【物理】山西省忻州一中2020-2021学年高二上学期开学考试试题（解析版）

【物理】山西省忻州一中2020-2021学年高二上学期开学考试试题（解析版）

忻州一中2020~2021学年度高二上学期开学考试 物 理 满分100分，考试时间90分钟。‎ 命题范围：必修①②，选修3—5第十六章。‎ 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项正确，第9~12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．‎ ‎1．物体在竖直平面内做匀速圆周运动，运动一周的过程中，下列说法正确的是 A．物体的动量一直变化，动能始终不变 B．物体的动能一直变化，动量始终不变 C．物体的动量和动能始终不变 D．物体的动量和动能一直变化 ‎2．磁性车载支架使用方便，它的原理是将一个引磁片贴在手机背面，再将引磁片对准放置在车前排倾斜的支架的磁盘位置，手机就会被牢牢地吸住．下列说法正确的是 A．汽车静止时，手机共受三个力的作用 B．汽车静止时，手机共受四个力的作用 C．汽车运动时，手机一定受到三个力的作用 D．汽车运动时，手机一定受到四个力的作用 ‎3．如图所示，一汽车装有“AI自动驾驶”功能的系统，该AI系统指挥车载雷达监视前方的交通状况，当车速v≤12m/s且与前方静止的障碍物之间的距离接近安全距离时，系统就会立即启动“自动刹车”，使汽车避免与障碍物相撞．在上述条件下，若该车在不同路况下的“自动刹车”的加速度取6m/s2~8m/s2之间的某一值，则该汽车“自动刹车”的最长时间为 A．1.5s B．2s C．2.5s D．4s ‎4．土星是太阳系中“八大行星”之一，至太阳的距离（由近到远）位于第六，体积则仅次于木星，并与木星、天王星及海王星同属类木行星．已知引力常量为G，再给出下列条件，其中可以求出土星质量的是 A．土星绕太阳运动的轨道半径和周期 B．土星的第一宇宙速度 C．土星的半径和土星表面的重力加速度 D．土星的卫星“土卫一”绕土星运动的周期 ‎5．如图所示，A位置是跳板的自然位置，一运动员正在练习起跳动作，她从位置A开始起跳，B位置是该运动员在跳板上运动的最低位置．在该运动员从空中最高点落下，使跳板从A位置下压至B位置的过程中，下列说法正确的是 A．该运动员的机械能不变 B．该运动员落到A位置的瞬时速度最大 C．该运动员从跳板上A位置落到B位置的过程中，动能先增大后减小 D．该运动员所受的合力一直做负功 ‎6．如图所示，斜面上C点上侧是光滑的，下侧是粗糙的．现从C点上侧的某点让滑块A由静止开始下滑，滑块A经加速后在C点与静止的滑块B发生碰撞，碰撞时间极短，且碰撞过程中系统无机械能损失，最终两滑块均停在C点下侧粗糙斜面上同一位置．已知A、B两滑块与粗糙斜面间的动摩擦因数相同，A、B两滑块均可视为质点，则A、B两滑块的质量之比为 A．1：4 B．1：3 C．1：2 D．1：1‎ ‎7．甲、乙两质点做直线运动的x—t图象如图所示，其中甲图线为曲线，乙图线为直线，t=1.8s时，两图线相切于图象P点，下列说法不正确的是 A．t=1.8s时，甲、乙两质点的速度均为3m/s B．t=1.8s时，甲、乙两质点的速度相同，但两质点没有相遇 C．在0~2.5s时间内，甲的平均速度为4m/s D．t=2.5s时，乙的纵坐标x=5.1m ‎8．如图所示，由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨道不是抛物线，而是图中的“弹道曲线”．下列说法正确的是 A．炮弹到达最高点时，加速度方向竖直向下 B．炮弹到达最高点时，加速度大小为g C．炮弹上升过程经历的时间等于下降过程经历的时间 D．炮弹下降过程经历的时间大于上升过程经历的时间 ‎9．如图所示，在水平地面上有一小车处于静止状态，小车内的底面水平且粗糙、侧壁均竖直且光滑．小球A用细线悬挂于小车内的右侧壁，细线与竖直方向的夹角为37°；一物块B轻轻贴着左侧壁放在小车的左下角．当小车以2m/s2的加速度向右做匀加速直线运动时，小球A和物块B始终与侧壁保持接触．