2023-2024学年广东省广州六中高二（上）开学物理试卷（含解析）

2023-2024学年广东省广州六中高二（上）开学物理试卷

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.对下列几个物理现象的解释，正确的有（）

A.在车内推车推不动，是因为外力冲量为零

B.击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻

C.跳高时，在沙坑里填沙，是为了减小人落地时地面对人的冲量

D.初动量相同的两个物体受相同制动力作用，质量小的先停下来

2.在空中相同高度处以相同的速率分别抛出质量相同的三个小球。一个竖直上抛，一个竖直下抛，一个平

抛。若不计空气阻力，三个小球从抛出到落地的过程中（）

A.三个小球落地时的动量相同B,三个小球动量的变化量相同

C.上抛球动量的变化量最大D.下抛球动量的变化量最大

3.静止在光滑水平面上的物体，受到水平拉力F的作用，拉力尸随时间t变化的fF/N

图像如图所示，则下列说法中错误的是（）

A.4s末物体的速度为零

B.0〜4s内物体的位移为零

C.0〜4s内拉力对物体做功为零

D.0〜4s内物体的动量变化量为零

4.据中国载人航天工程办公室消息，搭载费俊龙、邓清明、张陆三名航天员的

神舟十五号载人飞船入轨后，于北京时间2022年11月30日05时42分，成功对接

于空间站天和核心舱前向端口，整个对接过程历时约6.5小时。某同学设计了一

种测量空间站质量的方法,原理如图所示。若已知神舟十五载人飞船质量为7.8x

Wkg,其推进器的平均推力为1800N,在飞船与空间站对接后，推进器工作5s内，测出飞船和空间站速度

变化是0.05m/s,则空间站的质量约为（）

A.1.0x105kgB.1.0X104kgC.1.7X105kgD.1.8x106kg

5.如图，斜面与水平面之间的夹角为45。，在斜面底端4点正上方高度为10m处的。点，

以5zn/s的速度水平抛出一个小球，飞行一段时间后撞在斜面上，这段飞行所用的时间：/

10m/

为（g=10m/s2）（）:/

45。（.

A.2s

B.^2s

C.Is

D.0.5s

6.如图，用水平力F将重力等于G的木块压在竖直墙面上，使木块静止。下列判断正确的是（）

A.由于木块静止，所以F=G

B.若撤去F,木块沿墙壁下滑时，木块受滑动摩擦力大小等于mg

C.减小压力产，墙和木块间的静摩擦一定减小

D.增大压力F,墙和木块间的静摩擦力不变

7.如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹

簧下端挂一质量为m的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止，并以此时为零时刻，在后面一段时间内

