四川省自贡市名校2023-2024学年高二上学期9月开学考试物理试题（原卷版+解析版）

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物理试卷

满分100分，考试时间75分钟。

注意事项：

1.答题前，务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡规定的位置上。

2.答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

3.答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。

4.考试结束后，将答题卡交回。

第Ⅰ卷（选择题共43分）

一、单项选择题：共7小题，每题4分，共28分。每题只有一个选项最符合题意。

1.关于物理学发展，下列表述正确的是（）

A.哥白尼提出了“地心说”，认为地球位于宇宙中心

B.牛顿提出了三条运动定律及万有引力定律，并利用扭秤装置较准确地测出了引力常量

C.经典力学是许多科学家经过艰苦探索才完成的科学理论，经典力学适用于一切情况

D.开普勒通过对天体运动的长期研究，发现了行星运动三定律

2.如图所示，在光滑的水平面上有一根处于自然状态的轻弹簧，左侧固定在竖直墙面上，弹簧的右侧有一物块以初速度v0向左运动，后与弹簧发生挤压并被弹回，已知弹簧的形变量始终在弹性限度内，则运动过程中（）

A.物块的动量守恒B.物块的机械能守恒

C.物块与轻弹簧组成的系统动量守恒D.物块与轻弹簧组成的系统机械能守恒

3.中国科幻系列电影《流浪地球》热播，影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造行星发动机，使地球完成一系列变轨，某过程如图所示，地球在椭圆轨道I上运行到远日点B变轨，进入圆形轨道II，不计空气阻力。下列说法正确的是（）

A.地球沿轨道I运动至B点时，需向前喷气减速才能进入轨道II

B.地球沿轨道I运行时，在A点的加速度等于在B点的加速度

C.地球沿轨道I运行的周期小于沿轨道Ⅱ运行的周期

D.地球在轨道I上由A点运行到B点的过程中，机械能逐渐增大

4.近几年我国风力发电迅速发展，2023年风电装机容量约3.7亿千瓦。风力发电利用风车叶片旋转，通过齿轮变速，可以将很低的风轮转速变为很高的发电机转速。在如图所示的齿轮传动中，A、B、C三点位于齿轮不同位置，已知，，以下关于A、B、C三点的线速度大小v、角速度大小ω、周期T、向心加速度大小a之间关系的说法正确的是（）

A.B.

C.D.

5.打糍粑是中国传统节日的风俗。如图，若木槌质量为5kg，木槌刚接触糍粑时的速度为20m/s，打击糍粑0.1s后木槌静止，则木槌击打糍粑时的平均作用力约为（）

A.800NB.1000NC.1200ND.1400N

6.质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，则（）

A.启动后汽车做匀加速直线运动B.汽车受到的阻力为

C.当车速为时，汽车的瞬时加速度为D.当车速为时，汽车的瞬时加速度为

7.如图所示，小球从O点开始做平抛运动，p为落地点，某红外线探测器置于线段Op的中点O'，可向竖直和水平方向发出两条射线，两次检测到小球的位置记为m、n，则（）

A.从O到m与从O到p重力做功之比为1：

B.从O到m与从O到n重力的冲量之比为1：

C.从O到m与从m到p重力平均功率之比为1：2

D.经过m、n时，速度方向与水平方向夹角的正切值之比为1：2

二、多项选择题：共3小题，每题5分，共15分。每题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8.2022年夏天，重庆地区持续高温，森林防火形式严峻。如图，无人机以恒定拉力F将重力为G的物体从地面提升到一定高度，若不计空气阻力，则此过程中（）

A.F所做的功等于物体动能的增加

B.F所做的功等于物体机械能的增加

C.F和G的合力所做的功等于物体动能的增加

D.F和G的合力所做的功等于物体机械能的增加

9.我国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施，计划2030年前实现中国人首次登陆月球。此前我国“玉兔2号”月球车首次实现月球背面软着陆，若月球质量为M，月球的半径为R，“玉兔2号”月球车的质量为m，万有引力常量为G，则（）

A.月球对“玉兔2号”月球车的引力B.月球的平均密度

C.月球的第一宇宙速度D.月球表面的重力加速度

10.如图1所示，在水平桌面上竖直固定一光滑的半圆形轨道ABC，直径AC竖直，小球以一定的初速度从最低点A冲上轨道，图2是小球在半圆形轨道上从A运动到C的过程中，其速度平方v2与其对应高度h的关系图像。已知小球在最高点C受到轨道的作用力为1.25N，轨道半径r=0.4m，空气阻力不计，B点为AC轨道中点，g=10m/s2，下列说法正确的是（）

