上下表面中心连线OP所在直线上O点的上方有一点S（图中未画出），S到O点的距离为r，电子的电荷量为e，静电力常量为k，下列说法正确的是（）A．重力不计、比荷为的电荷沿OP所在直线运动时，在O和P点的加速度最大，最大值为 B．在S点固定一个电荷量为4q的负电荷，当时，O点的电场强度恰好等于零 C．在S点固定一个电荷量为4q的负电荷，无论r为何值，比荷为的电荷在M点的电势能总大于在F点的电势能 D．在立方体所在空间加一方向竖直向上、电场强度为E的匀强电场，将一电子由M移动到G时，电子的电势能减少了7．静电植绒技术，于3000多年前在中国首先起步，现代静电植绒于50、60年代在德国首先研制出并使用，如图所示为植绒流程示意图，将绒毛放在带负电荷的容器中，使绒毛带负电，容器与带电极板之间加恒定的电压，绒毛成垂直状加速飞到需要植绒的物体表面上。下列判断正确的是（）A．带电极板带负电 B．绒毛在飞往需要植绒的物体的过程中，电势能不断增大 C．若增大容器与带电极板之间的距离，植绒效果会更好 D．质量相同的绒毛，带电荷量越多，到达需要植绒的物体表面时速率越大8．如图所示，D是一只理想二极管，水平放置的平行板电容器的A、B两极板间有一带电液滴，在P点处于静止状态。以Q表示电容器储存的电荷量，U表示两极板间的电压，φ表示P点的电势，B极板接地。若保持极板B不动，第一次将极板A稍向下平移，第二次将极板A稍向上平移（移动后极板A的位置还在P点上方），则下列说法正确的是（）A．两次移动后Q相同 B．两次移动后点电荷都保持静止 C．第一次移动后U变小，第二次移动后U变大 D．第一次移动后φ增大，第二次移动后φ不变二、多选题（4×4＝16分）（多选）9．如图甲所示，向飞机上装运货物时，通常用可移动式皮带输送机。如图乙所示，皮带输送机倾角为θ＝30°，顺时针匀速转动，每隔2s在输送带下端A点无初速度放入一件货物（货物件数足够多），输送带长xAB＝9.8m。每件货物从下端A点运动到上端B点的过程中，其速度v与位移x的关系图像如图丙所示。已知每一件货物均可视为质点，质量均为m＝10kg，重力加速度g＝10m/s2。则（）​A．货物受到输送带的摩擦力方向先沿输送带向上，后沿输送带向下 B．货物与输送带间的动摩擦因数为 C．每件货物从下端A点运动到上端B点的时间为10s D．最多同时有6件货物在输送带上输送（多选）10．如图所示，质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，当轻杆绕轴OO′以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，a绳与水平面成θ角，b绳平行于水平面且长为l，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．小球一定受a绳的拉力作用 B．小球所受a绳的拉力随角速度的增大而增大 C．当角速度时，b绳将出现弹力 D．若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化（多选）11．人类设想在赤道平面内建造垂直于地面并延伸到太空的电梯，又称“太空电梯”如图甲所示。图乙中，图线A表示地球引力对航天员产生的加速度大小与航天员距地心的距离r的关系，图线B表示航天员相对地面静止时而产生的向心加速度大小与r的关系。图乙中R（地球半径），r0为已知量，地球自转的周期为T，引力常量为G，下列说法正确的有（）​A．太空电梯停在r0处时，航天员对电梯舱的弹力为0 B．地球的质量为 C．地球的第一宇宙速度为 D．随着r的增大，航天员对电梯舱的弹力逐渐减小（多选）12．如图所示，物块B和A通过轻弹簧栓接在一起，竖直放置在水平地面上，用不可伸长的轻绳绕过固定的光滑定滑轮连接物块A和C，C穿在竖直固定的光滑细杆上，OA竖直且足够长，OC水平，A、C间轻绳刚好拉直，此时整个系统处于静止状态，现将C静止释放，下滑h＝3m时B刚好被提起。已知A、B、C质量均为1kg，OC间距l＝4m，g取10m/s2，则（）A．滑块C下滑过程中，加速度一直减小 B．当滑块C速度最大时，滑块C所受的合力为0 C．滑块C静止释放下滑至3m过程中，物块A上升了1m D．滑块C静止释放下滑至3m过程中，绳对A做的功为19.3J三、实验题13．“探究平抛运动的特点”实验有以下几步。（1）用如图1所示竖落仪装置探究平抛运动竖直分运动的特点：用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动：同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动。