2024-2025學年四川省成都市高二（上）開學物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2024-2025學年四川省成都市高二（上）開學物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.下列說法中正確的是(

)A.牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，并測得引力常量

B.萬有引力定律適用于高速運動與微觀世界

C.兩個質(zhì)量不同的天體之間的引力大小是相等的

D.當人造地球衛(wèi)星的發(fā)射速度達到11.2km/s時，衛(wèi)星就逃出太陽系了2.2024年4月中下旬，太陽系中被稱為“惡魔彗星”的龐士?布魯克斯彗星即將到達近日點，屆時在視野良好的情況下可以通過肉眼觀測到該彗星。如圖所示，已知地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑為1AU(AU為天文單位)，該彗星的運行軌道近似為橢圓，其近日點與遠日點之間的距離約為34AU，則這顆彗星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期約為(

)

A.17年 B.1717年 C.34年 D.3.如圖所示，下列有關生活中的圓周運動實例分析，其中說法正確的是(

)A.汽車通過凹形橋的最低點時，汽車處于超重狀態(tài)

B.鐵路的轉(zhuǎn)彎處，通常要求外軌比內(nèi)軌高，是為了利用輪緣與外軌的側(cè)壓力助火車轉(zhuǎn)彎

C.雜技演員表演“水流星”，當它通過最高點時處于完全失重狀態(tài)，不受重力作用D.脫水筒的脫水原理是水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向甩出4.帶有14光滑圓弧軌道，質(zhì)量為m的滑車靜止置于光滑水平面上，如圖所示，一質(zhì)量也為m的小球以速度v0水平?jīng)_上滑車，到達某一高度后，小球又返回車的左端，則(

)A.小球返回車的左端時，速度為v0

B.小球返回車的左端時，速度為12v0

C.小球上升到最高點時，小車的速度為v5.如圖所示，一根輕彈簧上端固定，下端懸掛一個物體。將物體從平衡位置豎直拉下一段距離后由靜止釋放，物體在豎直方向做簡諧運動。設向下方向為正，以下說法中正確的是(

)A.彈簧對物體的彈力變小時，物體所受回復力可能變大

B.物體從最高處向最低處運動過程中，振幅先減小后增大

C.物體位移為正時，速度一定也為正，加速度一定為負

D.物體從最低處向最高處運動過程中，物體的動能與彈簧的彈性勢能之和一直增大6.2024年4月3日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號丁運載火箭，成功將遙感四十二號01星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進入預定軌道，發(fā)射任務獲得圓滿成功。遙感衛(wèi)星發(fā)射過程如圖所示，軌道Ⅰ為近地圓軌道、半徑為R1(認為近地圓軌道半徑等于地球半徑)，軌道Ⅱ為橢圓軌道，軌道Ⅲ為預定圓軌道、半徑為R2，P、Q兩點為軌道間的相切點。該衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運行的周期為T，引力常量為G，根據(jù)題干條件可知，以下說法正確的是(

)A.地球的質(zhì)量為4π2R13GT2

B.衛(wèi)星在軌道Ⅰ的線速度大小大于在軌道Ⅲ的線速度大小

C.衛(wèi)星在軌道Ⅰ的加速度大小小于在軌道Ⅲ的加速度大小

7.如圖所示，電風扇的葉片勻速旋轉(zhuǎn)時將空氣以速度v向前排開，葉片旋轉(zhuǎn)形成的圓的面積為S，空氣密度為ρ，下列說法正確的是(

)A.t時間內(nèi)通過葉片的空氣質(zhì)量為ρSv

B.空氣對葉片的推力為ρSv2

C.若僅將葉片面積增大為2S，則空氣對葉片的壓強變?yōu)樵瓉淼囊话?/p>

D.單位時間內(nèi)流過葉片的空氣的動能為12ρSv28.如圖甲，以O點為平衡位置，彈簧振子在A、B兩點間做簡諧運動，圖乙為這個彈簧振子的振動圖像。下列說法正確的是(

)

A.彈簧振子的振動方程為x=0.05sin(0.8t)m

B.在t=0.4s與t=0.8s兩個時刻，彈簧振子的速度相同

C.在t=0.1s時，彈簧振子的位移大小為522cm

D.在9.中國志愿者王躍參與了人類歷史上第一次全過程模擬從地球往返火星的試驗“火星?500”。假設將來人類一艘飛船從火星返回地球時，經(jīng)歷如圖所示的變軌過程，下列說法正確的是(