传感器显示弹簧弹力的大小尸随时间t变化的图像如图乙所示，g为重力加速度，则（）

甲

A.升降机停止前在向下运动

B.0〜打时间内小球处于失重状态，0〜t2时间内小球处于超重状态

C.“〜t3时间内小球向下运动，速度先增大后减小

D.t3〜t4时间内小球向下运动，速度一直增大

二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

8.如图所示，关于下列各图受力情况说法正确的是（）

A.甲图中原木P在M、N两点各受一个弹力，方向均竖直向上

B.乙图中固定的BC杆对滑轮的弹力不一定由B指向C

C.丙图中静止的铁块只受重力和支持力的作用

D.丁图中绳与弹簧连接的物体处于静止状态，弹簧一定处于压缩状态

9.在水平地面上一滑板运动员以一定速度向前滑行，在横竿前起跳，人与滑板分离后，分别从竿的上、下

通过，运动员越过竿后仍落在滑板原位置上，忽略人和滑板运动中受到的阻力，则下列说法中正确的是（）

A.运动员起跳后做斜抛运动，滑板做匀速运动

B.运动员与滑板分离后，在水平方向的分速度与滑板的速度总相同

C.运动员起跳时脚对滑板的作用力应斜向后下方

D.运动员起跳时脚对滑板的作用力应竖直向下

10.如图所示，在1687年出版的《自然哲学的数学原理中，牛顿设想：把物体从高山

上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远；抛出速度足够大时，物体

就不会落回地面，成为人造地球卫星。关于该情境，下列说法正确的有（）

A.当水平抛出的物体速度较小时，物体沿直线运动至地面

B.如果在高山顶向上抛出物体，速度足够大时，物体将不会回到地球

C.不断增大物体的初速度，物体在运动过程中受到的引力将不能视为恒力

D.不断增大物体的初速度，直至使物体成为人造地球卫星，在此之前每次抛出物体的运动轨迹都是抛物线

三、实验题（本大题共1小题，共8.0分）

11.一同学用如图甲所示的装置探究向心力与角速度的关系。将力传感器固定在铁架台上，将细线一端固定

在力传感器上，另一端固定一个直径为d的金属小球，该同学测出小球重心到悬点的距离为L,然后拉起小

球，使细线伸直与竖直方向成一角度，静止释放小球，让小球在竖直平面内做圆周运动，当小球摆到最低

点时，小球中心恰好经过光电门，该同学在一次实验中测得小球通过光电门的时间为上。

(1)小球通过光电门时的角速度为。

(2)多次拉起小球，每次拉起小球时细线与竖直方向的夹角不同，每次都记录小球通过光电门的时间戊，做

出悬线拉力F与与的关系图像如图乙所示，己知图像的斜率为鼠截距为b,则小球的质量为,当地

的重力加速度为。(用题中给出的字母表示)

力传感鼓

四、简答题(本大题共4小题，共46.0分)

