2018-2019学年安徽省屯溪第一中学高二上学期开学考试物理试题-解析版

2018-2019学年安徽省屯溪第一中学高二上学期开学考试物理试题-解析版

绝密★启用前 安徽省屯溪第一中学2018-2019学年高二上学期开学考试物理试题 评卷人 得分 一、单选题 ‎1．做曲线运动的物体，在运动过程中一定在变化的物理量是( )‎ A． 加速度 B． 动能 C． 速度 D． 合外力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，它的速度肯定是变化的；而匀速圆周运动的速率是不变的，平抛运动的合力、加速度是不变的．‎ ‎【详解】‎ A、D、平抛运动也是曲线运动，但是它的合力为重力，加速度是重力加速度，是不变的，故A、D错误。B、匀速圆周运动的速度的大小是不变的，即速率是不变的，其动能也不变，故B错误。C、物体既然做曲线运动，那么它的速度方向肯定是不断变化的，所以速度一定在变化，故C正确。故选C。‎ ‎【点睛】‎ 曲线运动不能只想着匀速圆周运动，平抛也是曲线运动的一种，可以是合外力不变的匀变速曲线运动，也可可以是合外力变化的匀速率圆周运动．‎ ‎2．下列运动中不满足机械能守恒的是（ ）‎ A． 手榴弹从手中抛出后在空中的运动(不计空气阻力)‎ B． 物体沿光滑圆弧面从下向上滑动 C． 降落伞在空中匀速下降 D． 细绳一端固定，另一端拴着一个小球，使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动 ‎【答案】C ‎【解析】A. 手榴弹从手中抛出后在空中的运动(不计空气阻力)，只受重力作用，只有重力做功，所以符合机械能守恒的条件，故A正确；‎ B. 物体沿光滑圆弧面从下向上滑动，只有重力做功，所以符合机械能守恒的条件，故B正确 C. 降落伞在空中匀速下降，说明除了重力之外还有一个阻碍运动的空气阻力存在，由于空气阻力做功导致机械能不守恒，故C错误 D. 细绳一端固定，另一端拴着一个小球，使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，由于小球的动能和重力势能都不发生变化，所以小球的机械能守恒，故D正确；‎ 本题选不符合机械能守恒的，故选C ‎3．河宽400m，船在静水中速度为4m／s，水流速度是3m／s，则船过河的最短时间是( )‎ A． 140s B． 100s C． 120s D． 133s ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 渡河时间最短时要求在垂直于河岸的方向上速度的分量最大，所以当船头垂直于河岸时，渡河时间最短。‎ ‎【详解】‎ 船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和沿水流方向的分运动，渡过河时间等于沿船头指向运动的时间，当船头与河岸垂直时，沿船头方向的分运动的位移最小，故渡河时间最短，因而，故B正确，A、C、D错误。故选B。‎ ‎【点睛】‎ 利用渡河问题来考查矢量的合成与分解是常见的一种题型。关键是把船在静水中的速度沿平行于河岸和垂直于河岸进行分解，当在垂直于河岸上的速度最大时，渡河时间最短，当沿河岸方向上的分量与河水速度相等时，能垂直河岸渡河。‎ ‎4．从空中以v0=40m/s的初速度水平抛出一重为G=10N的物体，物体在空中运动t=5s落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为( )‎ A． 500W B． 400W C． 300W D． 700W ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 物体做的是平抛运动，在竖直方向上是自由落体运动，所以在物体落地的瞬间速度的大小为vy=gt=10×5m/s=50m/s，物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为P=Fv=mgvy=10×50W=500W。故选A。‎ ‎【点睛】‎ 公式P=Fv通常用来求解瞬时功率，往往用来求解平均功率，‎ 是在平均速度可求得的情况下计算平均功率的特殊方法。‎ ‎5．