2018-2019学年山东省临沂市罗庄区高二上学期期中质量调研物理试题 解析版

2018-2019学年山东省临沂市罗庄区高二上学期期中质量调研物理试题 解析版

高二质量调研试题物理 一、选择题（本题共10个小题，其中1-6题为单选，7-10题为多选，每题4分，共40分，多选题漏选得2分。）‎ ‎1.A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动（如图），在相同时间内，它们通过的路程之比是4：3，运动方向改变的角度之比是3：2，则它们 A. 线速度大小之比为4：3‎ B. 角速度大小之比为3：4‎ C. 圆周运动的半径之比为2：1‎ D. 向心加速度大小之比为1：2‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ A、因为相同时间内他们通过的路程之比是4：3，根据，则A、B的线速度之比为 4：3，故A正确；‎ B、运动方向改变的角度之比为3：2，根据，则角速度之比为3：2，故B错误；‎ C、根据可得圆周运动的半径之比为，故C错误；‎ D、根据a=vω得，向心加速度之比为，故D错误；‎ 故选A。‎ ‎2.在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以2v和v的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率与乙球落至斜面时的速率之比为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据平抛运动的推论tanθ=2tanα得到甲、乙两个小球落在斜面上时速度偏向角相等，根据运动的合成与分解求出末速度即可。‎ ‎【详解】设斜面倾角为α，小球落在斜面上速度方向偏向角为θ，甲球以速度v抛出，落在斜面上，如图所示；‎ 根据平抛运动的推论可得tanθ=2tanα，所以甲乙两个小球落在斜面上时速度偏向角相等；‎ 故对甲有： ‎ 对乙有：‎ 所以 故应选：B。‎ ‎【点睛】本题主要是考查了平抛运动的规律，知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动；解决本题的关键知道平抛运动的两个推论。‎ ‎3.我国研制的北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，系统由5颗地球同步轨道卫星和30颗低轨卫星组网而成(如图)，这些卫星的运动均可视为匀速圆周运动。北斗导航系统计划到2020年完全建成。关于该导航系统，下列说法正确的是 A. 系统中的地球同步轨道卫星可以定位在成都正上方 B. 系统中卫星的运行速度可以大于‎11.2 km/s C. 系统中卫星的运行周期和月亮绕地球运行的周期可能相同 D. 系统中从地面发射质量为m的同步卫星比发射质量为m的低轨卫星所需的能量更多 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 地球同步卫星相对地球静止，同步卫星位于赤道平面内；‎ 卫星轨道半径越大，发射卫星时克服地球引力做功越多，发射卫星时消耗的能量越多；‎ 卫星绕地球做圆周运动，根据周期公式与轨道半径关系判断周期关系；‎ 围绕绕地球做圆周运动，没有脱离地球的吸引，卫星速度小于第二宇宙速度。‎ ‎【详解】A项：同步卫星相对地球静止，同步卫星位于赤道平面内，成都不在赤道上，因此地球同步轨道卫星不能定位在成都正上方，故A错误；‎ B项：‎11.2km/s是地球的第二宇宙速度，达到此速度的物体可以脱离地球的吸引，系统中的卫星没有脱离地球的吸引，系统中的卫星的运行速度小于‎7.9km/s，故B错误；‎ C项：卫星绕地球做圆周运动的周期：，，卫星的轨道半径小于月亮的轨道半径，则卫星的周期小于月亮的周期，故C错误；‎ D项：卫星轨道半径越大发射卫星时克服地球引力做功越多，因此系统中从地面发射质量为m的同步卫星比发射质量为m的低轨卫星所需的能量更多。‎ 故应选：D。‎ ‎【点睛】本题考查了万有引力定律的应用，知道万有引力提供向心力、知道同步卫星位于赤道平面内是解题的关键，应用牛顿第二定律与万有引力公式可以解题。