1、黑龙江省双鸭山市第一中学2020-2021学年高二物理上学期开学考试试题（含解析）（时间：90分钟 总分：110分）一、选择题（1-7单选，8-12多选，每题5分，共60分）1. 物体做曲线运动时，一定变化的物理量是（）A. 速率B. 速度C. 加速度D. 合外力【答案】B【解析】【详解】A物体做曲线运动时速率不一定变化，例如匀速圆周运动，选项A错误；B物体做曲线运动时速度的方向一定变化，则速度一定变化，选项B正确； C物体做曲线运动时加速度不一定变化，例如平抛运动，选项C错误；D物体做曲线运动时合外力不一定变化，例如平抛运动，选项D错误。故选B。2. 平抛运动可以分解为水平和竖直方向的两个直
2、线运动，在同一坐标系中作出这两个分运动的v-t图线，如图所示，若平抛运动的时间大于2t1，下列说法中正确的是( )A. 图线b表示竖直分运动的vt图线B. t1时刻的速度方向与初速度方向夹角为30C. t1时间内的位移方向与初速度方向夹角的正切为D. 2t1时间内的位移方向与初速度方向夹角为60【答案】AC【解析】【详解】A图线b是初速度为0的匀加速直线运动，所以图线b表示的是竖直分运动故A正确Bt1时刻可知水平分速度和竖直分速度相等，则速度与初速度方向的夹角为45.故B错误C图线与时间轴围成的面积表示位移，则t1时刻竖直方向的位移与水平方向的位移之比为1:2，所以t1时刻的位移方向与初速度方
3、向夹角的正切为.故C正确D2t1时刻竖直方向的位移和水平方向的位移相等，所以2t1时刻的位移方向与初速度方向夹角为45.故D错误3. 关于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是（）A. 因为在相等的时间内通过的圆弧长度相等，所以线速度恒定B. 如果物体在0.01s内转过30角，则角速度为3000rad/sC. 所受合力不一定指向圆心D. 若半径为，周期为，则线速度为【答案】D【解析】【详解】A匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，故A错误；B由角速度定义式故B错误；C匀速圆周运动只需要半径方向的合外力提供向心力用来改变速度的方向，而沿切向的合外力为零不改变速度的大小，即所受合外力始终指向
4、圆心，故C错误；D线速度等于周长与周期的比值，则故D正确。故选D。4. 据悉，我国将于近几年进行第一次火星探测，向火星发射轨道探测器和火星巡视器。已知火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的。下列关于火星探测器的说法中正确的是（ ）A. 火星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的B. 发射速度只有达到第三宇宙速度才可以C. 发射速度应大于第二宇宙速度且小于第三宇宙速度D. 火星探测器环绕火星运行最大速度约为地球的第一宇宙速度的【答案】C【解析】【详解】A根据可得则选项A错误；BC根据三个宇宙速度的意义，可知发射火星探测器的速度发射速度应大于第二宇宙速度、小于第三宇宙速度故选项B错误，
5、选项C正确；D根据可得已知，则火星探测器环绕火星运行的最大速度与地球第一宇宙速度之比为故选项D错误。故选C。5. 小明家住12楼，可步行走楼梯上楼，也可乘坐电梯上楼。设小明步行走楼梯上楼时楼梯对其做功为W1，乘坐电梯上楼时电梯对其做功为W2，则W1和W2 满足的关系是（）A. W1=W2B. W1W2C. W1W2D. 数据信息不足，无法判断【答案】C【解析】【详解】由于人上楼时，楼梯的支持力作用的位移为零，因此楼梯的支持力对人不做功，即W1=0；而乘坐电梯上楼时电梯对其做功不为零，则W1W2。故选C。6. 如图所示，在高1.5 m光滑平台上有一个质量为2kg的小球被一细线拴在墙上，小球与墙之
