四川省成都市2023-2024學年高二物理上學期開學考試試題含解析

2023-2024學年度上期高二2025屆入學考試物理試卷試卷說明：試卷分為試題卷和答題卡兩部分，試題卷由第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）組成，共6頁；答題卡共4頁。滿分100分，考試時間90分鐘。第I卷（選擇題，共44分）。一、單項選擇題（本題共8小題，每小題3分，共24分；每小題只有一個選項符合題意。）1.有關圓周運動的基本模型，下列說法正確的是（）A.如圖甲，汽車通過凹形橋的最低點處于失重狀態(tài)B.如圖乙，小球固定在桿的一端，在豎直面內繞桿的另一端做圓周運動，小球的過最高點的速度至少等于C.如圖丙，用相同材料做成的A、B兩個物體放在勻速轉動的水平轉臺上隨轉臺一起做勻速圓周運動，，，轉臺轉速緩慢加快時，物體A最先開始滑動D.如圖丁，火車轉彎超過規(guī)定速度行駛時，內軌對外輪緣會有擠壓作用【答案】C【解析】【詳解】A．汽車過凹橋最低點時，加速度的方向向上，處于超重狀態(tài)，故A錯誤；B．小球在豎直面內繞桿的另一端做圓周運動，桿不僅提供拉力也可以提供支持力，所以小球的過最高點的速度只要大于零即可，故B錯誤；C．物體放在勻速轉動的水平轉臺上隨轉臺一起做圓周運動，摩擦力充當向心力，最大角速度對應最大靜摩擦力：，即：所以A最先開始滑動，故C正確；D．火車轉彎超過規(guī)定速度行駛時，重力和支持力的合力不夠提供向心力，外軌對外輪緣會有向內側的擠壓作用，故D錯誤。故選C。2.人們有時用“打夯”的方式把松散的地面夯實。設某次打夯符合以下模型：兩人同時通過繩子對靜止于地面的重物各施加一個恒力F，方向都與豎直方向成θ角且保持不變，重物加速離開地面H后人停止施力，最后重物下落把地面砸深了h。已知重物的質量為M，下列說法正確的是（）A.整個過程重力對重物做功為零 B.拉力對重物做功為2FHcosθC.重物剛落地時的動能為MgH D.地面對重物做的功為－2FHcosθ【答案】B【解析】【詳解】A．整個過程重物的位移向下，則重力做正功，A錯誤；B．拉力做功為W=2FHcosθB正確；C．根據(jù)機械能守恒定律可知，若剛停止施力時重物的速度為v，則重物剛落地時的動能為C錯誤；D．整個過程中由動能定理2FHcosθ＋Mgh－W地=0即重物克服地面的沖擊力做的功為W地=2FHcosθ＋MghD錯誤。故選B。3.一輛汽車由靜止開始沿平直公路行駛，汽車所受牽引力F隨時間t變化關系圖線如圖所示。若汽車的質量為1.2×103kg，阻力恒定，汽車發(fā)動機的最大功率恒定，則以下說法正確的是（）A.汽車發(fā)動機的最大功率為3×104WB.汽車勻加速運動階段的加速度為1.25m/s2C.汽車先做勻加速運動，然后再做勻速直線運動D.汽車運動的最大速度是25m/s【答案】D【解析】【詳解】ABC．前4s內，汽車牽引力不變，汽車做勻加速直線運動，有由圖像知4s后汽車牽引力減小，則加速度減小，汽車做加速度減小的加速運動，直至牽引力等于阻力時，做勻速直線運動，此時有聯(lián)立解得且在4s末汽車達到最大功率，則最大功率為故ABC錯誤；D．汽車的最大速度為故D正確。故選D。4.兩個完全相同的木塊A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一豎直輕桿，輕桿上端的O點系一細線，細線另一端系一小球C?，F(xiàn)將C球拉起使細線水平伸直，并由靜止釋放C球，下面說法正確的是（）A.A、B、C系統(tǒng)動量守恒B.小球C到達左側最高點時速度為零C.小球C到達右側最高點時速度為零D.小球第一次運動到空間最低點時A、B開始分離【答案】D【解析】【詳解】A．小球擺動過程，A、B、C系統(tǒng)水平方向不受外力，水平方向動量守恒，但豎直方向動量不守恒，故A錯誤；D．