安徽省滁州市定远县育才学校2019-2020学年高二上学期入学考试物理试题

安徽省滁州市定远县育才学校2019-2020学年高二上学期入学考试物理试题

‎2019-2020学年秋季高二入学（分班）考试 物理试题 第I卷（选择题 48分）‎ 一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，满分48分。）‎ ‎1.如图所示，水平面上放置质量为M的三角形斜劈，斜劈顶端安装光滑的定滑轮細绳跨过定滑轮分别连接质量为m1和m2的物块。m1在斜面上运动，三角形斜劈保持静止状态，下列说法中正确的是( )‎ A. 若m2加速向上运动，则斜劈受到水平面向右的摩擦力 B. 若m2匀速向下运动，则斜劈受到水平面的支持力大于(m1+ m2+M)g C. 若m1沿斜面减速向上运动，贝斜劈不受水平面的摩擦力 D. 若m1匀速向下运动，则轻绳的拉力一定大于m2g ‎【答案】A ‎【解析】‎ A：若m2加速向上运动，则m1沿斜劈向下加速运动。把三者作为整体做研究对象，因斜劈静止，m2加速度向上，m1加速度沿斜劈向下(加速度有向右的分量)，整体合外力水平方向的分量向右；整体水平方向的力由地面的摩擦力提供，则斜劈受到水平面向右的摩擦力。故A项正确。‎ B：若m2匀速向下运动，则m1沿斜劈向上匀速运动。把三者作为整体做研究对象，因斜劈静止，m2匀速向上，m1沿斜劈向上匀速，整体合外力为零；地面对整体的支持力等于整体的重力(m1+ m2+M)g。故B项错误。‎ C：若m1沿斜面减速向上运动，则m2减速向下运动。把三者作为整体做研究对象，因斜劈静止，m2加速度向上，m1加速度沿斜劈向下(加速度有向右的分量)，整体合外力水平方向的分量向右；整体水平方向的力由地面的摩擦力提供，则斜劈受到水平面向右的摩擦力。故C项错误。‎ D：若m1匀速向下运动，则m2匀速向上运动。以m2为研究对象，m2受重力和绳的拉力；由平衡条件得：轻绳的拉力等于m2g。故D项错误。‎ 点睛：系统所受合力等于各部分物体所受合力之和。且 ，‎ ‎2.中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大．现有一可视为均匀球体的中子星，观测到它的自转周期为T=s，要维持该星体的保持稳定，不致因自转而瓦解的最小密度ρ约是（引力常量G=6.67×10﹣11m3/kg•s2）（　　）‎ A. ρ=1.27×1014kg/m3 B. ρ=1.27×1013kg/m3‎ C. ρ=1.27×1015kg/m3 D. ρ=1.27×1016kg/m3‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 解：要维持该星体的保持稳定，则中子星上半径为R处的质量为m的物体随中子星自转时所需向心力不大于它受到的万有引力；‎ 万有引力相当于质量的物体距m为R时对m的万有引力，‎ 故有：；‎ 所以， ，‎ 所以， ，‎ 故A正确，BCD错误；‎ 点睛：星体不解体的临界条件是万有引力完全用来提供向心力。‎ ‎3.甲、乙两汽车在某平直公路上做直线运动，某时刻经过同一地点，从该时刻开始计时，其v－t图象如图所示。根据图象提供的信息可知( )‎ A. 从t＝0时刻起，开始时甲在前，6 s末乙追上甲 B. 从t＝0时刻起，开始时甲在前，在乙追上甲前，甲、乙相距最远为12.5 m C. 8 s末甲、乙相遇，且距离t＝0时的位置45 m D. 在0～4 s内与4～6 s内甲的平均速度相等 ‎【答案】B ‎【解析】‎ AC：由v－t图象与坐标轴围成面积表示对应位移可得0～6s甲前进的距离；‎ ‎0～6s乙前进的距离；‎ t＝0时刻甲、乙经过同一地点，故6 s末乙未追上甲；故A错误。‎ 甲停止后乙才追上甲，追上点离出发点40m；所需时间 ；故C错误。‎ B：t＝0时刻甲、乙经过同一地点，此后甲的速度先比乙大，故甲先领先乙，当两者速度相等（t=5s）时，两者之间的距离出现极大值。由v－t图象与坐标轴围成面积表示对应位移可得：0～5s内乙比甲多运动的位移为0～5s内两者图象围成的小三角形面积，即，故B正确。‎ D：0～4 s内甲的平均速度为，‎ ‎4～6 s内甲的平均速度；故D错误。‎ ‎4.一斜面倾角为θ，A，B两个小球均以水平初速度vo水平抛出，如图所示。A球垂直撞在斜面上，B球落到斜面上的位移最短，不计空气阻力，则A,B两个小球下落时间tA与tB之间的关系为（ ）‎ A. tA=tB B. tA=2tB C. tB=2tA D. 