黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2020-2021学年高二上学期开学考试物理试题 Word版含答案

黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2020-2021学年高二上学期开学考试物理试题 Word版含答案

- 1 - 哈师大附中 2020-2021学年度高二上学期开学测试 物理试卷 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分 100分，考试时间 70分钟。 第Ⅰ卷 (选择题，共 48分) 一、选择题(本大题共 12小题，每小题 4分。在每小题给出的四个选项中，第 1～6题只有一 项符合题目要求，第 7～12题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．做平抛运动的物体，每秒的速度增量总是( ) A．大小相等，方向相同 B．大小不等，方向不同 C．大小相等，方向不同 D．大小不等，方向相同 2．如图所示，小车放在光滑的水平面上，将绳系小球拉开到一定角度，然后同时 放开小球和小车，那么在以后的过程中( ) A．小球向左摆动时，小车也向左运动，且系统动量守恒 B．小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量守恒 C．小球向左摆到最高点，小球的速度为零而小车的速度不为零 D．在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反在 3．一个质点在恒力 F的作用下，由 O点运动到 A点的轨迹如图所示，在 A点时速 度的方向与 x轴平行，则恒力 F的方向可能沿( ) A．+x轴 B．-x轴 C．+y轴 D．-y轴 4．土星外层上有一个土星环，为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以通过测量 环中各层的线速度 v与该层到土星中心的距离 R之间的关系来判断：①若 v∝R则该层是土星 的一部分；②若 v∝1 R ，则该层是土星的一部分；③若 v2∝1 R ，则该层是土星的卫星群；④v2 ∝R，则该层是土星的卫星群。 以上说法正确的是( ) A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 5．有一小船正在渡河，如图所示，在离对岸 30 ｍ时，其下游 40ｍ处有一危险水 域。假若水流速度恒为 5 m/s，为了使小船在危险水域之前到达对岸，那么小船从 现在起相对于静水的最小速度应是( ) A．2m/s B．3m/s C．4m/s D．5m/s - 2 - 6．如图所示，在水平桌面上固定着一个光滑圆轨道，在轨道的 B点静止着一 个质量为 m2的弹性小球乙，另一个质量为 m1的弹性小球甲以初速 v0运动，与 乙球发生第一次碰撞后，恰在 D点发生第二次碰撞。则甲、乙两球的质量之比 m1∶m2等于( ) A．1∶9 B．1∶2 C．5∶3 D．2∶3 7．在空中某点，将三个相同小球以相同的速率 v水平抛出、竖直上抛、竖直下抛，则从抛出 到落地，下列说法正确的是( ) A．竖直上抛小球的重力做功的平均功率最小 B．重力对三个小球做的功相同 C．竖直下抛小球的落地时重力的瞬时功率最大 D．落地时重力的瞬时功率相同 8．假如地球自转速度增大，下列说法中正确的是( ) A．放在赤道地面上的物体的重力不变 B．放在两极地面上的物体的重力不变 C．近地卫星的线速度将增大 D．地球同步卫星到地表的距离将变小 9．欧盟和我国合作的“伽利略”全球卫星定位系统的空间部分由平均分布在三个轨道平面上的 30颗轨道卫星构成，每个轨道平面上有 10颗卫星，从而实现高精度的导航定位。现假设“伽 利略”系统中每颗卫星均围绕地心 O做匀速圆周运动，轨道半径为 r，一个轨道平面上某时刻 10颗卫星所在位置如图所示。相邻卫星之间的距离相等，卫星 1和卫星 3分别位于轨道上的 A、B两位置，卫星均按顺时针运行。地球表面的重力加速度为 g，地球的半径为 R，不计卫 星间的相互作用力。则下列判断正确的是( ) A．这 10颗卫星的加速度大小相等，大小均为均为 R r g B．要使卫星 1追上并靠近卫星 2通过向后喷气即可实现 C．卫星 1由位置 A运动到 B所需要的时间为 2πr 5R r R D．卫星 1由位置 A运动到 B的过程中万有引力做的功为零 10．小车 AB静置于光滑的水平面上，A端固定一个轻质弹簧，B端粘有橡皮泥，AB车质量为 M，长为 L，质量为 m的木块 C放在小车上，用细绳连结于小车的 A端并使弹簧压缩，开始 时 AB与 C都处于静止状态，如图所示，当突然烧断细绳，弹簧被释放，使物体 C离开弹簧 向 B端冲去，并跟 B端橡皮泥粘在一起，以下说法中正确的是( ) A．