‎ ‎4.“天舟一号”飞船是中国空间技术研究院研制的第一艘货运飞船，‎2017年4月20日19时41分在海南文昌航天发射中心，由长征7号遥2运载火箭发射。‎4月21日上午，“天舟一号”货运飞船已经完成了两次的轨道控制，后来又进行了三次的轨道控制，使“天舟一号”货运飞船控制到“天宫二号”的后下方。‎4月22日12时23分，“天舟一号”货运飞船与离地面390公里处的“天宫二号”空间实验室顺利完成自动交会对接。下列说法正确的是 A. 根据“天宫二号”离地面的高度，可计算出地球的质量 B. “天舟一号”与“天宫二号”的对接过程，满足动量守恒、能量守恒 C. “天宫二号”飞越地球的质量密集区上空时，轨道半径和线速度都略微减小 D. 若测得“天舟一号”环绕地球近地轨道的运行周期，可求出地球的密度 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 根据 ,可得，则根据“天宫二号”离地面的高度，不可计算出地球的质量，选项A错误；“天舟一号”与“天宫二号”的对接时，“天舟一号”要向后喷气加速才能对接，故对接的过程不满足动量守恒，但是能量守恒，选项B错误；天宫二号”飞越地球的质量密集区上空时，万有引力变大，则轨道半径略微减小，引力做正功，故线速度增加，选项C错误；，而 ，可得 ，即若测得“天舟一号”环绕地球近地轨道的运行周期，可求出地球的密度，选项D正确；故选D.‎ 点睛：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，知道线速度与轨道半径的关系，并能根据这个关系计算中心天体的质量.‎ ‎5.一质量为‎2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则 ‎ A. t=1 s时物块的速率为‎2 m/s B. t=2 s时物块的动量大小为‎4 kg·m/s C. t=3 s时物块的动量大小为‎5 kg·m/s D. t=4 s时物块的速度为零 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：前两秒，根据牛顿第二定律，，则0-2s的速度规律为：v=at；t=1s时，速率为‎1m/s，A错误；‎ B项：t=2s时，速率为‎2m/s，则动量为P=mv=‎4kg•m/s，B正确；‎ C、D项：2-4s，力开始反向，物体减速，根据牛顿第二定律，a=‎-0.5m/s2，所以3s时的速度为‎1.5m/s，动量为‎3kg•m/s，4s时速度为‎1m/s，故C、D错误。‎ 故应选：B。‎ ‎【点睛】本题考查了牛顿第二定律的简单运用，熟悉公式即可，并能运用牛顿第二定律求解加速度。另外要学会看图，从图象中得出一些物理量之间的关系。‎ ‎6.如图所示，用传送带给煤车装煤，平均每5 s内有5 ‎000 kg的煤粉落于车上，由于传送带的速度很小，可认为煤粉竖直下落。要使车保持以‎0.5 m/s的速度匀速前进，则对车应再施以向前的水平力的大小为（ ）‎ A. 50 N B. 250 N C. 500 N D. 750 N ‎【答案】C ‎【解析】‎ 车和煤粉整体受重力G、支持力N、拉力F，对5s过程运用动量定理，有：Ft=△mv；解得：；故C正确ABD错误．故选C．‎ ‎7.如图所示，一个圆形框架以竖直的直径为转轴匀速转动。在框架上套着两个质量相等的小球A、B，小球A、B到竖直转轴的距离相等，它们与圆形框架保持相对静止。下列说法正确的是 A. 小球A的合力小于小球B的合力 B. 小球A与框架间一定存在摩擦力 C. 小球B与框架间可能没有摩擦力 D. 圆形框架以更大的角速度转动，小球B受到的摩擦力一定增大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由于合力提供向心力，依据向心力表达式可判定AB小球的合力关系；‎ 依据A、B受到的受力情况可判定摩擦力的有无，以及随转速的变化情况。