)A.飛船在軌道Ⅰ上運動時在P點的速度小于在軌道Ⅱ上運動時在P點的速度

B.飛船分別在軌道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上運動時，在軌道Ⅰ上運行周期最長

C.若軌道Ⅰ貼近火星表面，已知萬有引力常量為G，測出飛船在軌道Ⅰ上運動的周期，就可以推知火星的密度

D.飛船在軌道Ⅰ上運動到P點時的加速度小于飛船在軌道Ⅱ上運動到P點時的加速度10.如圖所示，以v=4m/s的速度順時針勻速轉(zhuǎn)動的水平傳送帶，左端與粗糙的弧形軌道平滑對接，右端與光滑水平面平滑對接。水平面上有位于同一直線上、處于靜止狀態(tài)的4個相同小球，小球質(zhì)量m0=0.6kg。質(zhì)量m=0.2kg的物體從軌道上高?=2.0m的P點由靜止開始下滑，滑到傳送帶上的A點時速度大小v0=6m/s；物體和傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，傳送帶AB之間的距離L=2.0m。物體與小球、小球與小球之間發(fā)生的都是彈性正碰，重力加速度g=10m/s2A.物體從P點下滑到A點的過程中，克服摩擦力做的功為0.2J

B.物體第一次與小球碰撞后，在傳送帶上向左滑行的最大距離為0.4m

C.物體最終的速度大小為0.25m/s

D.物體第一次與小球碰撞后的整個過程，物體與傳送帶產(chǎn)生的摩擦熱為3J三、實驗題：本大題共2小題，共14分。11.實驗課中，同學們用單擺測量當?shù)氐闹亓铀俣龋瑢嶒炑b置如圖1所示。

(1)實驗過程有兩組同學分別用了圖2、圖3的兩種不同方式懸掛小鋼球，你認為______(選填“圖2”或“圖3”)懸掛方式較好。

(2)實驗中，某同學用主尺最小分度為1mm，游標尺上有20個分度的游標卡尺測量金屬球的直徑，結(jié)果如圖4所示，讀出小球直徑為______cm。

(3)用秒表測量單擺的周期。當單擺振動穩(wěn)定且到達最低點時開始計時并記為n=0，單擺每經(jīng)過最低點記一次數(shù)，當數(shù)到n=50時秒表的示數(shù)為35.3s，該單擺的周期是T=______s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(4)某同學測量5種不同擺長與單擺的振動周期的對應情況，并將記錄的結(jié)果描繪在如圖5所示的坐標系得到T2?L圖線。由圖像可知重力加速度g=______m/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字12.如圖甲所示為向心力演示儀，某同學探究小球做圓周運動所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關系。長槽的A、B處和短槽的C處分別到各自轉(zhuǎn)軸中心距離之比為1：2：1，該同學設計了如圖乙所示的三種組合方式，變速塔輪自上而下每層左右半徑之比分別為1：1、2：1和3：1。

(1)本實驗的目的是探究向心力的大小F與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關系，實驗中采用的實驗方法與下列哪些實驗是相同的______；

A.探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律

B.探究平拋運動的特點

C.探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關系

(2)在某次實驗中，探究向心力的大小與半徑的關系，則需要將傳動皮帶調(diào)至第______層塔輪(選填“一”、“二”或“三”)；

(3)按(2)中正確選擇后，兩次以不同的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動手柄，左、右測力筒露出等分標記如圖丙所示。則向心力大小F與球做圓周運動半徑r的關系是______。

A.F與r2成反比

B.F與r2成正比

C.F與r成反比

D.F與r成正比

(4)在另一次實驗中，把兩個質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，傳動皮帶位于第二層，轉(zhuǎn)動手柄，當塔輪勻速轉(zhuǎn)動時，左右兩標尺露出的格子數(shù)之比約為______。

A.2：1

B.8：1

C.1：2

D.1：4四、計算題：本大題共3小題，共40分。13.我國航天技術(shù)飛速發(fā)展，設想數(shù)年后宇航員登上了某星球表面，宇航員從距該星球表面高度為?處，自由釋放一小球，測得落地時間為t，已知該星球的半徑為R，引力常量為G。求：