如果 AB车内表面光滑，整个系统任何时刻机械能都守恒 B．如果 AB车内表面不光滑，C在小车内滑动是整个动量不守恒 C．当木块对地运动速度为 v时，小车对地运动速度为 m M v D．整个系统最后静止 - 3 - 11．如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率 v1运行，一质量为 m=1kg 初速度大小为 v2的小物块，从与传送带等高的光滑水平地面上的 A处滑上传送带；若从小物块滑上传送带 开始计时，小物块在传送带上运动的 v-t图象（以地面为参考系）如图乙所示。则( ) A．小物块向左运动的过程中离 A处的最大距离为 4m B．0-3s时间内，小物块受到的摩擦力的冲量大小为 2Ns C．0〜4 s时间内，传送带克服摩擦力做功为 16J D．小物块与传送带之间由摩擦产生的热能为 18J 12．如图所示，物体以一定初速度从倾角α=37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度 为 3.0m。选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能 E 机随高度 h的变化如图所示。 g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80。则( ) A．物体的质量约为 m=0.67kg B．物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.40 C．物体上升过程的加速度大小 a=10m/s2 D．物体回到斜面底端时的动能 Ek=10J 第Ⅱ卷 (非选择题，共 52分) 二、填空题(本打题共 2小题，共 14分) 13．在“探究弹性势能的表达式”的活动中。为计算弹簧弹力所做功，把拉伸弹簧的过程分为很 多小段，拉力在每小段可以认为是恒力，用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的 功，物理学中把这种研究方法叫做“微元法”。下面几个实例中应用到这一思想方法的是( ) A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用点来代替物体，即质点 B．根据加速度的定义 a=△v △t ，当 t 非常小， △v △t 就可以表示物体在 t时刻的瞬时加速度 C．在探究加速度、力和质量三者之间关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保 持力不变研究加速度与质量的关系 D．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速 直线运动，然后把各小段的位移相加 14．用如图 1实验装置验证 m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1 上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图 2 - 4 - 给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有 4个点（图中 未标出），计数点间的距离如图 2所示．已知 m1=50g、m2=150g，则（g取 10m/s2，结果保留 两位有效数字） （1）在纸带上打下记数点 5时的速度 v= m/s； （2）在打点 0～5过程中系统动能的增量△Ek= J，系统势能的减少量△EP= J，由此得出的结论是 ； （3）若某同学作出 1 2 v2﹣h图象如图 3，则当地的实际重力加速度 g= m/s2。 三、计算题(本大题共 2小题，共 28分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注 明单位) 15．山谷中有三块大石头和一根不可伸长的轻质青藤，其示意图如下。图中 A、B、C、D均 为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h1=1.8m，h2=4.0m，x1=4.8m，x2=8.0m。开始时，质量 分别为 M=10kg和 m=2kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现 小猴将受到伤害时，迅速从左边石头 A点起水平跳到中间石头，大猴抱起小猴跑到 C点，抓 住青藤的下端荡到右边石头的 D点，此时速度恰好为零。