【物理】黑龙江省大庆市第十中学2020-2021学年高二上学期开学考试试卷（解析版）

【物理】黑龙江省大庆市第十中学2020-2021学年高二上学期开学考试试卷（解析版）

大庆市第十中学2020-2021学年高二上学期开学考试 物理试卷 ‎(满分100，答题时间60分钟)‎ 一、单选题（(本大题共6小题，每题5分，共30.0分)）‎ 1. 某人将石块从某高处以的速度水平抛出，落地点距抛出点的水平距离为5m。忽略空气阻力，g取，则石块落地时间和抛出点的高度分别是 A. 1s  5m B. 1s  10m C. 2s  5m D. 2s  10m 2. ‎1798年英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G，因此卡文迪许被人们称为“能称出地球质量的人”，若已知万有引力常量G，地球表面处的重力加速度g，地球半径为R，地球上一个昼夜的时间为地球自转周期，一年的时间地球公转的周期，地球中心到月球中心的距离，地球中心到太阳中心的距离为则下列说法正确的是 A. 地球的质量 B. 太阳的质量 C. 月球的质量 D. 可求月球、地球及太阳的密度 3. 如图所示，静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上，轨道高度为h，桌面距地面高为H，物体质量为m，则以下说法正确的是 A. 小球沿竖直轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最少 B. 小球沿曲线轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最多 C. 以桌面为参考面，小球的重力势能的减少量为mgh D. 以地面为参考面，小球的重力势能的减少量为 4. 如图所示，A，B，C三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，已知三颗卫星的质量关系为，轨道半径的关系为，则三颗卫星     ‎ A. 线速度大小关系为 B. 加速度大小关系为 C. 向心力大小关系为 D. 周期关系为 1. 如图所示，两个质量相同的小球A和B，分别用线悬在等高的、两点，A球的悬线比B球的悬线长，把两球的悬线拉到水平后将小球无初速度的释放，则经过最低点时  以悬点O为零势能点  A. A球的速度等于B球的速度 B. A球的动能小于B球的动能 C. A球的机械能等于B球的机械能 D. A球的机械能小于B球的机械能 2. 公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时 A. 车的加速度为零，受力平衡 B. 车对桥的压力比汽车的重力大 C. 车对桥的压力比汽车的重力小 D. 车的速度越大，车对桥面的压力越小 二、多选题（本大题共3小题，每题5分，漏选得3分，共15.0分）‎ 3. 以初速度v水平抛出一质量为m的石块，不计空气阻力，石块在空中运动的过程中，下列说法正确的是 A. 在两个相等的时间间隔内，石块动量的增量相同 B. 在两个相等的时间间隔内，石块动能的增量相同 C. 在两个下落高度相同的过程中，石块动量的增量相同 D. 在两个下落高度相同的过程中，石块的动能的增量相同 1. 如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑的小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度，若大小不同，则小球能够上升到的最大高度距离底部也不同，下列说法正确的是 A. 如果，则小球能够上升的最大高度为 B. 如果，则小球能够上升的最大高度为R C. 如果，则小球能够上升的最大高度为 D. 如果，则小球能够上升的最大高度为2R 2. 一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则 ‎ A. 时物块的速率为 B. 时物块的动量大小为 C. 时物块的动量大小为 D. 时物块的速度为零 三、填空题（本大题共1小题，每空2分，共14.0分）‎ 3. 图甲为“验证机械能守恒定律”的装置图，实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为，测得所用重物的质量为． 若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三个计时点A、B、C到第一个点的距离如图乙所示，那么： 纸带的______端与重物相连；填“左”或“右” 打点计时器打下点B时，物体的速度______保留两位有效数字； 从起点O到计数点B的过程中重力势能减少量______J，此过程中物体动能的增加量______J；以上两空均保留两位有效数字 通过计算，______填“”“”或“”，这是因为______； 实验的结论是______．