2024-2025学年河南省鹤壁高中高二（上）开学物理试卷（含答案）

第=page11页，共=sectionpages11页2024-2025学年河南省鹤壁高中高二（上）开学物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.抖空竹是一种传统杂技节目，表演者用两根短竿系上绳子，将空竹扯动使之旋转，并表演出各种身段。如图所示，表演者保持一只手A不动，另一只手B沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和轻质细绳间的摩擦力，且认为细绳不可伸长。下列说法错误的是(

)A.细绳B端沿虚线a向左移动时，细绳对空竹的合力不变

B.细绳B端沿虚线b向上移动时，细绳的拉力不变

C.细绳B端沿虚线c斜向上移动时，细绳的拉力减小

D.细绳B端沿虚线d向右移动时，细绳的拉力增大2.炎热的夏季即将到来，同学们在暑假期间不仅注重文化知识的学习也需要健康安全的锻炼方式。甲、乙两位同学在游泳馆游泳，如图所示，已知游泳馆泳池长度为50米，甲同学游泳速度为1m/s，乙同学游泳速度为0.8m/s，两位同学由相邻泳道相对位置同时开始下水游泳(不计转身所需时间，甲、乙均在各自泳道中匀速率运动)，两同学在泳池中均运动了300m，则两者在运动过程中相遇了多少次(

)A.4次 B.5次 C.6次 D.7次3.如图所示，质量为m的氢气球通过细绳与地面上一块质量为M的砖块绑在一起，氢气球受水平风力作用，细绳与地面的夹角为θ，两物体均处于静止状态，当水平风力缓慢增大时(

)A.细绳与地面的夹角θ增大

B.地面对砖块的支持力减小

C.砖块受到地面的摩擦力增大

D.细绳对气球的拉力大小不变4.如图所示，在倾角为30°的光滑固定斜面上，用两根等长的细线将两个质量均为3kg的小球A、B(均看作质点)系在O点，两个小球之间连着一根劲度系数为50N/m的轻弹簧，两球静止时两根细线之间的夹角为60°，g=10m/s2A.系在小球A上细线的拉力为53N

B.斜面对小球B的支持力为15N

C.弹簧的形变量为0.2m

D.若将弹簧撤去，则撤去瞬间小球5.北京2022年冬奥会极大推动了全国范围内的冰雪运动设施建设，如图所示为一个开阔、平坦的倾斜雪坡，一个小孩靠推一棵树获得大小为v0的水平初速度。雪坡的倾角为α，与小孩之间的滑动摩擦系数为μ，不计空气阻力，不考虑摩擦力随速度大小的变化。雪坡足够大，经过足够长的时间关于小孩运动的说法，正确的是(

)A.可能一直做曲线运动

B.可能做匀加速直线运动，与初速度v的夹角小于90°

C.若做匀速运动，则可判断μ>tanα

D.若没有停下，则最终速度的方向一定与初速度v06.如图所示，水平地面上放置一滚筒洗衣机，某同学启动洗衣机甩干功能将一小毛线玩具甩干。某一时段内，玩具相对滚筒内壁静止，在竖直面内做匀速圆周运动。已知滚筒的内径为r，重力加速度大小为g，玩具的质量为m且可视为质点。在该段时间内(

)A.洗衣机对地面的压力保持不变

B.洗衣机对地面的摩擦力保持不变

C.玩具在滚筒最高点的速度可能小于gr

D.玩具从最低点转到最高点摩擦力做功为7.“中国空间站”在距地面高400km左右的轨道上做匀速圆周运动，在此高度上有非常稀薄的大气，因气体阻力的影响，轨道高度1个月大概下降2km，空间站安装有发动机，可对轨道进行周期性修正。则下列说法中正确的是(

)A.“中国空间站”在正常轨道上做圆周运动的周期大于地球同步卫星的周期

B.“中国空间站”在正常轨道上做圆周运动的向心加速度大小稍大于g

C.“中国空间站”在正常轨道上做圆周运动的线速度大小稍大于地球的第一宇宙速度

D.“中国空间站”修正轨道时，发动机应“向后喷火”使空间站加速，但进入目标轨道正常运行后的速度小于修正之前在较低轨道上的运行速度

二、多选题：本大题共3小题，共12分。8.已知越野车和自动驾驶车在同一公路上向东行驶，自动驾驶车由静止开始运动时，越野车刚好以速度v0从旁边加速驶过，如图分别是越野车和自动驾驶车的v−t图线，根据这些信息，可以判断(