运动过程中猴子均看成质点，空气 阻力不计，重力加速度 g=10m/s2，求： （1）大猴子从 A点水平跳离时速度的最小值； （2）猴子抓住青藤荡起时的速度大小； （3）猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小。 16．如图所示，在高 h1=30m的光滑水平平台上，物块 A以初速度 v0水平向右运动，与静止在 水平台上的物块 B发生碰撞，mB=2mA，碰撞后物块 A静止，物块 B以一定的水平速度向右滑 离平台，并恰好沿光滑圆弧形轨道 BC的 B点的切线方向进入圆弧形轨道，B点的高度 h2=15m， - 5 - 圆弧轨道的圆心 O与平台等高，轨道最低点 C的切线水平，并与地面上长为 L=70m的水平粗 糙轨道 CD平滑连接，物块 B沿轨道 BCD运动与右边墙壁发生碰撞。g取 10m/s2。求： （1）物块 B由 A到 B的运动时间； （2）物块 A初速度 v0的大小； （3）若小物块与墙壁只发生一次碰撞，碰后速度等 大反向，反向运动过程中没有冲出 B点，最后停在轨道 CD上的某点 P（P点没画出）。设小 物块与轨道 CD之间的动摩擦因数为μ，求μ的取值范围。 17．如图所示，质量为 m3＝2kg的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的 AB部分是半径为 R＝ 0.3m的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧。 滑道除 CD部分粗糙外其他部分均光滑。质量为 m2＝3kg的物体 2（可视为质点）放在滑道的 B点，现让质量为 m1＝1kg的物体 1（可视为质点）自 A点由静止释放。两物体在滑道上的 C 点相碰后粘为一体。g取 10m/s2。求： （1）物体 1从释放到与物体 2相碰的过程中，滑道向左运 动的距离； （2）若 CD＝0.2m，两物体与滑道的 CD部分的动摩擦因数 都为μ＝0.15，求在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性 势能； （3）物体 1、2最终停在何处。 - 6 - 答案版 哈师大附中 2020-2021学年度高二上学期开学测试 物理试卷 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分 100分，考试时间 70分钟。 第Ⅰ卷 (选择题，共 48分) 一、选择题(本大题共 12小题，每小题 4分。在每小题给出的四个选项中，第 1～6题只有一 项符合题目要求，第 7～12题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.做平抛运动的物体，每秒的速度增量总是（A ） A．大小相等，方向相同 B．大小不等，方向不同 C．大小相等，方向不同 D．大小不等，方向相同 2.如图所示，小车放在光滑的水平面上，将绳系小球拉开到一定角度，然后同时放开小球和小 车，那么在以后的过程中( D ) A．小球向左摆动时，小车也向左运动，且系统动量守恒 B．小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量守恒 C．小球向左摆到最高点，小球的速度为零而小车的速度不为零 D．在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反在 3.一个质点在恒力 F 的作用下，由 O 点运动到 A 点的轨迹如图所示，在 A 点时速度 的方向与 x 轴平行，则恒力 F 的方向可能沿（ D ） A．+x 轴 B．-x 轴 C．+y 轴 D．-y 轴 4.土星外层上有一个土星环,为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群,可以通过测量环 中各层的线速度 v与该层到土星中心的距离 R 之间的关系来判断 ①若 v R ,则该层是土星的一部分.②若 1v R  ,则该层是土星的一部分.③若 2 1v R  ,则该 层是土星的卫星群.④若 2v R ,则该层是土星的卫星群.以上说法正确的是( A ) A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④ 5.有一小船正在渡河，如图所示，在离对岸 30 ｍ时，其下游 40ｍ处有一危险水域. 假若水流速度恒为 5 m/s，为了使小船在危险水域之前到达对岸，那么小船从现在 - 7 - 起相对于静水的最小速度应是 B A. 2m/s B. 3m/s C. 4m/s D. 5m/s 6．如图所示，在水平桌面上固定着一个光滑圆轨道，在轨道的 B 点静止着一个质 量为 m2的弹性小球乙，另一个质量为 m1的弹性小球甲以初速 v0运动，与乙球发 生第一次碰撞后，恰在 D 点发生第二次碰撞。