2023-2024学年湖北省武汉市重点中学高二（上）开学考物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年湖北省武汉市重点中学高二（上）开学考物理试卷一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）1.a、b两质点t=0时刻开始沿x轴运动，从开始运动到停止运动，它们的位置x随时间t变化的图像分别如图中图线a、b所示，下列说法正确的是(

)

A.t1时刻a、b运动方向相同

B.t2时刻a的速率小于b的速率

C.t1∼t2时间内a的平均速度等于b的平均速度

D.2.如图，在同一竖直平面内，距地面不同高度的地方以不同的水平速度同时抛出两个小球。则两球(

)

A.可能在空中相遇 B.落地时间可能相等

C.抛出到落地的水平距离有可能相等 D.抛出到落地的水平距离一定不相等3.一小船欲渡过宽60m河流，船在静水中的速度为5m/s，河水的流速为3A.12s，20s B.10s，20s C.15s，204.如图为一皮带传动装置，a、b、c三点做圆周运动的半径之比ra︰rb︰rc=1︰2︰4。若a、b、c三点的线速度分别用υa、υA.υa︰υb︰υc=15.新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题。在某次新车性能测试过程中，新能源汽车速度随时间变化的图像如图所示，其中t1至t2阶段汽车牵引力的功率P保持不变，t2时达到最大速度vm，该新能源汽车质量为m，所受阻力恒定不变，下列说法正确的是(

)A.t1∼t2这段时间内牵引力保持不变

B.t1∼t2这段时间内加速度保持不变

C.6.如图所示，有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球一起转动，b是近地卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，下列说法正确的是(

)

A.卫星a放在此位置时受到的重力比放在南极时大

B.卫星c所需的向心力比卫星b所需的向心力要小

C.卫星c的发射速度一定大于卫星b的发射速度

D.卫星d的角速度是四颗卫星中最大的7.在一轻弹簧下挂一重物，将它从位置P处放开，它将迅速下降，直至位置N后再返回(如甲图所示)。若我们用手托着该重物使它缓缓下降，最终它在达到位置Q后就不再运动了(如乙图所示)。记弹簧的弹性势能为Ep1、物体和地球的重力势能为Ep2、物体的动能为Ek，弹簧始终处于弹性限度内，关于两次实验，下列说法正确的是A.甲图里重物从Q到N的过程中，Ep1+Ep2持续减小

B.乙图里重物从P到Q的过程中，Ep1+Ep2持续增大

C.甲图里重物从P到N二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）8.每周末在学校的路上，可以见到同学们带行李箱，同学们有两种拉箱子的方式，将其简化为如图甲、乙所示的模型。两图中，箱子的质量、与水平地面间的动摩擦因数均相同，图甲中拉力F的方向水平，图乙中拉力F′的方向与水平地面存在夹角。若要使两图中的箱子由静止开始拉动相同的距离获得相同的速度，则(

)

A.甲箱子克服摩擦力做的功Wf一定大于乙箱子克服摩擦力做的功Wf′

B.甲箱子克服摩擦力做的功Wf一定小于乙箱子克服摩擦力做的功Wf′

C.F做的功WF一定大于F′做的功WF9.两球A、B在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，mA=1kg，mB=2kg，vA=6mA.vA′=5m/s，vB′=2.5m/s 10.如图，光滑地面上，有一质量为M=10kg的木箱停在水平路面上，木箱M高h=1.25m，一质量m=5kg的小物块置于M的上表面，它距后端A点的距离为x0=2m，已知m与M之间的动摩擦因数为μ=A.小物块m离开木箱M时，小物块的速度为4m/s

B.小物块m离开木箱M时，木箱的速度为6m/s

C.小物块m落地时，小物块与木箱之间的距离为3.5m

三、实验题（本大题共1小题，共7.0分）11.某同学用如图甲所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。

(1)该实验中需要将木板倾斜适当角度以平衡摩擦力，还需使钩码质量m远小于小车质量M(含砝码质量)A.平衡摩擦力时应通过钩码牵引小车B.平衡摩擦力时小车后面不能拖着纸带C.平衡摩擦力的目的是让绳子拉力成为小车所受的合外力D.让m远小于M的目的是可以用钩码的重力来计算绳子拉力的大小(2)某次实验时得到的纸带如图乙所示，A、B、C、D、E、F、G为选出的7个计数点，相邻两计数点之间还有4个计时点没有画出，用刻度尺测得相邻两计数点之间的距离分别为xAB=4.82cm、xBC=5.30cm、xCD=5.79c四、计算题（本大题共4小题，共53.0分）12.某学习小组用小球1与小球2正碰(对心碰撞)来验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽平滑连接．安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下铅垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，认为其圆心就是小球落点的平均位置；步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘处的B点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、(1)在上述实验操作中，下列说法正确的是A.小球1的质量一定大于小球2的质量，小球1的半径可以大于小球2的半径B.斜槽轨道末端必须调至水平C.重复实验时，小球在斜槽上的释放点可以不在同一点D.实验过程中，白纸需固定，复写纸可以移动(2)以下提供的器材中，本实验必需的有A.刻度尺