6、间有一根被压缩的轻质弹簧。当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向成60角，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为（g取10 m/s2）（）A. 10 JB. 15 JC. 20 JD. 25 J【答案】A【解析】【详解】小球弹出后做平抛运动，故有代入数据联立解得小球落地时的速度方向与水平方向成60角，故有所以由弹簧与小球组成的系统机械能守恒得故选A。7. 如图所示，在河岸上通过轮轴（轮套在有一定大小的轴上，轮与轴绕共同的中轴一起转动）用细绳拉船，轮与轴的半径比 轮上细绳的速度恒为，当轴上细绳拉船的部分与水平方向成60角时，船的速度是（ ）A. 2m/sB. 4 m/sC. 8m/sD
7、. 16 m/s【答案】B【解析】【详解】轮与轴同轴转动，角速度相同，所以根据公式可得，船的速度速度可分解为轴上细绳的速度和垂直绳子斜向下的速度，根据几何知识可得，故B正确；【名师点睛】解决本题的关键知道船的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，会根据平行四边形定则对速度进行合成8. 据媒体报道，“嫦娥一号”卫星环月工作轨道为圆轨道，轨道高度200km，运行周期127分钟。若还知道引力常量和月球平均半径，仅利用以上条件能求出的是（）A. 月球表面的重力加速度B. 月球对卫星的吸引力C. 卫星绕月运行的速度D. 卫星绕月运行的加速度【答案】ACD【解析】【详解】由题可知，已知卫星的轨道半
8、径，周期，引力常量，月球平均半径，则A由万有引力提供向心力得得可求得M，由公式得故A正确；B由于不知道卫星质量故不能求引力，故B错误；C线速度，故C正确；D向心加速度，则能求出卫星绕月运行的加速度，故D正确。故选ACD。9. 汽车在平直路面上由静止开始以a2 m/s2的加速度匀加速启动，经过t15s达到额定功率，随后汽车保持该额定功率继续行驶了6s达到最大速度，若人及汽车的总质量m=1000kg，受到的阻力恒为车重的0.2倍，重力加速度g取10 m/s2，以下正确的是（）A. 汽车匀加速时的牵引力为4104NB. 汽车的额定功率42000WC. 该电动汽车在t2时间内行驶的位移大小为45mD.
9、 该电动汽车在t2时间内行驶的位移大小为42m【答案】C【解析】【详解】A据题意，汽车启动过程的阻力为汽车先经历匀加速直线运动，由牛顿第二定律解得牵引力为故A错误；B汽车匀加速直线运动经历t1=5s达到额定功率，其速度为则额定功率为故B错误；CD在汽车保持额定功率做变加速直线运动的过程，时间，由动能定理而汽车的最大速度为联立各式代入数据解得变加速直线运动的位移为故C正确，D错误。故选C。10. 如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速v0，若v0大小不同，则小球能够上升到的最大高度（距离底部）也不同。下列说法中错误的是（）A. 如
10、果v0=，则小球能够上升的最大高度为B. 如果v0=，则小球能够上升的最大高度为RC. 如果v0=，则小球能够上升的最大高度为D. 如果v0=，则小球能够上升的最大高度为2R【答案】AB【解析】【详解】A当v0，根据机械能守恒定律有mgh解得h即小球上升到高度为时速度为零，所以小球能够上升的最大高度为，故A正确；B设小球恰好能运动到与圆心等高处时在最低点的速度为v，则根据机械能守恒定律得mgRmv2解得故如果v0，则小球能够上升的最大高度为R，故B正确；C设小球恰好运动到圆轨道最高点时在最低点的速度为v1，在最高点的速度为v2则在最高点，有mgm从最低点到最高点的过程中，根据机械能守恒定律得解
11、得 v1所以v0时，小球不能上升到圆轨道的最高点，会脱离轨道，在最高点的速度不为零。根据知最大高度，故C错误；D如果，根据机械能守恒定律得 则h=2R但根据竖直平面内的圆周运动知识可知小球在上升到2R处之前就做斜抛运动了，则小球能够上升的最大高度小于2R，故D错误。故选AB。11. 从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为H。设上升和下降过程中空气阻力大小恒定为F，下列说法正确的是（）A. 小球上升的过程中动能减少了mgHB. 小球上升和下降的整个过程中机械能减少了2FHC. 小球上升的过程中重力势能增加了mgHD. 小球上升和下降的整个过程中动能减少了FH【答案】BC【解析】【