无法确定 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A球垂直撞在斜面上，则速度关系为： ，解得： ，当B点与落点的连线与斜面垂直，位移最短，则：，解得：，所以：，故C正确，ABD错误。‎ ‎5.在如图所示的装置中，表面粗糙的斜面固定在地面上。斜面的倾角为θ＝30°；两个光滑的定滑轮的半径很小，用一根跨过定滑轮的细线连接甲、乙两物体，把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行，把乙物体悬在空中，并使悬线拉直且偏离竖直方向α＝60°。现同时释放甲、乙两物体，乙物体将在竖直平面内摆动，当乙物体运动经过最高点和最低点时，甲物体在斜面上均恰好未滑动。已知乙物体的质量为m＝1kg，若重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是 ‎ ‎ A. 乙物体运动经过最高点时悬线的拉力大小为15N B. 乙物体运动经过最低点时悬线的拉力大小为25N C. 斜面对甲物体的最大静摩擦力的大小为l5N D. 甲物体的质量为2.5kg ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.乙物体摆到最高点时绳子上的拉力最小，有：‎ ‎，‎ 故A不符合题意。‎ B.由最高点到最低点的过程中，根据动能定理可得：‎ ‎，‎ 再根据牛顿第二定律可得：‎ ‎，‎ 联立以上方程解得：，故B错误。‎ CD.对甲物体有：‎ ‎，‎ ‎，‎ 联立以上方程解得：，，故C错误，D正确。‎ ‎6.如图所示重100N的物体放在倾角为30°的粗糙斜面上，一根原长为10cm，劲度系数为1000N/m的弹簧,其一端固定在斜面上底端,另一端与物体连接,设物体静止时弹簧长度为7cm,现用力F沿斜面上拉物体,而物体仍静止，若物体与斜面间的最大静摩擦力为35N，则力F的可能值是（ ）‎ A. 15N B. 50N C. 85N D. 100N ‎【答案】AB ‎【解析】‎ 施加拉力前，物体受到四个力的作用而平衡：重力G、垂直斜面向上的支持力N、沿斜面向上的摩擦力f和弹簧对物体施加沿斜面向上的弹力T，受力如图，‎ 其中 ，根据平衡条件可求出 ，方向沿斜面向上；‎ 施加拉力F后，弹簧长度不变，说明物体仍然静止，并且弹簧对物体施加的弹力大小和方向不变，若摩擦力沿斜面向上，则 ，即 ，摩擦力f随着F增大而较小，当 时， ，若 ，摩擦力沿斜面向下，因为物体没有滑动，所以 ，代入数据可得 ，所以拉力在0～55N之间，故AB正确，CD错误；‎ 故选AB。‎ ‎【点睛】本题关键根据平衡条件确定拉力的最大值，要抓住物体刚要上滑时静摩擦力达到最大值。‎ ‎7.如图所示，小球沿足够长的斜面向上做匀变速运动，依次经a、b、c、d到达最高点e。已知ab＝bd＝6 m，bc＝1 m，小球从a到c和从c到d所用的时间都是2 s，设小球经b、c时的速度分别为vb、vc，则（ ）‎ A. vc＝3 m/s B. vb＝2 m/s C. xde＝3 m D. 从d到e所用时间为4 s ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 物体在a点时的速度大小为v0，加速度为a，则从a到c有，即7=2v0+2a，‎ 物体从a到d有，即3=v0+2a，所以，，根据速度公式vt=v0+at，，故A正确；‎ 从a到b有 ，解得，故B错误；‎ 根据速度公式vt=v0+at，可得，则从d到e有 ，解得，故C错误；‎ vt=v0+at可得从d到e的时间，故D正确。‎ ‎8.如图所示，圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板aO、bO、cO，其下端都固定于底部圆心O，而上端则搁在仓库侧壁上，三块滑板与水平面的夹角依次是30°、45°、60°．若有三个小孩同时从a、b、c处开始下滑（忽略阻力），则 A. a处小孩最后到O点 B. b处小孩最先到O点 C. c处小孩最先到O点 D. a、c处小孩同时到O点 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】小孩在斜面上的加速度为：‎ ‎，‎ 斜面长度为：‎ 根据匀变速直线运动的规律有：‎ ‎，‎ 把加速度和斜面的长度代入可得：‎ ‎，‎ 化简可得：，‎ 所以a、b、c处三个小孩的下滑时间为分别为：‎ ‎，‎ ‎，‎ ‎，‎ 分析可得：，故BD正确，AC错误。