- 2021-04-29 发布 |
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文档介绍
【物理】湖南省长郡中学2020-2021学年高二上学期开学考试试题(解析版)
长郡中学2020-2021学年度高二第一学期入学考试 物理 时量:90分钟 满分:100分 一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分.每小题只有一个选项符合题目要求. 1.在力学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家做出了贡献.关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是 A.伽利略发现了行星运动的规律 B.牛顿通过实验测出了引力常量 C.牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因 D.笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献 2.关于运动和力,下列说法中正确的是 A.物体受到恒定合外力作用时,一定做匀速直线运动 B.物体受到变化的合外力作用时,它的运动速度大小一定变化 C.物体做曲线运动时,合外力方向一定与瞬时速度方向垂直 D.所有做曲线运动的物体,所受的合外力一定与瞬时速度方向不在一条直线上 3.在同一条直线上运动的P、Q两个物体在t=0时经过同一个位置,它们运动的速度—时间图象如图所示,则下列说法正确的是 A.在0~3s内P做匀减速直线运动,Q做匀速直线运动 B.在0~1s内两物体逐渐靠近 C.在t=2s时两物体相遇 D.在0~3s内两物体的位移相等 4.图中a、b是两个位于固定斜面上的正方形物块,它们的质量相等.F是沿水平方向作用于a上的外力.已知a、b的接触面和a、b与斜面的接触面都是光滑的.则下列说法正确的是 A.a、b一定沿斜面向上运动 B.a对b的作用力沿水平方向 C.a、b对斜面的正压力相等 D.a受到的合力沿水平方向的分力等于b受到的合力沿水平方向的分力 5.如图,一质量为M的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大圆环上的质量为m的小环(可视为质点),从大圆环的最高处由静止滑下,重力加速度为g.当小圆环滑到大圆环的最低点时,大圆环对轻杆拉力的大小为 A.Mg-5mg B.Mg+mg C.Mg+5mg D.Mg+10mg 6.2020年2月15日,北斗导航系统第41颗卫星(地球同步卫星,离地高度约36000km)、第49颗卫星(倾斜地球同步轨道卫星)、第50、51颗卫星(中圆地球轨道卫星,离地高度约20000km)已完成在轨测试,正式入网工作,推进了中国2020年建成覆盖全球的北斗卫星导航系统计划顺利实施.下列说法正确的是 A.中圆地球轨道卫星周期大于24小时 B.地球同步卫星的发射速度小于第一宇宙速度 C.倾斜地球同步轨道卫星不会静止在北京上空 D.中圆地球轨道卫星比地球同步卫星线速度小 7.质量为m的汽车,启动后沿平直路面行驶,如果发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到摩擦阻力大小一定,汽车速度能够达到的最大值为v,那么当汽车的车速为时,汽车的瞬时加速度的大小为 A. B. C. D. ★8.高空作业须系安全带,如果质量为m的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动).此后经历时间t安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上,则该段时间安全带对人的平均作用力大小为 A. B. C. D. 9.A、B、C三点在同一直线上,AB:BC=1:2,B点位于A、C之间,在B处固定一电荷量为Q的点电荷.当在A处放一电荷量为+q的点电荷时,它所受到的电场力为F;移去A处电荷,在C处放电荷量为-2q的点电荷,其所受电场力为 A. B. C.-F D.F 10.电场线分布如图所示,以下说法正确的是 A.a点电势低于b点电势 B.c点场强大于b点场强 C.若将一检验电荷+q由b点移至a点,它的电势能增大 D.若在d点再固定一点电荷-Q,将一检验电荷+q由a移至b的过程中,电势能增大 二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分.每小题有多个选项符合题目要求.全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分. ★11.如图所示,将一小球从空中A点以水平速度抛出,经过一段时间后,小球以大小为3v0的速度经过B点,不计空气阻力,重力加速度为g,则小球从A到B A.经过的时间为 B.速度增量为,方向竖直向下 C.水平位移为 D.下落高度为 12.假设宇航员到达某个星球表面,他在星球上做了一个实验。如图所示,用长为L的细线拴一个质量为m的小球在竖直面内做圆周运动,他测出小球恰好能通过最高点的速度为v.