A.图2中x=40m2/s2

B.小球质量为0.1kg

C.小球在B点受到轨道作用力8.5N

D.小球从A至C的过程中，轨道ABC对小球的水平冲量大小为0.8N·s

第Ⅱ卷（非选择题共57分）

三、实验题：本题共2小题。（11题6分，12题10分，共16分。请将正确的答案写在答题卡上。）

11.某兴趣小组利用图甲所示实验装置，验证“合外力做功和动能变化的关系”，小车及车中砝码的质量为M，沙桶和沙的质量为m，小车的速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到

（1）在实验中，下列说法正确的有____________

A．将木板的右端垫起，以平衡小车的摩擦力

B．每次改变小车的质量时，都要重新平衡摩擦力

C．用直尺测量细线的长度作为沙桶下落的高度

D．在小车运动过程中，对于M、m组成的系统，m的重力做正功

（2）图乙是某次实验时得到一条纸带，O点为静止开始释放沙桶纸带上打的第一个点，速度为0，相邻两个计数点之间的时间间隔为T，根据此纸带可得出小车通过计数点E时的速度____________．

（3）若用O、E两点来研究合外力做功和动能变化的关系，需要验证的关系式为____________（用所测物理量的符号表示）。

12.某实验小组利用如图所示的装置图来验证机械能守恒定律，框架上装有固定不动的光电门1和可上下移动的光电门2，框架竖直部分紧贴一刻度尺，零刻度线在上端，可以读出两个光电门到零刻度线的距离和。切断电磁铁电源，让小钢球自由下落，下落过程中小钢球经过光电门1和光电门2，光电计时器记录下小钢球通过光电门1、2的时间．已知小钢球的直径为，当地的重力加速度为。

（1）小钢球通过光电门1时的瞬时速度__________（用题中所给的物理量表示），实验中__________________（填“需要”、“不需要”）用天平测出小球的质量（实验中空气阻力很小，可忽略不计）。

（2）如果考虑小球运动中受空气阻力，小球在两光电门之间下落过程中，重力势能的减少量__________（填“大于”、“小于”或“等于”）动能的增加量。

（3）保持光电门1位置不变，上下调节光电门2，多次实验，作出随变化的图像，如果不考虑空气阻力，得到图线的斜率__________（用题中所给的物理量表示），就可以验证小钢球下落过程中机械能守恒。

（4）如果考虑小球运动中受空气阻力，则实验得出的随变化的图像的斜率一定__________（填“大于”、“小于”或“等于”）不考虑空气阻力时图线的斜率。

四、解答题：本题共3小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13.投壶，是我国古代的一种民间游戏。如图现有甲、乙两人进行投壶游戏，为简化起见，将箭矢视为质点，且不计空气阻力。甲从离地面高h1=1.8m的A点将质点以初速度v1=5m/s水平抛出，正好落在壶口C点，不计壶的高度。乙从离地面高h2=1.25m的B点水平抛出质点，也能使质点落到壶口C（已知重力加速度g=10m/s2）求：

（1）甲抛出的质点的水平位移x；

（2）乙抛出的质点到达C点的速度大小v。

14.如图所示，长度分别为2L、L的直角轻杆POQ能绕固定点O在竖直面内无摩擦转动，杆的P、Q两端分别固定质量为2m、m且均可视为质点的小球甲、乙。现让OP杆从水平位置由静止开始无初速度释放，不计空气阻力，重力加速度为g。OP杆第一次摆至竖直位置时，求：

（1）小球甲的速度大小；

（2）该过程中OQ杆对小球乙所做的功。

15.如图所示，固定在地面上、表面光滑平台ABCOK由斜面AB和水平面BC组成，B处通过一小段圆弧平滑连接，倾角为θ的斜面体ODE固定在地面上，O点在C点的正下方。均可视为质点的a、b两小球质量分别为ma=km、mb=m，把小球b放置在C点，让a球从A点由静止开始下滑，两球在C点发生弹性碰撞，碰后b球做平抛运动，落到OD上。已知m=0.5kg，，CO的高度为h=0.9m，AK的高度为H=1.7m。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。

