2023-2024学年重庆四十九中高二（上）开学物理试卷（含解析）

2023-2024学年重庆四十九中高二（±）开学物理试卷

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

I.一质点做曲线运动，下列说法正确的是（）

A.质点速度大小时刻在改变B.质点加速度方向时刻在改变

C.质点速度方向一定与加速度方向相同D.质点速度方向一定沿曲线的切线方向

2.在地面附近发射飞行器，当速度为U时，飞行器会克服地球引力，永远离开地球，贝∣J（）

A.V=6.7kτn∕sB.v=7.9km∕s

C.7.9km∕s<v<11.2km∕sD.v≥11.2km∕s

3.一两岸平行的小河，宽100m,河水流速为3m∕s,一小船在静水中的速度为5m∕s,小船

渡河的最短时间为（）

A.20sB.25sC.33sD.12.5s

4.甲、乙两颗人造地球卫星均绕地球做匀速圆周运动，甲的运动半径大于乙的运动半径，则

（）

A.甲运动的周期比乙大B.甲运动的角速度比乙大

C.甲运动的加速度比乙大D.甲运动的速度比乙大

5.如图所示，物块b置于楔形物体ɑ的斜面上，水平力F作用于楔形物力,

体α,使a、b一起做水平匀速直线运动，在运动过程中（）匚;

A.α对b的弹力不做功B.α对b的弹力做正功

C.α对b的摩擦力不做功D.α对b的摩擦力做正功

6.如图所示，滑板运动员以速度必从距离地面高度为九的平台末端水平飞出，落在水平地面

上。运动员和滑板均可视为质点，忽略空气阻力的影响，下列说法中正确的是

A.h一定时，北越大，运动员在空中运动时间越长

B.h一定时，火越大，运动员落地瞬间速度越大

C.运动员落地瞬间速度与高度八无关

D.运动员落地位置与孙大小无关

7.篮球运动员斜向上投出质量为m的篮球，球出手时高度为心、动能为外,篮筐距地面高度

为后，不计空气阻力。则篮球进筐时的动能为（）

A.Ek+τngh2—mgh1B.Ek—mgh2+mgh1

C.mgh2+mgh1—EkD.mgh2—mgh1—Ek

二、多选题（本大题共3小题，共15.0分）

8.一个质点做匀速圆周运动时，它在任意相等的时间内（）

A.通过的位移相等B.通过的弧长相等C.速度的变化相等D.转过的角度相等

9.如图所示，长为2的轻绳一端固定于。点，另一端固定质量为Wl的小球（可ii

视为质点）。将小球置于位置P使轻绳绷直且水平，然后将小球从静止开始释:/

放，重力加速度为g,当小球运动至最低位置Q时（）

A.小球加速度大小为gB.小球加速度大小为2g

C.重力的功率为ZngJ2glD.轻绳弹力大小为3mg

10.如图所示，竖直面内固定有光滑直角杆αbc,质量相同的小球M、AJC

N用长为的轻绳连接，两小球M、N分别穿在竖直杆ab和水平杆be

上.用外力使两小球静止，轻绳绷直且与水平方向夹角为37。，然后将“匕

两小球同时从静止开始释放，至轻绳与水平方向夹角为53。时（图中未J

o

画出），小球M、N速度大小分别为〃M、VN,已知：sin37=0.6,CoS37。=0.8,重力加速度

为g=10m∕s2,则（）

A.VM=1.2m∕sB.VM=1.6m∕sC.UN=L2m∕sD.UN=L6m∕s

三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）

11.小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球4、B处

于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片使4球水平飞出，同时B球被松开。

⑴他观察到的现象是：小球4、B(填“同时”或“先后”)落地。

(2)让4、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，4球在空中运动的时间(填

“变长”“不变”或“变短”)。

(3)上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是运动。

(4)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据

处理时选择4点为坐标原点(0,0),结合实验中重锤方向确定坐标系，丙图中小方格的边长均

为0.05τn,g取IOnι∕s2,力、B点时间间隔是s,小球运动中水平分速度的大小为

m/So

12.用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源(所用交流电

频率为f)。质量为Tn的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对

纸带上的点痕进行测量。如图2所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的三个点4、8、C,

测出4、B、C三点距起始点O的距离分别为丛、d2.d3,根据这些条件研究OB段运动。已知

II

图2

图1

(I)OB段运动，重锤重力势能的减少量△0=

(2)OB段运动，重锤动能的增加量△&=:

(3)实验中产生系统误差的主要原因是：纸带通过打点计时器的摩擦阻力，使重锤增加的动能

△Ek往往______(填“大于”、“小于”或“等于")重锤减少的重力势能AEp。

四、简答题(本大题共1小题，共10.0分)

13.2019年12月16日15时22分，我国在西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第

五十二、五十三颗北斗导航卫星，北斗导航卫星分为高、中、低三种轨道。某中轨道卫星的

运动视为匀速圆周运动，其轨道半径为地球半径的4倍，已知地球半径为R,地球表面的重力

加速度为g，万有引力常量为G，不考虑地球的自转。求：

(1)地球的质量；

(2)该中轨道卫星的线速度大小。

五、计算题(本大题共2小题，共31.0分)

14.如图所示，倾角为37。的固定斜面与足够长水平面平滑连接于。/尸

点，物块(可视为质点)从斜面顶点P由静止开始释放，已知OP距离为

.....彳......

I=Irn,物块与斜面、水平面间动摩擦因数均为0.5,己知S讥37。=0.6,o

cos370=0.8,重力加速度为g=10m∕s2,求：

(1)物块运动至。点时速度大小"；

(2)物块在水平面上运动的距离d。

15.如图所示，半径为R=1.25m的光滑四分之一圆弧轨道在“O

最低点与水平传送带相切于B点，传送带以v=4τn∕s的速度顺H,工C

QZZ=D

时针匀速转动，传送带BC两端距离为L=1.9巾。质量为nι=

0.4kg的滑块(可视为质点)，从圆弧轨道最高点力处由静止开始释放，已知滑块与传送带间动

摩擦因数〃=0.5,重力加速度为g=10τn∕s2,求：

(I)滑块到达B点时速度大小；

(2)滑块从传送带B到C端过程所经历的时间；

(3)滑块从传送带B到C端过程中，产生的热量。

答案和解析

1.【答案】D

【解析】解：4、既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，但速度的大小不一定变化，

如匀速圆周运动，故4错误。

8、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，所以

加速度的方向不一定变化，如平抛运动，故B错误。

C、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，加速度的方向是和合力的方向相同，

所以质点速度方向一定与加速度方向不在一条在线上，故C错误。

。、做曲线运动的物体，速度的方向沿曲线的切线方向，故。正确。

故选：Do

物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，速度的方向与该点曲线的切线方向相同；

由牛顿第二定律可以判断加速度的方向。

本题是对曲线运动速度方向的考查，做曲线运动的物体的速度的方向是沿着曲线的切线方向的。

2.【答案】D

【解析】解：当发射的速度大于等于第二宇宙速度11.2km∕s,卫星会挣脱地球的引力，不再绕地

球飞行，当发射的速度大于等于第三宇宙速度，卫星会挣脱太阳的引力，飞出太阳系，因此当v≥

11.2km∕s,会永远离开地球，故。正确，4、B、C错误。

故选：D。

第一宇宙速度7.9∕σn∕s是卫星沿地球表面运动时的速度；当卫星的速度大于等于第二宇宙速度

11.2∕σn∕s时卫星脱离地球的吸引；当物体的速度大于等于第三宇宙速度16.7km∕s时物体将脱离太

阳的束缚，从而即可判定。

本题考查人造卫星的三个宇宙速度，关键要熟记三种宇宙速度，特别注意第一宇宙速度有三种说

法：它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速

度，它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度。

3.【答案】A

【解析】解：当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短，

则有：ten=f=^2S=20s,故4正确，88错误；

