安徽省合肥168中2020学年高二物理上学期入学试题（含解析）

安徽省合肥168中2020学年高二物理上学期入学试题（含解析）

安徽省合肥168中2020学年高二（上）入学物理试卷 ‎ 一、单选题 ‎1. 如图所示，在玻璃管的水中有一红蜡块正在匀速上升，若红蜡块在A点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图中的（　　）‎ A. 直线P B. 曲线Q C. 曲线R D. 无法确定是P还是Q ‎【答案】B ‎【解析】两个分运动的合加速度方向水平向右，与合速度的方向不在同一条直线上，所以合运动为曲线运动，根据曲线运动的合力（加速度）大致指向轨迹凹面的一侧，知该轨迹为曲线Q，B正确；A、C、D错误；‎ 故选B。‎ ‎2. 如图所示，从某高度水平抛出一小球，经过时间t到达地面时，速度与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g．下列说法正确的是（　　）‎ A. 小球水平抛出时的初速度大小为 B. 小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为 C. 若小球初速度增大，则平抛运动的时间变长 D. 若小球初速度增大，则θ减小 ‎【答案】AD ‎【解析】A、落地时竖直方向上的速度,因为速度方向与水平方向的夹角为，所以小球的初速度,故A错误；‎ B、速度与水平方向夹角的正切值，位移与水平方向夹角的正切值，,但,故B错误；‎ C、平抛运动的时间有高度决定，由，高度不变，则时间不变，故选项C错误；‎ D、速度与水平方向夹角的正切值，若小球初速度增大，下落时间不变，所以减小，即减小，故D正确。‎ 点睛：平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，落地的时间由高度决定，知道落地时间，即可知道落地时竖直方向上的速度，根据速度与水平方向的夹角，可求出落地的速度大小和水平初速度。‎ ‎3. 如图所示，以9.8m/s的水平速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角θ为30°的斜面上，可知物体完成这段飞行的时间是（　　）‎ A. B. C. D. 2 s ‎【答案】C ‎【解析】物体做平抛运动，当垂直地撞在倾角为30∘的斜面上时，把物体的速度分解如图所示，‎ 由图可知，此时物体的竖直方向上的速度的大小为vy=v0tan30∘，由vy=gt可得运动的时间t=vy/g=v0tan30∘/g= ，故C正确，A、B、D错误.‎ 故选：C.‎ ‎【名师点睛】‎ 研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，两个方向上运动的时间相同。‎ ‎4. 做匀速圆周运动的物体所受的向心力是（　　）‎ A. 因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力 B. 向心力能够改变线速度的大小 C. 物体所受的合外力 D. 向心力和向心加速度的方向都是不变的 ‎【答案】C ‎【解析】做匀速圆周运动的物体,向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，但是方向不断变化,故向心力是一个变力,选项A错误；向心力能够改变线速度的方向，不能改变大小，选项B错误；做匀速圆周运动的物体的向心力时物体所受的合外力，选项C正确；向心力和向心加速度的方向都是指向圆心的，方向不断变化，选项D错误；故选C.‎ ‎5. 下列说法中正确的（　　）‎ A. 伽利略发现了万有引力定律，并测得了引力常量 B. 据表达式，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C. 在开普勒第三定律中，k是一个与中心天体有关的常量 D. 两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力 ‎【答案】C ‎6. 如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为FN，小球在最高点的速度大小为v，FN﹣v2图象如图乙所示．下列说法正确的是（　　）‎ A. 当地的重力加速度大小为 B. 小球的质量为 C. 当v2=c时，杆对小球弹力方向向上 D. 若v2=2b，则杆对小球弹力大小为2a ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：在最高点，若，则；若，则，解得：，，故A正确，B错误；由图可知：当时，杆对小球弹力方向向上，当时，杆对小球弹力方向向下，所以当时，杆对小球弹力方向向下，故C错误；若，则，解得，故D错误。‎ 考点：向心力、向心加速度 ‎【名师点睛】本题主要考查了圆周运动向心力公式的直接应用，要求同学们能根据图象获取有效信息，难度适中。