‎ ‎9.如图所示，工厂利用皮带传输机把货物从地面运送到高出水平地面的C 平台上，C平台离地面的高度一定，运输机的皮带以一定的速度v顺时针转动且不打滑。将货物轻轻地放在A处，货物随皮带到达平台，货物在皮带上相对滑动时，会留下一定长度的痕迹，已知所有货物与皮带间的动摩擦因数为μ。若皮带的倾角θ、运行速度v和货物质量m都可以改变，始终满足tanθ<μ，可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力( )‎ A. 当速度v一定时，角θ越大，运送时间可能越长 B. 当倾角θ一定时，改变速度v，运送时间可能不变 C. 当倾角θ和速度v一定时，货物质量m越大，皮管上留下的痕迹可能越长 D. 当倾角θ和速度v一定时，贷物与皮带间的动摩擦因数口越大，皮带上留下的痕迹越短 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ A：货物在皮带上先做加速运动，根据牛顿第二定律可得：，解得：货物的加速度，角θ越大，加速度越小。‎ 皮带长度，角θ越大，皮带长度也越小。‎ 根据运动学公式，货物在皮带上加速时间可能变长也可能变短。故A项正确。‎ B：货物的加速度，角θ一定，加速度一定。‎ 如果货物一直做加速运动，改变速度v， 货物的运动情况可能不变，运送时间可能不变；‎ 如果货物先加速后匀速运动，改变速度v， 货物的运动情况改变，运送时间变化。故B项正确。‎ C：当倾角θ和速度v一定时，货物的加速度与货物质量m无关，货物的运动情况与货物质量m无关。皮管上留下的痕迹不变。故C项错误。‎ D：皮带上留下的痕迹、，解得。‎ 当倾角θ和速度v一定时，贷物与皮带间的动摩擦因数越大，货物的加速度越大，皮带上留下的痕迹越短。故D项正确。‎ 点睛：理解并能熟练分析传送带模型中物体的受力和运动情况。‎ ‎10.如图，小球以初速度为从沦肌浃髓斜面底部向上滑，恰能到达最大高度为的斜顶部．右图中是内轨半径大于的光滑轨道、是内轨半径小于的光滑轨道、是内直径等于光滑轨道、是长为的轻棒．其下端固定一个可随棒绕点向上转动的小球．小球在底端时的初速度都为，则小球在以上四种情况中能到达高度的有（不计一切阻力）（ ）‎ A. A B. B C. C D. D ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 该过程中小球的机械能守恒， ，小球在B、C的轨道内到达h高度的时候一定有水平方向的速度，也就是具有动能，所以在B、C的轨道内小球不可能到达h高度，而在A、D轨道内却可以。故A、D项正确。‎ 综上所述，本题正确答案为AD。‎ ‎11.如图所示，用三根轻绳AB、BC、CD连接两个小球，两球质量均为m，A、D端固定，系统在竖直平面内静止，AB和CD与竖直方向夹角分别是30°和60°则（　）‎ A. AB拉力是mg B. BC拉力是mg C. CD拉力是mg D. BC与水平方向夹角是60°‎ ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎ ‎ 对B、C整体受力分析如图，‎ 根据几何关系可得， 。‎ 对C小球进行受力分析如图，‎ 设BC与水平方向夹角为 ，根据平衡条件得:‎ ‎ ;‎ ‎ ；‎ 解得： ‎ ‎ ，故A、B、C项正确。‎ 综上所述本题正确答案为ABC。‎ ‎12. 如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，AC=h。圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A；弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为g，则圆环（ ）‎ A. 下滑过程中，加速度一直减小 B. 下滑过程中，克服摩擦力做功为 C. 在C处，弹簧的弹性势能为 D. 上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 由题意知，圆环从A到C先加速后减速，到达B处的加速度减小为零，故加速度先减小后增大，故A错误；从A到C，根据能量守恒：，从C到A：，联立解得：，，所以B正确，C错误； 从A到B：，从C到A：，，联立可得，所以D正确。‎ ‎【考点】能量守恒、动能定理 ‎【方法技巧】本题涉及到受力分析、运动过程、能量变化的分析，由运动分析受力，由经过B处的速度最大，得到加速度等于零，因为物体是在变力作用下的非匀变速运动，故一定是利用能的观点解决问题，即由能量守恒得到摩擦力做功以及弹性势能的大小，本题综合性较强，难度较大。