已知该星球的半径为R,引力常量为G,则下列说法正确的是 A.该星球表面的重力加速度为 B.该星球表面的重力加速度为 C.该星球的质量为 D.该星球的第一宇宙速度为 13.如图所示,高h=2m的曲面固定不动,一个质量为1kg的物体,由静止开始从曲面的顶点滑下,滑到底端时的速度大小为4m/s,g取10m/s2.在此过程中,下列说法正确的是 A.物体的动能减少了8J B.物体的重力势能减少了20J C.物体的机械能保持不变 D.物体的机械能减少了12J 14.如图所示的装置中,木块B放在光滑的水平桌面上,子弹A以水平速度v0 射入木块后(子弹与木块作用时间极短),子弹立即停在木块内.然后将轻弹簧压缩到最短,已知木块B的质量为M,子弹的质量为m,现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统),则从子弹开始入射木块到弹簧压缩至最短的整个过程中 A.系统的动量不守恒,机械能守恒 B.系统的动量守恒,机械能不守恒 C.系统损失的机械能为 D.弹簧最大的弹性势能小于 15.如图所示,平行板电容器与电动势为的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可被忽略.一带负电油滴被固定于电容器中的P点.现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,则 A.平行板电容器的电容将变小 B.静电计指针张角变小 C.带电油滴的电势能将减少 D.若先将上极板与电源正极的导线断开,再将下极板向下移动一小段距离,则带电油滴所受电场力不变 三、非选择题:本题共7小题,共55分. 16.(5分)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1.00kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列点.如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带,O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出).已知打点计时器每隔0.02s打一次点,当地的重力加速度g=9.80m/s2.那么: (1)根据图上所得的数据,应取图中O点和________点来验证机械能守恒定律; (2)从O点到(1)问中所取点,重物重力势能减少量=__________J,动能增加量=________J;(结果取3位有效数字) (3)实验的结论是______________________________________________________________. 17.(5分)(1)在做“研究平抛物体的运动”实验时,为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上________________. A.通过调节使斜槽的末端切线保持水平 B.每次必须由静止释放小球 C.每次释放小球的位置必须不同 D.用铅笔记录小球位置时,每次必须严格地等距离下降 E.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线 F.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相触 (2)如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分,图中背景方格的边长均为20cm,如果取g=10m/s2,那么: ①照相机的闪光频率是______________Hz; ②小球经过B点时的速度大小是_______________m/s. ★18.(5分)用如图所示的装置可以验证动量守恒定律. (1)实验中质量为m1的入射小球和质量为m2的被碰小球的质量关系是m1_________(选填“大于”“等于”或“小于”)m2. (2)图中O点是小球抛出点在地面上的投影,实验时,先让入射小球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复本操作.接下来要完成的必要步骤是______.(填选项前的字母) A.用天平测量两个小球的质量m1、m2 B.测量小球m1开始释放的高度h C.测量抛出点距地面的高度H; D.分别通过画最小的圆找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E.测量平抛射程OM、ON (3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为___________[用(2)中测量的量表示]. (4)经过测定,m1=45.0g,m2=7.5g,小球落地的平均位置距O点的距离如图所示.若用长度代表速度,则两球碰撞前“总动量”之和为__________g·cm,两球碰撞后“总动量”之和为_________g·cm. 19.(10分)冬奥会四金得主王濛领衔的中国女队在混合3000米接力比赛中表现抢眼.