2018-2019学年河北省武邑中学高二上学期开学考试物理试题 解析版

2018-2019学年河北省武邑中学高二上学期开学考试物理试题 解析版

河北武邑中学 2018-2019 学年上学期 高二年级开学摸底考试 物理试卷 一、选择题（本题包括 12 小题，每题 4 分，共 48 分。1-9 题只有一个选项正确， 10-12 题每小题给出的四个选项中有多个选项正确，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. 下列关于动量的说法中，正确的是 A. 质量大的物体动量一定大 B. 速度大的物体动量一定大 C. 两物体动能相等，动量不一定相等 D. 两物体动能相等，动量一定相等 【答案】C 【解析】 试题分析：动量等于运动物体质量和速度的乘积，动量大小与物体质量、速度两个因素有关， A、B 错；由动量大小和动能的表达式可得出两物体动能相同，但质量关系不明确，并且动 量是矢量，动能是标量，故 D 错，C 正确。 考点：考查了对动量的理解 2.卢瑟福的α粒子散射实验的结果（ ） A. 证明了质子的存在 B. 证明了原子核是由质子和中子组成的 C. 说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动 D. 说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上 【答案】D 【解析】 【详解】此实验不能说明质子的存在，故 A 错误；此实验不能说明原子核的构成，故 B 错 误；此实验不能说原子中的电子的运动情况。故 D 错误；α粒子散射实验中大多数α粒子通 过金箔后仍沿原来的方向前进，只有少数的发生了偏转，极少数的超过了 90°，有的超过了 180°甚至被弹了回来，说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上。 故 D 正确。故选 D。 3.图所示，长度为 0.5m 的轻质细杆 OA，A 端有一质量为 3kg 的小球，正在以 O 点为圆心在 竖直平面内做圆周运动，已知小球通过最高点时的速度为 2m/s，取 g=10m/s2。则在小球通 过最高点时，轻杆 OA 将受到（ ） A. 6.0N 的拉力 B. 6.0N 的压力 C. 24N 的拉力 D. 54N 的拉力 【答案】B 【解析】 【详解】小球到达最高点时，受重力和杆的弹力，先假设为向下的弹力，由牛顿第二定律 F+mg= 解得：F= −mg=3× −3×10=−6N<0， 故弹力的方向与假设的方向相反，为向上的 6N 支持力； 根据牛顿第三定律，球对杆有向下的 6N 压力； 故选：B. 【点睛】物体运动到圆周运动的最高点时，杆的弹力和重力的合力提供向心力，可以直接根 据牛顿第二定律列式求解． 4.下面列出的是一些核反应方程： , , ,其中 ( ) A. X 是质子，Y 是中子，Z 是正电子 B. X 是正电子，Y 是质子，Z 是中子 C. X 是中子，Y 是正电子，Z 是质子 D. X 是正电子，Y 是中子，Z 是质子 【答案】D 【解析】 【详解】根据电荷数守恒、质量数守恒知，X 的电荷数为 1，质量数为 0，则 X 为正电子；Y 的电荷数为 0，质量数为 1，则 Y 为中子；Z 的电荷数为 1，质量数为 1，则 Z 是质子。 故选：D. 5.如图所示，一小球从 A 点由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动，若到达 B 点时速度为 v，到达 C 点时速度为 2v，则 xAB：xBC 等于（ ） A. 1：1 B. 1：2 C. 2：3 D. 1：3 【答案】D 【解析】 试题分析：根据匀变速直线运动的速度位移公式 v2﹣v02=2ax 求解 解：根据匀变速直线运动的速度位移公式 v2﹣v02=2ax 知， xAB= ， ， 所以 AB：AC=1：4， 则 AB：BC=1：3．故 D 正确，A、B、C 错误． 故选：D． 【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度位移公式 v2﹣v02=2ax． 6.