【物理】云南省玉溪市通海三中2020-2021学年高二上学期开学考试试题（解析版）

【物理】云南省玉溪市通海三中2020-2021学年高二上学期开学考试试题（解析版）

云南省通海三中2020-2021学年上学期开学考试 高二物理 第I卷 一、单选题（共12小题，每小题3.0分，共36分）‎ ‎1. 圆环在水平面上做匀速滚动，跟平面没有相对滑动，如图所示．已知环心对地的速度为v，则环上各点中相对于地的最大速度和最小速度的大小分别是(　　)‎ A. 2v，v B. 2v，‎‎0 ‎ C. v，0 D. 1.5v，0.5v ‎【答案】B ‎【解析】圆环匀速滚动时跟地面接触点可视为转轴，此点速度为零，所以v不是最小值．圆环上其他点的角速度跟环心绕轴转动的角速度是一样的，线速度大小与半径(各点跟转轴的距离)成正比，故最高点的线速度最大，是环心线速度的2倍，即最大速度是2v．综上分析，B正确．‎ ‎2. 如图所示，在水平力F作用下，物体B沿水平面向右运动，物体A恰匀速上升，那么以下说法正确的是（　　）‎ A. 物体B正向右作匀减速运动 B. 物体B正向右作加速运动 C. 地面对B的摩擦力减小 D. 斜绳与水平成30°时，‎ ‎【答案】D ‎【解析】AB．将B的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于A的速度，如图；‎ 根据平行四边形定则有：vBcosα=vA，所以vB＝，α减小，所以B的速度减小，但不是匀减速．故AB错误．‎ C．在竖直方向上，对B有： ，T=mAg α减小，则支持力增大，根据f=μFN，摩擦力增大．故C错误．‎ D．根据vBcosα=vA，斜绳与水平成30°时，vA：vB＝：2．故D正确．‎ ‎3. 16世纪末意大利科学家伽利略在研究运动和力的关系时，提出了著名的斜面实验，其中应用到的物理思想方法属于（ ）‎ A. 等效替代 B. 实验归纳 C. 理想实验 D. 控制变量 ‎【答案】C ‎【解析】斜面实验重要思路是假定斜面绝对光滑，但是绝对光滑的物体不存在，所以这种思想属于理想化，我们也把这个实验成为理想实验．所以C对．‎ ‎4. 如图，当汽车通过拱桥顶点的速度为‎10m/s时，车对桥顶的压力为车重的，如果要使汽车在桥面行驶至桥顶时，对桥面的压力为零，则汽车通过桥顶的速度应为（　　）‎ A. ‎15m/s B. ‎20m/s C. ‎25m/s D. ‎30m/s ‎【答案】B ‎【解析】根据牛顿第二定律得即 解得 当支持力为零，有 解得 故B正确，ACD错误。故选B。‎ ‎5. 一位同学做平抛实验时，只在纸上记下重垂线y方向，未在纸上记下斜槽末端位置，并只描出如图所示的一段平抛轨迹曲线。现在曲线上取A，B两点，用刻度尺分别量出到y轴的距离，AA′＝x1，BB′＝x2，以及AB的竖直距离h，从而可求出小球抛出的初速度v0为（　　）‎ A B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】水平方向小球做匀速直线运动，则由初始点O到A过程有 x1=v0t0…①‎ 由初始点O到B过程 x2=v0t…②‎ 竖直方向做自由落体运动，则有h=gt2-gt02…③‎ 联立①②③得v0=‎ 故B正确，ACD错误。故选B。‎ ‎6. 如图所示，一个人用双手在单杠上把自己吊起来，静止在竖直面上，在下列四种情况中，两臂用力最小的是（ ）‎ A. 当他两臂平行时 B. 当他两臂成60°夹角时 C. 当他两臂成90°夹角时 D. 当他两臂成120°夹角时 ‎【答案】A ‎【解析】对人受力分析，受重力和两个拉力，设两个分力的夹角为θ，如图 根据平衡条件，有：T1=T2=‎ 当角度θ不断减小时，拉力不断减小，故两臂平行时最省力；故选A.‎ ‎7. 如图是摩托车比赛转弯时的情形.转弯处路面常是外高内低,摩托车转弯有一个最大安全速度,若超过此速度,摩托车将发生滑动.对于摩托车滑动的问题,下列论述正确的是（ ）‎ A. 摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用 B. 摩托车所受外力的合力小于所需的向心力 C. 摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去 D. 摩托车将沿其半径方向沿直线滑去 ‎【答案】B ‎【解析】本题考查圆周运动规律和离心现象．摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，没有离心力，A项错误；摩托车正常转弯时可看做是做匀速圆周运动，所受的合力等于向心力，如果向外滑动，说明提供的向心力即合力小于需要的向心力，B项正确；摩托车将在沿线速度方向与半径向外的方向之间做离心曲线运动，C、D项错误．