湖南省株洲市炎陵县2023-2024学年高二上学期开学考试物理试题【含答案】

炎陵县2023年下期高二物理入学测验考试时间：75分钟注意事项:1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。第I卷（选择题）一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）1.在距水平地面高度处，同时分别将质量相同的、两小球以初速度、水平抛出，则以下判断正确的是（）A.、两小球运动时间之比为1:2 B.两小球落地速度方向相同C.两小球落地速度大小相同 D.、两小球水平位移之比为1:2【答案】D【解析】【详解】A．根据知，两球平抛运动的高度之比为1：1，则下落的时间之比为1：1，故A错误；BC．两球落地时水平方向分速度大小不同，竖直分速度相同，根据平行四边形定则知，两球落地的速度大小不同，方向不同，故BC错误；D．根据知，两球的初速度之比为1：2，时间相同，则水平位移之比为1：2，故D正确；故选D。2.如图所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的。其原理可简化为图所示模型，齿轮大小相同，大小齿轮数分别为、个。则A、两点为大小齿轮边缘两点则（）A.A，两点线速度之比为3:2 B.A，两点角速度之比为3:2C.A，两点周期之比为 D.A，两点转速之比为【答案】D【解析】【详解】A．修正带的转动是齿轮转动，A、两点的线速度相等，A错误；B．根据公式可知，角速度与半径成反比，即角速度之比为2:3，B错误；C．根据公式可知，周期之比等于角速度的反比，因此为3:2，C错误；D．因为转速与角速度成正比，因此转速之比等于角速度之比，为2:3，D正确。故选D。3.木块在水平恒力F的作用下，沿水平路面由静止出发前进了L米，随即撤去此恒力，木块沿原方向又前进了2L米才停下来，设木块运动全过程中地面情况相同，则摩擦力的大小和木块所获得的最大动能EK分别为（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】木块在水平恒力F的作用下，根据动能定理有撤去恒力，根据动能定理有联立解得，故ABD错误C正确。故选C。4.如图所示，摆球质量为m，悬线长为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力f的大小不变，则下列说法正确的是（）A.重力做功为mgL B.悬线拉力做负功C.空气阻力做功为−fL D.空气阻力f做功为【答案】A【解析】【详解】A．据重力做功的特点可知，重力做功为mgL，A正确；B．悬线拉力方向始终与速度方向垂直，故悬线拉力不做功，B错误；CD．由于空气阻力的方向始终与运动方向相反，利用微元法可得，空气阻力做功为CD错误。故选A。5.假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【分析】【详解】地球的质量根据万有引力定律，在地球表面可得根据题意，在矿井底部，地球的有效质量为则可得可得故选A。6.如图所示，绷紧的传送带两端点间距离为，传送带以的速度匀速运行，现将一质量的小物块（可视为质点）轻轻地放在传送带左端，经过小物块运动到传送带的右端，已知小物块与传送带之间的动摩擦因数，取。下列判断正确的是（）A.此过程小物块始终做匀加速运动B.此过程中因摩擦产生的热量为C.此过程中因摩擦产生的热量为D.此过程摩擦力对小物块做功【答案】D【解析】【详解】A．物块的加速度解得当物块的速度等于皮带的速度时所用的时间为设物块速度达到皮带速度时用时为t，运动的位移为x，则所以物块在皮带上先匀加速后匀速运动，A错误；BC．皮带在t时间内运动的位移为此过程中因摩擦产生的热量BC错误；D．此过程摩擦力对小物块做功D正确。故选D。二、多选题（本大题共5小题，共25.0分）7.如图所示，某段滑雪雪道倾角为，总质量为m（包括雪具在内）的滑雪运动员从距底端高为处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为，在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法中正确的是（）A.运动员减少的重力势能为B.运动员获得的动能为C.运动员克服摩擦力做功为D.下滑过程中系统减少的机械能为【答案】BCD【解析】【详解】A．运动员减少的重力势能为重力所做的功，即故A错误；B．运动员获得的动能为故B正确；C．由动能定理可知解得运动员克服摩擦力做功为。故C正确；D．根据可知下滑过程中系统减少的机械能为。