UCɔ

故选：Ao

船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡

河时间最短，从而即可求解。

小船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过河

时间只分析垂直河岸的速度，分析过河位移时，要分析合速度。

4.【答案】A

【解析】解：甲、乙两卫星绕地球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力，得：G等=m^r=

因甲的运动半径大于乙的运动半径，则甲运动的周期比乙大，甲运动的角速度、加速度和速度都

比乙小，故A正确，BCQ错误。

故选：Ao

甲、乙两卫星绕地球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力，由牛顿第二定律列式，得出周

期、角速度、加速度、线速度的表达式，由轨道半径的大小关系进行比较即可。

对于绕同一中心天体运行的不同环绕天体的运行参量的比较问题，一要抓住万有引力提供向心力

这一基本思路；二要抓住轨道半径的大小关系或由己知条件先得出它们的轨道半径关系，再进行

分析比较。

5.【答案】D

【解析】解：对物块b受力分析，如图所示“∖ʃ

AB,a、b一起做水平匀速直线运动，a对b的支持力的方向与位移的方向多召一F

夹角大于90。，故a对b的弹力做负功，故AB错误；....

mg

CD、a对b的摩擦力方向与位移方向的夹角小于90。，故做正功，故C错误，

D正确；

故选：0。

对物块b受力分析，判断出。对匕的弹力和摩擦力方向与位移的夹角关系，根据W=FXCoS。判断出

做功正负。

本题主要考查了恒力做功，关键是正确的受力分析，判断出力与位移的夹角大小关系即可。

6.【答案】B

【解析】【分析】

运动员和滑板做平抛运动，根据分位移公式和分速度公式列式求解即可。

本题关键是明确运动员和滑板做平抛运动，然后根据平抛运动的分位移公式和动能定理列式分析

讨论。

【解答】

解：4运动员和滑板做平抛运动，有八=；/2,故运动时间与初速度无关，故A错误；

BC.运动员在竖直方向做自由落体运动，落地时竖直方向的分速度为为=/时，得落地速度大

小为V=J诏+2g∕ι,故北越大，％越大，运动员落地瞬间速度越大，故B正确，C错误；

。.射程X=Uot=%八―^定时，初速度越大，射程越大，故。错误。

故选B。

7.【答案】B

【解析】解：以地面为零势能面，篮球机械能守恒，根据机械能守恒定律有：

mgh1+Ek=mgh2+Ek2

解得：

Ek2=Ek+mghl-mgh2

故B正确ACD错误。

故选：Bo

篮球在空中飞行时受到的空气阻力忽略不汁•，只受重力，故机械能守恒，根据机械能守恒定律直

接列式分析。

本题关键根据机械能守恒定律列式求解，守恒条件为只有重力做功，同时注意在确定重力势能时

要先设定零势能面。

8.【答案】BD

【解析】解：4、位移大小等于由初位置指向末位置线段长度，线段的方向即为位移方向，是矢

量，因此在任意相等时间内，位移不一定相同，故A错误；

8、匀速圆周运动中速度的大小不变，只是速度方向改变，因此在任意相等时间内，通过的弧长是

相等的，故B正确；

C、速度是矢量，速度的变化量为△"=%-%,方向由%指向外（即减数指向被减数），因此在任

意相等时间内速度的变化不一定相同，故C错误；

。、做匀速圆周运动的质点角速度不变，因此在任意相等时间内，通过的角度相等，故O正确；

故选：BD.

该题有一定的综合性，在圆周运动中考察标量和矢量这两种物理量的特点，同时考察了匀速圆周

运动的特点.

物理知识的学习过程中要前后融会贯通，不能是孤立的，如本题中在圆周运动中考察矢量、标量

问题，题意新颖.

9.【答案】BD

【解析】解：设小球达到最低点时的速度为从P到Q运动过程中，根据机械能守恒定律可得：

2

mgl=ɪmv,解得：v—y]2gh

AB.在Q点，小球加速度为：α=9=^=2g,所以小球加速度大小为2g,故A错误、B正确;

