1、首师大附中2020-2021学年度第一学期入学测试试题高二物理一、单选题1. 如图所示，固定斜面AO、BO与水平方向夹角均为45，现由A点以某一初速度水平抛出一个小球(可视为质点)，小球恰能垂直于BO落在C点，则OA与OC的比值为()A. 1B. 21C. 31D. 41【答案】C【解析】以A点为坐标原点，AO为y轴，垂直于AO为x轴建立坐标系，分解速度和加速度，则在x轴上做初速度为，加速度为的匀减速直线运动，末速度刚好为零，运动时间为：，在y轴上做初速度为做初速度为，加速度为的匀加速直线运动，末速度为，利用平均速度公式得位移关系：，故C正确，ABD错误2. 人通过滑轮将质量为m的物体，沿粗糙
2、的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面，物体上升的高度为h，到达斜面顶端的速度为v，如图所示，则在此过程中A. 物体所受的合外力做功为mghmv2B. 人对物体做的功为mghC. 物体所受合外力做功大于mv2D. 人对物体做的功大于mgh【答案】D【解析】【详解】A、对物体受力分析可知，物体受重力、拉力及摩擦力的作用，由动能定理可知，合外力做功一定等于动能的改变量，即等于，故AC错误；B、由动能定理可知：则人对物体做的功为：可知人对物体做的功一定大于，故B错误，D正确3. 关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）A. 曲线运动一定是变速运动B. 曲线运动的物体加速度一定变化C. 曲线运动的物体所受
3、合外力一定为变力D. 曲线运动的物体所受合力方向一定变化【答案】A【解析】【详解】A曲线运动的速度的方向一定变化，故曲线运动一定是变速运动，选项A正确； B曲线运动的物体加速度不一定变化，例如平抛运动，选项B错误；C曲线运动的物体所受合外力可能为恒力，也可能为变力，例如平抛运动的物体受恒力作用，做圆周运动的物体受变力作用，选项C错误； D曲线运动的物体所受合力方向不一定变化，例如平抛运动，选项D错误；故选A.4. 河宽420m，船在静水中速度为4m/s，水流速度是3m/s，则船过河的最短时间（）A. 140sB. 105sC. 84sD. 60s【答案】B【解析】【详解】船参与了两个分运动，沿
4、船头指向的分运动和沿水流方向的分运动，渡河时间等于沿船头指向分运动的时间，当船头与河岸垂直时，沿船头方向的分运动的位移最小，故渡河时间最短，则故选B。5. 关于重力势能，下列说法中正确的是（ ）A. 重力势能的大小只由物体本身决定B. 重力势能恒大于零C. 在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零D. 重力势能是物体和地球所共有的【答案】D【解析】【详解】重力势能取决于物体的重力和高度；故A错误；重力势能的大小与零势能面的选取有关，若物体在零势能面下方，则重力势能为负值；故B错误；重力势能的大小与零势能面的选取有关；若选取地面以上为零势能面，则地面上的物体重力势能为负；若选地面以下，则为正；
5、故C错误；重力势能是由物体和地球共有的；故D正确；故选D【点睛】本题考查重力势能的决定因素，重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能就越大；明确重力势能是由地球和物体共有的；其大小与零势能面的选取有关6. 如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图像，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是（）A. 0t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定B. t1t2时间内汽车牵引力逐渐增大C. t1t2时间内的平均速度为（v1v2）D. 在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2t3时间内牵引力最小【
6、答案】D【解析】【详解】A 0t1时间内为倾斜的直线，故汽车做匀加速运动，因牵引力恒定，由P=Fv可知，汽车的牵引力的功率均匀增大，故A错误；B t1t2时间内汽车加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律可知，牵引力逐渐减小，故B错误；Ct1t2时间内，若图象为直线时，平均速度为（v1v2），而现在图象为曲线，故图象的面积大于图像为直线时的面积，即位移大于图像为直线时的位移，故平均速度大于（v1v2），故C错误；D 由P=Fv及运动过程可知，t1时刻物体的牵引力最大，此后功率不变，而速度增大，故牵引力减小，而t2t3时间内，物体做匀速直线运动，物体的牵引力最小，故D正确。故选D。7. 假设地球和金星都