‎ ‎7. 如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知（g取10m/s2）（　　）‎ A. 物体加速度大小为2 m/s2 B. F的大小为21N C. 4s末F的功率大小为42W D. 4s内F做功的平均功率为42W ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：试题分析：据题意，物体做匀加速运动，从图像可知物体的加速度为：a=Δv/Δt=0.5m/s2，所以A选项错误；对物体受力分析，物体受到重力G和细绳的拉力T，物体做匀加速运动处于超重状态，则拉力T=G+ma=21N，据动滑轮原理，拉力F=T/2=10.5N，所以B选项错误；4s末物体的速度为v=at=2m/s，物体上升的距离为L=at2/2=4m，据动滑轮原理，滑轮上升L而细绳已经上升2L，同理相同时间内细绳的速度是滑轮的两倍，则此时细绳的速度为v’=4m/s，则拉力此时的功率为P=Fv’=42w，而F做功的平均功率为P’=F2L/t=21w，所以C选项正确而D选项错误。‎ 考点：本题考查牛顿第二定律的应用、瞬时功率和平均功率的理解和动滑轮原理的理解。‎ ‎8. 如图所示，小物体A沿高为h、倾角为θ的光滑斜面由静止从顶端滑到底端，而相同的物体B从同等高度处作自由落体运动，则（　　）‎ A. 两物体到达地面时的速率不同 B. 从开始至落地，重力对它们做功相同 C. 两物体落地时重力的瞬时功率相同 D. 从开始运动至落地过程中，重力做功的平均功率相同 ‎【答案】B ‎...............‎ 考点：功和功率 ‎【名师点睛】重力做功决定重力势能的变化与否，若做正功，则重力势能减少；若做负功，则重力势能增加．而重力的平均功率与瞬时功率的区别是：平均功率是做功与时间的比值，瞬时功率是力与速度在力的方向上的速度乘积。‎ 二、多选题 ‎9. 如图所示，半径r=0.5m的光滑圆轨道被竖直固定在水平地面上，圆轨道最低处有一小球（小球的半径比r小很多）．现给小球一个水平向右的初速度v0，要使小球不脱离轨道运动，v0应满足（　　）‎ A. v0≤5m/s B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】最高点的临界情况：，解得 根据动能定理得，‎ 解得：．‎ 若不通过四分之一圆周，根据动能定理有：，解得 所以或，故D正确，ABC错误。‎ 点睛：解决本题的关键知道小球在内轨道运动最高点的临界情况，以及能够熟练运用动能定理。‎ ‎10. A、B两卫星在相同的轨道平面内运动，地球的半径为R，A、B两卫星的轨道高度分别为R和3R，某时刻两颗卫星距离最近，下列说法正确的是（　　）‎ A. A、B两卫星的周期之比为：9‎ B. A、B两卫星的线速度之比为：1‎ C. A卫星可能再运动圈两卫星距离最远 D. A卫星可能再运动圈两卫星距离最远 ‎【答案】C ‎【解析】由题两卫星的轨道分别为 Ra=2R，Rb=4R；由开普勒行星运动规律，k相同，则得，所以 ，选项A错误；根据可知线速度之比为,选项B正确；设经过t时间 二者第一次相距最远，若两卫星同向运转，此时a比b多转π角度，则 ，这段时间a经过的周期数为n=，解得，；‎ 若卫星反向运转，则 ，这段时间a经过的周期数为解得，，则选项CD正确；故选BCD.‎ 点睛：本题既可应用万有引力提供向心力求解，也可应用开普勒行星运动定律求解，以后者较为方便，两卫星何时相距最远的求解，要分同向运转与反向运转两种情形，用到的数学变换相对较多，增加了本题难度．‎ ‎11. 如图所示，一个质量为 m 的圆环套在一根固定的水平直杆 上，杆足够长，环与杆的动摩擦因数为 μ．现给环一个向右的初速度v0，如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力 F，F=kv （ k 为常数，v ‎ 为环的速率），则环在整个运动过程中克服摩擦力所 做的功可能为（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：根据题意有对于小环的运动，根据环受竖直向上的拉力F与重力mg的大小分以下三种情况讨论：‎ ‎（1）当mg=kv0时，即时，环做匀速运动，Wf=0，环克服摩擦力所做的功为零；‎ ‎（2）当mg＞kv0时，即时，环在运动过程中做减速运动，直至静止．由动能定理得环克服摩擦力所做的功为Wf=，故B正确；‎ ‎（3）当mg＜kv0时，即时，环在运动过程中先做减速运动，当速度减小至满足mg=kv时，即时环开始做匀速运动．由动能定理得摩擦力做的功 环克服摩擦力所做的功为，故D正确，AC错误；故选BD．