故D正确。故选BCD。8.一质量为的质点静止于光滑水平面上，从时刻开始，受到水平外力作用，如图所示．下列判断正确的是（）A.内外力的平均功率是B.第内外力所做的功是C.第末外力瞬时功率最大D.第末与第末外力的瞬时功率之比为【答案】AD【解析】【详解】A．0-1s内，物体的加速度则质点在0-1s内的位移1s末的速度v1=a1t1=3×1m/s=3m/s第2s内物体的加速度第2s内的位移物体在0-2s内外力F做功的大小W=F1x1+F2x2=3×1.5+1×3.5J=8J可知0-2s内外力的平均功率故A正确；B．第2s内外力做功的大小W2=F2x2=1×3.5J=3.5J故B错误；CD．第1s末外力的功率P1=F1v1=3×3W=9W第2s末的速度v2=v1+a2t2=3+1×1m/s=4m/s则外力的功率P2=F2v2=1×4W=4W可知第2s末功率不是最大，第1s末和第2s末外力的瞬时功率之比为9：4，故C错误，D正确．故选AD。点晴：根据牛顿第二定律求出0-1s内和1-2s内的加速度，结合位移时间公式分别求出两段时间内的位移，从而得出两段时间内外力做功的大小，结合平均功率的公式求出外力的平均功率，根据速度时间公式分别求出第1s末和第2s末的速度，结合瞬时功率的公式求出外力的瞬时功率．9.三个等质量的带电小球A、B、C依次沿一直线固定在光滑绝缘的水平面上（如图所示），相邻两球间距为r（与r相比，小球半径可忽略不计）。若移开C球后释放A，则释放瞬间，A球获得大小为的加速度，若移开A球后释放C，则释放瞬间，C球获得大小为的加速度。若A、C两球都在其固定位置时，释放B球，则释放后，B球的平衡位置可能位于（）A.AC连线上，A的左侧与A距2r处B.AC连线上，A的右侧与A距处C.AC连线上，A的右侧与A距3r处D.以上答案都不对【答案】AB【解析】【详解】移开C球后释放A，则释放瞬间，A球获得大小为的加速度，则移开A球后释放C，则释放瞬间，C球获得大小为的加速度，则由于，所以若A、C是同种电荷，B球的平衡位置位于A、C之间，设在A的右侧与A距x处，则解得若A、C是异种种电荷，B球的平衡位置位于AC连线上，A的左侧；设在A的左侧与A距x处，则解得故选AB。10.质量为的物块，沿着半径为的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为，若物体与球壳之间的摩擦因数为，则物体在最低点时，下列说法正确的是（）A.受到向心力为 B.受到的摩擦力为C.受到的摩擦力为 D.受到的合力方向斜向左上方【答案】CD【解析】【详解】A．向心力的大小为故A错误；BC．根据牛顿第二定律得则有所以滑动摩擦力为故B错误，C正确；D．由于重力、支持力的合力方向竖直向上，滑动摩擦力方向水平向左，则物体合力的方向斜向左上方，故D正确；故选CD。11.2021年2月10日，我国首次火星探测任务“天问一号”火星探测卫星顺利实施近火制动，完成火星捕获，正式踏入环绕火星轨道。假设火星可视为半径为R的均匀球体，探测卫星沿椭圆轨道绕火星运动，如图所示。椭圆轨道的“近火点”P离火星表面的距离为2R，“远火点”Q离火星表面的距离为4R，万有引力常量为G.下列说法正确的是（）A.若已知“天问一号”在椭圆轨道运行的周期为T，火星的质量为B.若已知“天问一号”在椭圆轨道运行的周期为T，火星的第一宇宙速度为C.“天问一号”在“近火点”P和“远火点”Q的加速度大小之比为25:9D.“天问一号”在“近火点”P和“远火点”Q的速率之比为2:1【答案】BC【解析】【详解】AB．已知探测卫星在椭圆轨道运行的周期为T，可根据开普勒第三定律，计算近地卫星周期第一宇宙速度第一宇宙速度运动时，根据可以计算火星质量A错误，B正确；C．根据卫星在“近火点”P和“远火点”Q的加速度大小之比为25:9，C正确；D．根据开普勒第二定律探测卫星在“近火点”P和“远火点”Q的速率之比为5:3，D错误；故选BC。第II卷（非选择题）三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）12.某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．(1)对于本实验操作的说法正确的是（）A.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上B.应用秒表测出重物下落的时间C.重物的密度和质量选用的大些，有利于减小误差D.重物的密度和质量选用的小些，有利于减小误差(2)若实验中所用重物的质量m=1kg.