湖北省武汉市常青第一中学2023-2024学年高二上学期开学考物理复习卷三（解析版）

武汉市常青第一中学2023-2024学年高二上学期开学考物理复习卷三一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1．高速公路的ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离。某汽车以的速度匀速进入识别区，ETC天线用了的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆。已知司机的反应时间为，刹车的加速度大小为，则该ETC通道的长度约为（）

A． B． C． D．【答案】D【详解】，汽车在前内做匀速直线运动，位移为：x随后汽车做减速运动，位移为：x所以该ETC通道的长度为：故选D。2．据史料记载，拨浪鼓最早出现在战国时期，宋代小型拨浪鼓已成为儿童玩具。现有一拨浪鼓上分别系有长度不等的两根轻绳，绳一端系着小球，另一端固定在关于手柄对称的鼓沿上。现使鼓绕竖直放置的手柄匀速转动，稳定两球在水平面内做周期相同的匀速圆周运动。下列各图中两球的位置关系正确的是（图中轻绳与竖直方向的夹角）（）A．

B．

C．

D．

【答案】B【详解】设绳长为L，则由合力提供向心力得化简得g可知，L长的，角度大；设绳的竖直分量为h，则由合力提供向心力得化简得可知，角度大的，竖直分量大。综上所述，故ACD错误，B正确。故选B。3．“天问一号”于2020年7月23日成功发射，经过多次变轨，于2021年5月15日成功着陆火星，着陆后“祝融号”火星车成功传回遥测信号。已知“天问一号”在距火星表面高度为的圆形轨道上运行的周期为，火星的半径为，引力常量为，忽略火星自转的影响，则以下说法正确的是（）A．“天问一号”在地球上的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B．“天问一号”在着陆火星的过程中，引力势能增大，动能减少，机械能守恒C．火星的平均密度为D．火星的第一宇宙速度为【答案】D【详解】A．由于“天问一号”飞到火星位置时，已经脱离地球的束缚，但没有脱离太阳的束缚，因此在地球上的发射速度介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之间，A错误；B．“天问一号”在着陆火星的过程中，火星引力做正功，因此引力势能减少，动能增加，机械能守恒，B错误；C．由于①而可得火星的密度C错误；D．根据②①②联立解得火星的第一宇宙速度D正确。故选D。4．如图所示，质量分别为m和3m的A、B两物块，用一轻弹簧相连，将A用轻绳悬挂于天花板上，用一木板托住物块B。调整木板的位置，当系统处于静止状态时，悬挂A物块的悬绳恰好伸直且没有拉力，此时轻弹簧的形变量为x，突然撤去木板，重力加速度为g，物块运动过程中，弹簧始终在弹性限度内，则下列说法正确的是（）