跳伞运动员以 5m/s 的速度竖直匀速降落，在离地面 h =10m 的地方从工具袋中掉了一个锤 子，保持匀速的跳伞员比锤子晚着陆的时间为（锤子受到的空气阻力可忽略，g=10m/s2） （ ） A. 2s B. C. D. 1s 【答案】D 【解析】 【详解】设锤子着陆的时间为 t，则： h=v0t1+ 解得：t1=1s 设跳伞运动员着陆时间为 t2，则： h=v0t2 解得：t2=2s 而△t=t2−t1=1s. 故选：D 【点睛】锤子掉下后，由于惯性保持原来向下的速度 5m/s，故做初速度为 5m/s、加速度为 g 的匀加速运动，根据位移公式求出锤子下落的时间，而跳伞爱好者仍做匀速运动，求出跳 伞爱好者运动的时间，两者之差即为所求时间． 7.在平坦的垒球运动场上，击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球飞行一段时间后落地，若 忽略空气阻力，仅由击球点离地高度决定的是（ ） A. 垒球落地时的瞬时速度的大小 B. 垒球落地时的瞬时速度的方向 C. 垒球在空中运动的时间 D. 垒球在空中运动的水平位移 【答案】C 【解析】 根据 知，平抛运动的高度决定平抛运动的时间，水平位移由初速度和时间共同决定， 落地的速度等于水平分速度和竖直分速度的矢量和，由高度和初速度共同决定，故 C 正确， A、B、D 错误． 故选：C． 8.嫦娥二号卫星已成功发射，可以直接进入近地点高度 200 公里、远地点高度约 38 万公里 的地月转移轨道后奔月。当卫星到达月球附近的特定位置时，卫星就必须“急刹车”，也就是 近月制动，以确保卫星既能被月球准确捕获，又不会撞上月球，并由此进入近月点高度 100 公里、周期 12 小时的椭圆轨道 a。再经过两次轨道调整，进入高度为 100 公里的近月圆轨 道 b。轨道 a 和 b 相切于 P 点，如图，下列说法正确的是( ) A. 嫦娥二号卫星的发射速度大于 11.2 km/s B. 嫦娥二号卫星在 a 轨道运动时的机械能小于 b 轨道上运动的机械能 C. 嫦娥二号卫星在 a、b 轨道经过 P 点的速度相同 D. 嫦娥二号卫星在 a、b 轨道经过 P 点的加速度相同 【答案】D 【解析】 A、嫦娥二号发射出去后绕地球做椭圆运动，知嫦娥二号的发射速度大于 7.9km/s，小于 11.2km/s，故 A 错误； BC、嫦娥二号在椭圆轨道的 P 点是近月点，速度比较大，要进入圆轨道，需减速，做近心 运动，所以在 a 轨道 P 点的速度大于在 b 轨道 P 点的速度，即在轨道 a 上的机械能大于 b 上的机械能，故 B C 错误； D、嫦娥二号卫星在 a、b 轨道经过 P 点，所受的万有引力相等，根据牛顿第二定律，知加 速度相等，故 D 正确； 故选 D。 【点睛】嫦娥二号在椭圆轨道的 P 点进入圆轨道需减速，使得万有引力等于需要的向心力， 做圆周运动；根据牛顿第二定律比较嫦娥二号卫星在 a、b 轨道经过 P 点的加速度。 9.如图所示，为一皮带传动装置，右轮半径为，为它边缘上一点；左侧是一轮轴，大轮半径 为 ，小轮半径为 ， 点在小轮上，到小轮中心的距离为．点和 点分别位于小轮和大轮 的边缘上．若传动过程中皮带不打滑，则( ) A.点和 点的角速度大小相等 B.点和点的线速度大小相等 C.点和 点的线速度大小相等 D.点和点的向心加速度大小相等 【答案】B 【解析】 试题分析： 两点的线速度大小相等， 两点的角速度相等，根据 ，的线速度大于 的线速度，则 两点的线速度不等，故 A 错误； 的线速度相等，根据 ，知角速度 不等，但 角速度相等，所以 两点的角速度不等，故 B 错误； 点与 点的角速度相等， 转动半径不等，根据 ，向心加速度不等，故 C 错误；靠传送带传动轮子上的点线速度 大小相等，故点与点的线速度大小相等，故 D 正确。 考点：向心加速度、线速度、角速度和周期、转速 【名师点睛】解决本题的关键知道线速度、角速度、向心加速度与半径的关系，以及知道共 轴转动的各点角速度相等，靠传送带传动轮子上的点线速度大小相等。 10.一行星绕恒星做圆周运动．由天文观测可得，其运行周期为 T，速度为 v.引力常量为 G， 则( ) A. 恒星的质量为 B. 行星的质量为 C. 行星运动的轨道半径为 D. 行星运动的加速度为 【答案】ACD 【解析】 试题分析:由 可得， 所以 C 正确；由 ，将 r 代入可得 ，所以 A 正确；由 可得， 所以 D 正确；在万有引力提供向心力 的表达式中，行星质量无法求出，所以 B 错误。 