‎ ‎【详解】A项：由于合力提供向心力，依据向心力表达式F=mrω2，已知两球质量，半径和角速度都相同，可知向心力相同，即合力相同，故A错误；‎ B项：小球A受到重力和弹力的合力不可能垂直指向OO′轴，故一定存在摩擦力，故B正确；‎ C项：B球的重力和弹力的合力可能垂直指向OO′轴，故B球摩擦力可能为零，故C正确；‎ D项：由于不知道B是否受到摩擦力，故而无法判定圆形框架以更大的角速度转动，小球B受到的摩擦力的变化情况，故D错误。‎ 故应选：BC。‎ ‎【点睛】该题的难点在与分析两球的摩擦力情况，注意利用好小球的合力提供向心力这点来分析摩擦力。‎ ‎8.大飞机重大专项是提高我国自主创新能力和增强国家核心竞争力的重大战略决策，中国制造的大飞机“C‎919”‎已于‎2017年5月5日成功首飞。若飞机在某次降落过程中某时刻水平方向速度为‎90 m/s，竖直方向速度为‎9 m/s，在水平方向做加速度为‎3 m/s²的匀减速直线运动，在竖直方向做加速度为‎0.3 m/s²的匀减速直线运动，直到飞机着陆时竖直方向的速度刚好减为零，在此降落的全过程中 A. 飞机上的乘客处于失重状态 B. 飞机运动轨迹为抛物线 C. 飞机的位移为‎1350 m D. 飞机在水平方向的平均速度为‎45m/s ‎【答案】D ‎【解析】‎ A、飞机在竖直方向做匀减速下降，加速度方向向上，所以飞机上的乘客处于超重状态，故A错误；‎ B、飞机的速度的方向：，飞机的加速度的方向：，可知飞机的速度的方向与加速度的方向是相反，飞机做匀减速直线运动，故B错误；‎ CD、在水平方向上，飞机在水平方向的平均速度为，水平的的位移：，竖直方向的的位移：，飞机的位移为，故C错误，D正确；‎ 故选D。‎ ‎【点睛】飞机在竖直方向与水平方向都做匀减速运动，所以正确判断出飞机是否做匀变速直线运动是解答的关键。‎ ‎9. 地球和火星绕太阳公转可视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。根据下表，火星和地球相比（ ）‎ 行星 ‎ 星体半径/m ‎ 星体质量/kg ‎ 公转轨道半径/m ‎ 地球 ‎ ‎6．4×106 ‎ ‎6．0×1024 ‎ ‎1．5×1011 ‎ 火星 ‎ ‎3．4×106 ‎ ‎6．4×1023 ‎ ‎2．3×1011 ‎ ‎ ‎ A．火星的公转周期较大 ‎ B．火星公转的向心加速度较大 C．火星表面的重力加速度较小 ‎ D．火星的第一宇宙速度较大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：行星绕太阳公转，根据开普勒第三定律，可知轨道半径越大，公转周期越长，故A正确；万有引力提供向心力，有，公转的向心加速度，则轨道半径越大，向心加速度越小，故B错误；在天体表面，重力和万有引力近似相等，‎ ‎，重力加速度，，有，故C正确；在天体表面附近，万有引力提供向心力，有，第一宇宙速度，，，则，故D错误。‎ 考点：万有引力定律的应用，开普勒第三定律，第一宇宙速度。‎ ‎10.如图，截面为等腰直角三角形的圆锥形陀螺，其上表面半径为r，转动角速度为．欲让旋转的陀螺从光滑桌面上水平飞出（运动中陀螺转动轴总保持竖直），且飞出过程中恰不与桌子相碰．设陀螺底端顶点离开桌面的瞬间，其水平速度为v0．陀螺上的最大线速度为v．则下列说法正确的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：陀螺的高度也为r，欲让旋转的陀螺从光滑桌面上水平飞出，且飞出过程中恰不与桌子相碰，则由平抛运动的规律可知，v0t=r，，解得，选项A错误，B正确；陀螺边缘上与陀螺运动相同方向上的点具有最大的线速度，则最大线速度为，则选项C正确，D错误；故选BC.‎ 考点：平抛运动；线速度 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分.把答案写在答题卡中指定答题处，不要求写出演算过程）‎ ‎11.如图为研究小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为‎5 cm的小方格，重力加速度g取‎10 m/s2，由图可知：小球从A点运动到B点经历的时间_____（填“小于 ‎”、“等于”或“大于”）从B点运动到C点经历的时间；照相机的闪光频率为______Hz；小球抛出时的初速度大小为______m/s，小球在B点的速率是________ m/s（可用根号表示）。