B.游标卡尺

C.天平

(3)设小球1的质量为m1，小球2的质量为m2，MP的长度为l1，13.2022年9月14日《天体物理学杂志》宣布了一个新发现的超级地球，并且这一颗新的天体，它当中有30%都是水，它离地球的距离仅仅在100光年。假设在超级地球表面将一可视为质点的小球以速度v0沿竖直向上的方向抛出，小球上升的最大高度为h，已知超级地球的半径为R，超级地球的自转周期为T，引力常量为G(1(214.如图所示，AB为固定在竖直平面内、半径为R的四分之一圆弧轨道，B点切线水平且距水平地面CD的高度为R=0.45m。将质量为m=0.16kg的滑块(可视为质点)从A点由静止释放，滑块离开B点后水平抛出，落在水平地面上的P点(图中未画出)，(1)物块滑到(2)从A到

15.如图所示，在光滑水平地面上静置一质量mA=4kg的长木板A和另一质量mC=3kg的滑块C，其中长木板的左端还放有质量mB=2kg的滑块B(可看成质点)。现给A、B组成的整体施加水平向右的瞬时冲量I=36N⋅s，此后A、B以相同速度向右运动，经过一段时间后A与C发生碰撞(1)求A、(2)滑块B在长木板A上表面所留痕迹的长度

答案和解析1.【答案】C

【解析】A.

t1

时刻，a向正方向运动，b向负方向运动，两质点运动方向相反，故AB.

t2

时刻a图像的倾斜程度大于b图像的倾斜程度，即a的速率大于b的速率，故BC.

t1∼t2

时间内a通过的位移与b相同，可知a的平均速度等于D.

0∼t3

时间内b通过的路程为

x0

，a通过的路程为

2故选C。

2.【答案】C

【解析】解：A、平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，相等时间内下降的高度相等，可知两球不可能在空中相遇，故A错误；

B、平抛运动的时间由高度决定，两球平抛运动的高度不同，则运动时间不同，故B错误；

C、根据h=12gt2得：t=2hg，则抛出到落地的水平距离：x=v03.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查了小船渡河问题；小船在河水中参与了两个运动，一是随水流向下的运动，二是船在静水中的运动，则由运动的合成与分解可确定答案。

船渡河时，当船头正对河岸运行时渡河时间最短；而当船速大于水速时，船可以垂直河岸过河。

【解答】

要使船渡河时间最短，船头应正对河岸前进，故渡河时间为：t= d vc =605s=124.【答案】C

【解析】【分析】

根据同一根皮带上，速度的大小相等，根据v=ωr即可得出角速度之比；根据同轴传动，角速度相等即可判断线速度之比与角速度之比。

本题主要考查传动问题，熟练运用公式是解题的关键。

【解答】

如图所示，a与b同一皮带下传动，则va=vb，因为ra：rb=1：2，根据v=ωr，所以ωa：ωb=rb：ra=2：1，bc两点共轴，则ωc=ωb,得角速度之比ωa：ωb：ωc=2：1：1，因为rc：rb5.【答案】C

【解析】【分析】

t1～t2这段时间内，汽车牵引力的功率P保持不变，由P=Fv分析牵引力的变化情况，根据图像斜率的变化分析加速度的变化情况；汽车匀速运动时，牵引力与阻力大小相等，由P=Fv和平衡条件相结合求阻力大小。0A.t1∼t2这段时间内牵引力的功率P保持不变，而速度增加，根据

PB.t1∼可知，加速度减小，故B错误；C.汽车匀速时，阻力与牵引力平衡，则f所受阻力恒定不变，0∼t2这段时间内所受阻力大小为

PvD.0∼t1这段时间内，加速度不变，则牵引力不变，而速度增加，则功率增加，故这段时间内的功率小于P，0∼t故选C。

6.【答案】C

【解析】解：A.卫星a处于赤道位置随地球自转，万有引力的一部分提供向心力，另一部分就是重力，而两极的向心力最小为零，则两极处的重力加速度最大，故卫星a放在此位置时受到的重力比放在南极时小，故A错误；

B.根据F=GMmr2可知，卫星c的半径大于卫星的b半径，但由于两卫星的质量关系不确定，无法比较两卫星所受万有引力的大小，万有引力提供向心力，即无法比较卫星c所需的向心力与卫星b所需的向心力的大小，故B错误；

C.卫星要到达离地球越远的高度，需要更大的发射速度离心，之后在远地点再次加速进入高轨道，因此进入较高轨道需要克服引力做功越多，则需要的初动能越大，则卫星c的发射速度大于卫星b的发射速度，故C正确；