A．撤去木板瞬间，B物块的加速度大小为gB．撤去木板瞬间，B物块的加速度大小为0.5gC．撤去木板后，B物块向下运动3x时速度最大D．撤去木板后，B物块向下运动4x时速度最大【答案】D【详解】AB．撤去木板瞬间，B物块受到的合力为4mg，由牛顿第二定律可知解得故AB错误；CD．当B物块受到的合外力为零时，速度最大，此时又所以弹簧此时的伸长量即B物块向下运动4x时速度最大，故D正确，C错误。故选D。故选D。5．如图所示是陕西黄土高原上的一个实景斜坡，简化为两个倾角不同的斜面，某物体由静止开始下滑，物体与两个斜面之间的动摩擦因数均为μ=，两个斜面倾角分别为α=53°，β=30°。图中，v、a、s、t、E、Ek分别表示物体速度大小、加速度大小、路程、时间、机械能和动能，下列图中可能正确的是A． B．C． D．【答案】B【分析】物体的运动分为两个阶段，第一阶段加速度恒定的加速运动；第二阶段加速度为零的匀速运动。【详解】A．由于在两个阶段物体都受摩擦力的作用，摩擦力做负功，机械能减小，故A项错误；BD．物体在第一阶段联立得Ek与s呈线性关系。第二阶段，代入值得a=0，速度不变，Ek为常数故B正确，D错误；C．第一阶段即所以v2与t成非线性关系，故C项错误。故选B。6．视为质点的甲、乙两个小球先后在同一水平面相邻的两个位置以相同的初速度做竖直上抛运动，小球与出发位置的高度差与时间的图像如图所示，重力加速度为，根据图像所给的信息，下列说法正确的是（）A．甲回到抛出点的时刻为B．乙回到抛出点的时刻为C．甲距抛出点的最大高度为D．甲、乙在同一水平线上时离抛出点的高度为【答案】B【详解】A．设甲回到抛出点的时刻为，两个图像具有对称性，则有解得故A错误；B．乙回到抛出点的时刻为故B正确；C．设竖直上抛运动的最大高度为，根据竖直上抛运动对称性结合可得故C错误；D．设甲运动到最高点的时刻为，由图像的对称性可得至，甲下落的高度为甲、乙在同一水平线时的高度为综合可得故D错误。故选B。7．如图所示，两小滑块P、Q的质量分别为、m，P、Q用长为L的轻杆通过铰链连接，P套在固定的竖直光滑杆上，Q放在光滑水平地面上，原长为的轻弹簧水平放置，右端与Q相连，左端固定在竖直杆O点上，轻杆与竖直方向夹角。P由静止释放，下降到最低点时变为，整个运动过程中，P、Q始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。则P下降过程中（）A．P、Q组成的系统机械能守恒 B．下降过程中P的速度始终比Q的速度大C．弹簧弹性势能最大值为 D．P达到最大动能时，Q受到地面的支持力大小为【答案】D【详解】A．P、Q和弹簧组成的系统机械能守恒，因此P、Q组成的系统机械能不守恒，A错误；B．两物体在沿着杆的方向上速度相等，因此可得当时当时B错误；C．P下降到最低点时，弹性势能最大，整个系统机械能守恒，因此弹簧弹性势能最大值为C错误；D．P达到最大动能时，在竖直方向上的加速度为零，整个系统竖直方向合力为零，因此Q受到地面的支持力大小为，D正确。故选D。8．汽车在弯道转弯时，需减速慢行，否则会有发生侧翻的危险，这是汽车发生离心运动导致的。关于离心运动，下列说法正确的是（）A．离心运动对人的生活生产都是有害的B．物体发生离心运动时，其所受合力一定为零C．物体发生离心运动，是由于所受合外力不足以提供向心力导致的D．若物体所能提供的最大向心力、运动半径不变，则角速度越大，越可能发生离心运动【答案】CD【详解】A．离心运动对人的生活有些是有益的，比如洗衣机甩干衣服，也有一些是有害的，A错误；BC．当物体做圆周运动所需的向心力得不到满足时，即提供的向心力小于需要的向心力时，物体就会做离心运动，不一定合外力为零，B错误，C正确；D．根据向心力公式，有可知若物体所能提供的最大向心力、运动半径不变，则角速度越大，越可能发生离心运动，D正确。故选CD。9．如图所示，一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆底部，另一端与质量为m的滑块P连接，P穿在杆上，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来，重物Q的质量。把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等。已知OA与水平面的夹角，OB长为L，与AB垂直。不计滑轮的摩擦力，重力加速度为g，滑块P从A到B的过程中，下列说法正确的是（）A．重物Q的重力功率先增大后减小B．滑块P运动到位置B处速度大小为C．轻绳对滑块P做功为4mgLD．P与Q的机械能之和先减少后增加【答案】ABC【详解】A．根据题意可知，滑块P从A点开始运动时，重物Q的速度为零，则重物Q重力的功率为零，当滑块到达B点时，重物Q的速度也为零，此时，重物Q重力的功率为零，则滑块由A到B的过程中，重物Q的重力功率先增大后减小，故A正确；B．根据题意可知，滑块P、重物Q和弹簧组成的系统机械能守恒，根据几何关系可知，滑块P上升的高度为重物Q下降的高度为设滑块P运动到位置B处速度大小为，根据机械能守恒定律有联立解得故B正确；C．对滑块P，设轻绳对滑块P做功为，由动能定理得解得故C正确；D．根据题意可知，滑块P、重物Q和弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的弹性势能先减小后增大，根据机械能守恒定律可知，P与Q的机械能之和先增大后减小，故D错误。故选ABC。10．两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v=6m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量4kg的物块C静止在前方，如图所示，B与C碰撞后二者会粘在一起运动，则下列说法正确的是（）A．B、C碰撞刚结束时BC的共同速度为3m/sB．弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为3m/sC．弹簧的弹性势能最大值为12JD．弹簧再次恢复原长时A、B、C三物块速度相同【答案】BC【详解】A．由题意可知，B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰撞后瞬间B、C两者的共同速度为vBC，规定向右为正方向，由动量守恒定律可得解得

