江西省新余市第四中学2021-2022学年高二上学期开学考试物理试题

2021-2022 学年度上学期新余四中高二开学考试物理试卷 （时间；90 分 满分：100 分） 一、选择题（本题共10 小题，每小题4 分，共40 分，1—6 题为单选题，7—10 题为多选题，全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错或不选的 得0 分） 1、一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上用一条长为L 的轻绳拴一个小球，小球 与悬点在同一水平面上，轻绳拉直后小球从A 点静止释放，如图，不计一切阻力，下面说 法中正确的是（ ） A．小球的机械能守恒，动量守恒 B．小车的机械能守恒，动量也守恒 C．小球和小车组成系统机械能守恒，水平方向上动量守恒 D．小球和小车组成系统机械能不守恒，总动量不守恒 2、如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3 个电荷量均为q(q>0)的相同小球，小球之间用劲 度系数均为k0的相同轻质弹簧绝缘连接．当3 个小球处在静止状态时，每根 弹簧长度为l.已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的 原长为( ) A．l＋ B．l－ C．l－ D．l－ 3、小明同学在学习中勤于思考，并且善于动手，在学习了圆周运动知识后，他自制了一 个玩具，如图所示，用长为r 的细杆粘住一个质量为m 的小球，使之绕另一端O 在竖直平 面内做圆周运动，小球运动到最高点时的速度 ，在这点时( ) A.小球对细杆的拉力是 B.小球对细杆的压力是 C.小球对细杆的拉力是 D.小球对细杆的压力是mg 4、2021 年6 月17 日，中国三名宇航员聂海胜、刘伯明、汤洪波乘坐神舟十二号飞船，入 住具有完全知识产权的空间站，并在其中生活工作60 天时间。假设一宇航员手拿一只 小球相对于太空舱静止“站立”于舱内朝向地球一侧的“地面”上，如图所示.下列说 法正确的是( ) A.宇航员相对于地球的速度介于7.9 km/s 与11.2 km/s 之间 B.若宇航员相对于太空舱无初速度释放小球，小球将落到“地面”上 C.宇航员将不受地球的引力作用 D.宇航员对“地面”的压力等于零 5、汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P.快进入闹市区时，司 机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶．下面四个 图象正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系的（ ） 6、如图所示，质量相同的两小球(可看成质点)a、b 分别从斜面顶端A 和斜面中点B 沿水 平方向抛出后，恰好都落在斜面底端，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 小球a、b 在空中飞行的时间之比为2︰1 B. 小球a、b 抛出时的初速度大小之比为2︰1 C. 小球a、b 到达斜面底端时速度方向与斜面的夹角之比为1︰1 D. 小球a、b 到达斜面底端时的动能之比为4︰1 7、如图所示，质量为m 的小球A 沿高度为h 倾角为θ 的光滑斜面以初速v0滑 下. 另一质量与A 相同的小球B 自相同高度由静止落下，结果两 球同时落地。下列说法正确的是 （ ） A．重力对两球做的功相同 B．落地前的瞬间A 球的速度大于B 球的速度 C．落地前的瞬间A 球重力的瞬时功率大于B 球重力的瞬时功率 D．两球重力的平均功率相同 8、如图所示，一个质量为m 的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆间的动摩擦因 数为μ．现给环一个向右的初速度v 0 ，同时对环施加一个竖直向上的作用力F，并使F 的 大小随v 的大小变化，两者关系为F=kv，其中k 为常数，则环在运动过程 中克服摩擦所做的功大小可能为（ ） A B 0 C D 9、如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A 和B 放在转盘上，两者用长为L 的细绳 连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K 倍，A 放在距离转轴L 处，整个装置 能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开 始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是( ) A．