D.对b、c、d三颗公转的卫星，根据万有引力提供向心力，则有

GMmr2=mω2r

其角速度满足

ω=GMr3

可知半径越大，角速度越大，ωb>ωc>ωd，而对于a与c两个具有相同的角速度，有ωc=ωa，故四颗卫星中b的角速度最大，故7.【答案】C

【解析】【分析】解决本题的关键是明确重物在Q点时，重物的重力与弹簧的拉力恰好平衡。甲图中，重物与弹簧组成的系统机械能守恒，乙图中手的支持力对重物做负功，所以重物与弹簧组成的系统机械能减少。【解答】A.由题意可知，甲图里重物在达到位置

Q

处，弹簧的弹力与重物的重力大小相等，此时重物的速度最大，则有在重物从

Q

到

N

的过程中，弹力大于重力，重物做减速运动，动能减小，重物与弹簧组成的系统机械能守恒，由机械能守恒定律可知，

Ep1+EB.乙图里重物从

P

到

Q

的过程中，用手托着该重物使它缓缓下降，重物动能不变，可手对重物的支持力对重物做负功，则系统的机械能减小，则有

Ep1+EC.甲图里重物从

P

到

N

的过程中，重物与弹簧组成的系统机械能守恒，则有

Ep1+ED.乙图里重物从

P

到

Q

的过程中，手对重物的支持力对重物做负功，因此系统的机械能减小，则有

Ep1+E故选C。

8.【答案】AC【解析】【分析】本题主要是考查了功的定义式以及动能定理的应用。以行李箱为研究对象，分析受力情况，根据摩擦力公式和功的定义式求解摩擦力做功，分根据动能定理分析拉力做功的大小。

【解答】AB.箱子的质量、与水平地面间的动摩擦因数均相同，图甲的摩擦力大小和图乙的摩擦力大小分别为

f=μmg

f′=μN′=μ(mg−Fsinθ)

位移相同，根据功的定义式得甲箱子克服摩擦力做的功Wf一定大于乙箱子克服摩擦力做的功Wf′，A正确，B错误;

9.【答案】BC【解析】A.考虑实际运动情况，碰撞后两球同向运动，A球速度应不大于B球的速度，故A错误；B.两球碰撞过程，系统不受外力，故碰撞过程系统总动量应守恒，碰撞前，总动量为p总动能E碰撞后，总动量为p总动能E则p符合动量守恒和能量守恒，故B正确；C.碰撞后，总动量为p则p符合动量守恒定律，总动能E则E符合能量守恒定律。而且vA′<D.如果vA′=p系统动量守恒，碰后总动能为E系统动能增加，不可能，故D错误。故选BC。

10.【答案】AB【解析】【分析】

根据牛顿第二定律得出小物块与木箱的加速度，结合匀变速直线运动的规律进行列式求解；小物块m离开木箱后做平抛运动，根据平抛运动的规律列式求解小物块m落地时，小物块与木箱之间的距离。

本题主要考查牛顿运动定律解决板块问题，解题的关键在于得出各自的加速度。

【解答】

AB.小物块m与木箱M间的摩擦力Ff=μmg=0.2×5×10N=10N，由牛顿第二定律可得物块的加速度为am=Ffm=105m/s2=2m/s2，木箱的加速度为am=F−FfM=40−1010m11.【答案】(1)CD

(【解析】【分析】

本题考查了实验注意事项、实验数据处理等问题；要掌握实验原理实验数据的处理方法；(1)该实验中需要将木板倾斜适当角度以平衡摩擦力，使小车受到的合力等于绳子的拉力；

(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小；根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小。

【解答】

(1)平衡摩擦力时不应该挂钩码，但小车应拖着纸带，故A、B错误，C、12.【答案】

BD/DB

【解析】(1)[1] AB.为了保证小球做平抛运动，斜槽轨道末端必须调至水平，故B正确；C.小球1每次必须从斜槽的同一位置由静止滚下，才能保证每次小球1碰前的速度相同，故C错误；D.由于白纸固定不动，复写纸铺在白纸的上面，实验过程中复写纸可以随时拿起来看印迹是否清晰并进行移动，故D正确。故选BD。(2)[C.实验过程中需要测量入射球与被碰球的质量，因此实验需要天平；故C正确；BD.实验过程中不需要测球的直径、不需要测小球的运动时间，因此不需要游标卡尺和秒表，故故选AC。(3m两边乘以相同的平抛的运动时间t可得m即为m则m

13.【答案】解：(1)小球竖直向上抛出，由运动学公式得v02= 2gh

对于超级地球表面的物体，重力等于万有引力，即有GMmR2=mg

超级地球的第一宇宙速度为近地卫星的运行速度，万有引力提供向心力，则有GMmR2=mv【解析】本题考查万有引力定律在天体问题中的应用，解题关键是知道超级地球表面万有引力等于重