2018-2019学年陕西省城固县第一中学高二上学期开学考试物理试题 解析版

2018-2019学年陕西省城固县第一中学高二上学期开学考试物理试题 解析版

陕西省城固县第一中学2018-2019学年 高二物理上学期开学考试试题 一、选择题:（本题共10小题，每小题4分，计40分。第1-6小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。第7-10小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。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.下列有关物理知识的说法，正确的是（　　　）‎ A. 伽利略发现了万有引力定律 B. 地球同步卫星的发射速度介于‎11.2km/s与‎16.7km/s之间 C. 卡文迪许用扭秤装置第一次测量出了引力常量 D. 哥白尼发现了行星运动的三大规律，为人们解决行星运动学问题提供了依据 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）开普勒定律发现之后，牛顿发现了万有引力定律，A错误；‎ ‎（2）地球卫星的发射速度应大于第一宇宙速度‎7.9km/s，小于第二宇宙速度‎11.2km/s。发射速度超过第二宇宙速度，卫星将脱离地球引力，围绕太阳运动，故B错误；‎ ‎（3）牛顿发现万有引力定律后，卡文迪许利用扭秤实验，测出了引力常量，被称为是“能秤出地球质量的人，C正确；‎ ‎（4）行星运动的三大定律是开普勒总结出来的，为人们解决行星运动学问题提供了依据，D错误。‎ 故本题正确答案选C。‎ ‎2.一质量为‎1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示．下列判断正确的是（ ）‎ A. 0～1s内外力的平均功率是6W B. 第1s末与第2s末外力的瞬时功率之比为9∶4‎ C. 0～2s内外力的冲量为5N·s D. 第2s内外力所做的功是4J ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在0-1s内，由牛顿第二定律得：，，位移：，则平均功率，故A错误；‎ ‎（2）由（1）可知，第1s末的速度为，瞬时功率为；在1-2s内，根据牛顿第二定律，，则第2s末的瞬时速度为，瞬时功率为，故第1s末与第2s末外力的瞬时功率之比为9∶4，则B正确；‎ ‎（3）0-2s内的冲量，故C错误；‎ ‎（4）第2s内，外力做功，D错误。‎ 故本题选B。‎ ‎3.质量为M=‎2kg的木块静止在光滑的水平面上,一颗质量为m＝‎20g的子弹以v0＝‎100m/s的速度水平飞来，射穿木块后以‎80m/s的速度飞去，此时木块速度大小为 ( )‎ A. 0 B. ‎2 m/s C. ‎0.2 m/s D. ‎1 m/s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】子弹和木块组成的系统在水平方向不受外力，动量守恒。在子弹穿木块的过程中，根据动量守恒定律有：，代入数据得：。故本题正确答案选C。‎ ‎4.如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车匀速向右运动时，物体A的受力情况是（ ）‎ A. 绳的拉力等于A的重力 B. 绳的拉力大于A的重力 C. 绳的拉力小于A的重力 D. 拉力先大于重力，后变为小于重力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设绳子与水平方向的夹角为，物体A的速度大小为，小车速度大小为，根据两物体速度的关联特点，两物体沿着绳子方向的速度相等，故，因为不变，小车向右运动时，逐渐减小，故逐渐增大，物体A做加速运动。根据牛顿第二定律可知，绳子拉力大于A的重力。‎ 故本题正确答案选B。‎ ‎5.质量为m的小球用一细绳系着在竖直平面内恰能做圆周运动,小球运动到最低点时速率是它在最高点时速率的倍,则小球运动到最低点和最高点时,绳子对小球的拉力之差为( )‎ A. 2mg B. 4mg C. 6mg D. 5mg ‎【答案】C ‎【解析】‎ 由于小球恰好能通过圆周最高点，则在最高点，绳的拉力F1=0，满足 ，则： ．当小球处于最低点时，速度为： ． 由绳的拉力和重力的合力提供向心力，则：，得：F2=6 mg; 由此可知F2-F1=6 mg，故C正确．故选C.‎ 点睛：本题主要考查了向心力公式的直接应用，知道在最高点和最低点都是由合外力提供向心力，难度不大，属于基础题．‎ ‎6.为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时汽车的瞬时加速度的大小为　　‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 当牵引力等着阻力时，速度最大，根据得到，阻力的大小，当速度为时，牵引力，根据牛顿第二定律得到，加速度，故选项C正确。