7、绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离大于金星到太阳的距离，那么（）A. 地球公转周期小于金星的公转周期B. 地球公转的线速度大于金星公转的线速度C. 地球公转的加速度小于金星公转的加速度D. 地球公转的角速度大于金星公转的角速度【答案】C【解析】【详解】质量为的行星围绕质量为的太阳做圆周运动，运动轨迹半径为，由万有引力提供向心力可得化简可得即轨道半径越大，周期越大，线速度、加速度、角速度越小，因此地球公转周期大于金星的公转周期，地球公转的线速度、加速度、角速度小于金星公转的线速度、加速度、角速度，故ABD错误，C正确。故选C。8. 如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上距圆盘中心一
8、定距离处放有一个小木块随圆盘一起转动，木块受哪些力作用（ ）A. 木块受重力、圆盘的支持力和向心力B. 圆盘对木块的支持力、静摩擦力和重力C. 圆盘对木块的静摩擦力、支持力和重力以及向心力作用D. 圆盘对木块的支持力和静摩擦【答案】B【解析】小木块做匀速圆周运动，合力指向圆心，对木块受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，如图：重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力，故B正确，A、C、D错误点睛：该题主要考查向心力来源，要明确圆周运动都需要向心力，向心力是由其他的力来充当的，向心力不是一个单独力9. 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的线速度减小到原来的，卫星仍然做匀速圆周运动，则A. 卫星
9、的向心加速度减小到原来的B. 卫星的周期增大到原来的8倍C. 卫星的角速度减小到原来的D. 卫星的周期增大到原来的2倍【答案】B【解析】【详解】卫星绕地做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，得：，得，；由可得，当卫星的线速度减小到原来的时，轨道半径增大为原来的4倍由，得知，向心加速度减小到原来的由，得知，卫星的周期增大到原来的8倍由得知，卫星的角速度减小到原来的故ACD错误，B正确故选B.【点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一思路，知道线速度、角速度、周期、加速度与轨道半径的关系，要能熟练运用比例法10. 如图所示,竖直固定的半径为R的光滑圆形轨道内,一可视为质点的小球通过轨道最低
10、点P时,加速度大小为6g,不计空气阻力,下列说法正确的是A. 小球过P点时速度大小为B. 小球能沿轨道做完整的圆周运动C. 小球运动的最小加速度为零D. 小球运动的最小速度为零【答案】B【解析】【详解】A在最低点，由牛顿第二定律有：解得：故A错误；B小球能通过最高点的最小速度，根据动能定理得解得：所以小球能沿轨道做完整的圆周运动，故B正确；CD小球能通过最高点的最小速度，则最小加速度为最小速度为，故CD错误11. 在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以和的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的（）A. 2倍B. 4倍C. 6倍D. 8倍【答案】B【解
11、析】【详解】设斜面倾角为，小球落在斜面上速度方向偏向角为，甲球以速度v抛出，落在斜面上，根据平抛运动的推论可得所以甲乙两个小球落在斜面上时速度偏向角相等对甲有对乙有 所以故ACD错误B正确。故选B。12. 我国发射的某卫星，其轨道平面与地面赤道在同一平面内，卫星距地面的高度约为500km，而地球同步卫星的轨道高度约为36000km，已知地球半径约为6400km，关于该卫星，下列说法中正确的是A. 该卫星的线速度小于同步卫星的线速度B. 该卫星的加速度小于同步卫星的加速度C. 一年内，该卫星被太阳光照射时间小于同步卫星被太阳光照射时间D. 该卫星发射速度小于第一宇宙速度【答案】C【解析】根据可知