A错误；B．当A、B、C三物块的速度相等时，弹簧的弹性势能最大，A、B、C三物块组成的系统动量守恒，规定向右为正方向，由动量守恒定律可得解得即物块Ａ的速度为3m/s，B正确；

C．由能量守恒定律可得弹簧的弹性势能最大值为C正确；D．设弹簧再次恢复原长时A的速度为v1，B、C速度为v2，从B、C碰撞后到弹簧再次恢复原长的运动中，三物块组成系统动量守恒，机械能守恒，则有

联立解得v1=0v2=4m/s或v1=2m/sv2=6m/s（不合理，舍去）D错误。故选BC。二、非选择题：本题共5小题，共60分。11．（7分）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=10Hz。用刻度尺测得照片上。x1=x2=2.00cm，y1=1.24cm，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】A2.09.6【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12．（10分）某实验小组利用光电门等器材验证“机械能守恒定律”。

（1）实验中，直径为d的金属小球由A处静止释放，下落过程中经过A处正下方固定的光电门1和光电门2，两光电门分别与数字计时器连接。小球的挡光时间分别为、，则小球通过光电门1时的速度大小为=，小球通过光电门2时的速度大小为=（用物理量的符号表示）。（2）已知当地重力加速度大小为g，为验证机械能守恒定律，实验中还一定需要测量的物理量是（选填选项前的字母）。A．金属小球的质量MB．金属小球下落的时间TC．两个光电门的高度差h（3）如果金属小球下落过程中的机械能守恒，应满足的关系式为（用题中字母表示）。【答案】C【详解】（1）[1]小球通过光电门1时的速度[2]小球通过光电门2时的速度（2）[3]A．实验通过重力势能的减小量和动能的增加量是否相等来验证机械能守恒，即质量可以约去，不需要测量。故A错误；BC．同理，需要测量两个光电门的高度差h来计算重力势能的减小量。金属小球下落的时间T没有测量的必要。故B错误；C正确。故选C。（3）[4]要验证机械能守恒定律，应满足的关系式为即应满足的关系式为13．（10分）如图所示，AC、BC两绳系一质量为的小球，AC绳长，两绳的另一端分别固定于轴的A、B两处，两绳拉直时与竖直轴的夹角分别为和小球在水平面内做匀速圆周运动时，若两绳中始终有张力，求小球的角速度的取值范围。g=10m/s2【答案】【分析】当上绳绷紧，下绳恰好伸直但无张力时，由上绳子的拉力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解出最小角速度；当下绳绷紧，上绳恰好伸直但无张力时，由下绳子的拉力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解出最大角速度；即可求得角速度的范围．【详解】当上绳绷紧，下绳恰好伸直但无张力时，小球受力如图由牛顿第二定律得：，又有，解得：；当下绳绷紧，上绳恰好伸直无张力时，小球受力如图由牛顿第二定律得：，解得：；故当时，两绳始终有张力，【点睛】本题中球做匀速圆周运动，临界情况下由拉力和重力的合力提供向心力，关键受力分析后根据牛顿第二定律列式求解．14．（15分）如图甲所示，平台ON上有一轻质弹簧，其左端固定于竖直挡板上，右端与质量m=0.50kg、可看作质点的物块A相接触（不粘连），OP段粗糙且长度等于弹簧原长，PN段光滑，上面有静止的小滑块B、C，mB=kg，mC=kg，滑块B、C之间有一段轻弹簧刚好处于原长，B与轻弹簧连接，滑块C未连接弹簧，两滑块离N点足够远。物块A开始静止于P点，与OP段的动摩擦因数μ=0.50。现对物块施加一个水平向左的外力F，大小随位移x变化关系如图乙所示。物块A向左运动x=0.40m到达Q点，到达Q点时速度为零，随即撤去外力F，物块A在弹簧弹力作用