如图所示,ACD是一滑雪场示意图,其中AC是长L=8m、倾角=37°的斜坡,CD段是与斜坡平滑连接的水平面.人从A点由静止下滑,经过C点时速度大小不变,又在水平面上滑行一段距离后停下.人与接触面间的动摩擦因数均为=0.25,不计空气阻力,取g=10m/s2,sin 37°=0.6,cos37°=0.8,求: (1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间; (2)人在离C点多远处停下? 20.(10分)如图所示,半径为R的竖直光滑半圆轨道bc与水平光滑轨道ab在b点连接,开始时可视为质点的物体A和B静止在ab上,A、B之间压缩一处于锁定状态的轻弹簧(弹簧与A,B不连接).某时刻解除锁定,在弹力作用下A向左运动,B向右运动,B沿轨道经过c点后水平抛出,落点P与b点间距离为2R.已知A质量为2m,B质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力,求: (1)B经c点抛出时速度的大小; (2)B经b时速度的大小; (3)锁定状态的弹簧具有的弹性势能. 21.(10分)如图所示,长为L=3m的木板A质量为M=2kg,A静止于足够长的光滑水平面上,小物块B(可视为质点)静止于A的左端,B的质量为m1=1kg,曲面与水平面相切于D点.现让另一小物块C(可视为质点),从光滑曲面上离水平面高h=3.6m处由静止滑下,C与A相碰后与A粘在一起,C的质量为m2=1kg,A与C相碰后,经一段时间B刚好离开A.(g=10m/s2)求: (1)A、B之间的动摩擦因数; (2)从开始到最后损失的机械能. 22.(10分)如图所示,平行金属板A、B间距为d,电压为U0,一电子由静止从A板开始加速,穿过B板的小孔,沿中轴线垂直进入平行金属板C、D间的匀强电场.C、D两板间距离和板长均为L,在C、D板的右侧L处有一垂直于C、D板的显示屏MN,当C、D间电压为零时,电子打在屏上O点.当C、D间电压为U时.电子打在MN屏的P点(图中没画出).已知电子电量为e,质量为m,电子重力不计,求: (1)电子从静止开始运动到打到P点所经过的时间; (2)OP间的距离. 【参考答案】 一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分.每小题只有一个选项符合题目要求. 1.D 【解析】科学家开普勒第一次对天体做圆周运动产生了怀疑,并且凭借超凡的数学能力发现了行星运动的三大定律,故A错误;卡文迪许通过扭称实验测出了引力常量G,故B错误;伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因,故C错误;笛卡尔和伽利略都对牛顿第一定律的建立做出了贡献,故D正确.故选D. 2.D 【解析】物体受到恒定合外力作用时,一定做匀变速运动,可能是直线运动,也可能是曲线运动,选项A错误;物体受到变化的合外力作用时,它的运动速度大小不一定变化,例如匀速圆周运动的物体,选项B错误;物体做曲线运动时,合外力方向一定与瞬时速度方向不共线,但是不一定是垂直,选项C错误;所有做曲线运动的物体,所受的合外力一定与瞬时速度方向不在一条直线上,选项D正确;故选D. 3.C 【解析】在0~3s内物体P先减速运动再加速运动,物体Q一直做匀速运动,故A错误;v-t图象与坐标轴所围的面积表示物体的位移,在0~1s内,图象与坐标轴所围的面积之差越来越大,在t=1s时两物体的速度相等而面积之差最大,即相距最远,B错误;在t=2s时物体P、Q的位移相等,两物体相遇,C正确;在0~3s内物体P的位移校小,故D错误. 4.D 【解析】把F分解为沿斜面方向和垂直斜面方向的两个分力,当(为斜面倾角)时ab向上运动,反之向下运动,选项A错误;a对b的作用力为弹力,垂直接触面沿斜面向上,选项B错误;a对斜面的压力等于重力和F在垂直斜面的分力之和,b对斜面的压力等于b的重力在垂直斜面上分力,a、b对斜面的正压力不相等,选项C错误;由整体法知,ab的加速度相同,合外力相同,在水平方向的分力也相同,选项D正确.故选D 5.C 【解析】小圆环到达大圆环最低点时满足:,对小圆环在最低点,由牛顿定律可得:;对大圆环,由平衡可知:FT=Mg+FN,解得FT=Mg+5mg,选项C正确. 6.C 【解析】卫星绕地球转动,万有引力提供向心力,由牛顿第二定律可知,可得 ,由公式可知轨道半径越小,周期越小,因中圆地球轨道卫星的轨道半径小于同步卫星轨道半径,同步卫星周期为24小时,所以中圆地球轨道卫星周期小于24小时,故A错误;第一字宙速度是最小发射速度,地球同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度,故B错误;倾斜地球同步轨道卫星和同步轨道卫星有一夹角,相对地球上的物体来说是运动的,它不会静止在北京上空,故C正确;卫星绕地球转动,万有引力提供向心力,由牛顿第二定律可知,解得,由公式可知轨道半径越小,速度越大,中圆地球轨道卫星比地球同步卫星轨道半径小,速度大,故D错误.