(1)該星球表面的重力加速度；

(2)該星球的質(zhì)量及第一宇宙速度。14.一粗糙的圓錐體可繞其軸線做圓周運動，其軸線沿豎直方向，母線與軸線之間的夾角為θ=53°，現(xiàn)于錐面上放一個石塊，石塊與錐面間的動摩擦因數(shù)μ=0.8，石塊與圓錐體頂點O的距離L=3m，石塊的質(zhì)量為m=2kg，石塊可看作質(zhì)點，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：

(1)若圓錐體與石塊均靜止，石塊受到錐面的摩擦力大??；

(2)若石塊與圓錐體一起以角速度ω=0.2rad/s繞軸線做勻速圓周運動，石塊受到錐面的摩擦力大小。15.如圖所示，光滑14圓弧槽靜止在足夠長的光滑水平面上，圓弧底端與水平面相切，其最低點的右側(cè)相距一定距離處有厚度不計、上表面粗糙程度處處相同的薄木板，薄木板的最左端放置一小滑塊，薄木板右端固定一豎直擋板，擋板左側(cè)連有一輕質(zhì)彈簧?，F(xiàn)將一小球從圓弧槽最高點正上方的一定高度處由靜止釋放一開始圓弧槽被鎖定，小球落入圓弧槽后從圓弧槽最低點以大小為v0的速度滑離。已知小球和圓弧槽的質(zhì)量均為m，小滑塊的質(zhì)量為2m，薄木板以及固定擋板的總質(zhì)量為4m，小球和小滑塊均可視為質(zhì)點，重力加速度為g，不計空氣阻力。

(1)求釋放點距水平地面的高度?；

(2)若小球滑離圓弧槽后，立即解除圓弧槽的鎖定，此后與小滑塊發(fā)生彈性正碰(時間極短)，小滑塊相對薄木板向右滑動，壓縮彈簧后反彈，且恰好能回到薄木板的最左端而不滑落。求：

①小球能否再次沖上圓弧槽，若能，沿圓弧槽上升的最大高度為多少？

②彈簧的最大彈性勢能Epm

答案解析1.C

【解析】解：A.牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，卡文迪什第一次測得引力常量，故A錯誤；

B.萬有引力定律不適用于高速運動與微觀世界，只適用于低速宏觀的運動，故B錯誤；

C.兩個質(zhì)量不同的天體之間的引力是一對相互作用力，根據(jù)牛頓第三定律可知，這一對引力大小是相等、方向相反的，故C正確；

D.當人造地球衛(wèi)星的發(fā)射速度達到11.2km/s時，衛(wèi)星脫離了地球的束縛，但沒有逃出太陽系；要逃出太陽系，衛(wèi)星的發(fā)射速度需要達到16.7km/s，故D錯誤。

故選：C。

A.根據(jù)萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)和引力常量的測量者進行分析判斷；

B.根據(jù)萬有引力定律的適用范圍進行分析解答；

C.根據(jù)牛頓第三定律進行分析判斷；

D.根據(jù)三個宇宙速度的內(nèi)容進行分析解答。

考查萬有引力定律的應用和牛頓運動定律，會根據(jù)題意進行準確分析和解答。2.B

【解析】解：設地球圍繞太陽運動的軌道半徑為R1，公轉(zhuǎn)周期為T1，彗星橢圓軌道的半長軸為R2，公轉(zhuǎn)周期為T2，根據(jù)開普勒第三定律R13T12=R23T22，其中R13.A

【解析】解：A、汽車通過拱橋的最低點時，具有向上的加速度(向心加速度)，處于超重狀態(tài)，故A正確；

B、在鐵路的轉(zhuǎn)彎處，通常要求外軌比內(nèi)軌高，是利用重力與支持力的合力提供向心力，故B錯誤；

C、當“水流星”通過最高點時，根據(jù)牛頓第二定律有：F+mg=mv2R，解得F=mg?mv2R，在最高點處于失重狀態(tài)，依然受重力作用，故C錯誤；

D、離心力與向心力并非水滴的實際受力，當水滴所受合力不足以提供向心力時，水滴將做離心運動，會沿切線方向甩出，故D錯誤；

故選：4.D

【解析】解：AB、取水平向右為正方向，根據(jù)小球和滑車組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒得