12、详解】A小球上升的过程中，重力和阻力都做负功，其中克服重力做功等于mgH，故总功大于mgH，根据动能定理，总功等于动能的变化量，故动能的减小量大于mgH，故A错误；B除重力外其余力做的功等于机械能的变化量，除重力外，克服阻力做功2FH，故机械能减小2FH，故B正确；C小球上升H，故重力势能增加mgH，故C正确；D小球上升和下降的整个过程中，重力做功等于零，阻力做功等于2FH，故根据动能定理，动能减小2FH，故D错误。故选BC。12. 如图所示，半径为R的光滑圆环竖直固定，质量为3m的小球A套在圆环上，长为2R的刚性轻杆一端通过铰链与A连接，另一端通过铰链与滑块B连接；滑块B质量为m，套在水平固
13、定的光滑杆上。水平杆与圆环的圆心O位于同一水平线上。现将A置于圆环的最高处并给A一微小扰动（初速度可视为零），使A沿圆环顺时针自由下滑，不计一切摩擦，A、B可视为质点，重力加速度大小为g。以下说法中正确的是（）A. A滑到与圆心O同高度之前轻杆对B一直做正功B. A滑到与圆心O同高度时的速度大小为C. 当A滑到与圆心O同高度之前的过程中，A的机械能最小时轻杆对B的弹力大小为mgD. A下滑至杆与圆环第一次相切的过程中，杆对B做的功为mgR【答案】BD【解析】【详解】A圆环和直杆均光滑，则A从开始滑动到与圆心O同高度时，A的速度沿圆环切向向下，B的速度为0，则整个过程中滑块B的速度先从零开始增加
14、后减小到零，可知杆对B先做正功后做负功，选项A错误；B对于A、轻杆和B组成的系统，只有重力做功，系统的机械能是守恒的。当A滑到与O同高度时，A的速度沿圆环切向向下，B的速度为0，由机械能守恒定律得 解得故B正确。C当A滑到与圆心O同高度之前的过程中，A的机械能最小时B的动能最大，此时B的加速度为零，则轻杆对B的弹力大小为零，选项C错误；DA下滑至杆与圆环第一次相切时，A的速度沿杆方向，设为vA，此时B的速度设为vB，根据杆不可伸长和缩短，得vA=vBcos由几何关系得球A下落的高度为由机械能守恒定律得 由动能定理得：杆对B做的功为 联立解得故D正确。故选BD。二、实验题（共14分）13. 某实
15、验小组采用如图所示的装置探究功与速度的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行打点计时器工作频率为50Hz 实验中木板略微倾斜，这样做 A是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑B是为了增大小车下滑的加速度C可使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功D可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动【答案】CD【解析】试题分析：使木板倾斜，使小车受到的摩擦力与小车所受重力沿板向下的分力大小相等，在不施加拉力时，小车在斜面上运动时受到的合力为零，小车可以在斜面上做匀速直线运动；小车与橡皮筋连接后，小车所受到的合力等于橡皮筋的拉力，橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功，使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动，故AB错误
16、，CD正确；故选CD考点：探究功与速度的关系【名师点睛】要掌握实验原理与实验注意事项，根据实验原理橡皮筋做的功等于小车增加的动能，要消除摩擦力带了的影响，需要平衡摩擦力，橡皮筋松弛后小车做匀速运动；同时注意数据处理时注意数学知识的应用，本题是考查应用数学知识解决物理问题的好题14. 验证机械能守恒定律的实验采用重物自由下落的方法。(1)若实验中所用的重物质量m=1kg，打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重物的速度vB=_，重物动能EkB=_。从开始下落起至B点，重物的重力势能减少量是_，因此可得出的结论是_。（g取9.8m/s2 ，结果均保留两位有效数字）(2)根据纸带