‎ 考点：动能定理 ‎【名师点睛】注意当环在竖直方向所受合力为0时，此时杆对环不再有阻力作用，环在水平方向受平衡力，将保持此时的速度做匀速直线运动，由此可分三种情况对环进行受力分析从而确定环的受力情况和运动情况，根据动能定理求解克服阻力所做的功即可．‎ ‎12. 如图所示，竖直光滑杆固定不动，套在杆上的弹簧下端固定，将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h=0.1m处，滑块与弹簧不拴接．现由静止释放滑块，通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h并作出滑块的Ek ‎﹣h图象，其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线，其余部分为曲线，以地面为零势能面，取g=10m/s2，由图象可知（　　）‎ A. 小滑块的质量为0.2kg B. 轻弹簧原长为0.2m C. 弹簧最大弹性势能为0.32J D. 小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.18J ‎【答案】AB ‎【解析】试题分析：由动能定理得，h0=0．1m，所以图线各点的斜率的绝对值等于合外力，图象的直线部分表示合外力恒定，反映了滑块离开了弹簧只受重力作用，，m=0．2Kg ，故A错误；由题意和图象知，h>=0．2m时不受弹簧的弹力，即脱离了弹簧，弹簧的弹力为零时，恢复原长，所以原长为0．2m，故B项正确；滑块在h1＝0．1m 处，弹簧的弹性势能最大，动能为0，滑块与弹簧作为系统的机械能为，当滑块到达h2=0．35m 处，动能又为0，弹簧的弹性势能也为0，系统的机械能为，由机械能守恒定律，解得，故CD错误；故本题选AB。‎ 考点：本题考查了对图象的理解和机械能守恒定律的应用。‎ 三、实验题 ‎13.‎ ‎ “探究功与物体速度变化的关系”的实验如图甲所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．‎ ‎（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、__（填测量工具）和__电源（填“交流”或“直流”）．‎ ‎（2）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车的速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是__．‎ A．橡皮筋处于原长状态 B．橡皮筋仍处于伸长状态 C．小车在两个铁钉的连线处 D．小车已过两个铁钉的连线 ‎（3）在正确操作情况下，需要垫起木板的一端平衡摩擦，平衡摩擦时，小车是否要拖着纸带穿过打点计时器进行？__（填“是”或“否”），平衡摩擦的目的是__．实验时打在纸带上的点并不都是均匀的，如图乙所示．为了测量小车获得的速度，应选用纸带的__部分进行测量（根据下面所示的纸带回答，并用字母表示）．‎ ‎【答案】 (1). （毫米）刻度尺， (2). 交流． (3). B． (4). 否 (5). 弹簧的弹力即为小车受到的合力 (6). GI或GK ‎【解析】（1）为了测量最后的速度，需要知道位移和时间，而位移需要用到刻度尺，时间需要打点计时器，而打点计时器需要交流电源；‎ ‎（2）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车的速度最大时，弹力等于摩擦力，故橡皮筋仍处于伸长状态，选项B正确；‎ ‎（3）平衡摩擦力，需要平衡因为纸带产生的摩擦力，所以平衡摩擦时小车是要拖着纸带穿过打点计时器进行．平衡摩擦力的目的是：实验时只有橡皮筋对小车做功，物体的末速度即为物体做匀速直线运动的速度，所以选择一段匀速运动的部分进行测量即可，故应选择GI或GK段。‎ 点睛：对于课本中基础力学实验，要到实验室进行实际操作，这样才能明确实验步骤和具体的操作的含义。‎ ‎14. 某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图（a）所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．‎ ‎（1）实验中涉及到下列操作步骤：‎ ‎①把纸带向左拉直 ‎②松手释放物块 ‎③接通打点计时器电源 ‎④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量 上述步骤正确的操作顺序是__（填入代表步骤的序号）．‎ ‎（2）图（b）中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50Hz．由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为__m/s．比较两纸带可知，__（填“M”或“L”）纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．