‎ 二、实验题（本题有2小题，共14分。）‎ ‎13.如图是测量滑块与木板间动摩擦因数的装置，将木板水平固定在桌面上，利用一根压缩的短弹簧来弹开滑块。请完成下列实验操作与分析：‎ ‎ ‎ ‎（1）先接通打点计时器的电源，再释放滑块，滑块被弹开后继续拖动纸带运动一段距离后停下 ‎（2）某次实验打出的纸带后面的一段如图，其中B点为滑块停下时在纸带上记录到的点。打点计时器打点周期为T，其他数据已在图中标出，则滑块通过A点的速度v＝________(用T、x1、x2表示)；再用________测出A、B之间的距离L ‎（3）已知重力加速度为g，则滑块与木板间动摩擦因数μ＝_____(用g、L、T、x1、x2表示)。由于纸带与计时器存在阻力，测出的动摩擦因数μ与真实值相比_____(选填“一样大”“偏大”或“偏小”)‎ ‎【答案】 (1). (2). 刻度尺 (3). (4). 偏大 ‎【解析】‎ ‎（2）根据做匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度,则知滑块通过A点时的速度 ;然后用刻度尺测出AB间的距离L; （3）物体做匀减速运动,由匀变速运动的速度位移公式可得: 则得 由牛顿第二定律得: ,可得动摩擦因数 ; 因为纸带与计时器存在阻力,测出的动摩擦因数与真实值相比偏大.‎ ‎14.如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律。‎ ‎（1）供实验选择的重物有以下四个，应选择____‎ A．质量为10g 的砝码　B．质量为50g 的塑料球 C．质量为200g 的木球　D．质量为200g 的铁球 ‎（2）安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如下图所示。纸带的___端（选填“左”或“右’）与重物相连。‎ ‎（3）上图中O 点为打点起始点，且速度为零。选取纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G 作为计数点，为验证重物对应O 点和F 点机械能是否相等，并使数据处理简便，应测量O、F 两点间的距离h1 和________两点间的距离h2‎ ‎（4）已知重物质量为m，计时器打点周期为T，从O 点到F 点的过程中重物动能的增加量ΔEk= ____（用本题所给字母表示）。‎ ‎（5）某同学在实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，于是深入研究阻力对本实验的影响。他测出各计数点到起始点O 的距离h，并计算出各计数点的速度v，用实验测得的数据绘制出v2--h 图线，如图所示。已知当地的重力加速度g=9.8m/s2，由图线求得重物下落时受到阻力与所受重力的百分比为____%(保留两位有效数字)。‎ ‎【答案】 (1). (1)D； (2). (2)左； (3). （3）E、G； (4). （4）； (5). （5）1.0；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）为了减小空气阻力的影响，重物应选用质量大密度大的物体，所以应选D。‎ ‎（2）纸带从左向右点间距逐渐增大，左边的点先打，所以左边连接重物。‎ ‎（3）验证重物对应O 点和F 点机械能是否相等，需要计算出F点的瞬时速度，所以需要测出E、G间的距离。‎ ‎（4）从O 点到F 点的过程中重物动能的增加量 ，打F点的速度 所以 ‎（5）根据 得图象中的斜率，解得g=9．7m/s2，则阻力f=0.1mg，所以重物下落时受到阻力与所受重力的百分比为1%。‎ ‎【点睛】验证机械能守恒定律实验成败的关键是减小空气阻力的影响，所以应从满足机械能守恒定律的条件入手。对机械能守恒的三种表达式要熟悉，增加的动能等于减小的重力势能，所以应将增加的动能和减小的重力势能求出来。‎ 三、解答题（本题有3小题，共38分。）‎ ‎15.如图所示，物体A放在足够长的木板B上，木板B静止于水平面上，已知A的质量和B的质量均为，A．B之间的动摩擦因数，B与水平面之间的动摩擦因数，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度g取，若从开始，木板B受到的水平恒力作用，时改为，方向不变，时撤去。