‎ ‎【答案】 (1). 等于； (2). 10； (3). 2.5； (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 正确应用平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动；解答本题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数解出闪光周期，然后进一步根据匀变速直线运动的规律、推论求解。‎ ‎【详解】水平方向的运动是匀速直线运动，从A到B和从B到C水平方向的位移相同，所以经历的时间相等；‎ 在竖直方向上有：△h=gT2，其中△h=‎10cm，代入求得：T=0.1s，‎ 因此闪光频率为： ‎ 水平方向匀速运动，有：s=v0t，选AB段：其中s=‎5l=‎25cm，t=T=0.1s，代入解得：v0=‎2.5m/s 小球在B点竖直方向的速度为： ‎ 所以小球在B点的速度为：。‎ ‎【点睛】对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题。‎ ‎12.（1）利用气垫导轨通过闪光照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验。实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小和很大等各种情况，若要求碰撞时动能损失最大应选下图中的_______（填“甲”或“乙”）、若要求碰撞动能损失最小则应选下图中的_______。（填“甲”或“乙”）（甲图两滑块分别装有弹性圈，乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥）‎ ‎（2）某次实验时碰撞前B滑块静止，A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞，利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图所示。‎ 已知相邻两次闪光的时间间隔为T，在这4次闪光的过程中，A、B两滑块均在0~‎80 cm范围内，且第1次闪光时，滑块A恰好位于x=‎10 cm处。若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短，均可忽略不计，则可知碰撞发生在第1次闪光后的___________时刻，A、B两滑块质量比_______。‎ ‎【答案】 (1). （1）乙 (2). 甲 (3). （2）2.5T (4). 2:3‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）若要求碰撞时动能损失最大，则需两物体碰撞后结合在一起，故应选图中的乙；若要求碰撞动能损失最小则应使两物体发生完全弹性碰撞，即选图中的甲；（2）由图可知，第1次闪光时，滑块A恰好位于x=‎10cm处；第二次A在x=‎30cm处；第三次A在x=‎50cm处；碰撞在x=‎60cm处，从第三次闪光到碰撞的时间为，则可知碰撞发生在第1次闪光后的2.5T时刻;若设碰前A的速度为v，则碰后A的速度为，B的速度为v，根据动量守恒定律可得：，解得：‎ 考点：探究碰撞中的不变量.‎ 三、计算题(共4小题，共44分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位). ‎ ‎13.在不久的将来，我国科学家乘坐“嫦娥N号”飞上月球(可认为是均匀球体)，为了研究月球，科学家在月球的“赤道”上以大小为v0的初速度竖直上抛一物体，经过时间t1，物体回到抛出点；在月球的“两极”处仍以大小为v0的初速度竖直上抛同一物体，经过时间t2，物体回到抛出点。已知月球的半径为R，求：‎ ‎(1)月球的质量；‎ ‎(2)月球的自转周期。‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题考查考虑天体自转时，天体两极处和赤道处重力加速度间差异与天体自转的关系。