如图所示为火车在转弯处的截面示意图，轨道的外轨高于内轨,，某转弯处规定行驶的速度为v0，当火车通过此弯道时，下列判断正确的是（ ）‎ A． 若速度大于v0，则火车轮缘挤压内轨 B． 若速度大于v0，则火车轮缘挤压外轨 C． 若速度大于v0，则火车所需向心力由外轨轮缘挤压产生 D． 若速度小于v0，则火车所需向心力由内轨轮缘挤压产生 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 当火车在规定的速度转弯时，由支持力与重力的合力提供火车转弯所需的向心力；当速度大于规定的速度时，火车的支持力与重力的合力不足以来供火车转弯，就会出现侧翻现象，导致火车轮缘挤压外轨，从而出现外轨对车轮的作用力来弥补支持力与重力的不足，故AC错误，B正确；当火车速度小于规定的速度时，火车的支持力与重力的合力大于所需的向心力。火车会做近心运动，导致火车轮缘挤压内轨，从而出现内轨对车轮的作用力来消弱支持力与重力的合力，故D错误。所以B正确，ACD错误。‎ ‎6．如图所示，有一半径为r=0.5m的粗糙半圆轨道，A与圆心O等高，有一质量为m=0.2kg的物块（可视为质点），从A点静止滑下，滑至最低点B时的速度为v=1m/s，，下列说法正确的是 A． 物块过B点时，对轨道的压力大小是0.4N B． 物块过B点时，对轨道的压力大小是2.0N C． A到B的过程中，克服摩擦力做的功为0.9J D． A到B的过程中，克服摩擦力做的功为0.1J ‎【答案】C ‎【解析】A、B、在B点由牛顿第二定律可知，解得:,由牛顿第三定律可知滑块对轨道的压力为4.4N，故A、B均错误。C、D、对于A到B的过程由动能定理，解得，故克服摩擦力做功为0.9J，故C正确，D错误。故选C。‎ ‎【点睛】动能定理既适用于直线运动，又适用于曲线运动，既适用于恒力做功，也适用于变力做功，这就是动能定理解题的优越性．‎ ‎7．汽车在平直公路上以匀速行驶，因前方路况不好，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小为原来的一半，并保持该功率继续行驶，设汽车行驶过程中，所受阻力恒定，下列说法正确的是 A． 汽车先做匀减速运动，之后再匀速行驶 B． 汽车先做加速度增大的减速运动，之后再匀速行驶 C． 汽车最后匀速行驶时的速度大小为 D． 汽车最后匀速行驶时的速度大小为0.5‎ ‎【答案】D ‎【解析】A、B、汽车匀速行驶时牵引力等于阻力；功率减小一半时，汽车的速度由于惯性来不及变化，根据功率和速度关系公式P=Fv，牵引力减小一半小于阻力，合力向后，汽车做减速运动，由公式P=Fv可知，功率一定时，速度减小后，牵引力增大，合力减小，加速度减小，故物体做加速度不断减小的减速运动，当牵引力增大到等于阻力时，加速度减为零，物体重新做匀速直线运动，故A、B均错误；C、D、由和，解得，则最后匀速的速度为，故C错误，D正确。故选D。‎ ‎【点睛】本题关键分析清楚物体的受力情况，结合受力情况再确定物体的运动情况．‎ ‎8．地球赤道上有一物体随地球自转而做圆周运动，所受到的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)所受到的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球同步卫星所受到的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3。假设三者质量相等，地球表面的重力加速度为g，第一宇宙速度为v，则(　　)‎ A． F1＝F2>F3‎ B． a1＝a2＝g>a3‎ C． v1＝v2＝v>v3‎ D． ω1＝ω3<ω2‎ ‎【答案】D ‎【解析】根据题意三者质量相等，轨道半径r1=r2＜r3；物体1与人造卫星2比较，由于赤道上物体受引力和支持力的合力提供向心力，而近地卫星只受万有引力，故F1＜F2 ，故A错误；由选项A的分析知道向心力F1＜F2 ，故由牛顿第二定律，可知a1＜a2，故B错误；由A选项的分析知道向心力F1＜F2 ，根据向心力公式F=mv2/R，由于m、R一定，故v1＜v2，故C错误；同步卫星与地球自转同步，故T1=T3，根据周期公式T=2π可知，卫星轨道半径越大，周期越大，故T3＞T2，再根据ω=2π/T，有ω1=ω3＜ω2，故D正确；故选D。