已知sin37°=0.6，g=10m/s2，则此时 A．小球A和右侧壁之间没有弹力作用 B．小球A和右侧壁之间有弹力作用 C．物块B和左侧壁之间可能有弹力作用 D．物块B和小车内的底面间没有摩擦力作用 ‎10．随着卫星登月的成功，人类开发月球即将成为现实．若不断把月球上的矿藏搬运到地球上，并经过长时间开采后，地球仍可看成是均匀的球体，不考虑地球和月球半径的变化，月球沿开采前的圆周轨道运动．则与开采前相比 A．地球与月球之间的引力将变大 B．地球与月球之间的引力将变小 C．地球对地球表面上同一物体的引力将变大 D．月球对月球表面上同一物体的引力将变大 ‎11．在跳台滑雪比赛中，某运动员从一跳台边缘以15m/s的初速度水平飞出，如图甲所示，从运动员离开跳台开始计时，v表示运动员竖直方向的分速度，其v—t图象如图乙所示．时，运动员刚好落在雪道斜坡上，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则 A．t1时刻运动员落在斜坡上的速度大小为20m/s B．运动员落在斜坡上的落点与飞出点的水平距离为30m C．运动员在下落的某一时刻速度方向与斜坡平行 D．雪道斜坡倾角的正切值 ‎12．质量相等的高铁列车与普通列车分别受到恒定动力F1、F2的作用从静止开始做匀加速运动，在t0和4t0时刻的速度分别达到2v0和v0时，撤去F1和F2，此后两列车继续做匀减速运动直至停止，两列车运动速度随时间变化的图线如图所示，设两次摩擦力的冲量分别为If1、If2，摩擦力做的功分别为Wf1、Wf2，F1和F2的冲量分别为I1和I2，F1和F2做的功分别为W1、W2．下列结论正确的是 A． B．‎ C． D．‎ 二、实验填空题：本题共2小题，共13分．‎ ‎13．（6分）用如图所示的装置验证动量守恒定律，图中A、B两小球半径相同，质量已知，且；图中斜槽末端水平，木板正对斜槽竖直放置，a点与小球在斜槽末端时的球心位置等高． ‎ ‎（1）在图中________点是不放B小球时A小球的落点，________点是放上B小球时A小球的落点．（均选填“a”“b”“c”或“d”）‎ ‎（2）要验证动量守恒定律，需要验证的关系式是_________________________________．（A、B两小球的质量分别用、表示，高度用图中字母表示）‎ ‎14．（7分）某学习小组用图甲所示的装置做“验证牛顿第二定律”实验．‎ ‎（1）为了测小车的瞬时速度，先用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，遮光条的宽度d=________cm．‎ ‎（2）本实验中，为了让小车受到的合力等于细线对小车的拉力，应________．（选填“平衡小车受到的摩擦力”或“增加砝码个数”）‎ ‎（3）该同学正确安装实验器材后，让小车由静止释放，测出遮光条通过光电门A、B的时间分为t1、t2，测出遮光条的宽度为d，A、B之间的距离为x，则小车的加速度a=________．（用题目中所给物理量的字母表示）‎ ‎（4）本实验采用控制变量法，保持砝码和砝码盘的总质量m不变，改变小车的质量M，则作出的图象为________．（填正确答案标号）‎ A．B．C．‎ D．‎ 三、解答或论述题：本题共4小题，共39分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．‎ ‎15．（8分）如图所示，公路上一辆汽车（可看成质点）以的速度匀速行驶，汽车行至A点时，某人欲搭车，从距公路30m远的C处开始以的速度正对公路匀速跑去，司机见状中途刹车，刹车后汽车做匀减速直线运动，车停在B点时，该人恰好到达B点．已知A、B间的距离x=100m．试求：‎ ‎（1）汽车在距A点多远处开始刹车．‎ ‎（2）刹车后汽车的加速度大小．‎ ‎16．（9分）如图，半径为R、内径很小的光滑半圆管竖直放置．两个质量均为m的小球a、b以不同的速度进入管内，a通过最高点A时，对管壁上部的压力大小为mg，b通过最高点A时，对管壁下部的压力大小为．求：‎ ‎（1）a、b两球经过A点时的速度大小．