‎ 四、计算题（本大题共3小题，11题15，12题16分，13题16分，共47.0分）‎ 1. ‎2014年10月8日，月全食带来的“红月亮”亮相天空，引起人们对月球的关注。我国发射的“嫦娥三号”探月卫星在环月圆轨道绕行n圈所用时间为t，如图所示。已知月球半径为R，月球表面处重力加速度为，引力常量为试求： 月球的质量M； 月球的第一宇宙速度； “嫦娥三号”卫星离月球表面高度h。‎ 2. 如图所示，固定斜面AB长，倾角，BC段为与斜面平滑连接的水平地面。一个质量的小物块可视为质点从斜面顶端A由静止开始滑下。已知小物块与斜面，小物块与地面间的动摩擦因数均为，求：不计空气阻力，，， 小物块滑到斜面底端B点时的速度大小； 小物块滑到斜面底端B点时，重力的瞬时功率P； 小物块在水平地面上滑行的最远距离x。‎ 1. 一条长为的轻绳一端固定在O点，另一端连接一质量的小球，悬点O距离水平地面的高度开始时小球处于A点，此时轻绳拉直处于水平方向上，如图所示．让小球从静止释放，当小球运动到B点时，轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂．不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度求： 当小球运动到B点时的速度大小； 绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面的C点，求小球落到C点时的瞬时速度的大小； 若，轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断裂，求轻绳能承受的最大拉力．‎ ‎【参考答案】‎ ‎1. A 2. B 3. C 4. B 5. C 6. B 7. AD 8. ABD 9. AB ‎ ‎10. 左           下落过程中存在阻力做功   在实验误差范围内，，机械能守恒  ‎ ‎11. 解：月球表面处引力等于重力，得 第一宇宙速度为近月卫星运行速度，由万有引力提供向心力 得 所以月球第一宇宙速度 卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力 得 卫星周期 轨道半径 解得 答：月球的质量为；月球的第一宇宙速度为； “嫦娥三号”卫星离月球表面高度为。  ‎ ‎12. 解：物块在斜面上运动时，由动能定理： 解得 小物块滑到斜面底端B点时，重力的瞬时功率 解得：； 在水平地面运动过程中，由动能定理得：，解得： ‎； 答：小物块在斜面底端B点时的速度大小为 ； 小物块滑到斜面底端B点时，重力的瞬时功率为24W； 小物块在水平地面上滑行的最远距离为。  ‎ ‎13. 解：设小球运动到B点时的速度大小，由机械能守恒定律得： 解得小球运动到B点时的速度大小为： 小球从B点做平抛运动，水平速度为； 竖直方向有： ； 解得C点的瞬时速度大小为： 若轻绳碰到钉子时，轻绳拉力恰好达到最大值，由牛顿定律得 为OP的长度 由以上各式解得： 答：当小球运动到B点时的速度大小为．点的瞬时速度为； 轻绳能承受的最大拉力为9N．  ‎ ‎【解析】‎ ‎1. 解：物体做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据，球落地点与抛出点的水平距离，联立解得，，，故A正确，BCD错误。故选：A。 石块做平抛运动，而平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据水平距离和速度求出运动的时间，进一步求解高度。‎ ‎2. 解：A、根据万有引力等于重力，有：则故A错误。 B、根据万有引力提供向心力有：， 解得：故B正确。 ‎ C、因为月球的周期未知，无法求出月球的质量。故C错误。 D、月球的质量无法求出，则无法求出月球的密度。故D错误。 故选：B。 根据万有引力等于重力求出地球的质量，根据地球绕太阳公转，靠万有引力提供向心力，求出太阳的质量。‎ ‎3. 解：A、静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上，由于高度差相同，所以重力做功相同。故A、B错误。 C、重力势能的变化量与零势能平面的选取无关，重力做的正功等于重力势能的减小量，重力做功为mgh，则重力势能的减小量为mgh。故C正确，D错误。 故选：C。 重力做功与路径无关，由初末位置的高度差有关，重力势能的大小与零势能平面的选取有关，但重力势能的变化量与零势能平面的选取无关．