‎ 点睛：本题关键要将物体1、人造卫星2、同步卫星3分为三组进行分析比较，最后再综合；一定不能将三个物体当同一种模型分析，否则会使问题复杂化．‎ ‎9．如图所示A、B两物体放在旋转的圆台上，静摩擦因数均为μ，两物体的质量相等，A物体离转轴的距离是B物体离转轴的2倍，则 当圆台旋转时，A、B均未滑动，下列说法中正确的是 A、A物体所受的摩擦力小 B、B物体的向心加速度大 C、当圆台的转速增加时， A先滑动 ‎ D、当圆台的转速增加时，B先滑动 ‎【答案】C ‎【解析】本题考查匀速圆周运动。AB两物体同轴转动角速度相等，摩擦力提供向心力，由可知，A错；向心加速度，所以，B错；圆盘转速增加时A先滑动，D错；选C。‎ ‎10．如图甲所示，固定光滑斜面AC长为L，B为斜面中点．一物块在恒定拉力F作用下，从最低点A由静止开始沿斜面向上拉到B点撤去拉力F，物块继续上滑至最高点C，设物块由A运动到C的时间为t0，下列描述该过程中物块的速度v随时间t、物块的动能Ek随位移x、加速度a随位移x、机械能E随位移x变化规律的图象中，可能正确的是(　 )‎ ‎ ‎ A． B． C． D． ‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：由题意和所给图象可知，B为斜面中点，从开始运动到B点的时间比从B点到C点所用时间长，故A、B错误；在,，机械能增加，在,，且，C正确；当时，机械能不变，D正确。‎ 考点：图象问题、物体运动中的加速度、速度、及动能的变化。‎ ‎【名师点睛】通过图象还原物理过程，根据物体的受力情况表示出个物理量间的函数关系，选出相应的图象。‎ 评卷人 得分 二、多选题 ‎11．首届矮寨国际低空跳伞节在湖南吉首市矮寨大桥进行，来自全球17个国家的42名跳伞运动员在矮寨大桥上奉献了一场惊险刺激的低空跳伞极限运动表演．他们从离地350米高的桥面一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完美结合．假设质量为m的跳伞运动员(包括伞的质量)，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度为 g，在运动员下落h的过程中，下列说法不正确的是（ ）‎ A． 跳伞运动员的重力势能减少了mgh B． 跳伞运动员的动能增加了mgh C． 跳伞运动员克服阻力所做的功为mgh D． 跳伞运动员的机械能减少了mgh ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 在运动员下落h的过程中，重力势能减少了mgh，故A说法正确；根据牛顿第二定律得，物体所受的合力为，根据动能定理可得动能增加了，故B说法错误；合力做功等于重力做功与阻力做功的代数和，因为重力做功为mgh，则克服阻力，故C说法错误；重力势能减少了mgh，动能增加了为，所以机械能减少了，故D说法错误。所以选BCD。‎ ‎12．2014年3月8日凌晨，马航MH370航班突然失联，我国紧急调动海洋、风云、高分、遥感等4个型号，近10颗卫星紧急变轨为地面搜救行动提供技术支持。物理对变轨亦有研究，设某飞行器在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于该飞行器的运动，下列说法中正确的是 A． 在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度 B． 在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能 C． 在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 D． 在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 航天飞机在在轨道Ⅱ上由A运动到B，万有引力做正功，动能增大，所以A点的速度小于经过B点的速度，故A正确；从轨道I上的A点进入轨道Ⅱ，需要减速，使得在该点万有引力大于所需的向心力做近心运动。所以在轨道Ⅱ上经过A点的动能小于在轨道I上经过A点的动能，故A正确；根据开普勒第三定律轨道Ⅱ的半长轴小于轨道I的半径，故在轨道Ⅰ上的周期长，故C正确；轨道Ⅱ上经过A点的所受的万有引力等于在轨道Ⅰ上经过A的万有引力，所以在轨道Ⅱ上经过A点的加速度等于经过在轨道Ⅰ上经过A的加速度，故D错误。