当ω> 时，A、B 相对于转盘会滑动 h A B B．当ω> 时，绳子一定有弹力 C．ω 在 <ω< 范围内增大时，B 所受摩擦力变大 D．ω 在0<ω< 范围内增大时，A 所受摩擦力一直变大 10、如图所示，光滑水平直轨道上有三个质量均为m=3kg 静止放置的物块A、B、C， 物块B 的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质量不计）。若A 以v0=4m/s 的初速度向 B 运动并压缩弹簧（弹簧始终在弹性限度内），当A、 B 速度相等时，B 与C 恰好相碰并粘接在一起，然后继 续运动。假设B 和C 碰撞时间极短，则以下说法正确的是（ ） A．弹簧压缩到最短时A 的速度大小为2m/s B．从A 开始运动到弹簧压缩最短时C 受到的合外力冲量大小为4N⋅s C．从A 开始运动到A 与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能为16J D．在A、B、C 相互作用过程中弹簧的最大弹性势能为13J 二、填空题（16 分。每空2 分；） 11、（1）某物理兴趣小组在利用频闪照相机研究平抛运动的实验中，得到某 一个小钢球做平抛运动的频闪照片，小球在平抛运动途中的几个位置如图a、 b、c、d 所示（已知每个正方形小格子的边长为0.1m）．重力加速度g 取 10m/s2，则频闪照片的频率为______Hz, 小球平抛的初速度大小为______m/s， 小球经过b 点时的速率为______m/s． （2）物体做平抛运动的规律可以概括为两点：在水平方向做匀速直线运动； 竖直方向做自由落体运动． 如图所示为一种研究物体做平抛运动规律的实验装置，其中A、B 为两个等大的小球，C 为与弹性钢片E 相连的小平台，D 为固定支架，两小球等高．用小锤击打弹性钢片E，可 使A 球沿水平方向飞出，同时B 球被松开，做自由落体运动．在不同的高度多次做上述实 验，发现两球总是同时落地，这样的实验结果（ ） A. 只能说明上述规律中的第条 B. 只能说明上述规律中的第条 C. 能同时说明上述两条规律 D. 不能说明上述两条规律中的任意一条 12、如图所示，用碰撞实验器可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰 撞前后的动量关系。 （1）在不放小球m2时，小球m1从斜槽某处由静止开始滚下，m1的落点在图中的______ 点，把小球m2放在斜槽末端边缘处，小球m1从斜槽相同位置处由静止开始滚下，使它们 发生碰撞，碰后小球m1的落点在图中的______点。 （2）用天平测量两个小球的质量m1、m2，实验中分别找到m1碰前和m1、m2相碰后平 均落地点的位置，测量平抛水平射程 、 、 。 ①则动量守恒的表达式可表示为______（用测量的量表示）。 ②若碰撞过程中，动量和机械能均守恒，不计空气阻力，则下列表达式中正确的有______。 A．m1· +m1· =m2· B．m1· =m1· +m2· C． - = D． + =2 三、计算题（44 分，前2 题每题10 分，后 两题每题12 分，请注意解题规范，要有必要的文字说明。无过程不给分） 13、排球运动是一项同学们喜欢的体育运动。为了了解排球的某些性能，某同学让排球从 距地面高h1＝1.8 m 处自由落下，测出该排球从开始下落到第一次反弹到最高点所用时间为 t＝1.3 s，第一次反弹的高度为 h2 ＝1.25 m．已知排球的质量为 m＝0.4 kg，g 取 10 m/s2， 不计空气阻力．求： (1)排球与地面的作用时间； (2)排球对地面的平均作用力的大小． 14、中国赴南极考察船“雪龙号”,从上海港口出发一路向南,经赤道到达南极. 某同学设想,在考察船“雪龙号”上做一些简单的实验来探究地球的平均密度: 当“雪龙号”停泊在赤道时,用弹簧测力计测量一个钩码的重力,记下弹簧测力 计的读数为F1,当“雪龙号”到达南极后,仍用弹簧测力计测量同 一个钩码的重力,记下弹簧测力计的读数为F2,设地球的自转周期 为T,不考虑地球两极与赤道的半径差异.请根据探索实验的设想, 写出地球平均密度的表达式(万有引力常量G、圆周率π 已知). 15、如图所示，一质量为0.1 kg 的小滑块以v0=4 m/s 的初速度滑上一个固定在地面上的足 够长的斜面，经过t=0.6 s 恰好经过斜面上的某点B，已知斜面的倾角α=37°，小滑块与斜 面的动摩擦因数为μ=0.5，求小滑块在t=0.6 s 经过B 点时重力的功率.(g=10 m/s2) 16、如图所示，木板B 静止于光滑水平面上，质量MA=3 kg 的物块A 放在B 的左端， 另一质量m=1 kg 的小球用长L=0.8 m 的轻绳悬挂在固定点O。