12.如图所示，人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯0

符合以下模型：两人通过绳子将重物从地面提升，当重物重心上升20cm时，延

两人同时释放绳子，让重物由静止开始自由下落，最终重物落地将地面夯W

实。己知重物的质量为50的，重物与地面接触0.02s后停止运动，不计空气

阻力，g^lOm/s2o试求：

(1)重物在空中自由下落过程中重力的冲量大小；

(2)地面对重物的平均作用力的大小。

13.某天文爱好者在观测某行星时，测得绕该行星的卫星做圆周运动的半径r

的三次方与运动周期的平方满足如图所示的关系，图中a、b、R已知，且R为

a

该行星的半径，万有引力常量为G。

(1)求该行星的第一宇宙速度；Q

(2)该行星的密度。

14.如图，杆4B与不计质量的钢丝4c及地面构成倾角为37。的斜面，斜面顶点

4与半径为R=0.8ni的;光滑圆弧相接，A为圆弧的最低点，一个质量m=

0.5kg的石头以%=4m/s的速度经过A点，经At后，一小动物从A点，以药=

6m/s的速度沿斜面匀速下滑，结果在斜面上石头刚好击中动物，石头、小动物均视为质点，(g=

10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),不计空气阻力。求：

(1)石头在4点时轨道所受压力的大小；

(2)从石头经过4点开始计时，与动物开始运动的时间差4t等于多少？

15.某闯关项目的简化图如图所示,距离水平地面高为九=1.8m的平台上，IpA按钮8c

A点左侧为光滑平台，一根弹簧左端与固定挡板连接，自然长度时右端一而

不超过4点，一个可以看作质点的滑块靠着弹簧右端(不拴连)，滑块质量J

为m=1kg,平台AB段长为Li=2.0m,与滑块的动摩擦因数为〃i=0.1。水平地面D

B点右侧设置长为G=1.5m的水平传送带，传送带与滑块的动摩擦因数为“2,传送带的右端设置半径为R=

0.9m的半圆弧光滑轨道，CD为竖直直径的上下两端，C点与传送带末端的空隙很小，但是可以让滑块通过。

传送带一旦启动，顺转(即让传送带顺时针方向转动)和逆转的速度都为"=4m/s,在B点的左侧附近设置传

送带启动按钮，按钮有两个，一个为顺转，一个为逆转。闯关开始前传送带处于关闭状态。闯关时，选手

首先向左推滑块压缩弹簧，使弹簧具有一定的初始弹性势能Ep,然后释放滑块，在滑块进入传送带前，选

手必须按照实时情况按下顺转按钮或逆转按钮。闯关规则为：如果滑块最终能始终沿着轨道到达水平地面，

则闯关成功：如果滑块最终退回到4点左侧，则可以再次闯关(既不失败，也没有成功)；如果滑块最终停在

4B段上，或者向右出传送带后摔落在CD段则游戏失败(来不及按下按钮也视为失败，本题假设选手都按了

按钮)。g取lOrn/s?。

(1)设备调试时，关闭传送带，测得当弹簧的初始弹性势能为Ep=5.0/时，滑块恰好滑到传送带的右端停止，

求传送带与滑块的动摩擦因数出的大小；

(2)某选手压缩弹簧使其具有与=4.5/的初始弹性势能，请通过计算说明本次闯关选手(按下任何一个按钮

的可能性都会有)是否可能会失败；

(3)求选手按下任意一个按钮都能闯关成功的初始弹簧弹性势能Ep取值范围。

答案和解析

1.【答案】A

【解析】解：4、在车内推车时，人手推力还有脚与地面的摩擦力产生的合外力冲量为零，故无法推动小车；

故A正确；

8、用橡皮锤击钉子，橡皮锤与钉子接触时形变量比较大，延长了作用时间，使作用力减小，所以不要橡皮

锤钉钉子，故8错误；

C、跳远时，在沙坑里填沙，是为了增加运动员与沙子的作用时间，从而减小作用力，避免运动员受到伤害；

不会减小地面对人的冲量的；故C错误；

。、动量相同的两个物体受到相同的制动力的作用，根据动量定理P，两个物体将同时停下来，故。

错误；

故选：4。

力与时间的乘积是力的冲量；应用冲量的计算公式/=Ft与动量定理分析答题.

本题考查了冲量计算公式/=Ft、动量定理的应用；在动量的变化或冲量一定的情况下，延长力的作用时间

可以减小力的大

2.【答案】C

【解析】解：力、根据动能定理知，mgh=\mv2-\rnvl，可知三球落地时速度的大小相等，由于平抛运

动的速度方向与上抛运动和下抛运动的速度方向不同，则动量不同，故A错误。

BCD,三个小球以相同的速率抛出，可知竖直上抛运动的物体运动时间大于平抛运动的时间，平抛运动的

时间大于竖直下抛运动的时间，所以上抛运动的时间最长，根据动量定理知，mgt=Ap,可得上抛球动量

变化量最大、下抛球动量变化量最小，故C正确、错误。

故选：Co

根据动能定理比较小球落地时的速度，从而比较出落地时的动量，根据动量定理，结合运动的时间，比较

动量的变化量。

解决本题的关键知道动量、动量的变化量都是矢量，比较动量的变化量的大小可以通过动量定理，结合运

动的时间进行比较。

3.【答案】B

【解析】解：AB,设水平向右为正方向，根据图像列出0〜4s内过程对应的动量定理

—6*1+F2t2=巾〃一0

代入数据—1x2+lx2=mxv

解得"=0

物体前2秒内做匀加速直线运动，后两秒做匀减速直线运动，0〜4s的时间内一直向左运动，所以0〜4s位移

不为零，故A正确，B错误；

C、由于0时刻和4s末物体的速度均为零，可知。〜4s内物体的动能变化为零，根据动能定理可知，。〜4s内

拉力对物体做功为零，故C正确；

D由于0时刻和4s末物体的速度均为零，可知0〜4s内物体的动量变化量为零，故。正确。

本题选择错误选项。

故选：B。

首先，根据动量定理求出4s末的速度，再根据运动性质判断4s内的位移是不是为零；

然后，根据4s末的速度，结合动能定理判断0〜4s内拉力对物体做功是不是为零；

最后，根据判断0〜4s内物体的动量变化量。

本题考查了动量定理，解决本题的关键是根据图像获取信息。

4.【答案】A

【解析】解：飞船和空间站整体的加速度为a=*=^m/s2=0.01m/s2

对整体，由牛顿第二定律得

F=(M+m)a

已知推力为F=1800N,飞船质量为m=7.8x1。3的，解得空间站的质量：-mkg-7.8x

103kg®1.0x105kg,故A正确，BCD错误。

故选：Ao

先由加速度的定义式求出飞船和空间站整体的加速度，再由牛顿第二定律可求得整体的质量，从而得到空

间站的质量。

本题属于连接体问题，要抓住飞船和空间站的加速度相同，采用整体法求整体的质量。

5.【答案】C

【解析】解：设飞行的时间为3则：x=Vot

1

九

因为斜面与水平面之间的夹角为45。，如图所示，

由三角形的边角关系可知，

AQ=PQ

所以在竖直方向上有,

0Q+AQ-10m

2

所以有：vot+^gt=10m,

解得：t=Is.

故选：C.

研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方

向做自由落体运动，两个方向上运动的时间相同.

利用平抛运动的规律，在水平和竖直方向列方程，同时要充分的利用三角形的边角关系，找出内在的联系.