‎ ‎【详解】(1)科学家在“两极”处竖直上抛物体时，由匀变速直线运动的公式 解得月球“两极”处的重力加速度 同理可得月球“赤道”处的重力加速度 在“两极”没有月球自转的影响下，万有引力等于重力，‎ 解得月球的质量 ‎(2)由于月球自转的影响，在“赤道”上，有 解得： 。‎ ‎14.如图所示,在光滑的水平平台上有一质量m=‎0.1 kg的小球压缩轻质弹簧(小球与弹簧不拴连)使其具有Ep=0.2 J的弹性势能,平台的B端连接两个半径都为R且内壁都光滑的四分之一细圆管BC及细圆管CD,圆管内径略大于小球直径,B点和D点都与水平面相切。现释放小球,小球弹出后进入细圆管,运动到B点时对上管壁有FN=1 N的弹力。g取‎10 m/s2,求:‎ ‎ ‎ ‎(1)细圆管的半径R;‎ ‎(2)小球经过D点时对管壁的压力大小.‎ ‎【答案】(1)‎0.2m；(2)7N ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)根据能量守恒求出小球到达B点的速度，结合牛顿第二定律，通过小球对B点的弹力求出细圆管的半径；‎ ‎(2)对B到D运用动能定理，求出D点的速度，结合牛顿第二定律求出小球经过 D点时对管壁的压力大小。‎ ‎【详解】(1) 根据能量守恒得，‎ ‎ ‎ 代入数据解得vB=‎2m/s；‎ 在B点，根据牛顿第二定律得，‎ ‎ ‎ 代入数据解得R=‎0.2m；‎ ‎(2) 对B到D，根据动能定理得，‎ ‎ ‎ 由牛顿第二定律得， ‎ 代入数据解得FD=7N。‎ ‎15.AB是动摩擦因数为μ=0.4、长度为L=‎5m、倾角为θ=37°的粗糙直轨道。A端固定在水平地面上，B端平滑连接一半径为R=‎1m、内壁光滑的细圆管BC，其内径远小于轨道半径。C为圆弧轨道的最高点（OC竖直）。一个质量为m=‎1kg的物块，尺寸略小于细圆管道内径，它以初速度v0=‎10m/s从A点冲上AB轨道。（g取‎10 m/s2）。‎ ‎ ‎ ‎(1)求物块在C点时对轨道的压力大小和方向；‎ ‎(2)物块从C点抛出落至水平地面，求平抛的水平位移x；‎ ‎【答案】(1)6N；(2)‎‎1.6m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 设物块运动到C点时速度大小为v，所受的压力为FN 根据动能定理：‎ ‎ ‎ 解得：v=‎2m/s ‎ 在C点：‎ ‎ ‎ 解得F N=－6N ‎ 根据牛顿第三定律知，物块对轨道的压力大小为6N，方向竖直向下；‎ ‎(2) 在C点平抛后，高度h=Lsin37°+R(1－cos37°)=‎3.2m ‎ 由平抛运动公式得：x=v0t ‎ ‎ ‎ 解得：得水平位移x=‎1.6m 。‎ ‎16.如图所示，一小车置于光滑水平面上，轻质弹簧右端固定，左端栓连物块b,小车质量M=‎3kg，AO部分粗糙且长L=‎2m，动摩擦因数μ=0.3，OB部分光滑．另一小物块a．放在车的最左端，和车一起以v0=‎4m/s的速度向右匀速运动，车撞到固定挡板后瞬间速度变为零，但不与挡板粘连．已知车OB部分的长度大于弹簧的自然长度，弹簧始终处于弹性限度内．a、b两物块视为质点质量均为m=‎1kg，碰撞时间极短且不粘连，碰后一起向右运动．（取g=‎10m/s2）求：‎ ‎(1)物块a与b碰后的速度大小；‎ ‎(2)当物块a相对小车静止时小车右端B到挡板的距离；‎ ‎(3)当物块a相对小车静止时在小车上的位置到O点的距离．‎ ‎【答案】(1)‎1m/s (2) (3) x=‎‎0.125m ‎【解析】‎ 试题分析：（1）对物块a，由动能定理得：‎ 代入数据解得a与b碰前速度：；‎ a、b碰撞过程系统动量守恒，以a的初速度方向为正方向，‎ 由动量守恒定律得：，代入数据解得：；‎ ‎（2）当弹簧恢复到原长时两物块分离，a以在小车上向左滑动，当与车同速时，以向左为正方向，由动量守恒定律得：，‎ 代入数据解得：，‎ 对小车，由动能定理得：，‎ 代入数据解得，同速时车B端距挡板的距离：；‎ ‎（3）由能量守恒得：，‎ 解得滑块a与车相对静止时与O点距离：；‎ 考点：动量守恒定律、动能定理。‎ ‎【名师点睛】本题考查了求速度、距离问题，分析清楚运动过程、应用动量守恒定律、动能定理、能量守恒定律即可正确解题。‎