考点：本题考查了万有引力定律相关公式的理解应用。 视频 11.如图，在光滑水平面上有一质量为 m 的物体，在与水平方向成θ角的恒定的拉力 F 作用 下运动，则在时间 t 内（ ） A. 重力的冲量为零 B. 拉力 F 的冲量为 Ftcosθ C. 拉力 F 的冲量为 Ft D. 物体动量的变化量等于 Ft 【答案】C 【解析】 【详解】重力的冲量为重力与作用时间的乘积，为 mgt，故 A 错误；拉力的冲量为拉力 F 与时间 t 的乘积，即 Ft，故 B 错误，C 正确；物体受到的合外力为 Fcosθ，根据动量定理 知物体动量的变化量△P=Ftcosθ＜Ft，故 D 错误。故选 C。 【点睛】本题考查了冲量的定义和动量定理的应用，注意区分合外力的冲量与某一个力的冲 量在动量定理的应用中的区别是关键． 12.2011 年 8 月深圳大运会高尔夫球女子团体比赛中，中华台北队获两枚金牌，中国女队队 员黎佳韵在个人赛中也有不俗表现．随着人们生活水平的提高，高尔夫球将逐渐成为普通人 的休闲娱乐．如图所示，某人从高出水平地面 h 的坡上水平击出一个质量为 m 的高尔夫球．由 于恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直落入距击球点水平距离为 L 的 A 穴．则（ ） A. 球被击出后做平抛运动 B. 该球从被击出到落入 A 穴所用的时间为 C. 球被击出时的初速度大小为 D. 球被击出后受到的水平风力的大小为 【答案】BC 【解析】 小球受重力和水平风力作用，不是平抛运动，故 A 错误；小球在竖直方向上做自由落体运 动有： ，则运动的时间为： ，故 B 错误；小球在水平方向上做匀减速直线运动， 则平均速度为： ，解得： ，故 C 正确；根据牛顿第二定律可得水平风力 ，故 D 错误。所以 BC 正确，AD 错误。 二、实验题、填空题（每空 3 分，共 12 分） 13.在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要 步骤如下： A．让小球多次从______位置自由滚下，在一张印有小方格的纸记下小球碰到铅笔笔尖的一 系列位置，如右图中 a、b、c、d 所示． B．按图安装好器材，注意调节斜槽末端切线______，记下平抛初位置 O 点和过 O 点的竖 直线． C．取下白纸以 O 为原点，以竖直线为 y 轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹． （1）完成上述步骤，将正确的答案填在横线上． （2）上述实验步骤的合理顺序是______． （3）已知图中小方格的边长 L=2.25cm，则小球平抛的初速度为 v 0 =______（用 L、g 表示）， 其值是______m/s（取 g=10m/s 2 ） 【答案】 (1). 同一； (2). 水平； (3). BAC； (4). ； (5). 0.9m/s； 【解析】 （1）为了保证每次做平抛运动的初速度相等，所以每次要从同一高度释放小球；为了保证 小球平抛的初速度是水平的，所以注意调节斜槽末端切线水平； （2）在本实验的步骤是 BAC （3）从图像上可以得到： 竖直方向上： 水平方向上： 得： 代入数据得： 三、计算题（本大题共 4 小题，共 40 分。解答时应写出必要的文字说明、方程 和重要演算步骤。） 14.如图所示一个质量 m=60kg 的物体，受到与水平方向成θ=37°角斜向上方的恒定拉力 F=500N，在水平地面上从静止开始运动，移动的距离 s=10m。物体与地面间的滑动摩擦力 f=100N，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求: (1)该过程的末速度大小； (2)完成该位移瞬间 F 的功率。 【答案】(1) v=10m/s (2) P=4000W 【解析】 【详解】（1）物体移动过程中，由动能定理得 代入得 v=10m/s （2）拉力做功的功率为：P=Fvcos370=500×10×0.8w=4000w 15.交通信号“绿波”控制系统一般被称为“绿波带”，它是根据车辆运动情况对各路口红 绿灯进行协调，使车辆通过时能连续获得一路绿灯。郑州市中原路上某直线路段每间隔 L=500m 就有一个红绿灯路口，绿灯时间 ，红灯时间 ，而且下一路口红绿灯 亮起总比当前路口红绿灯滞后 。