小球C下擺過程中，在達到最低位置之前，懸線拉力的水平分量使A、B一起向右加速，小球擺過最低位置后，懸線拉力使A向右做減速運動，可知小球第一次運動到空間最低點時A、B開始分離，故D正確；BC．分離時，B具有向右的速度，則小球C與A組成的系統(tǒng)具有水平向左的動量；分離后，小球C與A組成的系統(tǒng)滿足水平方向動量守恒，小球C到達左側最高點時，小球C與A具有共同的速度，水平向左；小球C到達右側最高點時，球C與A具有共同的速度，水平向左；故BC錯誤。故選D。5.如圖，可視為質點小球位于半圓柱體左端點A的正上方某處，以初速度v0水平拋出，其運動軌跡恰好能與半圓柱體相切于B點。過B點的半圓柱體半徑與水平方向的夾角為30°，則半圓柱體的半徑為（不計空氣阻力，重力加速度為g）（）A.B.C.D.【答案】C【解析】【詳解】在B點由速度分解可知，豎直分速度大小為由平拋運動規(guī)律和圓周的幾何條件可知解得所以ABD錯誤；C正確。故選C。6.“天問一號”于2020年7月23日成功發(fā)射，經(jīng)過多次變軌，于2021年5月15日成功著陸火星，著陸后“祝融號”火星車成功傳回遙測信號。已知“天問一號”在距火星表面高度為的圓形軌道上運行的周期為，火星的半徑為，引力常量為，忽略火星自轉的影響，則以下說法正確的是（）A.“天問一號”在地球上的發(fā)射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間B.“天問一號”在著陸火星的過程中，引力勢能增大，動能減少，機械能守恒C.火星的平均密度為D.火星的第一宇宙速度為【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．由于“天問一號”飛到火星位置時，已經(jīng)脫離地球的束縛，但沒有脫離太陽的束縛，因此在地球上的發(fā)射速度介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之間，A錯誤；B．“天問一號”在著陸火星的過程中，火星引力做正功，因此引力勢能減少，動能增加，機械能守恒，B錯誤；C．由于①而可得火星的密度C錯誤；D．根據(jù)②①②聯(lián)立解得火星的第一宇宙速度D正確。故選D。7.自1860年出現(xiàn)第一個以蒸汽推動的旋轉木馬后，如今在各個大小游樂場等地方皆有各式旋轉木馬，深受游客喜愛。木馬上下運動的原理可以簡化為如圖所示的聯(lián)動裝置，連桿、可繞圖中O、B、C三處的轉軸轉動，通過連桿在豎直面內的圓周運動，可以使與連桿連著的滑塊A（木馬）沿固定的豎直桿上下滑動。已知桿長為L，繞O點沿逆時針方向勻速轉動的角速度為，當連桿與豎直方向夾角為時，桿與桿的夾角為，下列說法正確的是（）A.此時滑塊A在豎直方向的速度大小為B.此時滑塊A在豎直方向的速度大小為C.當時，滑塊A的速度最大D.當時，滑塊A的速度最小【答案】B【解析】【詳解】AB．B點的瞬時速度大小將B點速度分解，得到沿桿的速度大小將滑塊A的速度進行分解，沿桿的速度大小為如圖所示，聯(lián)立解得故A錯誤，B正確；CD．當時，滑塊A的速度是0，為最小值；當時，角最大，滑塊A的速度最大，故CD錯誤。故選B。8.如圖所示，A、兩物體（均可看作質點）質量分別為、，用跨過定滑輪的細繩相連，置于固定斜面體的兩個斜面上的相同高度外，處于靜止狀態(tài)，兩段細線分別與相應的斜面平行。左右兩邊斜面的傾角分別為和（），不計摩擦。剪斷細繩后，兩物體同時開始都沿斜面滑到水平地面上，以水平地面為重力勢能參考平面。下列說法正確的是（）A.剪斷細繩后兩物體將同時到達水平地面 B.兩物體各自到達斜面底端時重力的瞬時功率相同C.兩物體著地時的機械能相同 D.兩物體著地時的動能可能相同【答案】B【解析】【詳解】A．剪斷細繩后物體沿斜面加速下滑，由牛頓第二定律可得由運動學公式可得聯(lián)立解得由于斜面傾角不同，故到達水平地面的時間不同，故A錯誤；B．