【物理】北京市清华大学附属中学朝阳学校2020-2021学年高二上学期开学考试试题（解析版）

【物理】北京市清华大学附属中学朝阳学校2020-2021学年高二上学期开学考试试题（解析版）

清华附中朝阳学校高二年级秋季入学测试 物理试题 一、单选题 ‎1. 某学生在体育场上抛出铅球，其运动轨迹如图所示。已知在B点时的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是（ ）‎ A. D点的速率比C点的速率大 B. D点的加速度比C点加速度大 C. 从B到D加速度与速度始终垂直 D. 从B到D加速度与速度的夹角先增大后减小 ‎【答案】A ‎【解析】A．抛体运动，机械能守恒，D点位置低，重力势能小，故动能大，速度大，故A正确；‎ B．抛体运动，只受重力，加速度恒为g，不变，故B错误；‎ C．从B到D是平抛运动，重力一直向下，速度是切线方向，不断改变，故只有最高点B处加速度与速度垂直，故C错误；‎ D．从B到D是平抛运动，加速度竖直向下，速度方向是切线方向，故夹角不断减小，故D错误。故选A。‎ ‎2. 关于运动的分运动与合运动，下列说法正确的是（　　）‎ A. 两个匀变速直线运动的合运动轨迹一定是直线 B. 不在同一直线的两个匀速直线运动的合运动轨迹一定是直线 C. 不在同一直线的两个匀变速直线运动的合运动轨迹一定是直线 D. 不在同一直线的一个匀加速直线运动、另一个匀速运动的合运动轨迹可能是直线 ‎【答案】B ‎【解析】A．两个匀变速直线运动的合运动的轨迹，若合速度与合加速度不共线，则是曲线，若共线则是直线，故A错误；‎ B．不在同一直线 两个匀速直线运动的合运动，知合加速度为零，合速度不为零，则合运动仍然是匀速直线运动，故B正确；‎ C．不在同一直线的两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速运动，若合速度的方向与合加速度的方向不共线，则合运动是匀变速曲线运动；若合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上，则合运动是匀变速直线运动，故C错误；‎ D. 不在同一直线上的一个匀速直线运动和一个匀加速直线运动的合运动，因为加速度与速度不在同一直线上，故它的合运动是一个匀变速度曲线运动，故D错误。故选B。‎ ‎3. 一机器由电动机带动，机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的2倍，B、C为两轮边缘上的点，A为机器皮带轮半径的中点，皮带与两轮之间不发生滑动，则下列正确的是（　　）‎ A. 线速度 B. 线速度 C. 角速度 D. 角速度 ‎【答案】B ‎【解析】因为BC两点是同缘转动，可知线速度相等，即 因为rC=2rB，根据 可知 因AC两点是同轴转动，可知角速度相等 则 因为rC=2rA，根据 可知 则 故选B。 4. 2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）．该卫星 A. 入轨后可以位于北京正上方 B. 入轨后的速度大于第一宇宙速度 C. 发射速度大于第二宇宙速度 D. 若发射到近地圆轨道所需能量较少 ‎【答案】D ‎【解析】由同步卫星的特点和卫星发射到越高的轨道所需的能量越大解答．‎ 由于卫星为同步卫星，所以入轨后一定只能与赤道在同一平面内，故A错误；‎ 由于第一宇宙速度为卫星绕地球运行的最大速度，所以卫星入轨后的速度一定小于第一宇宙速度，故B错误；‎ 由于第二宇宙速度为卫星脱离地球引力的最小发射速度，所以卫星的发射速度一定小于第二宇宙速度，故C错误；‎ 将卫星发射到越高的轨道克服引力所作的功越大，所以发射到近地圆轨道所需能量较小，故D正确．‎ ‎5. 如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定：( )‎ A. 等于拉力所做的功； B. 小于拉力所做的功；‎ C. 等于克服摩擦力所做的功； D. 大于克服摩擦力所做的功；‎ ‎【答案】B ‎【解析】木箱受力如图所示：‎ 木箱在移动的过程中有两个力做功，拉力做正功，摩擦力做负功，‎ 根据动能定理可知即： ，所以动能小于拉力做的功，故B正确；无法比较动能与摩擦力做功的大小，ACD错误．