mv0=mv車+mv球

根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒得

12mv02=12mv車2+12mv球2

解得：v球=0

即小球返回車的左端時，速度為0，故AB錯誤；

CD、小球上升到最高點時，小球和滑車速度相同，設為v車，根據(jù)系統(tǒng)水平方向動量守恒得5.A

【解析】解：A、彈簧對物體的彈力變小時，物體所受回復力可能變大，例如物體從平衡位置向彈簧原長位置運動時，彈力變小，位移變大，物體所受回復力變大，故A正確；

B、物體從最高處向最低處運動過程中，位移先減小后增大，而振幅不變，故B錯誤；

C、物體從最低點向平衡位置運動時，位移為正，速度為負，加速度為負，故C錯誤；

D、根據(jù)物體和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒可知，物體從最低處向最高處運動過程中，重力勢能一直增大，則物體的動能與彈簧的彈性勢能之和一直減小，故D錯誤。

故選：A。

彈簧對物體的彈力變小時，分析物體的運動方向，判斷回復力的變化；物體從最高處向最低處運動過程中，振幅不變；通過舉例說明速度、加速度方向與位移方向的關系；物體從最低處向最高處運動過程中，根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒分析物體的動能與彈簧的彈性勢能之和的變化情況。

本題考查簡諧運動，關鍵是結(jié)合簡諧運動的特征和機械能守恒定律進行分析。6.B

【解析】解：A.在圓軌道Ⅲ上運動時，根據(jù)萬有引力提供向心力有GMmR22=m4π2T2R2，可得地球的質(zhì)量為M=4π2R23GT2，故A錯誤；

B.根據(jù)萬有引力提供向心力GMmr2=mv2r，得v=GMr，可得衛(wèi)星在軌道Ⅰ的線速度大小大于在軌道Ⅲ的線速度大小，故B正確；

C.根據(jù)牛頓第二定律GMmr2=ma，得7.B

【解析】解：A.t時間內(nèi)葉片排開的空氣的質(zhì)量為

m=ρvtS

故A錯誤；

B.有動量定理可得，葉片勻速旋轉(zhuǎn)時，空氣受到的推力為

Ft=mv?0

解得

F=ρSv2

根據(jù)牛頓第三定律可知，空氣對葉片的推力為ρSv2，故B正確；

C.空氣對葉片的壓強為

P=FS=ρv2

所以若僅將葉片面積增大為2S，則空氣對葉片的壓強不變，故C錯誤；

D.單位時間，則時間為1s，所以其單位時間內(nèi)通過葉片的空氣為

m0=ρSv

單位時間內(nèi)流過葉片的空氣的動能為

Ek=12m8.CD

【解析】解：A、由圖像可知，彈簧振子的周期為T=0.8s，故其振動方程為

x=0.05sin2πT=0.05sin2π0.8t=0.05sin52t(m)，故A錯誤；

B、如圖像可知，圖像的斜率即為該點的速度，在t=0.4s與t=0.8s兩個時刻，彈簧振子的速度大小相等，但方向相反，故B錯誤；

C、在t=0.1s時，彈簧振子的位移大小為

x=0.05sin52×0.1=0.05sin520=0.05sinπ4=0.05×29.AC

【解析】解：A.飛船從軌道Ⅰ變軌到軌道Ⅱ需要在P點加速做離心運動才能完成，則飛船在軌道Ⅰ經(jīng)過P點的速度小于在軌道Ⅱ上運動時經(jīng)過P點的速度，故A正確；

B.根據(jù)開普勒第三定律可知a3T2=k，橢圓軌道的半長軸越長，周期越長，故軌道Ⅲ上運行時時周期最長，故B錯誤；

C.若軌道Ⅰ貼近火星表面，已知萬有引力常量為G，測出飛船在軌道Ⅰ上運動的周期，根據(jù)GMmR2=m4π2T2R，又由ρ=M43πR3，解得火星的密度ρ=3πGT2，

故C正確；

D.根據(jù)牛頓第二定律GMmR2=ma，得a=GMr2可知，飛船在兩個軌道上經(jīng)過P點時到地球球心的距離r不變，所以飛船在軌道Ⅰ上運動到P10.BC