6.【答案】D

【解析】解：ACD,对物体受力分析，受推力F、重力G,由于物体保持静止，处于平衡状态，合力为零，

故受墙壁对其垂直向外的支持力N,还有竖直向上的静摩擦力f,

根据平衡条件，有：F=N,f=G

即静摩擦力与重力平衡，与推力无关，重力与尸也无关，故AC错误，。正确；

从撤去尸，则墙壁对木块没有支持力，木块不会受到摩擦力，故B错误；

故选：Do

本题中木块受到重力作用，但并没有向下掉，而是保持静止，处于平衡状态，故需对物体受力分析，结合

平衡条件分析解决。

静摩擦力的大小随着外力的变化而变化，其方向与物体的相对运动趋势的方向相反，可以用假设法判断对

运动趋势的方向，即假设墙面光滑，物体会向下滑动，故物体有向下的滑动趋势，

7.【答案】C

【解析】解：4从0时刻开始，弹簧弹力减小，知小球向上运动，可知升降机停止前向上运动，故A错误；

A0〜打时间内，弹力小于重力，加速度向下，处于失重状态，口〜t2时间内，弹力小于重力，加速度向下，

处于失重状态，故B错误；

C.q〜t3时间内小球向下运动，加速度先减小后增大，速度先增大后减小，故C正确；

Dt3〜时间内小球向上运动，故。错误。

故选：Co

小球上下运动的过程可视为简谐运动，小球在0〜ti时间内，弹力小于重力，向上运动，加速度增大，加速

度向下，速度减小；口〜t2时间内，弹力小于重力，向下运动，加速度减小，加速度向下，速度增大；t2-t3

时间内，弹力大于重力，向下运动，加速度增大，加速度向上，速度减小；打〜Q时间内，向上运动，加速

度减小，加速度向上，速度增大。

本题考查力和运动的关系，知道加速度方向与速度方向相同，做加速运动，加速度方向与速度方向相反，

做减速运动。

8.【答案】BD

【解析】解：4由于原木在N位置的接触面不是水平，所以在N处其受到的弹力并不是竖直向上，故A错误；

B.C位置的绳子结点受到三个力合力为零，所以BC杆对绳子的弹力应该和两根绳子的拉力的合力大小相等,

方向相反，不一定由B指向C,故B正确；

C.对铁块进行受力分析，因为铁块静止在滑板上，所以铁块一定受到摩擦力，木板对铁块的支持力与自身

重力，所以铁块不只受到重力和支持力，故C错误；

D小球受到三个力的作用从而平衡，根据题意小球受到的弹力向右，故弹簧处于压缩状态，故。正确；

故选：BD。

弹力的方向应该是垂直于接触面指向受力物体，对轻杆上的力应该采用平衡条件进行求解，根据力产生的

条件对丙图中铁块受到的力进行分析，丁图中的小球处于平衡状态，根据平衡状态分析弹簧的弹力的方向。

此题主要考查对受力分析理解，要注意弹力的方向应该是垂直于接触面指向受力物体。

9.【答案】ABD

【解析】解：AB,运动员竖直起跳，由于本身就有水平初速度，所以运动员既参与了水平方向上的匀速直

线运动，又参与了竖直上抛运动。所以运动员起跳后做斜抛运动，滑板做匀速运动；运动员与滑板分离后，

在水平方向的分速度与滑板的速度总相同，故AB正确；

CD.运动员既参与了水平方向上的匀速直线运动，又参与了竖直上抛运动。各分运动具有等时性，水平方

向的分运动与滑板的运动情况一样，最终落在滑板的原位置。所以竖直起跳时，对滑板的作用力应该是竖

直向下。故C错误，£）正确。

故选：ABD.

运动员顺利完成该动作，可知运动员所做的运动在水平方向的分运动应与滑板的运动相同，所以运动员在

起跳时相对于滑板竖直起跳，由于本身就有水平初速度，所以运动员既参与了水平方向上的匀速直线运动，

又参与了竖直上抛运动。

解决本题的关键是掌握运动的合成与分解，知道各分运动具有独立性，分运动和合运动具有等时性。

10.【答案】BC

【解析】解：4、物体从高山上水平抛出，当速度较小时，做平抛运动（轨迹是曲线）至地面，故A错误；

8、如果在高山顶向上抛出物体，当物体的速度足够大，物体运动到离地球足够远的地方，地球引力为零,

物体就不会回到地球上，故8正确；

C、不断增大物体的初速度，物体在运动过程中离地面的距离发生变化，受到的引力大小和方向在变化，不

能视为恒力，故c正确；

。、当物体抛出初速度较小时，物体在空中运动时间短，不考虑引力方向变化，物体做平抛运动，轨迹是抛

物线；当初速度较大时(成为人造卫星之前)，物体在空中水平位移较大，引力方向在变化，物体的运动不是

匀变速曲线运动，轨迹不是抛物线，故。错误。

故选:BC.