故选B ‎6. 阴极射线管电视机的玻璃荧光屏表面经常有许多灰尘，这主要是因为(　　)‎ A. 灰尘的自然堆积 B. 电视机工作时，屏表面温度较高而吸附 C. 灰尘玻璃有较强的吸附灰尘的能力 D. 电视机工作时，屏表面有静电而吸附灰尘 ‎【答案】D ‎【解析】灰尘的自然堆积，但不是主要原因，故A错误；电视机工作时，屏表面温度较高而吸附，但不是主要原因，主要原因是静电吸附灰尘，故B错误；灰尘玻璃有较强的吸附灰尘的能力，故C错误；阴极射线管电视机的工作原理：阴极射线管发射的电子打在电视机的玻璃荧光屏上，而显示图像．由于屏表面有静电而吸附灰尘，故表面经常有许多灰尘，故D正确．故选D．‎ ‎7. 如图所示是某电场中几条电场线，在电场中有A、B两点，试比较两点的电场强度EA、EB的大小，其中正确的是（　　）‎ A. B. C. D. 条件不足，无法判断 ‎【答案】A ‎【解析】因为电场线的疏密表示场强的大小，A点处的电场线比B点处的电场线密，则有 故A正确，BCD错误。故选A。‎ ‎8. 两个用相同材料制成的半径相等的带异种电荷的金属小球，其中一个球的带电荷量是另一个的5倍,它们间的库仑力大小是F,现将两球接触后再放回原处,它们间库仑力的大小是 A B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】两电荷异性，设一个球的带电量为Q，则另一个球的带电量为5Q，此时：‎ 接触后再分开，带电量各为2Q，则两球的库仑力大小为：‎ ACD.由上计算可知，ACD错误；B.由上计算可知，B正确．‎ ‎9. 关于动量和动能，以下说法中正确的是（　　）‎ A. 速度大的物体动量一定大 B. 质量大的物体动量一定大 C. 两个物体质量相等，动量大的其动能也一定大 D. 两个物体的质量相等，速度大小也相等，则它们的动量一定相等 ‎【答案】C ‎【解析】AB．根据p=mv可知，速度大的物体动量不一定大，质量大的物体动量不一定大，选项AB错误；‎ C．根据可知，两个物体的质量相等，动量大的其动能也一定大，选项C正确；‎ D．两个物体的质量相等，速度大小也相等，则它们的动量大小一定相等，但是由于方向不一定相同，则动量不一定相等，选项D错误。故选C。‎ ‎10. 关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是（ ）‎ A. 只要系统内存在摩擦力，系统动量就不可能守恒 B. 只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒 C. 只要系统中有一个物体具有加速度，系统动量就不守恒 D. 系统中所有物体的加速度为零时，系統的总动量不一定守恒 ‎【答案】B ‎【解析】A．若系统内存在着摩擦力，而系统所受的合外力为零，系统的动量仍守恒，故A错误；‎ B．只要系统所受到合外力为零，则系统的动量一定守恒，故B正确；‎ C．系统中有一个物体具有加速度时，系统的动量也可能守恒，比如碰撞过程，两个物体的速度都改变，都有加速度，单个物体受外力作用，系统的动量却守恒，故C错误；‎ D．系统中所有物体的加速度为零时，系统所受的合外力为零，即系统的总动量一定守恒，故D错误。故选B。‎ ‎11. 蹦极是一项刺激的极限运动,如图,运动员将一端固定的弹性长绳绑在腰或踝关节处,从几十米高处跳下（忽略空气阻力）。在某次蹦极中质量为60kg的人在弹性绳绷紧后又经过2s人的速度减为零,假设弹性绳长为45m。下列说法正确的是（重力加速度为g=10m/s2）（　　）‎ A. 绳在绷紧时对人平均作用力大小为750N B. 运动员整个运动过程中重力冲量与弹性绳作用力的冲量相同 C. 运动员在弹性绳绷紧后动量的改变量等于弹性绳的作用力的冲量 D. 运动员整个运动过程中重力冲量与弹性绳作用力的冲量大小相同 ‎【答案】D ‎【解析】A．绳在刚绷紧时人的速度为 在绷紧的过程中根据动量定理有 解得，故A错误；‎ BD．运动员整个运动的过程中动量的变化为零，即重力冲量与弹性绳作用力的冲量等大反向，故B错误，D正确；‎ C．