剪斷細繩前由平衡條件可得由機械能守恒定律可得解得故兩物體到達斜面底端的速度大小相等，此時重力的功率分別為聯(lián)立可得故B正確；C．初始位置，兩物體均靜止，動能相同，高度相同，但質量不同，故重力勢能不同，即機械能不同，下滑過程均滿足機械能守恒，故兩物體著地時的機械能不相同，故C錯誤；D．兩物體著地時速度大小相等，但質量不同，故動能不相同，故D錯誤。故選B。二、多項選擇題（本題共5小題，每小題4分，共20分；每小題給出的四個選項中有多個選項正確，全部選對得4分選對但不全得2分，有錯選的得0分。）9.兩球A、B在光滑水平面上沿同一直線，同一方向運動，mA=1kg，mB=2kg，vA=6m/s，vB=2m/s。當A追上B并發(fā)生碰撞后，兩球A、B速度的可能值是（）A.vA′=5m/s，vB′=2.5m/s B.vA′=2m/s，vB′=4m/sC.vA′=1m/s，vB′=4.5m/s D.vA′=－4m/s，vB′=7m/s【答案】BC【解析】【詳解】A．考慮實際運動情況，碰撞后兩球同向運動，A球速度應不大于B球的速度，故A錯誤；B．兩球碰撞過程，系統(tǒng)不受外力，故碰撞過程系統(tǒng)總動量應守恒，碰撞前，總動量為總動能碰撞后，總動量為總動能則符合動量守恒和能量守恒，故B正確；C．碰撞后，總動量為則符合動量守恒定律，總動能則符合能量守恒定律。而且vA′＜vB′，符合實際的運動情況，故C正確；D．如果vA′=－4m/s，vB′=7m/s，則碰后總動量為系統(tǒng)動量守恒，碰后總動能為系統(tǒng)動能增加，不可能，故D錯誤。故選BC。10.一物塊在高3.0m、長5.0m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重力勢能和動能隨下滑距離s的變化如圖中直線I、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2，則（）A物塊下滑過程中機械能守恒B.物體質量為1kgC.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5D.當物塊下滑2.0m時機械能損失了12J【答案】BC【解析】【詳解】A．下滑5m的過程中，重力勢能減少30J，動能增加10J，減小的重力勢能并不等于增加的動能，所以機械能不守恒，A錯誤；B．在斜面頂端，重力勢能，解得物塊質量為B正確；C．由圖中直線I可知，重力勢能可以表示為由圖中直線Ⅱ可知，動能可以表示為設斜面傾角為θ，則有，由功能關系有求得C正確；D．物塊下滑2.0m時，重力勢能減少12J，動能增加4J，所以機械能損失了8J，D錯誤。故選BC。11.如圖，長度為l的小車靜止在光滑的水平面上，可視為質點的小物塊放在小車的最左端。將一水平恒力F作用在小物塊上，物塊和小車之間的摩擦力大小為f。當小車運動的位移為s時，物塊剛好滑到小車的最右端，下列判斷正確的有（）A.此時物塊的動能為（F-f）（s+l）B.這一過程中，物塊對小車所做的功為f（s+l）C.這一過程中，物塊和小車系統(tǒng)增加的機械能為FsD.這一過程中，物塊和小車系統(tǒng)產(chǎn)生的內能為fl【答案】AD【解析】【詳解】A．物塊在整個過程水平方向受到水平恒力F和摩擦力f，相對地面的位移為，根據(jù)動能定理有解得故A正確；B．這一過程中，物塊對小車所做的功即為摩擦力對小車所做的功，則物塊對小車所做功為故B錯誤；CD．這一過程中，摩擦力對物塊做功為摩擦力對系統(tǒng)做的總功為系統(tǒng)產(chǎn)生的內能等于系統(tǒng)克服摩擦力做的功，故系統(tǒng)產(chǎn)生的內能為這一過程中，水平恒力F對物塊做的功為恒力F對物塊做的功轉化為系統(tǒng)的機械能和系統(tǒng)產(chǎn)生的內能，則物塊和小車系統(tǒng)增加的機械能為故C錯誤，D正確。