锁定木板B，将小球向 左拉至轻绳呈水平状态并由静止释放小球，小球在最低点与A 发生弹性正碰，碰撞时间极 短，碰后A 在B 上滑动，恰好未从B 的右端滑出。已知A、B 间的动摩擦因数μ=0.2，物 块与小球可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度g=10 m/s2。 （1）求小球与A 碰撞前瞬间绳上的拉力大小F； （2）求B 的长度x； （3）若解除B 的锁定，仍将小球拉到原处静止释放，为了使A 在B 表面的滑行距离能达 到 ，求B 的质量MB的范围。 物理答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C B D C C ABD ABD ABD BD 第6 题【详解】A、因为a、b 两球下落的高度之比为2:1,根据 得, ,则飞行 时间之比为 ,故A 错误. B、a、b 两球的水平位移之比为2:1,时间之比为 ,根据 知,初速度之比为 , 故B 错； C、小球落在斜面上时,速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的 2 倍,因为位移与水平方向的夹角相等,则速度与水平方向的夹角相等,到达斜面底端时速度方 向与斜面的夹角也相等,故C 对; D、根据动能定理可以知道,到达斜面底端时的动能之比 代入已知量可 知 ，故D 错；故选C 11. 10、2、,2.5、B 12. 答案：P M m1· =m1· +m2· BC 【详解】 （1）[1][2]小球m1从斜槽某处由静止开始滚下，m1的落点在图中的P 点，小球m1和小球 m2相撞后，小球m2的速度增大，小球m1的速度减小，都做平抛运动，所以碰撞后m1球的 落地点是M 点，m2球的落地点是N 点。 （2）① [3]若两球相碰前后的动量守恒，则m1v0=m1v1+m2v2 又 =v0t， =v1t， =v2t 代入得m1 =m1 +m2 。 ② [4]AB．若为弹性碰撞同时满足机械能守恒，则 m1 = m1 + m2 解得m1· =m1· +m2· 故A 错误，B 正确； CD．因为m1 +0=m1 +m2 m1 +0= m1 + m2 联立解得碰后结果 将结果进一步化简可得 - = - = 所以，若本实验中两球发生弹性碰撞，则 、 、 应满足的表达式为 - = 故C 正确，D 错误。 故选BC。 13. (1)0.2 s (2)26 N 【解析】 (1)排球第一次落到地面的时间为t1，第一次反弹到最高点的时间为t2， 由h1＝gt1 2，h2＝gt2 2，得 t1＝0.6s，t2＝0.5s 所以排球与地面的作用时间Δt＝t－t1－t2＝0.2s. (2)方法一：设排球第一次落地的速度大小为v1，第一次反弹离开地面时的速度大小为 v2，则有：v1＝gt1＝6 m/s，v2＝gt2＝5 m/s 设地面对排球的平均作用力的大小为F，以排球为研究对象，取向上为正方向，则在 排球与地面的作用过程中，由动量定理，得(F－mg)Δt＝mv2－m(－v1) 解得：F＝＋mg 代入数据得：F＝26 N 方法二：全过程应用动量定理 取竖直向上为正方向，从开始下落到第一次反弹到最高点的过程用动量定理得 F(t－t1－t2)－mgt＝0 解得：F＝＝26 N 再由牛顿第三定律得排球对地面的平均作用力的大小为26 14. 在地球赤道处,物体受地球的引力与弹簧的弹力作用,物体随地球自转,做圆周运动,所以 ①(3 分) 在地球的两极物体受地球的引力与弹簧的弹力作用,因该处的物体不做圆周运动,处于静止 状态,有 ②(3 分) 又因为 ③(2 分) 联立①②③解得 (2 分) 答案: 15. 【详解】上滑时，由受力分析得：mgsinα+μmgcosα=ma (2 分) 设滑到最高点用时t1,由运动学公式：0-v0=-at1 (1 分) 联立代入数据得t1=0.4 s (1 分) t=0.6 s>t1=0.4 s (1 分) 所以0.6 s 时滑块下滑0.2 s (1 分) 下滑时，由牛顿第二定律得：mgsinα-μmgcosα=ma′ (2 分) 由运动学公式：v′=a′t′ (1 分) 由功率公式：P=mg·v′sinα (1 分) 代入解之得：P=0.24 W (2 分) 答案：0.24 W 16. （1）30N；（2）1m；（3） 【详解】（1）设小球下摆至最低点时，速度的大小为v0，小球下摆的过程根据动能定理 有 受力分析可得最低点有 解得F=30N （2）小球与A 碰撞动量守恒，故有 机械能守恒则有 解得v1=-2m/s v2= 2 m/s A 在B 上滑行的过程能量守恒，则有 解得x=1m （3）小球与A 碰撞后至A 与B 共速，由动量守恒定律有 能量守恒 解得MB=3kg，所以