17、算出相关各点速度v，量出下落距离h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图线应是下图中的（ ）A. B. C. D. 【答案】 (1). 0.59m/s (2). 0.17J (3). 0.17J (4). 在实验误差允许的范围内，重物动能的增加等于重物重力势能的减少，机械能守恒 (5). C【解析】【详解】(1)1由匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度有vB=代入数据可得vB=0.59m/s2重物的动能变化为EkB=解得EkB0.17J3重物减小的重力势能为EpB=mghOB可得EpB0.17J4实验结论为：在实验误差允许的范围内，重物动能的增加等于重物重力势能的减少，机械能守恒；(2)5
18、由机械能守恒定律有mv2=mgh得v2=gh所以h的图象应是一条过原点的倾斜的直线，直线斜率等于g，故C图正确；故选C。三、简答题15. 某同学在模仿杂技演员表演“水流星”节目时，用不可伸长的轻绳系着盛水的杯子在竖直平面内做圆周运动，当杯子运动到最高点时杯里的水恰好不流出来。已知绳长为L，杯子与水的总质量为m，杯子可视为质点，忽略空气阻力的影响。重力加速度为g，求： (1)在最高点时杯子与水的速度大小；(2)在最低点时杯子与水动能；(3)在最低点时轻绳所受的拉力大小。【答案】(1) ； (2)； (3)【解析】【详解】(1)恰好通过最高点时，杯子与水运动的向心力由重力提供，所以解得(2)从最高
19、点运动到最低点，仅重力做功，由动能定理解得(3)在最低点时向心力由拉力和重力提供，由而解得16. 已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响 （1）推导第一宇宙速度v1的表达式； （2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T【答案】（1）（2）【解析】【详解】（1）根据题给条件由万有引力公式可得:则：（2） 由公式可得:【点睛】本题考查了万有引力提供向心力的常见公式的推导和理解17. 如图，轨道的水平部分粗糙，竖直的半圆部分光滑，半径R=0.32m。Q为轨道上最高点、P为最低点、T点与圆心等高。质量m=2kg的小滑块从水平轨道A点（AP距离
20、可调，A点未标出）以v0=6m/s的初速度向右滑行。已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数=0.2，g取10m/s2。(1)求滑块滑到Q点时最小速度vQ；(2)若滑块在半圆轨道间不脱离轨道，求AP距离的取值范围。【答案】(1)；(2)；或【解析】【详解】(1)在Q点，由牛顿第二定律得得(2)若滑块恰好到达Q点，由动能定理得得如滑块恰好到达T点，由动能定理得得如滑块恰好到达P点，由动能定理得得所以AP距离；或18. 在某电视台举办的冲关游戏中，AB是处于竖直平面内的光滑圆弧轨道，半径R=1.6m，BC是长度为L1=3m的水平传送带，CD是长度为L2=3.6m水平粗糙轨道，AB、CD轨道与传送带平滑连接
21、，参赛者抱紧滑板从A处由静止下滑，参赛者和滑板可视为质点，参赛者质量m=60kg，滑板质量可忽略已知滑板与传送带、水平轨道的动摩擦因数分别为1=0.4、2=0.5，g取10m/s2.求：（1）参赛者运动到圆弧轨道B处对轨道的压力；（2）若参赛者恰好能运动至D点，求传送带运转速率及方向；（3）在第（2）问中，传送带由于传送参赛者多消耗的电能【答案】（1）1200N，方向竖直向下（2）顺时针运转，v=6m/s（3）720J【解析】 (1) 对参赛者：A到B过程，由动能定理mgR(1cos60)m解得vB4m/s在B处，由牛顿第二定律NBmgm 解得NB2mg1 200N根据牛顿第三定律：参赛者对轨道的压力NBNB1 200N，方向竖直向下(2) C到D过程，由动能定理2mgL20m解得vC6m/s B到C过程，由牛顿第二定律1mgma解得a4m/s2(2分)参赛者加速至vC历时t0.5s位移x1t2.5mL1参赛者从B到C先匀加速后匀速，传送带顺时针运转，速率v6m/s.(3) 0.5s内传送带位移x2vt3m 参赛者与传送带的相对位移xx2x10.5m传送带由于传送参赛者多消耗的电能E1mgxmm720J.