故选C. 7.C 【解析】当汽车匀速行驶时,有,根据,得,由牛顿第二定律得,故ABD错误,故选C. 8.A 【解析】在安全带对人有拉力的瞬间前,人做自由落体运动,此过程机械能守恒,故有,即在产生拉力瞬间速度为,之后人在安全带的作用下做变速运动,末速度为零,设向上为正方向,则根据动量定理可得:,联立解得. 9.B 【解析】设AB的距离为r,在A处放电荷量为+q的点电荷,在B处放电荷量为Q的点电荷,根据库仑定律有:;移去A处电荷,在C处放-2q的点电荷,该电荷受到的电场力为:,据同种电荷相斥,异种电荷相吸可知,两力方向相同.故选项B正确。 10.C 【解析】沿电场线电势逐渐降低,则a点电势高于b点电势,选项A错误;因为b点的电场线较c点密集,可知c点场强小于b点场强,选项B错误;若将一检验电荷+q由b点移至a点,电场力做负功,它的电势能增大,选项C正确;若在d点再固定一点电荷-Q,将一检验电荷+q由a移至b的过程中,-Q对+q的静电力做正功,可知合电场对+q做正功,它的电势能减小,故D错误.故选C. 二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分.每小题有多个选项符合题目要求.全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分. 11.BC 【解析】小球经过B点时竖直分速度,由vy=gt得,选项A错误;速度增量为,方向竖直向下,选项B正确;水平位移为,选项C正确;下落高度为,选项D错误.故选BC. 12.BC 【解析】小球恰好到达最高点时重力提供了向心力得,故A错误,B正确;小球万有引力近似等于重力,小球恰好到达最高点瞬间万有引力提供了小球向心力得,故C正确;第一宇宙速度为卫星最大环绕速度,假设一颗质量为m0的卫星以最大环绕速度运行,根据万有引力近似等于重力提供向心力,已知,联立解得,故D错误.故选BC. 13.BD 【解析】物体由静止开始下滑,末速度为4m/s,故动能变化量为:,所以物体的动能增加了8J,故A错误;此过程中物体的重力对物体做正功,故重力势能减小,有:,故B正确;机械能的改变量等于势能改变量和动能改变量的代数和,故有:,所以物体的机械能减少了12J,故C错误;D正确;故选BD. 14.CD 【解析】由于子弹射入木块过程中,二者之间存在着摩擦,故此过程系统机械能不守恒,子弹与木块一起压缩弹簧的过程中,系统受到墙壁弹力作用,所以此过程动量不守恒,故整个过程中,系统动量、机械能均不守恒,故AB错误;对子弹和木块由动量守恒及能量守恒得,,系统损失的机械能为,放C正确;由于子弹和木块碰撞有机械能损失,所以最终弹簧弹性势能小于最初的动能,故D正确. 15.ACD 【解析】将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离时,两极板的正对面积S不变,间距d变大,根据关系式,电容C减小,A正确;因为静电计指针的变化表征了电容器两极板电势差的变化,题中电容器两极板间的电势差U不变,所以静电计指针张角不变,B错误;U不变,极板间距d变大时,板间场强减小,带电油滴所处位置的电势(其中dP为油滴到上极板的距离),电势增大,又因为油滴带负电,所以其电势能将减少,C正确;若先将上极板与电源正极的导线断开,再将下极板向下移动一小段距离,则电容器带电荷量Q不变,极板间距d变大,根据Q=CU,,,可知,极板间场强E不变,所以带电油滴所受电场力不变,D正确.故选ACD. 三、非选择题:本题共7小题,共55分。 16.(5分)(1)B(1分)(2)1.88(1分) 1.84(2分) (3)在误差允许的范围内,验证物体机械能守恒(1分) 【解析】(1)根据图上所得的数据,应取图中O点和B点来验证机械能守恒定律,因为B点的瞬时速度比较方便测量. (2)重力势能减小量 B.点的瞬时速度 动能增加量. (3)因为,在误差允许的范围内,验证物体机械能守恒. 17.(5分)(1)ABF(1分) (2)①5(2分)②5(2分) 【解析】(1)调节使斜槽末端切线保持水平,是为了保证小球做平抛运动,故A正确;为要画同一运动的轨迹,必须每次释放小球的位置相同,且由静止释放,以保证获得相同的初速度,故B正确,C错误;平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,在相同时间里,位移越来越大,因此木条(或凹槽)下降的距离不应是等距的,故D错误;球经过不同高度的位置记录在纸上后,取下纸,用平滑的曲线把各点连接起来,故E错误;平抛运动的物体在同一竖直面内运动,固定白纸的木板必须调节成竖直,小球运动时不应与木板上的白纸相接触,以免有阻力的影响,故F正确。所以ABF正确,CDE错误. (2)从图中看出,A、B、C间的水平位移均相等是3L,因此这3个点是等时间间隔点.竖直方向两段相邻位移之差是个定值,即,解得T=0.2s,频率为. 球运动中水平分速度的大小:. 小球经过B点的竖直分速度. 经过B点的速度为:. 18.