根据动量定理可知，运动员在弹性绳绷紧后，动量的改变量等于弹性绳作用力的冲量与重力冲量的和，故C错误。故选D。‎ ‎12. 如图所示，M、N为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P点放一静止的点电荷q（负电荷），不计重力，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 点电荷在P点受力方向沿OP连线向上 B. 点电荷运动到O点时加速度为零 C. O点电场强度方向与P点相同 D. 点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越大 ‎【答案】B ‎【解析】A．由于点电荷带负电,分析可知,点电荷在P点受力方向沿OP连线向下，A错误；‎ B．点电荷运动到O点时，所受的电场力为零，则加速度也为零，B正确；‎ C．分析可知,O点的场强为零,无方向,P点的场强方向沿OP连线向上，不相同，C错误；‎ D．从O向上到无穷远处，电场强度先增大后减小，所以从P到O的过程中，电场强度可能先增大后减小，也可能一直减小，所以加速度变化不能确定，D错误。故选B。‎ 二、实验题 ‎13. (1)如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置．关于这一实验，下列说法中正确的是______‎ A.需使用天平测出重物质量 B.应先释放纸带，后接通电源打点 C.需使用秒表测出重物下落的时间 D.测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度 ‎(2)实验时，应使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上．这样做可以______（选填“消除”、“减小”或“增大”）纸带与限位孔之间的摩擦．‎ ‎(3)在实际测量中，重物减少的重力势能通常会________（选填“略大于”、“等于”或“略小于”）增加的动能．‎ ‎【答案】 (1). D (2). 减小 (3). 略大于 ‎【解析】正确解答本题需要掌握：理解该实验的实验原理，需要测量的数据等；明确打点计时器的使用；理解实验中的注意事项以及如何进行数据处理；对于任何实验注意从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．纸带与限位孔之间的摩擦是无法避免的，这样做只能减小纸带与限位孔之间的摩擦．实际实验中，重锤要受到空气阻力、纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦力，故重物下落时要克服这些阻力做功，重力势能不能全部转化为动能．‎ ‎(1)A、根据，可知不需要测量重物的质量m，故A错误；B、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故B错误；C、我们可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表，故C错误；D、测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度，故D正确．故选D．‎ ‎(2)打点计时器的两个限位孔如果不在在同一竖直线上．纸带运动中就会与限位孔之间有摩擦，重物下落时要克服这个阻力做功，重力势能不能全部转化为动能，实验存在误差．纸带与限位孔之间的摩擦是无法避免的，这样做只能减小纸带与限位孔之间的摩擦．‎ ‎(3)实际实验中，重锤要受到空气阻力、纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦力，故重物下落时要克服这些阻力做功，重力势能不能全部转化为动能，有一小部分转化为内能，故重物减少的重力势能通常会略大于增加的动能．‎ ‎14. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图 ‎（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了使每次小球平抛的______相同．