故選AD。12.宇宙中兩顆靠得比較近的恒星，只受到彼此之間的萬有引力作用互相繞轉，稱之為雙星系統(tǒng)。設某雙星系統(tǒng)A、B繞其連線上的某固定點O點做勻速圓周運動，如圖所示。若A、B兩星球到O點的距離之比為3∶1，則（）A.星球A與星球B所受引力大小之比1∶1B.星球A與星球B的線速度大小之比為1∶3C.星球A與星球B的質量之比為3∶1D.星球A與星球B的動能之比為3∶1【答案】AD【解析】【詳解】A．星球A所受的引力與星球B所受的引力均為二者之間的萬有引力，大小是相等的，故A正確；B．雙星系統(tǒng)中，星球A與星球B轉動的角速度相等，根據(jù)v＝ωr，則線速度大小之比為3∶1，故B錯誤；C．A、B兩星球做勻速圓周運動的向心力由二者之間的萬有引力提供，可得G＝mAω2rA＝mBω2rB則星球A與星球B的質量之比為mA∶mB＝rB∶rA＝1∶3故C錯誤；D．星球A與星球B的動能之比為故D正確。故選AD。13.一列橫波在某介質中沿x軸傳播，如圖甲所示為時的波形圖，如圖乙所示為處的質點L的振動圖像，已知圖甲中M、N兩質點的平衡位置分別位于、，則下列說法正確的是（）A.該波應沿x軸負方向傳播B.圖甲中質點M的速度與加速度均為零C.在時刻，質點L與質點N的位移相同D.從時刻到時刻，質點M通過的路程為60cm【答案】AD【解析】【詳解】A．由振動圖象可知質點L在沿軸負方向運動，結合上下坡法可得該波沿軸負方向運動，故A正確；B．圖甲中質點在最大位移處，速度為零，加速度最大，故B錯誤；C．再經(jīng)過質點與質點分別位于波峰與波谷，位移一個正一個負，故位移不同，故C錯誤；D．從時刻到時刻，質點振動時間為質點通過的路程為故D正確。故選AD。第II卷（非選擇題，共56分）三、實驗題（本題共2小題，14題6分，15題8分，共計14分。）14.圖1是“研究平拋物體運動”的實驗裝置，通過描點畫出平拋小球的運動軌跡。（1）以下實驗過程的一些做法，其中合理的有________a.安裝斜槽軌道，使其末端保持水平b.每次小球釋放的初始位置可以任意選擇c.每次小球應從同一高度由靜止釋放d.為描出小球的運動軌跡描繪的點可以用折線連接（2）實驗得到平拋小球的運動軌跡，在軌跡上取一些點，以平拋起點O為坐標原點，測量它們的水平坐標x和豎直坐標y，圖2中y-x2圖象能說明平拋小球的運動軌跡為拋物線的是_________（3）圖3是某同學根據(jù)實驗畫出的平拋小球的運動軌跡，O為平拋起點，在軌跡上任取三點A、B、C，測得A、B兩點豎直坐標y1為5.0cm、y2為45.0cm，測得A、B兩點水平距離Δx為40.0cm，則平拋小球的初速度v0為______m/s，若C點的豎直坐標y3為60.0cm，則小球在C點的速度為vC=______m/s（結果保留兩位有效數(shù)字，g取10m/s2）?！敬鸢浮竣?ac②.c③.2.0④.4.0【解析】【詳解】（1）[1]a．斜槽末端水平，才能保證小球離開斜槽末端時速度為水平方向，a正確；bc．為保證小球多次運動是同一條軌跡，每次小球的釋放點都應該相同，b錯誤，c正確；d．小球的運動軌跡是平滑曲線，故連線時不能用折線，d錯誤。故選ac。（2）[2]平拋運動的水平位移與豎直位移分別滿足的關系是聯(lián)立可得可知y-x2圖象是直線時，說明小球運動軌跡是拋物線。故選c。（3）[3][4]由豎直方向的分運動可知即水平初速度為C點的豎直分速度為由運動合成可知15.利用圖甲所示的裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗。（1）已知打點計時器所用電源的頻率為f，重物的質量為m，當?shù)氐闹丶铀俣葹間。實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖乙所示，把打下的第一個點記作O，在紙帶上測量四個連續(xù)的點A、B、C、D到O點的距離分別為hA、hB、hC、hD。