‎ ‎8. 关于力学单位制，下列说法中正确的是（　　）‎ A. kg、N、m/s都是导出单位 B. kg、m、N是基本单位 C. 在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是F＝ma D. 在国际单位制中，质量的基本单位是kg，也可以是g ‎【答案】C ‎【解析】A．千克是质量的单位，是基本单位，故A错误；‎ B．牛顿是由牛顿第二定律公式推导得出的单位，为导出单位，故B错误；‎ C．牛顿第二定律表达式为F=kma，只有在国际单位制中，k才取1，表达式才能写成F=ma，故C正确；‎ D．在国际单位制中，质量的单位只能利用kg，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎9. 一物块从粗糙斜面底端，以某一初速度开始向上滑行，到达某位置后又沿斜面下滑到底端， 则物块在此运动过程中（ ）‎ A. 上滑时的摩擦力小于下滑时的摩擦力 B. 上滑时的摩擦力大小等于下滑时的摩擦力大小 C. 上滑时的加速度小于下滑时的加速度 D. 上滑的时间大于下滑的时间 ‎【答案】B ‎【解析】AB．设斜面倾角为，物体受到的摩擦力，物块上滑与下滑时的滑动摩擦力相等，A错误，B正确；‎ C．根据牛顿第二定律有，上滑时的加速度 a上=‎ 下滑时加速度a下=‎ 由此可知，上滑时的加速度大于下滑时的加速度，C错误；‎ D．上滑的过程，采用逆向思维，是初速度为零的匀加速直线运动，根据 可知上滑时的加速度大于下滑时的加速度，所以上滑时的时间小于下滑时的时间，D错误。‎ 故选B。‎ ‎10. 物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强，其定义式为，它的单位是帕斯卡（），是一个导出单位．在国际单位制中，力学的基本单位有：千克（）、米（）、秒（），用上述单位表示压强的单位应为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 压强定义式为，它的单位是帕斯卡（），根据牛顿第二定律知，，而面积的单位是，所以．故D正确；故选D．‎ ‎11. 质量为m的物体从高为h处自由下落，开始的用时为t，则（　　）‎ A. 物体落地所用的时间为t B. 物体落地所用的时间为3t C. 物体落地时的速度为gt D. 物体落地时的速度为3gt ‎【答案】A ‎【解析】根据得，开始的用时为t，‎ 物体落地所用的时间为 故落地速度为 故A正确BCD错误。故选A。‎ ‎12. 如图所示，将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在英汉字典内，书对A4纸的压力为3 N，A4纸与书之间的动摩擦因数为0.4，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为(　　)‎ A. 0.6‎‎ N B. 1.2 N C. 2.4 N D. 3 N ‎【答案】C ‎【解析】A4纸与书上下两个接触面都有滑动摩擦力，则有 当拉力等于摩擦力时，拉力最小，所以有F=2.4N，C正确ABD错误．故选C。‎ 二、多选题（共4小题，每小题4.0分，共16分）‎ ‎13. 汽车在行驶过程中通过交叉路口时的速度图象，由图象可知（　　）‎ A. 汽车在路口等候的时间为10s B. 汽车减速过程的加速度大小为‎2.5m/s2‎ C. 汽车减速运动过程的位移大小为‎20m D. 汽车启动过程中做的是加速度增大的加速运动 ‎【答案】BC ‎【解析】A、由图看出，汽车在路口等候的时间为 t＝10.0﹣4.0＝6.0s．故A错误；‎ B、在0﹣4s内汽车减速过程的加速度大小为 a＝＝＝‎2.5m/s2，故B正确；‎ C、汽车减速运动过程的位移大小 x＝＝‎20m．故C正确；‎ D、10s后汽车启动，因图象切线的斜率不断减小，则知加速度不断减小．故D错误．‎ 故选BC．‎ ‎14. 对于太阳与行星间的引力表达式 ，下列说法正确的是（ ）‎ A. 公式中的G为比例系数，与太阳和行星均无关 B. M，m彼此受到的引力总是大小相等 C. M，m彼此受到的引力是一对平衡力，合力等于0，M和m都处于平衡状态 D. M，m彼此受到的引力是一对作用力与反作用力 ‎【答案】ABD ‎【解析】公式中G为比例系数，与太阳、行星都无关，故A正确；太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是一对作用力与反作用力，二者大小相等,不是平衡力，故C错误、BD正确．所以ABD正确，C错误．‎ ‎15. 