物体从高山上水平抛出，当速度较小时，做平抛运动，速度足够大，物体就不会回到地球上，根据受力情

况分析运动情况。

本题主要是考查万有引力定律及其应用，关键是弄清楚物体在运动过程中受到的万有引力变化情况，由此

分析其运动情况。

11.【答案】会号逛

【解析】解：(1)小球通过最低点时的线速度

d

v=-T-

由

v=a)L

可得角速度

d

(2)对小球受力分析可得

F—mg=ma)2L

把3=与代入，可得

LAt

md21

昨丁x/

可得

md2

—j-=k,mg=b

LJ

解得

kLd2b

m=^'9=TL

故答案为：⑴备⑵务空

(1)依据通过光电门的时间求得速度，结合卜=3L计算角速度；

(2)根据牛顿第二定律结合图像的斜率与截距计算。

本题考查圆周运动的实验，对于实验问题，关键是明确实验原理，根据物理规律列出相应方程，然后求解

讨论即可。

12.【答案】(共8分)

(1)重物在空中下落过程为自由落体运动，则

八=g困、

代入数据的G=0.2s

重物在空中自由下落过程中重力的冲量大小

I=mgt]

解得/=100/V-s

(2)以竖直向下为正方向，重物与地面相互作用过程中，根据动量定理

—Ft=0—m%、v1=gt、

解得F=5000/V

所以地面对重物的平均作用力尸'=F+mg，

代入数据得：F'=5500N.

答：(1)重物在空中自由下落过程中重力的冲量大小为/=100/V-s

(2)地面对重物的平均作用力的大小为5500N。

【解析】由于是自由落体，所以可以求出重物在空中的时间，从而求出重物在空中自由下落过程中重力的

冲量大小。再根据动量守恒定律求出地面对重物的平均作用力的大小。

本题主要考查的是动量定理，以及对自由落体运动和冲量公式的理解。

13.【答案】解：(1)由题意和图示可知，对行星的卫星有：p=k=l

设行星质量为M、卫星质量为粗，卫星绕行星做圆周运动，则有：竿=rn(：)2r

整理得：^=^=1

设该行星的第一宇宙速度为力则对质量为的人造卫星有：=

联立解得：v=2nH

\bR

(2)根据：P=f

联立可得：2=券

UDK

答：(1)该行星的第一宇宙速度为27rR；

7On

(2)该行星的密度为券。

【解析】(1)根据题意和图示，可得出该卫星的半径八运动周期7、与a、b的关系；卫星由行星的万有引力

提供向心力，可列出卫星运动的方程；根据万有引力提供向心力，可列出行星表面的人造卫星绕行星做圆

周运动的方程；联立上述方程，可求出该行星的第一宇宙速度。

(2)根据密度公式、球体体积公式、结合(1)中所列方程，可求该行星的密度。

解答本题要从图像中得出半径八运动周期7、与a、b的关系。要明确第一宇宙速度的含义，再结合万有引

力提供向心力可解。

14.【答案】解：(1)石头在4点时由牛顿第二定律

N—mg=

解得石头受到轨道支持力的大小

N=15N

由牛顿第三定律得，石头在4点时轨道所受压力的大小

N'=15N

(2)石头平抛运动，落到斜面上时

tan37°=

廿2t2

解得

t2=0.6s

此时石块落点到出发点的距离

,二也以

cos37°

动物下滑的时间

ti=—

%

解得口=0.5s

则a=—h=0.6s—0.5s=0.1s

答：(1)石头在4点时轨道所受压力的大小为15N；

(2)从石头经过4点开始计时，与动物开始运动的时间差4t等于0.1s。

【解析】(1)根据牛顿第二定律与牛顿第三定律解得石头在A点时轨道所受压力的大小；

(2)根据平抛运动规律分析石头和动物的运