則重物由O點運動到C點的過程中，計算重力勢能減少量的表達式為ΔEp=_______，計算動能增加量的表達式為ΔEk=_______。（2）由實驗數(shù)據(jù)得到的結果應當是重力勢能的減少量_______動能的增加量（選填“大于”、“小于”或“等于”），原因是_______________。（3）小紅利用公式計算重物的速度vc，由此計算重物增加的動能，然后計算此過程中重物減小的重力勢能，則結果應當是_______（選填“>”、“<”或“=”）。【答案】①.mghc②.③.大于④.重物和紙帶克服摩擦力和空氣阻力做功，有一部分重力勢能轉化成了內能⑤.=【解析】【詳解】（1）[1]重物由O點運動到C點的過程中，重力勢能減小量為[2]在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，則有所以動能增加量為（2）[3][4]結果中，往往會出現(xiàn)重物的重力勢能的減小量大于其動能增加量，出現(xiàn)這樣結果的主要原因是重物與紙帶克服空氣與摩擦阻力做功，導致少部分重力勢能轉化為內能。（3）[5]若利用公式計算重物的速度vc，則說明重物就是做自由落體運動，重物的機械能守恒，則重物增加的動能，而此過程中重物減小的重力勢能，則有。四、計算題（本題共4小題，共42分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值運算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）。16.質量m=2kg的物體從高h=1.25m處自由下落，掉到沙面上后，經(jīng)過0.1s停在了沙坑中，不考慮空氣阻力作用，求：(1)物體在空中下落過程，重力的沖量；(2)物體陷入沙坑過程，沙對物體的平均作用力的大小?！敬鸢浮?1)；(2)120N【解析】【詳解】(1)根據(jù)物體在空中下落的時間根據(jù)沖量的定義得出，物體在空中下落過程，重力的沖量(2)在整個過程中，根據(jù)動量定理又可得阻力大小17.如圖所示，一質量m1＝0.45kg的平板小車靜止在光滑的水平軌道上．車頂右端放一質量m2＝0.5kg的小物塊，小物塊可視為質點，小物塊與車的動摩擦因數(shù)μ=0.5，現(xiàn)有一質量m0＝0.05kg的子彈以水平速度v0＝100m/s射中小車左端，并留在車中，子彈與車相互作用時間很短．(g取10m/s2)求：(1)子彈剛剛射入小車時，小車的速度大?。?2)要使小物塊不脫離小車，小車至少有的長度．【答案】(1)10m/s；(2)5m【解析】【詳解】(1)子彈進入小車的過程中，子彈與小車組成的系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律得解得(2)三物體組成的系統(tǒng)動量守恒，當小物塊與車共速時由動量守恒定律和動能守恒定律：得18.如圖所示，光滑的四分之一圓弧軌道豎直放置，底端與水平傳送帶的右端相切，一質量為mA=3kg的小物塊A從圓弧軌道最高點由靜止釋放，到最低點時與另一質量為mB=1kg小物塊B發(fā)生正碰（碰撞時間極短），碰后A、B結合為整體C沿傳送帶運動，已知圓弧軌道的半徑為R=0.8m，傳送帶的長度為L=2m，傳送帶以速度為v=1m/s逆時針勻速轉動，A、B、C均可視為質點，C與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4，重力加速度g取10m/s2，求：(1)碰撞前瞬間小物塊A速度的大??；(2)C從傳送帶右端運動到左端所需要的時間；(3)C從傳送帶右端運動到左端合力對它的沖量?！敬鸢浮?1)；(2)；(3)，方向向左【解析】【詳解】(1)小物塊A從圓弧軌道最高點下滑過程中，根據(jù)動能定理得代數(shù)得(2)設向左為正方向，