)A.加速阶段自动驾驶车的加速度是越野车的2倍

B.第5s末两车速度均为9m/s

C.第10s末两车相遇

D.第25s末两车再次相遇9.如图甲，足够长的光滑斜面倾角为30°，t=0时质量为2kg的物块在沿斜面方向的力F作用下由静止开始运动，设沿斜面向上为力F的正方向，力F随时间t的变化关系如图乙。取物块的初始位置为零势能位置，重力加速度取10m/s2，则物块(

)A.在0～1s过程中机械能减少4J B.在t=1s时动能为1J

C.在t=2s时机械能为−4J D.在t=3s时速度大小为15.5m/s10.蹦床是小朋友喜欢的户外运动项目。如图所示，一质量为m的小朋友，某次弹跳中从床面上方高ℎ1处由静止落下，下落的时间为t1，落到床面上屈伸弹起后离开床面的最大高度为ℎ2，上升的时间为t2。已知ℎ2>ℎ1A.床面对小朋友弹力的最大值为mg

B.小朋友所受重力的冲量为mg(t1−t2)

C.三、实验题：本大题共1小题，共10分。11.用如图a所示装置，验证固定转轴物体的平衡条件。OD为质量均匀分布的轨道，O为光滑固定转轴。一不可伸长的轻细绳，一端连在轨道D端，另一端通过光滑定滑轮连在固定的力传感器A上。调节轨道使其水平，将位移传感器接收器B固定，使其右侧面对准转轴O点，小车E放在轨道上，使位移传感器接收器C左侧面对准转轴O点。给小车初速度，利用位移传感器和力传感器，测量不同时刻t小车离开O点的距离S和细绳的拉力F，计算机将数据记录在表格。

(1)利用上述测量数据验证固定转轴物体的平衡条件，还需测量的量是______。(选填下列物理量符号：轨道重量G1、小车和其上固定的位移传感器发射器总重量G2、位移传感器接收器的重量G3、轨道长度L1、细绳长度L2、力传感器到定滑轮距离L3、细绳与轨道夹角θ)

(2)若θ=30°，轨道长L1=1.00m，以s为横坐标，F为纵坐标，通过计算机做出图象如图b，由图象可求出小车和其上固定的位移传感器发射器总重量为______N，该值比真实值______。(选填“偏大”“偏小”“相同”)

(3)若将小车看做质点，由图象b可求出轨道重量为______N四、简答题：本大题共1小题，共10分。12.如图所示，倾角θ=30°的斜面体静止放在水平地面上，斜面长L=3m。质量m=1kg的物体Q放在斜面底端，与斜面间的动摩擦因数μ=33，通过轻细绳跨过定滑轮与物体P相连接，连接Q的细绳与斜面平行。绳拉直时用手托住P使其在距地面ℎ=1.8m高处由静止释放，着地后P立即停止运动。若P、Q可视为质点，斜面体始终静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计滑轮轴摩擦，重力加速度大小取g=10m/s2。求：

(1)若P的质量M=0.5kg，地面对斜面体摩擦力的大小f；

(2)为使Q能够向上运动且不从斜面顶端滑出，P五、计算题：本大题共3小题，共40分。13.如图所示，半径为R=0.2m的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台以一定角速度ω匀速旋转，一质量为m=3kg的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°，重力加速度为g=10m/s2。

(1)若ω=ω0，小物块受到的摩擦力恰好为0，求ω0；

(2)14.某游戏装置如图所示，倾斜轨道下端固定一弹射装置，上端与一段圆弧管道BCD平滑连接，高处水平光滑平台上一木板紧靠管道出口D，且与管道内壁平齐，平台左端地面上有一卡扣装置Q，木板经过时瞬间被卡住，停止运动。游戏时，滑块P每次都在A点弹射离开，通过调节弹射装置可以为滑块从A点弹出提供不同的初动能，滑块最终能停留在木板上则游戏挑战成功。已知斜轨道倾角θ=37°，AB距离s=1.0m，圆管道半径R=0.5m，且比圆管口径大得多。木板质量M=0.1kg，滑块与木板间摩擦因数μ=0.5，其余均光滑，滑块P质量m=0.1kg，可看作质点，水平平台足够长，g取10m/s2。