关于“能量耗散”的下列说法中，正确的是（ ）‎ A. 能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫做能量的耗散 B. 能量在转化过程中变少的现象叫能量的耗散 C. 能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量的数量并未减少，但是能量可利用的品质降低了 D. 能量耗散表明，各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 能量耗散的过程中能量向品质低的大气内能转变，但是总的能量是守恒的，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，但有方向性，机械能转化为内能后，我们无法将它们收集起来重新利用；故AC正确，BD错误；故选AC。‎ ‎16. 关于做曲线运动物体的速度和加速度，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 速度方向不断改变，加速度方向不断改变 B. 速度方向不断改变，加速度一定不为零 C. 加速度越大，速度的大小改变得越快 D. 加速度越大，速度改变得越快 ‎【答案】BD ‎【解析】曲线运动的速度方向是切线方向，时刻改变；加速度不一定改变但一定不为零，如平抛运动加速度为g，不变，故A错误，B正确；如圆周运动是一种特殊的曲线运动，圆周运动的向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量，加速度越大，速度的方向改变得越快，故C错误，D正确．所以BD正确，AC错误．‎ 第II卷 三、实验题（共2小题,共15分）‎ ‎17. 某同学用如图a所示的实验装置研究小车在光滑斜面上匀加速下滑的运动规律．先从斜面高处静止释放小车，随后才开启位移传感器(一种测量物体离开传感器距离的工具，以开启瞬间记为t＝0)测量小车与传感器间距S与时间t的关系．但是由于操作失误，本应在计算机屏幕上显示的S－t图象被改为－t图象，实验结果如图b所示．根据此图象．‎ ‎(1)t＝0.4 s末，物体与传感器间距S＝________.‎ ‎(2)传感器开启瞬间物体运动的速度v0＝________.‎ ‎(3)物体的加速度大小约为__________．(结果均保留两位有效数字)‎ ‎【答案】 (1). ‎0.66 m(0.65～0.67均可) (2). ‎1.3 m/s (3). ‎1.8 m/s2‎ ‎【解析】(1)[1]由图像可知当t=0.4s时，，故此时 ‎(2)[2]小车沿斜面做匀加速直线运动，由得：，图像的纵轴截距表示物体运动的速度，；‎ ‎(3)[3]图像的斜率，即物体的加速度 ‎18. 某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k．做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上．当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0，弹簧下端挂一个‎50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个‎50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2；……；挂七个‎50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L7．‎ ‎（1）下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是____和____．‎ 测量记录表：‎ ‎（2）实验中，L3和L7两个值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中____、____．‎ ‎（3）为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：d1=L4－L0=‎6.90 cm，d2=L5－L1=‎6.90 cm，d3=L6－L2=‎7.00 cm．请你给出第四个差值：d4=____=_____cm．‎ ‎（4）根据以上差值，可以求出每增加‎50 g砝码的弹簧平均伸长量ΔL．ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子为：ΔL1=___，代入数据解得ΔL=___cm．‎ ‎（5）计算弹簧的劲度系数k=____N/m（g取‎9.8 m/s2）．