‎ ‎【答案】 (1). ④①③② (2). 1.29 (3). M ‎【解析】试题分析：（1）实验中应先向物块推到最左侧，测量压缩量，再把纸带向左拉直；先接通电源，稳定后再释放纸带；故步骤为④①③②；‎ ‎（2）由M纸带可知，右侧应为与物块相连的位置；由图可知，两点间的距离先增大后减小；故2.58段时物体应脱离弹簧；则由平均速度可求得，其速度v==1.29m/s；‎ 因弹簧的弹性势能转化为物体的动能，则可知离开时速度越大，则弹簧的弹性势能越大；由图可知，M中的速度要大于L中速度；故说明M纸带对应的弹性势能大；‎ 四、计算题 ‎15. 如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动．现测得转台半径R=0.5m，离水平地面的高度H=0.8m，物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m．设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2．求：‎ ‎（1）物块做平抛运动的初速度大小v0；‎ ‎（2）物块与转台间的动摩擦因数μ．‎ ‎【答案】（1）1m/s；（2）0.2．‎ ‎【解析】试题分析：（1）物块做平抛运动，在竖直方向上有 ①‎ 在水平方向上有s＝v0t ②‎ 由①②式解得③‎ 代入数据得 v0＝1 m/s．‎ ‎（2）物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有④‎ fm＝μN＝μmg ⑤‎ 由④⑤式得 代入数据得μ＝0．2．‎ 考点：平抛运动的规律、向心力 ‎【名师点睛】物块离开转台后做平抛运动，根据平抛运动的规律在竖直和水平方向分别列出方程，可求出抛出时的初速度。摩擦力提供物块在转台上做匀速圆周运动的向心力，刚好抛出时，最大静摩擦力提供向心力，根据向心力公式列出方程，即可求解。‎ ‎16. 如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面斜坡上，从P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面倾角为α，已知星球半径为R，万有引力常量为G，求：‎ ‎（1）该星球表面的重力加速度；‎ ‎（2）该星球的第一宇宙速度v；‎ ‎（3）该星球的密度．‎ ‎【答案】（1）．‎ ‎（2）．‎ ‎（3）‎ ‎【解析】试题分析：(1)由平抛运动的知识得：‎ tan α＝(3分)‎ 则g＝（2分）‎ ‎(2) 由G＝m，可得v＝(3分)‎ 又GM＝gR2，所以v＝（2分）‎ ‎(3)在星球表面有：G＝mg，所以M＝g(3分)‎ 该星球的密度：ρ＝＝3v0tanα/(2πRtG) （2分）‎ 考点：平抛运动、万有引力定律 ‎17. 如图所示，皮带的速度是v=3m/s，两皮带轮圆心距离l=4.5m．现将m=1kg的小物体轻放到左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数为μ=0.15，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时，电动机多消耗的电能是多少？‎ ‎【答案】9J ‎【解析】设物体与传送带速度相同时物体通过的位移大小为S则由动能定理得：μmgS=mv2‎ 代入解得：S=3m＜4.5m 即物块可与皮带速度达到相同做匀速运动；则Ek=mv2=×1×32=4.5J 根据牛顿第二定律得μmg=ma 物体的加速度为a=1.5m/s2‎ 由v=at，得 t=2s 这一过程摩擦产生的热量：Q=μmg（vt-s）=0.15×1×10×（6-3）=4.5J 根据能量守恒得：E电=Ek+Q=9J 点睛：传送带问题物体运动过程分析是基础，注意电动机消耗的电能转化为物体的动能和摩擦产生的内能．‎ ‎18. 如图所示，轻杆长2l，中点装在水平轴O点，两端分别固定着小球A和B，A球质量为3m‍，B球质量为m，两者在竖直平面内可绕O轴做圆周运动，初始时A球位于最高点．‎ ‎（1）若A球受到轻微扰动，A、B开始做圆周运动，求A球运动至最低点时A、B球的速度大小；‎ ‎（2）在（1）小题情形下O轴受力大小和方向；‎ ‎（3）若初始时B球在最高点，给B球一初速度，在此后运动过程中能否出现O轴不受力的情形？若不能，请说明理由；若能，则求出A球初速度大小．‎ ‎【答案】（1）‎ ‎（2）6mg 竖直向下 ‎（3）‎ ‎【解析】（1）当A到达最低点，由机械能守恒定律，对AB两个物体的系统：‎ 解得 ‎（2）对A：‎ 解得：TA=9mg;‎ 对B：‎ 解得：TB=mg 因此，对O受力分析可知，O点受力大小为8mg.‎ ‎（3）A球从最高点到最低点 解得：‎ 对A：‎ 解得：‎ 对B：‎ 解得：‎ 对O点：TA=TB 解得 ‎　 ‎