【解析】解：A.物體由P到A的過程，根據(jù)動能定理可得

mg??Wf=12mv02

解得克服摩擦力做的功為

Wf=0.4J

故A錯誤；

B.物體滑上傳送帶后，在滑動摩擦力作用下勻減速運動，加速度大小為

a=μmgm=μg

解得

a=5m/s2

物體減速至與傳送帶速度相等時，所用的時間為

t1=v0?va

解得

t1=0.4s

物體勻減速運動的位移為

s1=v0+v2t1=6+42×0.4m=2.0m=L=2.0m

故物體與小球1碰撞前的速度為

v=4m/s

物體與小球1發(fā)生彈性正碰，設物體反彈回來的速度大小為的v1，小球1被撞后的速度大小為u1，取向右為正方向，由動量守恒和機械能守恒可得

mv=?mv1+m0u1

12mv2=12mv12+12m0u12

解得

v1=2m/s，u1=2m/s

物體被反彈回來后，在傳送帶上向左運動過程中，由運動學公式得

0?v12=?2as

解得物體第一次與小球碰撞后，在傳送帶上向左滑行的最大距離為

s=0.4m

故B正確；

C.由于小球質(zhì)量相等，且發(fā)生的都是彈性正碰，碰撞后它們之間將進行速度交換。物體第一次返回還沒到傳送帶左端速度就減小為零，接下來將再次向右做勻加速運動，直到速度增加到v1，再跟小球1發(fā)生彈性正碰，同理可得，第二次碰后，物體和小球的速度大小分別為

v2=(111.圖3

2.240

1.41

9.86

【解析】解：(1)、圖2、圖3的兩種不同方式懸掛小鋼球，圖2中單擺擺動時擺長會發(fā)生變化，所以圖3懸掛方式較好；

(2)、度游標卡尺的精確值為0.05mm，由圖可知小球直徑為22mm+0.05mm×8=22.40mm=2.240cm；

(3)、單擺的周期T=tn=35.3502s=1.412s≈1.41s；

(4)、根據(jù)單擺的周期公式T=2πLg可得g=4π2T2L，由圖5可知g=4π24.0×1.00m/s2=9.86m/s2。

故答案為：(1)圖3；

(2)2.240；

(3)1.41；12.C

一

D

D

【解析】解：(1)本實驗的目的是探究向心力的大小F與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關系，采用的實驗方法是控制變量法。

A.探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律，采用的實驗方法是等效替代法，故A錯誤；

B.探究平拋運動的特點，采用的是等效思想，故B錯誤；

C.探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關系，采用的實驗方法是控制變量法，故C正確；

故選：C。

(2)在某次實驗中，探究向心力的大小與半徑的關系時，應保持兩小球質(zhì)量m、角速度ω相同，則需要將傳動皮帶調(diào)至第一層塔輪。

(3)角速度為ω1、ω2時，左、右測力筒露出的格子數(shù)之比均為2：1，左右兩標尺露出的格子數(shù)之比表示向心力的比值，且B處、C處分別到各自轉(zhuǎn)軸中心距離之比為2：1，可知F與r成正比。

故ABC錯誤，D正確。

故選：D。

(4)在另一次實驗中，把兩個質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，則m、r相同，傳動皮帶位于第二層，角速度比值為

ωA：ωC=R2：2R2=1：2

根據(jù)向心力公式

F=mω2r

當塔輪勻速轉(zhuǎn)動時，左右兩標尺露出的格子數(shù)之比表示向心力的比值，左右兩標尺露出的格子數(shù)之比約為

nA：nC=FA：FC=ωA2：ωC2=1：4

故ABC錯誤，13.解：(1)小球在星球表面做自由落體運動時，設星球表面的重力加速度為g，滿足?=12gt2，解得g=2?t2

(2)在星球表面，不考慮星球自轉(zhuǎn)，根據(jù)黃金代換式得GMmR2=mg，解得星球的質(zhì)量為M=2?R2Gt2，根據(jù)萬有引力提供向心力【解析】(1)根據(jù)星球表面物體的自由落體運動列式求解重力加速度；

(2)根據(jù)黃金代換式列式求解星球質(zhì)量，結(jié)合牛頓第二定律列式求解第一宇宙速度。

考查萬有引力定律的應用和自由落體運動問題，會