C、由于小球在最低点速度方向沿水平方向，在竖直方向的速度为=0,重力的功率为P=mgvy=

0,故C错误；

D、在最低点轻绳弹力大小F，根据牛顿第二定律可得F-mg=m-γ＞解得尸=mg+m^-=mg+

mʃ-3mg,故。正确。

故选:BDo

根据机械能守恒定律求解小球在Q点的速度大小，对小球根据牛顿第二定律求解加速度大小和轻

绳弹力大小；

根据重力的功率计算公式P=ag为求解重力的瞬时功率。

本题主要是考查机械能守恒定律和竖直平面内的圆周运动，掌握机械能守恒定律的守恒条件，知

道重力的瞬时功率计算公式P=mg为中的Vy为竖直方向的速度，明确在最低点小球作圆周运动的

合力提供向心力。

10.【答案】AD

【解析】解：设小球M、N的质量均为根据题意可知绳长L=Inl,小球从静止至轻绳与水平

方向夹角为53。时，根据机械能守恒定律可得：

II

TngL（S讥53。—S讥37°）=2mv7M+咪7

根据运动的合成与分解可得：VMCOS37°=VNCOS53°

联立解得：VM=1.2m∕s,VN=1.6m∕s,故AO正确、5C错误.

故选：AD.

小球从静止至轻绳与水平方向夹角为53。时，只有重力做功，根据机械能守恒定律列方程；再根据

运动的合成与分解得到两个小球的速度关系，由此求解.

本题主要是考查了机械能守恒定律的知识；要知道机械能守恒定律的守恒条件是只有重力或弹力

做功，知道两个小球速度不相等.

11.【答案】同时不变自由落体0∙l1.5

【解析】解：(1)用小锤轻击弹性金属片使4球水平飞出，同时B球被松开。力球做平抛运动，竖直

方向的分运动是自由落体运动，所以两球同时落地。

(2)平抛运动的时间由抛出点高度决定，所以用较大的力敲击弹性金属片，4球在空中运动的时间

不变。

(3)上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。

(4)竖直方向由/h=gT12可得

所以4、B点时间间隔是0.1S

小球运动中水平分速度的大小为

XAB0.15

V0=-y-=-θɪm/s=1.5m∕s

故答案为:(I)同时；(2)不变;(3)自由落体；(4)0.1,1.5o

(1)、(3)小锤轻击弹性金属片后，4球做平抛运动，同时B球做自由落体运动，通过实验可以观察

到它们同时落地，证明平抛运动在竖直方向上的运动规律；

(2)用较大的力敲击弹性金属片，对实验没有影响；

(4)在竖直方向上，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，即4到B的时

间，结合水平位移和时间求出初速度；根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B

点的竖直分速度，结合平行四边形定则求出B点的速度。

本实验是研究平抛运动竖直方向做自由落体运动的实验，通过观察两球落地的时间，证明平抛运

动竖直方向上的运动与自由落体相同，能够根据平抛运动的规律求解平抛运动的初速度。

12.【答案】mgd2标产@一山)2小于

【解析】解：(1)打点计时器在打。点和C点的这段时间内重锤的重力势能减少量为：=mgh=

mgd2

(2)在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，故3点的速度为：%=

2T2

22

则打点计时器在打B点时重锤的动能为：Ek=ɪmvj=∣πt∕(d3-d1)

(3)由于重锤带着纸带下落过程中存在着阻力作用，则重锤动能的增加量总是略小于减小的重力势

能。

22

故答案为：(I)Tngd2；(2)im∕(d3-dl)↑(3)小于。

(1)根据重力做功和重力势能之间的关系可以求出重力势能的减小量；

(2)根据匀变速直线运动中某段时间中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，可以求出B点

的瞬时速度大小，进一步可以求出8点动能；

(3)由于重锤带着纸带下落过程中存在着阻力作用，则重锤减小的重力势能总是略大于动能的增加

量，从而即可求解。

本题考查了验证机械能守恒定律中的数据处理方法，纸带问题的处理是力学实验中常见的问题，

在实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算

出打出某点时纸带运动的瞬时速度，注意理解误差分析的根源。

13.【答案】解：(1)对地球表面上的物体：mg=鹤解得：M=运;

RG

(2)对中轨卫星：黑=襦,解得：t,=印；

2

答：(1)地球的质量为哈；

(2)该中轨道卫星的线速度大小为尊。

【解析】(1)根据万有引力等于重力求出地球的质量。

(2)根据万有引力提供向心力以及万有引力等于重力求出卫星的线速度。

解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个理论，并能熟练运用。

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