‎ ‎4.【解答】人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有：，又由 ，解得：，，，，根据题意有：，因此： A.由可知，，故A错误； B.由可知，，故B正确； C.根据和已知条件，可以判断：，，故C错误； D.由可知，，故D错误。故选B。‎ ‎5. 解：A、根据动能定理得：，解得：，所以A球的速度大于B球的速度，故A错误。 ‎ B、在最低点,小球的动能为，则A球的动能大于B球的动能。故B错误。 CD、A、B两球在运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，初始位置时两球的机械能相等，所以在最低点，两球的机械能相等。故C正确，D错误。故选：C。‎ ‎6. 解：A、汽车做圆周运动，速度在改变，加速度一定不为零，受力一定不平衡。故A错误。 B、C汽车通过凹形桥的最低点时，向心力竖直向上，合力竖直向上，加速度竖直向上，根据牛顿第二定律得知，汽车过于超重状态，所以车对桥的压力比汽车的重力大，故B正确，C错误。 D、对汽车，根据牛顿第二定律得：，则得，可见，v越大，路面的支持力越大，据牛顿第三定律得知，车对桥面的压力越大，故D错误。故选：B。 汽车在凹形桥的底端受重力和支持力，靠两个力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出支持力的大小，通过牛顿第三定律得出汽车对路面的压力．‎ ‎7. 解：A、石块做平抛运动，只受重力，在相等时间内重力的冲量相同。故A正确。 B、在两个相等的时间间隔内，石块下落的高度不同，根据可知动能增量不同。故B错误。 C、平抛运动在竖直方向做匀加速运动，在两个下落高度相同的过程中，运动时间不同，重力的冲量不同，则动量的变化量不同。故C错误。 D、在两个下落高度相同的过程中，重力做功相同，由动能定理可知，石块动能的增量相同。故D正确。故选：AD。‎ ‎8. 解：A、当，根据机械能守恒定律有：，解得，即小球上升到高度为时速度为零，所以小球能够上升的最大高度为故A正确。 B、设小球恰好能运动到与圆心等高处时在最低点的速度为v，则根据机械能守恒定律得：，解得故如果，则小球能够上升的最大高度为故B正确。 C、设小球恰好运动到圆轨道最高点时在最低点的速度为，在最高点的速度为 ‎。 则在最高点，有 从最低点到最高点的过程中，根据机械能守恒定律得：，解得，所以时，小球不能上升到圆轨道的最高点，会脱离轨道，在最高点的速度不为零。根据，知最大高度故C错误。 D、当，由上分析知，上升的最大高度为故D正确。 故选：ABD。 先根据机械能守恒定律求出在此初速度下能上升的最大高度，再根据向心力公式判断在此位置速度能否等于零即可求解． 本题主要考查了机械能守恒定律在圆周运动中的运用，要判断在竖直方向圆周运动中哪些位置速度可以等于零，哪些位置速度不可以等于零．要明确最高点临界速度的求法：重力等于向心力．‎ ‎9. 【解答】A.在内，力F的冲量为：，由动量定理得：，解得：，故A正确。 B.在内，力F的冲量为：，由动量定理得：，解得：，故B正确。 C.在内，力F的冲量为：，由动量定理得：，解得：，故C错误。 D.在内，力F的冲量为：，由动量定理得：，解得：。由，时物块的速度不为零，故D错误。故选AB。‎ ‎10. 解：物体做加速运动，由纸带可知，纸带上所打点之间的距离越来越大，这说明物体与纸带的左端相连． 利用匀变速直线运动的推论； 重物由B点运动到C点时，重物的重力势能的减少量． ‎ ‎ 由上数据可知，，原因是下落时存在阻力做功； 在实验误差范围内，，机械能守恒． 故答案为：；；；；，下落时存在阻力做功；在实验误差范围内，，机械能守恒．‎ ‎11. 在月球表面的物体受到的重力等于万有引力，化简可得月球的质量。 根据万有引力提供向心力，可计算出近月卫星的速度，即月球的第一宇宙速度。 根据万有引力提供向心力,结合周期和轨道半径的关系,可计算出卫星的高度。‎ ‎12. 由牛顿第二定律求解小物块在斜面上运动时加速度a的大小，结合运动学公式得到B点时的速度大小；  根据速度时间关系可得达到斜面底部的速度，根据功率计算公式求解重力的瞬时功率； 在水平地面运动过程中，由动能定理求解小物块在水平地面上滑行的最远距离x。‎ ‎13. 根据机械能守恒定律求出小球运动到B点的速度大小． 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据竖直方向上的高度求出运动的时间，由运动的合成与分解可求得合速度； 在P点绳子的拉力和小球重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出轻绳能承受的最大拉力．‎