‎ 点睛：解决本题的关键知道功率与牵引力、速度的关系，知道牵引力等于阻力时，速度最大；速度变化时，牵引力要发生变化.‎ ‎7. 跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 空气阻力做正功 B. 重力势能增加 C. 动能增加 D. 空气阻力做负功 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎:‎ 空降兵跳伞,在他们离开飞机、打开降落伞之前的一段时间内,质量不变,其下降的速度越来越大,动能越来越大;高度越来越小,重力势能越来越小.受到的阻力向上,位移向下,做负功，故CD正确 综上所述本题答案是：CD ‎8.研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比(　　)‎ A. 距地面的高度变小 B. 向心加速度变小 C. 线速度变小 D. 角速度变小 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）同步卫星做圆周运动，地球对其万有引力提供向心力，即：，解得：，其中为同步卫星轨道高度，为地球半径，为地球自转周期。未来地球自转逐渐变慢，周期逐渐变大，故同步卫星的轨道高度逐渐变大，A错误；‎ ‎（2）根据牛顿第二定律，得向心加速度，由于逐渐变大，则向心加速度逐渐变小，B正确；‎ ‎（3）万有引力提供向心力，，解得：，由于逐渐变大，则线速度逐渐变小，C正确；‎ ‎（4）由 ，得，，由于逐渐变大，则角速度逐渐变小，D正确。‎ 故本题正确答案选BCD。‎ ‎9.在距水平地面H和4H高度处，同时将a、b两小球以相同的初速度v0水平抛出,不计空气阻力,则以下判断正确的是(　　)‎ A. a球先落地，b球后落地 B. 两小球落地速度方向相同 C. a、b两小球水平位移之比为1∶2‎ D. a、b两小球水平位移之比为1∶4‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体，，得，因为两球下落高度不同，故落体时间不同，即，，，则A球先落地，B球后落地，A正确；‎ ‎（2）两球落地的瞬时速度和水平方向夹角的正切，因两球落地时间不同，故不同，则B错误；‎ ‎（3）两球水平位移之比：，故C正确，D错误。‎ 故本题正确答案选AC。‎ ‎10.如图所示，水平传送带长为 s，以速度 v始终保持匀速运动，把质量为 m的货物放到 A点，货物与皮带间的动摩擦因数为 μ，当货物从 A点运动到 B点的过程中，摩擦力对货物做的功可能（ ）‎ A. 小于 B. 小于umgs C. 大于 D. 大于umgs ‎【答案】AB ‎【解析】‎ 若传送带足够长，小物块最终与传送带一起匀速。由动能定理可知摩擦力对货物做的功，此时物体的位移小于s,故摩擦力对货物做的功小于。若物体匀加速通过传送带，则物体的末速度小于v,由动能定理可知。综上分析，ABD正确。‎ 二、实验题：（本题2小题，计14分）‎ ‎11.有4条用打点计时器（所用交流电频率为50Hz）打出的纸带A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为S1、S2、S3。请你根据下列 S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为（ ）。（已知当地的重力加速度为‎9.791m/s2）‎ A. ‎61.0mm ‎65.8mm ‎70.7mm B. ‎41.2mm ‎45.1mm ‎‎53.0mm C. ‎60.5mm ‎61.0mm ‎60.6mm D. ‎49.6mm ‎53.5mm ‎‎57.3mm ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据匀变速直线运动的规律，物体在相邻相等时间的位移差为定值，且都满足，其中，通过验证，只有D选项给定的数据满足题意。‎ 故本题选D。‎ ‎【点睛】由匀变速直线运动的规律，物体在相邻相等时间的位移差为定值，且都满足即可找到合理的实验数据。‎ ‎12.用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能。将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器（图中未画出）与两个光电门相连。先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x。‎ ‎(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是______。‎ ‎(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量______。‎ A.弹簧原长 B.滑块（含遮光片）的质量 C.当地重力加速度 ‎(3)增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将______。