所以ABC正确，D错误。‎ 第II卷（非选择题）‎ 请点击修改第II卷的文字说明 评卷人 得分 三、实验题 ‎13．用如图所示的装置探究功与物体速度变化的关系。实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计器的纸带，记录其运动情况。观察发现纸带前面部分点迹疏密不均匀，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题： ‎ ‎（1）适当垫高木板是为了_________________；‎ ‎（2）通过纸带求小车速度时，应使用纸带的_____________(填“全部”、“前面部分”或“后面部分”)‎ ‎（3）若实验做了n次，所用橡皮条分别为1根、2根……n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2……vn，用W表示橡皮条对小车所做的功，作出的W—v2图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v的关系是_____________。‎ ‎【答案】平衡摩擦力 后面部分 ‎【解析】试题分析：（1）适当垫高木板是为了平衡摩擦力．‎ ‎（2）橡皮筋拉力对小车所做的功全部完成后，打出来的点才能反映物体的速度．所以应使用纸带的后面匀速部分．‎ ‎（3）W-v2图线是一条过坐标原点的直线，根据数学知识可确定W与速度v的平方成正比．‎ 考点：探究功与物体速度变化的关系 ‎【名师点睛】本题考查了探究功与速度变化的关系实验的实验原理、实验操作规范、误差来源，通过选取几条完全相同的橡皮筋是功成倍增加来化解变力做功的测量难点．‎ ‎14．在“研究小球做平抛运动”的实验中：‎ ‎（1）某同学先观察了如图甲所示的演示实验，A、B两球同时落地，说明___________________________；该同学设计了如图乙的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板衔接，则他将观察到的现象是_______________，这说明_____________________________。‎ ‎（2）该同学采用频闪照相机拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长为L＝5cm，A、B、C是摄下的三个小球位置，如果取g＝10 m/s2，那么：照相机拍摄时每________s 曝光一次；B点的速率为________m/s．‎ ‎【答案】平抛运动在竖直方向上是自由落体运动球1落到光滑水平板上并击中球2平抛运动在水平方向上是匀速直线运动0.12.5‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）甲图A球做自由落体运动，B球做平抛运动，两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向是自由落体运动；乙图球1做平抛运动，球2做匀速直线运动，两球相撞，知平抛运动在水平方向上是匀速直线运动。‎ ‎（2）根据，可得：，则平抛运动的初速度为：，B点的竖直分速度为，则B点的速度为：。‎ 评卷人 得分 四、解答题 ‎15．假如你乘坐我国自行研制的、代表世界领先水平的神州X号宇宙飞船，通过长途旅行，目睹了美丽的火星，为了熟悉火星的环境，飞船绕火星做匀速圆周运动，离火星表面的高度为H，测得飞行n圈所用的时间为t，已知火星半径为R，引力常量为G，求：‎ ‎（1）神舟X号宇宙飞船绕火星的周期T；‎ ‎（2）火星表面重力加速度g。‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】(1)神舟X号宇宙飞船绕火星的周期 ‎(2)根据万有引力定律，‎ 解得 ‎【点睛】本题考查了万有引力定律的应用，考查了求重力加速度、第一宇宙速度问题，知道万有引力等于重力、万有引力提供向心力是解题的前提与关键，应用万有引力公式与牛顿第二定律可以解题．‎ ‎16．