‎ ‎（1）木板B受的水平恒力作用时，A．B的加速度、各为多少？‎ ‎（2）从开始，当A．B都静止，A在B上相对B滑行的时间为多少？‎ ‎（3）请以纵坐标表示A受到B的摩擦力，横坐标表示运动时间t（从开始，到A、B都静止），取运动方向为正方向，在图中画出的关系图线（以图线评分，不必写出分析和计算过程）。‎ ‎【答案】（1），；（2）；‎ ‎（3）的关系图线如图所示：‎ ‎【解析】‎ 详解】试题分析：（1）根据牛顿第二定律得到：‎ ‎，‎ 代入数据可以得到：。‎ ‎（2）时，A、B速度分别为、‎ 则：，‎ 改为后，在B速度大于A速度的过程，A的加速度不变，B的加速度设为，根据牛顿第二定律得到：‎ 代入数据得到：‎ 设经过时间，A、B速度相等，此后它们保持相对静止，‎ ‎，代入数据得到：，‎ 则A在B上相对B滑行的时间为。‎ ‎（3）的关系图线如图所示：‎ ‎【点睛】此题主要考查连接体的位移关系，根据牛顿第二定律可以轻松解决。‎ ‎16.半径为r的竖直光滑圆轨道固定在光滑木板AB中央，置于光滑水平桌面．圆轨道和木板AB的总质量为m，木板AB两端被限定，无法水平移动，可竖直移动．木板AB的右端放置足够长的木板CD，其表面与木板AB齐平，质量为2m．一个质量为m的滑块（可视为质点）从圆轨道最低点以一定的初速度v0向右运动进入圆轨道，运动一周后回到最低点并向右滑上水平木板AB和CD，最终与木板CD保持相对静止，滑块与木板CD间动摩擦因数为μ，其余摩擦均不计，则：‎ ‎（1）为保证滑块能通过圆轨道的最高点，求初速度v0的最小值；‎ ‎（2）为保证滑块通过圆轨道的最高点时，木板AB不离开地面，求初速度v0的最大值；‎ ‎（3）若滑块恰能通过圆轨道最高点，求滑块在木板CD上滑动产生的热量Q．‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）滑块在最高点，速度最小时有：‎ 从最低点到最高点的过程中，滑块机械能守恒，设滑块最低点的初速度为v01，根据机械能守恒定律：‎ 解得 ‎（2）要使木板AB不离地，滑块在最高点时对轨道的压力最大为FN＝mg，滑块在最高点，速度最大时有：‎ 设滑块最低点的初速度为v02时，在最高点有最大速度，根据机械能守恒定律：‎ 解得 ‎（3）由（1）可知，滑块恰能通过最高点，并由机械能守恒可得，滑块滑到木板CD时的初速度为；‎ 由受力分析可知，滑块在木板CD上做匀减速直线运动，木板CD做匀加速直线运动，加速度大小分别为 设经过时间t，两者速度相等均为v，则有v＝v0－a1t＝a2t 解得 这段时间内，滑块位移 木板CD的位移 滑块相对木板CD的位移为 故这一过程中产生的热量 ‎（另解：可相应得分）‎ ‎17.如图所示，半径为R的竖直圆轨道与半径为2R的竖直圆弧轨道BC相切于最低点C，倾角θ=37°的倾斜轨道AB与圆弧轨道BC相切于B点，将一劲度系数为k的轻质弹簧的一端固定在AB轨道上，平行于斜面的细线穿过有孔固定板和弹簧并跨过定滑轮将小球a和小球b连接，小球a与弹簧接触但不相连，小球a的质量为m，小球b的质量为，初始时两小球静止，小球a与B点的距离为L，已知弹簧被压缩时的弹性势能表达式为（x为弹簧压缩量），现将细线突然烧断，一切摩擦均不计，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g。‎ ‎（1）求细线断开的瞬间，小球a和小球b的加速度大小之比。‎ ‎（2）如果小球a恰好能在圆轨道内完成竖直平面内圆周运动，则L和R应满足什么关系？‎ ‎（3）在满足第（2）问的条件下，小球a通过C点时对轨道的压力的变化量是多少？‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）细线为断开时，由受力平衡有 ‎ 解得 细线断开瞬间，对小球a：， ‎ 解得：‎ 对小球b： ‎ 解得， 所以 ‎ ‎（2）细线断开后小球a恰好能够运动到圆轨道的最高点P，由机械能守恒定律有 ‎ ‎ 在最高点：, ‎ 解得L= ‎ ‎（3）设小球a运动到C点时速度为，‎ 由机械能守恒定律有 ‎ ‎ 解得 在C点的右侧时，圆弧轨道的半径为2R，‎ 由牛顿第二定律： ‎ 解得 在C点的左侧时，圆弧轨道的半径为R，‎ 由牛顿第二定律： ‎ 解得 故小球a通过C点时对轨道的压力的变化量为 。‎ 点睛：本题是复杂的力学问题，对于圆周运动，分析向心力的来源是关键，对于小球运动过程之中，要抓住机械能守恒，要具有解决综合问题的能力，需要加强这方面的练习。‎ ‎ ‎