‎ A.增大 B.不变 C.减小 ‎【答案】 (1). (2). B (3). C ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）滑块离开弹簧后的运动可视为匀速运动，故可以用BC段的平均速度表示离开时的速度；则有： ； （2）弹簧的弹性势能等于物体增加的动能，故应求解物体的动能，根据动能表达式可知，应测量滑块的质量；故选B。 ‎ ‎（3）增大AO间的距离时，滑块被弹出后的速度将增大，故通过两光电门的时间将减小，故选C； 【点睛】‎ 本题利用机械能守恒来探究弹簧的弹性势能的大小，要注意明确实验原理，知道如何测量滑块的速度，并掌握物体运动过程以及光电门的使用方法。‎ 三、计算题：（本题包括4小题,共46分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.‎ ‎13.法国人劳伦特·菲舍尔在澳大利亚伯斯的冒险世界进行了超高空特技跳水表演，他从‎30 m高的塔上竖直跳下并准确地落入水池中．已知水对他的阻力(包括浮力)是他所受重力的3.5倍，设他起跳速度为零，在空中下落的加速度为‎8 m/s2，g取‎10 m/s2.试问：需要准备一个至少多深的水池？‎ ‎【答案】‎‎9.6 m ‎【解析】‎ 当人在空中运动时，由运动学规律有：v2=‎2a1s1   当人在水中运动时，由牛顿第二定律和运动学规律有：mg-3.5mg=ma2    -v2=‎2a2s2 联立以上四式，解得水池的深度至少为： ‎ ‎14.已知地球半径为R，地球的同步卫星离地心的距离为r，设第一宇宙速度为v1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a1；同步卫星的线速度为v2，向心加速度为a2，试求v1/v2和 a1/a2各为多少？‎ ‎【答案】 ; ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】根据万有引力提供向心力，对近地卫星有：，解得 对同步卫星有：，解得，故；‎ 设地球的自转角速度大小为，则对地球赤道上的物体，‎ 对同步卫星有：‎ 则。‎ 故本题的答案为：；‎ ‎【点睛】同步卫星的周期与地球的自转周期相同，根据得出同步卫星和随地球自转物体的向心加速度之比，根据万有引力提供向心力线速度公式，得出第一宇宙速度与同步卫星的速度之比。‎ ‎15.如图所示，在倾角为θ质量为M，高为h的固定斜面体上表面光滑，在斜面顶端有两个质量均为m可视为质点的小物块A和B，现给A一个水平向左的初速度，同时让物块B从斜面顶端由静止开始下滑，A最终恰落在斜面底端，求：‎ ‎(1)A和B先后到达斜面底端所用的时间之比。‎ ‎(2)A的初速度大小。‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由题意可知，A离开斜面做平抛运动，则，则 对B受力分析，由牛顿第二定律可知，B沿斜面向下做初速度为零，加速度为的匀加速直线运动，斜面的长度为，故B的下滑时间为 所以；‎ ‎（2）平抛运动的水平分运动为匀速直线，由题意可知，A最终落在斜面底端，水平分位移 ‎，故A的初速度。‎ ‎【点睛】（1）A做平抛运动，B做匀加速直线运动，由位移时间公式分别形式，即可求得时间之比；‎ ‎（2）A最终恰落在斜面底端，竖直位移与水平位移之比等于tanθ，据此列式即可求得。‎ ‎16.如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道AB和圆轨道BCD组成，AB和BCD相切于B点，CD连线是圆轨道竖直方向的直径（C、D为圆轨道的最低点和最高点），已知∠BOC =30˚。可视为质点的小滑块从轨道AB上高H处的某点由静止滑下，用力传感器测出滑块经过圆轨道最高点D时对轨道的压力为F，并得到如图乙所示的压力F与高度H的关系图象，取g=‎10m/s2。求：‎ ‎（1）滑块的质量和圆轨道的半径；‎ ‎（2）是否存在某个H值，使得滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的点。若存在，请求出H值；若不存在，请说明理由。‎ ‎【答案】（1）m=‎0.1kg，R=‎0.2m （2）‎‎0.6m ‎【解析】‎ 试题分析：（1）mg(H－2R)=mvD2‎ 得：‎ 取点（‎0.50m，0）和（‎1.00m，5.0N）代入上式得：m=‎0.1kg，R=‎‎0.2m ‎（2）假设滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的E点（如图所示）‎ x= OE=vDPt R=gt2‎ 得到：vDP=‎2m/s 而滑块过D点的临界速度 由于：vDP> vDL 所以存在一个H值，使得滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的点 mg(H－2R)=mvDP2‎ 得到：H=‎‎0.6m 考点：牛顿第二定律；平抛运动.‎