下列说法中正确的是和。A．两球的体积、材料和质量可以任意选择，对实验结果没有影响B．改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，可以改变两球在空中的运动时间和A球的水平初速度大小C．如果两球总是同时落地，则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动D．通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点​（2）用如图2所示平抛仪装置探究平抛运动水平分运动的特点。以下是关于本实验的一些做法，其中不合理的选项有和。A．调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动B．将坐标纸上竖线与重垂线平行C．将小球静止在斜槽末端位置时重心位置在背板上的投影记录为坐标原点D．不断改变挡片P的位置，使小球从斜槽上不同位置释放E．不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上的位置F．将坐标纸上确定的点用直线依次连接（3）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图3所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则（选填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得钢球平抛的初速度大小为（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。（4）牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远。如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因。14．为了测量两个质量不等的沙袋的质量，由于没有直接测量工具，某实验小组应用下列器材测量：轻质定滑轮（质量和摩擦可忽略）、砝码一套（总质量为m＝0.5kg）、细线、米尺、秒表，他们根据已学过的物理学知识，改变实验条件进行多次测量，选择合适的变量得到线性关系，作出图线并根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量。操作如下：（1）实验装置如图，设左右两边沙袋的质量分别为m1、m2；（2）从m中取出质量为m′的砝码放在右边沙袋中，剩余砝码都放在左边沙袋中，发现m1下降m2上升；（3）用米尺测出沙袋m1从静止下降的距离h，用秒表测出沙袋m1下降时间t，则可知沙袋的加速度大小为a＝；（4）改变m′，测量相应的加速度a，得到多组m′及a的数据，作出（选填“a～m′”或“”）图线；（5）若求得图线的斜率k＝4m/kgs2，截距b＝2m/s2，沙袋的质量m1＝kg，m2＝kg。四、解答题15．质量为M的木楔倾角为θ，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑.如果用与木楔斜面成α角的力F拉着木块沿斜面匀速上升，如图所示（已知木楔在整个过程中始终静止）。（1）木楔与斜面的动摩擦因数；（2）当α和θ满足什么关系时，拉力F有最小值，求此最小值；（3）当α＝θ时，木楔对水平面的摩擦力是多大？16．如图所示，木板L＝5m，质量为M＝2kg的平板车在粗糙水平面上向右滑行，当其速度为v＝9m/s时，在其右端轻轻放上一个质量为m＝1kg的滑块，已知滑块与木板间的动摩擦因数为μ1＝0.2，木板与地面间的动摩擦因数为μ2＝0.4，最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力，求：（1）滑块与木板取得相同的速度前各自的加速度大小；（2）从开始至最终停止，滑块与木板间因摩擦产生的热量Q。17．有一质量为M、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心O为2R的地方有一质量为m的质点，求：（1）m对M的万有引力大小；（2）现从M中挖去半径为的球体，（两球心和质点在同一直线上，且两球表面相切）如图所示，则剩余部分对m的万有引力大小。18．如图所示，AC水平轨道上AB段光滑，BC段粗糙，且LBC＝2m，CDF为固定在竖直平面内半径为R＝0.2m的光滑半圆轨道，两轨道相切于C点，CF右侧有电场强度E＝1×103N/C的匀强电场，方向水平向右。一根轻质绝缘弹簧水平放置，一端固定在