（1）求a、b发生碰撞前的瞬间，a的速度v0的大小；

（2）a、b碰撞后的瞬间，若b的动能是a的动能的3倍，求k的值；

（3）求b落到斜面OD前瞬间的动能Ek与平抛运动竖直下落位移y之间的函数关系式（用Ek、m、g、h、y表示）和Ek的最小值。

自贡市名校2023-2024学年高二上学期9月开学考试

物理试卷答案解析

满分100分，考试时间75分钟。

注意事项：

1.答题前，务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡规定的位置上。

2.答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

3.答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。

4.考试结束后，将答题卡交回。

第Ⅰ卷（选择题共43分）

一、单项选择题：共7小题，每题4分，共28分。每题只有一个选项最符合题意。

1.关于物理学发展，下列表述正确的是（）

A.哥白尼提出了“地心说”，认为地球位于宇宙中心

B.牛顿提出了三条运动定律及万有引力定律，并利用扭秤装置较准确地测出了引力常量

C.经典力学是许多科学家经过艰苦探索才完成的科学理论，经典力学适用于一切情况

D.开普勒通过对天体运动的长期研究，发现了行星运动三定律

【答案】D

【解析】

【详解】A．哥白尼提出了“日心说”，认为太阳位于宇宙的中心；而托勒密提出了“地心说”，认为地球位于宇宙的中心，故A错误；

B．牛顿提出了三条运动定律及万有引力定律，卡文迪什利用扭秤装置较准确地测出了引力常量，故B错误；

C．经典力学是许多科学家经过艰苦探索才完成科学理论，经典力学适用于宏观、低速、弱引力情况，对于微观、高速和强引力情况不再适用，故C错误；

D．开普勒通过对天体运动的长期研究，发现了行星运动三定律，故D正确。

故选D。

2.如图所示，在光滑的水平面上有一根处于自然状态的轻弹簧，左侧固定在竖直墙面上，弹簧的右侧有一物块以初速度v0向左运动，后与弹簧发生挤压并被弹回，已知弹簧的形变量始终在弹性限度内，则运动过程中（）

A.物块的动量守恒B.物块的机械能守恒

C.物块与轻弹簧组成的系统动量守恒D.物块与轻弹簧组成的系统机械能守恒

【答案】D

【解析】

【详解】AC．动量守恒研究的对象为两个或两个以上物体组成的系统，物块在运动过程中，物块与轻弹簧组成的系统受到墙壁的弹力，合外力不为零，因此该系统动量不守恒，故AC错误；

BD．物块的运动过程中，物块与轻弹簧组成的系统动能和势能相互转化，机械能守恒，而单独对物块而言，压缩弹簧的过程中，物块的动能在向弹簧的弹性势能转化，其自身的机械能在减小，故B错误，故D正确。

故选D。

3.中国科幻系列电影《流浪地球》热播，影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造行星发动机，使地球完成一系列变轨，某过程如图所示，地球在椭圆轨道I上运行到远日点B变轨，进入圆形轨道II，不计空气阻力。下列说法正确的是（）

A.地球沿轨道I运动至B点时，需向前喷气减速才能进入轨道II

B.地球沿轨道I运行时，在A点加速度等于在B点的加速度

C.地球沿轨道I运行的周期小于沿轨道Ⅱ运行的周期

D.地球在轨道I上由A点运行到B点的过程中，机械能逐渐增大

【答案】C

【解析】

【详解】A．地球沿轨道运动至B点时，需向后喷气加速才能进入轨道II，故A错误；

B．由，可得

A点距离地心比B点近，所以地球沿轨道I运行时，在A点的加速度大于在B点的加速度，故B错误；

C．由图可知轨道I的半长轴小于Ⅱ的半径，由开普勒第三定律，可知地球沿轨道I运行的周期小于沿轨道Ⅱ运行的周期，故C正确；

D．地球在轨道I上由A点运行到B点的过程中，机械能守恒，故D错误。

故选C。

4.近几年我国风力发电迅速发展，2023年风电装机容量约3.7亿千瓦。风力发电利用风车叶片旋转，通过齿轮变速，可以将很低的风轮转速变为很高的发电机转速。在如图所示的齿轮传动中，A、B、C三点位于齿轮不同位置，已知，，以下关于A、B、C三点的线速度大小v、角速度大小ω、周期T、向心加速度大小a之间关系的说法正确的是（）

A.B.

C.D.