(5分)(1)大于(1分) (2)ADE(1分) (3)m1·OP=m1·OM+m2·ON(1分) (4)2016(1分) 2001(1分) 【解析】(1)为了防止入射球反弹,必须用质量大的小球去碰撞质量小的小球,即m1>m2. (2)要验证动量守恒定律,即验证 m1v1=m1v2+m2v3 小球离开轨道后做平抛运动,它们抛出点的高度相等,在空中的运动时间t相等,上式两边同时乘以t得m1v1t=m1v2t+m2v3t 得m1·OP=m1·OM+m2·ON 因此实验需要测量两球的质量、小球的水平位移,故ADE正确.故选ADE. (3)由(2)分析可知若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为m1·OP=m1·OM+m2·ON (4)两球碰撞前的“动量之和” p=m1·OP=45.0×44.80g·cm=2016g·cm 碰撞后的“总动量” =m1·OM+m2·ON=(45.0×35.20+7.5×55.60)g·cm=2001g·cm 19.(10分)【解析】(1)人在斜坡上下滑时,受力分析如图所示. 设人沿斜坡下滑的加速度为a,沿斜坡方向,由牛顿第二定律得 ……………………………………………………………………(1分) ………………………………………………………………………………(1分) 垂直于斜坡方向有………………………………………………(1分) 联立以上各式得…………………………………(1分) 由匀变速运动规律得…………………………………………………………(1分) 解得:t=2s………………………………………………………………………………(1分) (2)人在水平面上滑行时,水平方向只受到地面的摩擦力作用.设在水平面上人减速运动的加速度为,由牛顿第二定律得………………………………………(1分) 设人到达C处的速度为v,则人在斜面上下滑的过程:v2=2aL……………………(1分) 人在水平面上滑行时:………………………………………………(1分) 联立以上各式解得x=12.8m…………………………………………………………(1分) 20.(10分)【解析】(1)B平抛运动过程竖直方向有……………………(1分) 水平方向:2R=vct…………………………………………………………………………(1分) 解得:…………………………………………………………………………(2分) (2)B从b到c,由机械能守恒定律得 ……………………………………………………………………(1分) 解得:………………………………………………………………………(1分) (3)设完全弹开后,A的速度为va,弹簧恢复原长过程中A与B组成系统动量守恒,得 2mva-mvb=0………………………………………………………………………………(1分) 解得:…………………………………………………………………(1分) 由能量守恒定律,得弹簧弹性势能 ………………………………………………………………(1分) 解得:Ep=3.75mgR…………………………………………………………………………(1分) 21.(10分)【解析】(1)设C滑至水平面的速度为v,由动能定理得……(1分)对C、A碰撞过程,设碰后共同速度为v1, 由动量守恒有:m2v=(M+m2)v1…………………………………………………………(1分) ……………………………………………………………………………(1分) B恰好滑离A时与A有相同的速度,设为v2.对A、C、B组成的系统由动量守恒定律可得: m2v=(M+m1+m2)v2 ………………………………………………………………………(1分) 对A、B、C组成的系统由能量守恒可得 …………………………………………(1分) 解得:=0.1………………………………………………………………………………(1分) (2)C与A碰撞过程中损失的机械能: ………………………………………………………(1分) 代入得 A、C粘在一起后,B相对A走了一个木板的长度L,损失的机械能:……(1分) 代入得……………………………………………………………………(1分) 整个过程中损失的机械能:……………………………(1分) 22.(10分)【解析】(1)电子在加速电场中运动时,由动能定理得 …………………………………………………………………………(1分) 得:……………………………………………………………………(1分) 对于加速过程,由,得…………………………………(1分) 电子在金属板CD间和右侧无场区中运动时,水平方向都做速度为v0 的匀速直线运动,相应的运动时间为…………………………………………………(1分) 故总时间为……………………………………………(1分) (2)电子进入偏转电场时做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,则有 L=v0t3……………………………………………………………………………(1分) 竖直方向做匀加速运动,则电子离开偏转电场时偏转的距离为:…………(1分) 根据牛顿第二定律得 联立得:………………………………………………………………………(1分) 设OP=Y 电子离开偏转电场后做匀速直线运动,好像从极板的“中点”射出,根据几何关系得: …………………………………………………………………………(1分) 解得:…………………………………………………………………………(1分)查看更多