要求汽车在下一路口绿灯再次亮起后能通过该路口 （即经过前一路口后，在下一路口第一次红灯亮之前通过该路口）。汽车可看做质点，不计 通过路口的时间，道路通行顺畅。 (1)某路口绿灯刚亮起时，某汽车恰好通过，要使该汽车保持匀速行驶，在后面道路上再连 续通过五个路口，满足题设条件下，汽车匀速行驶的最大速度是多少？最小速度又是多少？ （计算结果保留两位有效数字） (2)若某路口遭遇红灯，待绿灯刚亮起时，某汽车由静止开始，以加速度 a=2m/s2 匀加速运 动，加速到第(1)问中汽车匀速行驶的最大速度以后，便以此速度一直匀速运动，试通过计 算判断，当该汽车到达下一路口时能否遇到绿灯。 【答案】（1） （2） 【解析】 试题分析：（1）若汽车刚好在绿灯亮起时通过第五个路口，则通过五个路口的时间 ， 此时匀速运动的速度最大 若汽车刚好在绿灯熄灭时通过第五个路口，则通过五个路口的时间 此时匀速运动的速度最小 （2）若路口绿灯刚亮起时，汽车启动加速，最终加速到 由 ，得 在此过程中汽车走过的位移 然后汽车以此速度匀速运动，可知 ，得 因此，汽车从该路口开始启动到下一个路口的时间为 因为 ，因此走到下个路口时能够遇到绿灯 考点：考查了运动学公式的综合应用 【名师点睛】解决本题的关键要分析清楚汽车的运动情况，确定匀速运动速度最大和最小的 临界条件，再由运动学公式解答． 16.宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间 t 小球落回原处；若他在某星 球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间 5t 小球落回原处．（取地球表面重力 加速度 g=10m/s2，空气阻力不计） (1)求该星球表面附近的重力加速度 g'； (2)已知该星球的半径与地球半径之比为 R 星:R 地=1:4，求该星球的质量与地球质量之比 M 星:M 地 【答案】(1) (2) 【解析】 试题分析：（1）根据竖直上抛运动规律可求得星球表面的重力加速度； （2）根据星球表面上万有引力充当向心力即可明确质量与半径和重力加速度的关系，则可 求得质量之比 解：（1）根据竖直上抛运动规律可知： 而在某星球表面有： 联立解得： （2）根据万有引力等于重力得： 联立可得： 答：（1）求该星球表面的重力加速度 g′为 ； （2）已知该星球的半径与地球半径之比为 R 星：R 地=1：3，求该星球的质量与地球质量之比 ． 17.如图，一个质量为 m=0.6kg 的小球，在左侧平台上运行一段距离后从边缘 A 点以水平飞 出，恰能沿圆弧切线从 P 点进入固定在地面上的竖直的圆弧管道，并继续滑行。已知圆弧 管道口内径远小于圆弧半径 R，OP 与竖直方向的夹角是θ=37°，平台到地面的高度差为 h=1.45m。若小球运动到圆弧轨道最低点时的速度大小是 v1=10m/s。取 g=10m/s2，sin37°=0.6， cos37°=0.8。求： (1)小球从 A 点运动到 P 点所需的时间 t; (2)P 点距地面的高度 △ h 和圆弧半径 R; (3)小球对圆弧轨道最低点的压力 FN 大小; (4)若通过最高点 Q 点时小球对管上壁的压力大小 9N，求小球经过 Q 点时的速度 v2 大小。 【答案】(1) 0.5s (2) 0.2m 1m (3) 66N (4) 5m/s 【解析】 试题分析：恰好从光滑圆弧 PQ 的 P 点的切线方向进入圆弧，说明到到 P 点的速度 vP 方向 与水平方向的夹角为θ，根据平抛运动的基本公式即可求解时间；由竖直分运动求出小球下 落的高度，在由几何关系即可求出 P 点距地面的高度 △ h 和圆弧半径 R；对小球在最低点的 受力分析，根据向心力公式结合几何关系即可求解；对小球在最高点进行受力分析，根据向 心力公式即可求解。 解：（1）对 P 点的速度矢量分解， 。解得 t=0.5s （2）竖直方向小球做自由落体运动，由： 由几何关系，P 点高度： 有几何关系： 代入数据得：R=1m （3）在最低点，支持力与重力的和提供小球的向心力，得： 代入数据得： 由牛顿第三定律得小球对圆弧轨道最低点的压力： （4）由 ，代入数据得： 【点睛】恰能无碰撞地沿圆弧切线从 B 点进入光滑竖直圆弧轨道，这是解这道题的关键， 理解了这句话就可以求得小球的末速度，本题很好的把平抛运动和圆周运动结合在一起运用 物理规律解决。