【答案】D

【解析】

【详解】B．大小齿轮传动过程中边缘上的A、B两点线速度大小相等，即，根据

，

则有

A、C是同轴传动，角速度相等，则有

则

故B错误；

A．根据，则有

，

则有

故

故A错误；

D．根据

，

则有

解得

故D正确；

C．根据

可得

故C错误。

故选D。

5.打糍粑是中国传统节日的风俗。如图，若木槌质量为5kg，木槌刚接触糍粑时的速度为20m/s，打击糍粑0.1s后木槌静止，则木槌击打糍粑时的平均作用力约为（）

A.800NB.1000NC.1200ND.1400N

【答案】B

【解析】

【详解】以向上为正方向，由动量定理可得

代入数据解得糍粑对木槌的平均作用力

由牛顿第三定律可知，木槌击打糍粑时的平均作用力约为1000N。

故选B。

6.质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，则（）

A.启动后汽车做匀加速直线运动B.汽车受到的阻力为

C.当车速为时，汽车的瞬时加速度为D.当车速为时，汽车的瞬时加速度为

【答案】C

【解析】

【详解】A．汽车在额定功率下运动，根据

可知，汽车做加速度减小的变加速运动，当牵引力等于阻力时，速度达到最大后做匀速运动，故A错误；

B．汽车达到最大速度时，动力与阻力平衡，则由

可得

故B错误；

CD．当牵引力和阻力大小相等时，速度最大，此时

那么当汽车的车速为时，牵引力

加速度

故C正确，D错误。

故选C。

7.如图所示，小球从O点开始做平抛运动，p为落地点，某红外线探测器置于线段Op的中点O'，可向竖直和水平方向发出两条射线，两次检测到小球的位置记为m、n，则（）

A.从O到m与从O到p重力做功之比为1：

B.从O到m与从O到n重力的冲量之比为1：

C.从O到m与从m到p重力平均功率之比为1：2

D.经过m、n时，速度方向与水平方向夹角的正切值之比为1：2

【答案】B

【解析】

【详解】AC．设从到p的运动的时间为，则有

，

由于为线段的中点，点与在同一竖直线上，则有从到的时间为

从到的竖直位移为

根据重力做功公式

可得从到与从到p的重力做功之比为

根据平均功率公式

可得从O到m与从m到p重力平均功率之比为

故AC错误；

B．从到的时间为

从到的时间为

根据冲量定义

可知从到与从到重力冲量之比为

故B正确；

D．速度方向与水平方向夹角的正切值为

所以经过、时，速度方向与水平方向夹角的正切值之比为

故D错误。

故选B。

二、多项选择题：共3小题，每题5分，共15分。每题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8.2022年夏天，重庆地区持续高温，森林防火形式严峻。如图，无人机以恒定拉力F将重力为G的物体从地面提升到一定高度，若不计空气阻力，则此过程中（）

A.F所做的功等于物体动能的增加

B.F所做的功等于物体机械能的增加

C.F和G的合力所做的功等于物体动能的增加

D.F和G的合力所做的功等于物体机械能的增加

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．物体上升的过程中，受到向上的拉力、向下的重力，故可得F所做的功等于物体动能和势能的增加，故A错误，B正确；

CD．根据动能定理可知，F和G的合力所做的功等于物体动能的增加，故D错误，C正确。

故选BC。

9.我国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施，计划2030年前实现中国人首次登陆月球。此前我国“玉兔2号”月球车首次实现月球背面软着陆，若月球的质量为M，月球的半径为R，“玉兔2号”月球车的质量为m，万有引力常量为G，则（）

A.月球对“玉兔2号”月球车的引力B.月球的平均密度

C.月球的第一宇宙速度D.月球表面的重力加速度

【答案】AC

【解析】

【详解】A．根据万有引力定律可知，月球对“玉兔2号”月球车的引力

故A正确；

B．月球可以看做一个密度均匀的球体则有

解得

故B错误；

C．月球的第一宇宙速度即近月卫星的速度，则有

解得

故C正确；

D．在月球表面根据，重力和万有引力的关系有

则月球表面的重力加速度

故D错误。

故选AC。

10.如图1所示，在水平桌面上竖直固定一光滑的半圆形轨道ABC，直径AC竖直，小球以一定的初速度从最低点A冲上轨道，图2是小球在半圆形轨道上从A运动到C的过程中，其速度平方v2与其对应高度h的关系图像。已知小球在最高点C受到轨道的作用力为1.25N，轨道半径r=0.4m，空气阻力不计，B点为AC轨道中点，g=10m/s2，下列说法正确的是（）