‎ ‎【答案】 (1). L5 (2). L6 (3). 6.85(6.84-6.86) (4). 14.05(14.04-14.06) (5). L7－L3 (6). 7.20(7.18-7.22) (7). (8). 1.75 (9). 28‎ ‎【解析】（1）[1][2]读数时应估读一位，所以其中L5 、L6两个数值在记录时有效数字有误．‎ ‎（2）[3][4]根据实验数据，可得L3=‎6.85cm和L7=‎14.05cm．‎ ‎（3）[5][6]题中三组数据在寻求多挂4个砝码形成的长度差，故 d4=L7－L3=（14.05－6.85）cm=‎‎7.20cm ‎（4）[7][8]每增加4个砝码弹簧的平均伸长量 =‎ 则每增加一个砝码弹簧的平均伸长量=‎ 代入数据得=‎‎1.75cm ‎（5）[9]由（3）（4）可知代入数据得：k==N/m=28N/m 四、计算题 ‎19. 如图所示，已知电灯的重力为G＝10 N，AO绳与顶板间的夹角为θ＝45°，BO绳水平．‎ ‎(1)请按力的实际作用效果将OC绳对O点的拉力加以分解，并作出示意图．‎ ‎(2)AO绳所受的拉力FT1和BO绳所受的拉力FT2分别为多少？‎ ‎【答案】(1)如图所示：‎ ‎(2)10N；10N ‎【解析】（1）OC绳的拉力产生了两个效果，一是沿着AO的方向向下拉紧AO的分力FT1，另一个是沿着BO绳的方向向左拉紧BO绳的分力FT2.画出平行四边形，如图所示．‎ ‎（2）因为电灯处于静止状态，根据二力平衡的条件，可判断OC绳的拉力大小等于电灯的重力，因此由几何关系得FT1＝＝10N FT2＝＝10 N 其方向分别为沿AO方向和BO方向．‎ ‎20. 如图所示，内壁光滑的空心细管弯成的轨道ABCD固定在竖直平面内，其中BCD段是半径R＝‎0.25m的圆弧，C为轨道的最低点，CD为圆弧，AC的竖直高度差h＝‎0.45m，在紧靠管道出口D处有一水平放置且绕其水平中心轴OO′匀速旋转的圆筒，圆筒直径d＝‎0.15m，筒上开有小孔E，现有质量为m＝‎0.1kg且可视为质点的小球由静止开始从管口A滑下，小球滑到管道出口D处时，恰好能从小孔E竖直进入圆筒，随后，小球由小孔E处竖直向上穿出圆筒，不计空气阻力，取g＝‎10m/s2。求：‎ ‎(1)小球到达C点时对管壁压力的大小和方向；‎ ‎(2)圆筒转动的周期T的可能值。‎ ‎【答案】(1)4.6N，方向竖直向下；(2)s（n＝0，1，2，3，…）‎ ‎【解析】(1)小球从A→C，由机械能守恒定律得mgh＝‎ 小球C点处，根据牛顿第二定律有FNC－mg＝‎ 解得FNC＝m（g＋）＝4.6N 根据牛顿第三定律知小球到达C点时对管壁压力的大小为4.6N，方向竖直向下；‎ ‎(2)小球从A→D，由机械能守恒定律得mgh＝mgR＋‎ 代入数据解得vD＝‎2m/s 小球由D点竖直上抛至刚穿出圆筒时，由位移公式得d＝vDt－gt2‎ 解得t1＝0.1s和t2＝0.3s（舍去）‎ 小球能向上穿出圆筒所用时间满足t＝（2n＋1）（n＝0，1，2，3，…）‎ 联立解得T＝＝s（n＝0，1，2，3，…）‎ ‎21. 如图所示，用长为L的细绳拴住一个质量为m的小球，当小球在水平面内做匀速圆周运动时，细绳与竖直方向成θ角，求： ‎ ‎（1）细绳对小球的拉力；‎ ‎（2）小球做匀速圆周运动的周期．‎ ‎【答案】(1) ；(2) ‎ ‎【解析】（1）（2）对小球进行受力分析，并分解拉力F，由牛顿第二定律可知：‎ 而由几何关系可知：解得： ，‎ ‎22. 在风洞实验室里，一根足够长的均匀直细杆与水平面成θ＝37°固定，质量为m＝‎1kg的小球穿在细杆上静止于细杆底端O，如图甲所示．开启送风装置，有水平向右的恒定风力F作用于小球上，在t1＝2s时刻风停止．小球沿细杆运动的部分v－t图象如图乙所示，取g＝‎10m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，忽略浮力．求：‎ ‎（1）小球在0~2s内的加速度a1和2~5s内的加速度a2‎ ‎（2）小球与细杆间的动摩擦因数μ和水平风力F的大小．‎ ‎【答案】（1）小球在0～2s内的加速度‎15m/s2，方向沿杆向上；‎ ‎2～5s内的加速度，方向沿杆向下．‎ ‎（2）和N．‎ ‎【解析】(1) 取沿杆向上为正方向，由图象可知：‎ 在0～2s内小球的加速度为：‎ m/s2，方向沿杆向上 在2～5s球的加速度为：‎ m/s2，负号表示方向沿杆向下．‎ ‎(2)有风力时的上升过程，小球的受力情况如图甲所示 ‎ ‎ 在y方向，由平衡条件得：‎ 在x方向，由牛顿第二定律得：‎ 停风后上升阶段，小球的受力情况如图乙所示 在y方向，由平衡条件得：‎ 在x方向，由牛顿第二定律得：‎ 联立以上各式可得：，＝50N