某同学选取了一条前两个点间距接近2mm的纸带，0是打下的第一个点，打点时间间隔为0.02s，则在纸带上打下点3时的速度v=________m/s，此时重物的动能=______J，从打下点0到至打下点3的过程中重物的重力势能减少量=_______J，由此可得出的结论是___________________________．(g取9.8m/s²，结果均保留三位有效数字)【答案】①.AC②.3.25③.5.28④.5.44⑤.在误差允许的范围内机械能守恒【解析】【分析】【详解】（1）[1]A．打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上，以减小纸带与打点计时器之间的摩擦，选项A正确；B．打点计时器就是计时仪器，则不需要秒表测重物下落的时间，选项B错误；CD．重物的密度和质量选用的大些,有利于减小误差，选项C正确，D错误；故选AC.（2）[2][3][4]纸带上打下点3时的速度此时重物的动能Ek=从打下点0到至打下点3的过程中重物的重力势能减少量△Ep=mgh=1×98×0.5549J=5.44J[5]由此可得出的结论是：在误差允许的范围内机械能守恒.13.关于力学实验，下列说法正确的是（）A.在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，将弹簧竖直悬挂且不挂钩码时的长度应为弹簧原长B.在“探究求合力方法”的实验中，两次应将橡皮筋沿相同方向拉到相同长度C.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，平衡摩擦力时应将装有砝码的小桶通过定滑轮拴在木块上D.在“探究平抛运动的规律”的实验中，小球可以从不同位置释放E.在“探究功与速度变化的关系”的实验中，必须用完全相同的橡皮筋，且每次实验时橡皮筋拉伸的长度也必须相同【答案】ABE【解析】【详解】A．在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，应将弹簧竖直悬挂测量不挂钩码时的长度，避免应弹簧的重力而产生的误差,故A正确；B．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，要使分力的效果与合力的效果相同，则需要两次将橡皮筋沿相同方向拉到相同长度，故B正确；C．在“探究加速度与质量、力的关系”的实验中，平衡摩擦力时应应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，使小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，故C错误；D．在“研究平抛物体的运动”的实验中，为使小球抛出时的速度不变，小球要从同一个位置释放，故D错误；E．在“探究动能定理”的实验中，必须用完全相同的橡皮筋，且每次试验橡皮筋拉伸的长度也必须相同，以保证各个橡皮筋做的功都相同，故E正确。故选ABE。四、计算题（本大题共3小题，共33.0分）14.如图所示，有一质量为m的小球在光滑的半球形碗内做匀速圆周运动，轨道平面在水平面内。已知小球与半球形碗的球心O的连线跟竖直方向的夹角为θ，半球形碗的半径为R，重力加速度为g，求：（1）碗壁对小球的弹力大小；（2）小球做匀速圆周运动的线速度大小。【答案】（1）；（2）【解析】【分析】【详解】（1）受力分析，合成或者正交分解得到力关系如下则（2）合力是向心力解得15.如图所示，一个质量为，带电量为的带电小球，用绝缘细线悬挂在某水平方向的匀强电场中，图中实线为电场线。当小球静止时，测得悬线与竖直方向成角，取：(1)判断小球的电性；(2)该电场的场强大小为多少；(3)若仅改变场强的大小，使，则稳定后细线与竖直方向的夹角是多少。【答案】(1)正电；(2)；(3)53°【解析】【详解】(1)小球处于静止状态，小球受到重力、绳子的拉力和电场力三力平衡，对小球受力分析，带电小球的受力方向向右与电场强度的方向相同，故小球带正电；

(2)细线的拉力和电场力的合力等于重力，则有mgtanα＝qE可知(3)若仅改变场强的大小，使，则稳定后mgtanθ＝qE′解得则16.质量m=1kg的物体静止放在粗糙水平地面上。现对物体施加一个随位移变化的水平外力F时物体在水平面上运动。已知物体与地面间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等。若F－x图象如图所示，且4~5m内物体匀速运动，x=7m时撤去外力，取g=10m/s2，则：(1)物体与地面间的动摩擦因数为多少?(2)物体的最大速度为多少?(3)撤去外力后物体还能滑行多长时