‎ ‎（2）a、b两球落地点间的距离．‎ ‎17．（10分）两质量均为2m的劈A和B紧挨着放置，两劈的表面均为半径为R的圆周，放在光滑水平面上，A和B的倾斜面都是光滑曲面，如图所示，一质量为m的物块（可视为质点）位于劈A的最高点从静止滑下，然后又滑上劈B．重力加速度为g．求：‎ ‎（1）物块第一次离开劈A时，劈A后退的距离．‎ ‎（2）物块在劈B上能够达到的最大高度．‎ ‎18．（12分）如图所示，传送带倾斜放置，与水平面的夹角θ=37°，传送带的长度L=7.2m，传送皮带轮以大小v=15m/s的恒定速率逆时针转动．一质量m=1kg的物体（可看成质点）以大小的初速度从A点水平抛出，恰好从传送带的最高点B沿着传送带传动方向滑上传送带．已知物体与皮带之间的动摩擦因数，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2．求：‎ ‎（1）物体抛出点A距传送带最高点B的竖直高度h．‎ ‎（2）物体在传送带上运动的时间和传送带对物体所做的功．‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．A 动量是矢量，动能是标量，物体做匀速圆周运动，速度的大小不变，方向一直变化，故A项正确．‎ ‎2．B 汽车静止时，手机受到了重力、磁力、支持力和静摩擦力四个力的作用，A项错误，B项正确；如果汽车向前刹车时，汽车的加速度方向向后，手机可能会受到重力、磁力、弹力三个力的作用．故C、D项错误．‎ ‎3．B 当车速达到最大且加速度取最小值时，“自动刹车”的时间最长，由速度公式，解得t=2s，B项正确．‎ ‎4．C 根据可得，已知土星绕太阳运动的轨道半径和周期可求出太阳的质量，A项错误：根据可知，已知土星的第一宇宙速度，因土星的半径未知，所以不能求出土星的质量，B项错误：根据可知，已知土星的半径和土星表面的重力加速度可求出土星的质量，C项正确；根据可知，已知“土卫一”绕土星运动的轨道半径和周期可求出土星的质量，仅知“土卫一”绕土星运动的周期，不能求出土星的质量，D项错误．‎ ‎5．C 跳板的弹力对运动员做负功，运动员的机械能一直减小，A项错误．当运动员刚落到跳板上时．重力大于跳板的弹力，合力方向竖直向下，与速度方向相同，速度增大；继续下落过程中，当重力等于跳板的弹力时，运动员的速度最大，最后阶段当运动员的重力小于跳板的弹力时．速度减小，所以运动员从跳板上A位置运动到B位置的过程中，速度先增大后减小，动能先增大后减小，运动员所受合力先做正功后做负功，B、D项错误，C项正确．‎ ‎6．B 设A以速度v0与B相碰，由于碰撞为弹性碰撞，故碰撞后A的速度，碰撞后B的速度 ‎，A反弹回光滑斜面后先做减速运动、后做加速运动后又经C点滑入粗糙斜面．由于两滑块最终均停在C点下侧粗糙斜面上的同一位置，故有－vA=vB，解得，B项正确．‎ ‎7．B t=1.8s时，甲、乙两质点的速度均为，A项正确；t=1.8s时，甲、乙两质点的速度相同，两质点相遇，B项错误；在0~2.5s时间内，甲的平均速度为，C项正确；由可得，t=2.5s时，乙的纵坐标x=5.1m，D项正确．‎ ‎8．D 炮弹到达最高点时，其竖直方向的速度为零，水平方向的速度不为零，空气阻力的方向沿水平方向，故水平方向加速度不为零；竖直方向上有重力的作用，加速度等于g，故竖直方向的加速度不为零，合加速度大于g，方向沿左下方，A、B项错误．炮弹在上升过程中，竖直方向的分速度向上，空气阻力在竖直方向的分力与重力的方向相同；炮弹在下降过程中，竖直方向分速度与重力的方向相同，空气阻力在竖直方向的分力与重力的方向相反，可知上升过程竖直方向的加速度更大，又由于上升与下降过程的高度相同，故炮弹下降过程运动的时间更长，C项错误、D项正确．‎ ‎9．BC 当小球A恰好与侧壁间没有弹力时，设小车的加速度为a，小球A的受力分析如图所示．对A球，由牛顿第二定律得mgtan37°=ma，解得a=gtan37°=7.5m/s2>2m/s2，因此当小车的加速度为2m/s2时侧壁对小球A有弹力作用，A项错误、B项正确；当小车加速度比较小时，水平底面对物块B的摩擦力提供加速度，而当小车的加速度足够大时，物块B才会对左侧壁有挤压作用，此时左侧壁对物块B的弹力以及底面对物块B的摩擦力的合力提供物块的加速度，故C项正确、D项错误．