(1)若滑块弹射后恰好能到D点，求在D点时对轨道压力的大小；

(2)假设木板足够长，某次滑块从A点弹出速度为6m/s，求木板能够获得的最大速度；

(3)假设木板的长度L=0.75m，若要游戏成功，求滑块从A点弹射的初动能范围。15.如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直面内，O为圆环的圆心，与O等高的P点固定有一定滑轮，环上套有质量为3m的小球A，绕过定滑轮的细线连接小球A和质量为m的小球B，用竖直向上的拉力F(大小未知)作用于小球A，使小球A处于静止状态，此时OA与水平方向的夹角为53°且AP段细线与圆相切，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计一切摩擦，不计滑轮及两个小球的大小，求：

(1)小球A在图示位置静止时，圆环对小球A的弹力大小和方向。

(2)撤去拉力F后，在小球A向下运动到与O等高位置的过程中，细线对小球A所做功的多少。

(3)撤去拉力F后，小球A向下运动到出发点正下方位置时，圆环对小球A的弹力大小和细线对小球B的拉力大小。

参考答案1.C

2.B

3.C

4.B

5.D

6.D

7.D

8.BC

9.AC

10.CD

11.G1、G2、L1、θ；2.0；相同；10.0；偏大；s小于小车和其上固定的位移传感器发射器总重量12.解：(1)设沿斜面向上为正方向，若P的质量M=0.5kg，由于：mgsinθ=Mg=5N

可知P、Q均处于静止状态，绳上拉力为：F=Mg

以斜面体和Q为整体，根据受力平衡可得，地面对斜面体摩擦力的大小为：f=Fcos30°

联立解得：f=532N

(2)P着地后，设Q继续上滑的加速度大小为a1，上滑行距离为x，

对Q受力分析，由牛顿第二运动定律得：mgsinθ+μmgcosθ=ma1

解得：a1=10m/s2

P着地前瞬间，设Q速度大小为v，对Q分析，由运动学公式可得v2=2aℎ，0−v2=−2a1x

Q恰好不从斜面顶端滑出需满足：x=L−ℎ

联立代入数据解得：a=203m/s2

对于P、Q组成的系统，根据牛顿第二定律可得：Mg−mgsinθ−μmgcosθ=(M+m)a

联立可得：M=5kg

另一方面为了使P能下落，必须满足：Mg>mgsinθ+μmgcosθ

解得：M>1kg

为使Q能够向上运动且不从斜面顶端滑出，P的质量需满足的条件为：1kg<M≤5kg13.解：(1)小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，当物块受到的摩擦力恰好等于零时，物块受到的重力与罐壁的支持力的合力提供向心力，如图所示

则有

mgtanθ=mω02Rsinθ

解得

ω0=10rad/s

(2)当

ω=8rad/s<10rad/s时

小物块有向下运动的趋势，小物块受到的摩擦力方向沿圆弧切线向上，小物块受力情况如图所示

建立如图所示的坐标系，将向心力沿坐标轴进行分解，沿x方向根据牛顿第二定律可得

mgsinθ−f=macosθ

其中

a=Rsinθ×ω2

解得摩擦力大小为

f=5.4N

答：(1)小物块受到的摩擦力恰好为0，ω0为10rad/s；

14.解：(1)若滑块弹射后恰好能到D点，由于滑块在D点最小速度为0，

根据牛顿第二定律定律有：F支−mg=m×02R

由牛顿第三定律可得：F压=F支=mg=0.1×10N=1N

(2)从A→D过程，根据动能定理有：−mgs⋅sinθ−mgR(1+cosθ)=12mvD2−12mvA2

代入数据解得：vD=6m/s

当木板与滑块共速时，其速度最大，以向左方向为正，根据动量守恒定律有：mvD=(m+M)v

解得：v=62m/s

(3)①若滑块能到木板上，则有：vD1=0

根据动能定理有：−mgs⋅sinθ−mgR(1+cosθ)=12mvD12−12mvA12

代入数据解得：vA1=30m/s

②滑块恰好不从木板左端滑出，则滑块滑上木板，直到两者达到共同速度过程中

以向左为正，由动量守恒定律有：m15.解：(1)小球A在图示位置静止时，小球A的受力情况，如图所示。

对小球A，根据平衡条件有

T=Ntan37°

对小球B，有

T=mg

解得圆环对小球A的弹力大小为

N=43mg，其方向沿圆环半径由A指向O。

(2)设细线对小球A所