‎ ‎（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为______m/s(g取 ‎（3）在“研究平抛物体运动”的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则下列说法中正确的是______‎ A.小球平抛的初速度相同 B.小球每次做不同的抛物线运动 C.小球在空中运动的时间均相同 D.小球通过相同的水平位移所用时间相同．‎ ‎【答案】 (1). 初速度 (2). 1.6 (3). BC ‎【解析】（1）[1]．为了保证小球的初速度水平，斜槽末端应切线水平，为了保证小球的初速度相等，每次让小球从同一位置由静止释放． (2)[2]．根据，代入数据解 则初速度．‎ ‎(3)[3]．在“研究平抛物体运动”的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则小球平抛运动的初速度不同，抛物线的轨迹不同，故A错误，B正确；平抛运动的时间与初速度无关，由高度决定，可以知道小球在空中运动的时间相同，因为初速度不同，则相同水平位移所用的时间不同，故C正确，D错误．所以选BC．‎ 三、解答题 ‎15. 如图所示，真空中有两个点电荷Q1=3.0×10－8C，Q2=-3.0×10－8C，它们相距0.1m，求与它们的距离都为0.1m的A点的场强。(静电常数）‎ ‎【答案】2.7×104N/C，场强E的方向水平向右 ‎【解析】Q1、Q2两点电荷在A点产生的场强大小相等，有E1=k Q1、Q2两点电荷形成的电场在A点的合场强大小为E=2E1cos60°‎ 联立各式并代入数据得E=2.7×104N/C 场强E的方向水平向右。‎ ‎16. 在冰壶比赛中，冰壶甲以速度v1正碰静止的冰壶乙，碰后冰壶甲的速度变为，方向不变，已知冰壶质量均为m，碰撞过程时间为t，求：‎ ‎①正碰后冰壶乙的速度v；‎ ‎②碰撞过程中冰壶乙受到的平均作用力大小为F．‎ ‎【答案】①②‎ ‎【解析】①由动量守恒定律有 解得 ‎②冰壶乙在碰撞过程由动量定理有 解得 ‎17. 如图所示，一个质量为8g、电荷量为C的带电小球（视为质点），用长L=0.1m的绝缘丝线悬挂在天花板上，整个装置处于水平向左的匀强电场中。当小球静止时，测得丝线与竖直方向夹角为37°，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，静电力常量。‎ ‎(1)求该匀强电场的电场强度大小；‎ ‎(2)若撤去该匀强电场，在悬挂点O的正下方放一个固定的带正电的点电荷，使小球回到在匀强电场中静止时的位置，且该位置与点电荷的连线水平，求该点电荷的电荷量。‎ ‎【答案】(1)N/C；(2)C ‎【解析】(1)由受力分析可知 解得N/C ‎(2)由库仑定律有 解得点电荷的电荷量C ‎18. 如图所示，游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来。我们把这种情形抽象为如图所示的模型：弧形轨道的下端与半径为R的竖直圆轨道相接，B、C分别为圆轨道的最低点和最高点。质量为m的小球（可视为质点）从弧形轨道上的A点由静止开始滑下，已知A点与圆轨道B点的高度差为h，重力加速度为g。空气阻力和轨道的摩擦忽略不计。‎ ‎(1)小球运动到B点时速度v的大小；‎ ‎(2)小球运动到B点时，轨道对小球的支持力F的大小。‎ ‎(3)某同学认为，要使小球从弧形轨道上的A点由静止滑下后可以通过圆轨道的最高点C，h和圆轨道半径R之间满足h≥2R就可以。你认为这种说法是否正确，请说明理由。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)不正确，应该要满足h≥2.5R才可以通过圆轨道 ‎【解析】 (1)从A点到B点，由机械能守恒定律可知 得到 ‎(2)对B点，由牛顿第二定律结合向心力公式可得 得到 ‎(3)从A点到C点，由机械能守恒定律可知 如果小球能通过圆轨道的最高点C，则 解得 故某同学认为，要使小球从弧形轨道上的A点由静止滑下后可以通过圆轨道的最高点C，h和圆轨道半径R之间满足h≥2R就可以了，这种说法是不正确的，应该要满足h≥2.5R才可以通过圆轨道。‎