A.图2中x=40m2/s2

B.小球质量为0.1kg

C.小球在B点受到轨道作用力为8.5N

D.小球从A至C的过程中，轨道ABC对小球的水平冲量大小为0.8N·s

【答案】BD

【解析】

【详解】A．小球在半圆形轨道上从A运动到C的过程，由动能定理得

由此可知

由图2知，当h=0.8m时，v2=9m2/s2，解得v0=5m/s，当h=0时

故A错误；

B．由图2可知，，小球在C点的速度，在最高点C由牛顿第二定律得

解得

故B正确；

C．小球从A到B运动过程，只有重力做功，机械能守恒，有

在B点有

解得

故C错误；

D．小球从A至C的过程中，选向左为正方向，对小球应用动量定理可得轨道对小球的冲量为

解得

所以轨道对小球对的水平冲量大小是0.8，故D正确。

故选BD。

第Ⅱ卷（非选择题共57分）

三、实验题：本题共2小题。（11题6分，12题10分，共16分。请将正确的答案写在答题卡上。）

11.某兴趣小组利用图甲所示实验装置，验证“合外力做功和动能变化的关系”，小车及车中砝码的质量为M，沙桶和沙的质量为m，小车的速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到

（1）在实验中，下列说法正确的有____________

A．将木板右端垫起，以平衡小车的摩擦力

B．每次改变小车的质量时，都要重新平衡摩擦力

C．用直尺测量细线的长度作为沙桶下落的高度

D．在小车运动过程中，对于M、m组成的系统，m的重力做正功

（2）图乙是某次实验时得到的一条纸带，O点为静止开始释放沙桶纸带上打的第一个点，速度为0，相邻两个计数点之间的时间间隔为T，根据此纸带可得出小车通过计数点E时的速度____________．

（3）若用O、E两点来研究合外力做功和动能变化的关系，需要验证的关系式为____________（用所测物理量的符号表示）。

【答案】①.AD##DA②.③.

【解析】

【详解】（1）[1]若用砂和小桶的总重力表示小车受到的合力，为了减少这种做法带来的实验误差，必须：

AB．使长木板左端抬起一个合适的角度，以平衡摩擦力，以保证合外力等于绳子的拉力，但不需要每次都平衡摩擦力，故A正确，B错误；

C．下落高度由纸带求出，不需要测量下落高度，故C错误；

D．在小车运动过程中，对于M、m组成的系统，m的重力做正功，故D正确；

（2）[2]根据匀变速直线运动的特点，E点的速度等于DF之间的平均速度，所以

（3）[3]从O到E之间的重力对和所做的功为，动能增大

需要验证的是

12.某实验小组利用如图所示的装置图来验证机械能守恒定律，框架上装有固定不动的光电门1和可上下移动的光电门2，框架竖直部分紧贴一刻度尺，零刻度线在上端，可以读出两个光电门到零刻度线的距离和。切断电磁铁电源，让小钢球自由下落，下落过程中小钢球经过光电门1和光电门2，光电计时器记录下小钢球通过光电门1、2的时间．已知小钢球的直径为，当地的重力加速度为。

（1）小钢球通过光电门1时的瞬时速度__________（用题中所给的物理量表示），实验中__________________（填“需要”、“不需要”）用天平测出小球的质量（实验中空气阻力很小，可忽略不计）。

（2）如果考虑小球运动中受空气阻力，小球在两光电门之间下落过程中，重力势能的减少量__________（填“大于”、“小于”或“等于”）动能的增加量。

（3）保持光电门1位置不变，上下调节光电门2，多次实验，作出随变化的图像，如果不考虑空气阻力，得到图线的斜率__________（用题中所给的物理量表示），就可以验证小钢球下落过程中机械能守恒。

（4）如果考虑小球运动中受空气阻力，则实验得出的随变化的图像的斜率一定__________（填“大于”、“小于”或“等于”）不考虑空气阻力时图线的斜率。

【答案】①.②.不需要③.大于④.⑤.小于

【解析】

【详解】（1）[1]小钢球通过光电门1时的瞬时速度近似等于小钢球通过光电门1时的平均速度，即

[2]验证机械能守恒，需要验证

整理得

故实验中不需要用天平测出小球的质量。

（2）[3]小球下落需要克服阻力做功，故减少的重力势能大于增加的动能。

（3）[4]根据实验原理可知

解得

故斜率为

（4）[5]若考虑小球运动中受空气阻力，则小球下落的实际加速度小于自由落体加速度，故由上斜率表达式可知，考虑阻力的图线斜率小于不考虑空气阻力时图线的斜率。

四、解答题：本题共3小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13.投壶，是我国古代的一种民间游戏。如图现有甲、乙两人进行投壶游戏，为简化起见，将箭矢视为质点，且不计空气阻力。甲从离地面高h1=1.8m的A点将质点以初速度v1=5m/s水平抛出，正好落在壶口C点，不计壶的高度。乙从离地面高h2=1