则甲、乙两球的质量之比 m1∶m2等 于( A) A．1∶3 B．1∶2 C．5∶3 D．2∶3 7.在空中某点，将三个相同小球以相同的速率 v 水平抛出、竖直上抛、竖直下抛，则从抛出 到落地，下列说法正确的是( ABC ) A.竖直上抛小球的重力做功的平均功率最小 B.重力对三个小球做的功相同 C.竖直下抛小球的落地时重力的瞬时功率最大 D.落地时重力的瞬时功率相同 8.假如地球自转速度增大,下列说法中正确的是( BD ) A.放在赤道地面上的物体的重力不变 B.放在两极地面上的物体的重力不变 C.近地卫星的线速度将增大 D.地球同步卫星到地表的距离将变小 9.欧盟和我国合作的“伽利略”全球卫星定位系统的空间部分由平均分布在三个轨道平面上 的 30 颗轨道卫星构成，每个轨道平面上有 10 颗卫星，从而实现高精度的导航定位.现假设“伽 利略”系统中每颗卫星均围绕地心 O 做匀速圆周运动，轨道半径为 r，一个轨道平面上某时刻 10 颗卫星所在位置如图所示.相邻卫星之间的距离相等，卫星 1 和 卫星 3 分别位于轨道上的 A、B两位置，卫星均按顺时针运行.地球 表面的重力加速度为 g，地球的半径为 R，不计卫星间的相互作用力. 则下列判断正确的是（ CD ） A.这 10 颗卫星的加速度大小相等，大小均为均为 B.要使卫星1追上并靠近卫星2通过向后喷气即 可实现 C.卫星1由位置A运动到B所需要的时间为 D.卫星 1 由位置 A 运动到 B 的过程中万有引力做的功为零 g r R g R 5 2 - 8 - 10．小车 AB 静置于光滑的水平面上，A 端固定一个轻质弹簧，B 端粘有橡皮泥，AB 车质量为 M，长为 L，质量为 m 的木块 C 放在小车上，用细绳连结于小车的 A 端并使弹簧压缩，开始时 AB 与 C 都处于静止状态，如图所示，当突然烧断细绳，弹簧被释放，使物体 C 离开弹簧向 B 端冲去，并跟 B 端橡皮泥粘在一起，以下说法中正确的是( CD ) A．如果 AB 车内表面光滑，整个系统任何时刻机械能都守恒 B．如果 AB 车内表面不光滑，C 在小车内滑动是整个动量不守恒 C．当木块对地运动速度为 v 时，小车对地运动速度为 m M v D．整个系统最后静止 如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率 v1运行，一质量为 m=1kg初速度大小为 v2的小物 块，从与传送带等高的光滑水平地面上的 A处滑上传送带；若从小物块滑上传送带开始计时，小 物块在传送带上运动的 v-t图象（以地面为参考系）如图乙所示．则（ AD ） A. 小物块向左运动的过程中离 A处的最大距离为 4m B. 0-3s时间内，小物块受到的摩擦力的冲量大小为 2Ns C. 0〜4 s时间内，传送带克服摩擦力做功为 16J D. 小物块与传送带之间由摩擦产生的热能为 18J 12.如图所示，物体以一定初速度从倾角α=37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为 3.0m．选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能 E 机随高度 h 的变化如图 2 所 示．g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．则（CD ） A．物体的质量m=0.67kg B．物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.40 C．物体上升过程的加速度大小 a=10m/s2 D．物体回到斜面底端时的动能 Ek=10J - 9 - 第Ⅱ卷 (非选择题，共 52分) 二、填空题(本大题共 2小题，共 14分) 13． 在“探究弹性势能的表达式”的活动中．为计算弹簧弹力所做功，把拉伸弹簧的过程分为 很多小段，拉力在每小段可以认为是恒力，用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做 的功，物理学中把这种研究方法叫做“微元法”．下面几个实例中应用到这一思想方法的是 （ ） A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用点来代替物体，即质点 B．根据加速度的定义 t va    ，当 t 非常小， t v   就可以表示物体在 t时刻的瞬时加速度 C．在探究加速度、力和质量三者之间关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保 持力不变研究加速度与质量的关系 D．