‎ ‎10．BC 由万有引力公式及数学关系可知，B、C项正确．‎ ‎11．BCD 运动员做平抛运动的时间t1=2s，故竖直方向的末速度大小 ‎，故运动员落在斜坡上t1时刻的速度大小，A项错误；运动员水平方向的位移．竖直方向的位移大小，斜坡倾角的正切值，B、D项正确；在运动员下落过程中，当其离斜坡的距离最远时，其合速度的方向与斜坡平行，C项正确．‎ ‎12．AC 根据撤去动力后列车的运动情况可知，两列车受到的摩擦力相等，两列车全程的时间之比，故，A项正确；因v－t图线与t轴围成的面积表示位移，故两列车全程的位移之比，故Wf1：Wf2=6：5，B项错误；对列车全过程利用动量定理，有，，故，C项正确；对列车全过程利用动能定理，有，，故，D项错误．‎ ‎13．（1）c（2分） d（2分）‎ ‎（2）（2分）‎ 解析：（1）不放B小球时，A小球的速度正好在另外两个速度之间，故不放B小球时，A小球落在图中的c点；当放上B小球时，由于A小球的速度减小，故飞行相同水平距离的时间变长，竖直下落的高度增大，A小球的落点为d．‎ ‎（2）设O点到竖直木板的距离为x，则有x=vt，下落的高度，解得，故需要验证的关系式为．‎ ‎14．（1）1.030（2分）‎ ‎（2）平衡小车受到的摩擦力（1分）‎ ‎（3）（2分）‎ ‎（4）C（2分）‎ 解析：（1）由题图乙所示的游标卡尺可知，主尺示数为10mm，游标尺示数为6×0.05mm=0.30mm，则游标卡尺的示数d=10mm+0.30mm=10.30mm=1.030cm．‎ ‎（2）为了使细线对小车的拉力等于小车受到的合力，则首先要做的重要步骤是平衡摩擦力．‎ ‎（3）小车经过光电门A时的瞬时速度的表达式，小车经过光电门B时的瞬时速度的表达式，根据，可得．‎ ‎（4）设细线的拉力为T，对砝码及砝码盘整体分析可知mg－T=ma，对小车分析可知T=Ma，联立整理可得，即图象为一次函数关系图象，故C项正确．‎ ‎15．解：（1）该人跑到B点的时间（1分）‎ 设汽车匀速运动的时间为t1，有（2分）‎ 解得．（1分）‎ 故汽车开始刹车时距A点的距离．（2分）‎ ‎（2）刹车时的加速度大小．（2分）‎ ‎16．解：（1）以a球为研究对象．设其到达最高点时的速度大小为va，根据向心力公式，有 ‎，即（2分）‎ 解得（1分）‎ 以b球为研究对象，设其到达最高点时的速度为vb，根据向心力公式．有 ‎，即（1分）‎ 所以．（1分）‎ ‎（2）a、b两球脱离半圆管的最高点后均做平抛运动．所以a、b两球的水平位移分别为 ‎，（1分）‎ 小球做平抛运动的时间（1分）‎ a、b两球落地点间的距离（1分）‎ 综合以上各式，解得．（1分）‎ ‎17．解：（1）物块第一次在劈A上滑行的过程中，设物块前进的水平距离为x1，劈A后退的距离为x2‎ 对于劈A和物块组成的系统，根据水平方向动量守恒，有（1分）‎ 并且（1分）‎ 解得．（1分）‎ ‎（2）设物块第一次离开劈A时，物块的速度大小为v1，劈A的速度大小为v2‎ 根据系统动量守恒，有（1分）‎ 根据系统机械能守恒，有（2分）‎ 解得（1分）‎ 设物块在劈B上达到的最大高度为h，此时两者的速度大小均为v 根据系统动量守恒，有（1分）‎ 根据系统机械能守恒，有（1分）‎ 解得．（1分）‎ ‎18．解：（1）物体运动到B点的速度方向沿着传送带传送的方向，则有 ‎（1分）‎ ‎（1分）‎ 解得h=0.45m．（1分）‎ ‎（2）物体滑上传送带的速度（1分）‎ 由于物体的速度小于传送带的速度，故物体受到的摩擦力方向沿传送带向下，物体匀加速下滑，根据牛顿第二定律，有 ‎（1分）‎ 物体的加速度大小（1分）‎ 设物体达到与传送带相同速度所需要的时间为t1，则有（1分）‎ 物体相对地面运动的位移（1分）‎ 解得x=10m>7.2m．故物体已经滑到地面（1分）‎ 设物体在传送带上滑动的时间为t2，有 ‎（1分）‎ 解得 物体在传送带上运动的时间为0.8s（1分）‎ 传送带对物体所做的功．（1分）‎