某同学在实验室探究圆周运动向心力和速度之间的关系，他利用双线来连接小球在竖直平面内做圆周运动，如图所示，他用两根长均为的细线系一质量为m=0.5kg的小球，细线的另一端系于水平横杆上相距为d=2m的A、B两点，若小球上升到圆周最高点时两细线的拉力恰好都为零，重力加速度为，求：‎ ‎（1）小球到达圆周最高点时的速度大小；‎ ‎（2）小球到达圆周最低点时的速度大小及每根细线的拉力大小。‎ ‎【答案】（1）m/s （2）N ‎【解析】‎ ‎(1)设最高点速度为，最高点受力分析可得，‎ 解得 由几何关系可知R=1m，‎ 代入数据解得 ‎(2)设最低点速度为，根据动能定理，‎ 解得 最低点受力分析得，‎ 解得 ‎【点睛】本题考查了动能定理的应用，分析清楚小球的运动情况与受力情况是解题的前提，应用动能定理、牛顿第二定律可以解题。‎ ‎17．如图，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成，圆弧半径Oa水平，b点为抛物线顶点．已知h=2m，s=m．取重力加速度大小g=10m/s2 ． ‎ ‎（1）一小环套在轨道上从a点由静止滑下，当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径； ‎ ‎（2）若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c点时速度的水平分量的大小． ‎ ‎【答案】（1）0.25m；（2）m/s ‎【解析】‎ ‎ (1)小环套在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，则说明下落到b点时的速度使得小环套做平抛运动的轨迹与轨道bc重合，‎ 故有，‎ 从ab滑落过程中，根据动能定理可得 ‎ ‎ 联立三式可得。‎ ‎(2)下滑过程中，初速度为零，只有重力做功，根据动能定理可得 因为物体滑到c点时与竖直方向的夹角等于(1)问中做平抛运动过程中经过c点时速度与竖直方向的夹角相等，设为，则根据平抛运动规律可知： ‎ 根据运动的合成与分解可得： ‎ 联立可得：。‎ 点睛：本题主要考查了平抛运动基本公式、动能定理以及运动的合成与分解的应用，解题的关键是能正确分析物体的受力情况和运动情况，特别抓住当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力这句话。‎ ‎18．如图所示，倾角为的固定斜面与足够长的水平面平滑对接，一劲度系数N/m的轻质弹簧的上端固定于斜面顶端，另一端固连一质量kg的光滑小球A，跟A紧靠的物块B（质量也为）与斜面间的动摩擦因数，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。图中施加在B上的力N，方向沿斜面向上，A和B均处于静止状态，且斜面对B恰无摩擦力．当撤除力后，A和B一起沿斜面下滑到某处时分离，分离后A一直在斜面上运动，B继续沿斜面下滑．已知：，，重力加速度．‎ ‎（1）A和B分离后A能否再回到出发点？请简述理由．‎ ‎（2）A和B分离时B的速度为多大？‎ ‎【答案】（1）A不能回到出发点。因为小球与物块一起下滑过程，物块对小球的弹力做负功而使小球的机械能减少了 （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ A不能回到出发点，因为小球与物块一起下滑过程，物体对小球的弹力做负功而使小球的机械能减少，当AB分离时，AB具有相同的加速度与速度，根据牛顿第二定律求的弹簧的伸长量，在利用动能定理求的速度。‎ ‎【详解】‎ ‎（1）A不能回到出发点。因为小球与物块一起下滑过程，物块对小球的弹力做负功而使小球的机械能减少了。‎ ‎（2）未撤除力时，对A和B整体，根据平衡条件得 ‎ 其中弹簧弹力 ‎ 解得弹簧的压缩量：m ‎ 分离时，A和B间无弹力作用，但速度和加速度仍相等，根据牛顿第二定律 对B： ‎ 其中 ，解得 ‎ 对A： 其中弹簧弹力 ‎ 由解得分离时弹簧的伸长量：m ‎ 可见，A和B整体从开始运动到分离，弹簧弹力做功为零，根据动能定理 ‎ ‎ 解得分离时物块B的速度：m/s ‎【点睛】‎ 本题要抓住临界状态，分析临界条件，即小球与挡板刚分离时，B对小球的作用力为零，这也是两物体刚分离时常用到的临界条件。‎