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速 直线运动，然后把各小段的位移相加 14.用如图 1 实验装置验证 m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着 的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图 2 给出的 是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有 4 个点（图中未标出）， 计数点间的距离如图 2 所示．已知 m1=50g、m2=150g，则（g 取 10m/s2，结果保留两位有效数字） （1）在纸带上打下记数点 5时的速度 v= 2.4 m/s； （2）在打点 0～5 过程中系统动能的增量△EK= 0.58 J，系统势能的减少量 △EP= 0.59 J，由此得出的结论是 在误差允许范围内验证了机械能守恒定 律 ； （3）若某同学作出 v2﹣h 图象如图 3，则当地的实际重力加速度 g= 9.7 m/s2． 三、计算题(本大题共 2小题，共 38分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注 - 10 - 明单位) 15.山谷中有三块大石头和一根不可伸长的轻质青藤，其示意图如下。图中 A、B、C、D均为石头 的边缘点，O为青藤的固定点，h1=1.8m，h2=4.0m，x1=4.8m，x2=8.0m。开始时，质量分别为 M=10kg和 m=2kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到 伤害时，迅速从左边石头 A点起水平跳到中间石头，大猴抱 起小猴跑到 C点，抓住青藤的下端荡到右边石头的 D点，此 时速度恰好为零。运动过程中猴子均看成质点，空气阻力不 计，重力加速度 g=10m/s2，求： （1）大猴子从 A点水平跳离时速度的最小值； （2）猴子抓住青藤荡起时的速度大小； （3）猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小。 16.如图所示，在高 h1=30m 的光滑水平平台上，物块 A 以初速度 vo水平向右运动，与静止在水 平台上的物块 B 发生碰撞，mB=2mA，碰撞后物块 A静止，物块 B以一定的水平速度向右滑离平 台，并恰好沿光滑圆弧形轨道 BC 的 B点的切线方向进入圆弧形轨道，B 点的高度 h2=15m，圆 弧轨道的圆心 O 与平台等高，轨道最低点 C 的切线水平，并与地面上长为 L=70m 的水平粗糙 轨道 CD 平滑连接，物块 B 沿轨道 BCD 运动与右边墙壁发生碰撞．g 取 10m/s2．求： （1）物块 B 由 A 到 B 的运动时间； （2）物块 A 初速度 vo的大小； （3）若小物块与墙壁只发生一次碰撞，碰后速度等大反向，反向运动过程中没有冲出 B点， 最后停在轨道 CD 上的某点 p（p点没画出）．设小物块与轨道 CD 之间的动摩擦因数为μ，求 μ的取值范围． 17.如图所示，质量为 m3＝2kg 的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的 AB 部分是半径为 R＝0.3m 的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧．滑道 - 11 - 除 CD 部分粗糙外其他部分均光滑．质量为 m2＝3kg 的物体 2（可视为质点）放在滑道的 B 点， 现让质量为 m1＝1kg 的物体 1（可视为质点）自 A点由静止释放．两物体在滑道上的 C点相碰 后粘为一体（g＝10m/s2）．求： (1)物体 1从释放到与物体 2相碰的过程中，滑道向左运动的距离； (2)若 CD＝0.2m，两物体与滑道的 CD 部分的动摩擦因数都为μ＝0.15，求在整个运动过程中， 弹簧具有的最大弹性势能； (3)物体 1、2 最终停在何处。 【答案】(1) (2) （3） N 【命题立意】知识点考查了平抛运动的规律、机械能守恒定律、牛顿第二定律 ；能力立意上考查 考生分析物理运动过程中的各状态，找出彼此联系，进行计算得出结论的能力。 【解析】（1）设猴子从 A点水平跳离时速度的最小值为 vmin，根据平抛运动规律，有 联立，得 （2）猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒，设荡起时的速度为 vc，有 - 12 - (3)设拉力为 FT，青藤的长度为 L，对最低点，由牛顿第二定律得 由几何关系 得 代入数据解得： 216N - 13 - - 14 -