12、，该卫星的线速度大于同步卫星的线速度，选项A错误；根据a=知该卫星的加速度大于同步卫星的加速度，故B错误由开普勒第三定律知，该卫星的周期小于同步卫星的周期，则一年内，该卫星被太阳光照射时间小于同步卫星被太阳光照射时间，故C正确第一宇宙速度是卫星最小的发射速度，知该卫星的发射速度大于第一宇宙速度，故D错误故选C13. 已知地球质量大约是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍如图所示，甲、乙两个完全相同的斜面分别固定在地球和月球的水平地面上，将相同的小球从斜面上的同一高度O点处，以相同初速度沿水平方向抛出，分别落在甲、乙斜面上的AB两点（图中未画出）不计空气阻力且忽略地球和月球自转影响，则
13、下列说法正确的是（ ）A. 不可以求出OA之间距离和OB之间距离之比B. 小球落到A点与落到B点的速率不相同C. 小球从抛出到落在B点所用时间大于小球从抛出到落在A点所用时间D. 小球从抛出到落在A点与小球从抛出到落在B点过程中，合力对小球做功不同【答案】C【解析】【详解】设地球质量为81M，月球质量为M，地球半径为4R，月球半径为R，则根据：，可得到：；小球从斜面顶端平抛，则：，则：，由于在月球重力加速度小，故小球从抛出到落在B点所用时间大于小球从抛出到落在A点所用时间，故C正确；根据几何关系，小球落地斜面上的距离：，所以可以求出OA之间距离和OB之间距离之比，故A错误；小球落到斜面上的速度
14、：，故小球落到A点与落到B点的速率相同，故B错误；小球从抛出到落在A点与小球从抛出到落在B点过程中，由于重力加速度不同，故合力即重力对小球做功不同，故D错误故选C。14. 土卫六叫“泰坦”（如图），它每16天绕土星一周，经测量其公转轨道半径约为，已知引力常量，1天为86400s，则土星的质量约为（）A. kgB. kgC. kgD. kg【答案】B【解析】【详解】卫星受到的万有引力提供向心力，得其中r=1.2106km=1.2109m；T=16天=162436001.4106s，G=6.6710-11Nm2/kg2代入数据可得M51026kgB正确，ACD错误故选B。二、解答题15. 如图所示
15、，光滑轨道ABCD由倾斜轨道AB和半圆轨道BCD组成倾斜轨道AB与水平地面的夹角为，半圆轨道BCD的半径为R，BD竖直且为直径，B为最低点，O是BCD的圆心，C是与O等高的点一个质量为m的小球在斜面上某位置由静止开始释放，小球恰好可以通过半圆轨道最高点D小球由倾斜轨道转到圆轨道上时不损失机械能重力加速度为g求：（1）小球在D点时的速度大小（2）小球开始下滑时与水平地面的竖直高度与半圆半径R的比值（3）小球滑到斜轨道最低点B时（仍在斜轨道上），重力做功的瞬时功率【答案】（1） （2） （3）【解析】试题分析：本题中，小球经历了沿斜面向下的匀加速运动，还有平面内的圆周运动考查了学生利用已知物理模型
16、，灵活处理实际问题的能力题目中小球运动过程中，满足机械能守恒（1）小球恰好可以通过半圆轨道最高点D，则在最高点满足：故小球在D点的速度=（2）设小球开始下滑时与水平地面的高度为h则从开始下滑，一直到圆弧轨道最高点D，根据动能定理可知：解得：（3）设小球到达最低点B时的速度大小为，则滑到最低点B的过程中满足方程： 解得所以在B点，小球重力的瞬时功率=【点睛】（1）小球恰好通过圆弧轨道的最高点，这是一个轻绳模型，由此可判断，此时在D点，只有重力充当向心力，可以求出小球在D点的速度（2）确定好物理过程的初、末位置及状态后，根据机械能守恒，或利用动能定理，均可求解相关量；（3）重力的瞬时功率，应等于重
17、力与重力方向分速度的乘积16. 我国月球探测计划嫦娥工程已经启动，“嫦娥1号”探月卫星也已发射。设想“嫦娥1号”登月飞船靠近月球表面做匀速圆周运动，测得飞行n圈所用的时间为t，已知月球半径为R，万有引力常量为G，月球质量分布均匀。求：(1)嫦娥1号绕月球飞行的周期；(2)月球的质量；(3)月球表面的重力加速度。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)由题意可知，测得飞行n圈所用的时间为t，则嫦娥1号绕月球飞行的周期(2)由万有引力提供向心力有得(3)在月球表面物体的重力等于万有引力则得17. 如图所示，半径为R、圆心为O的大圆环固定在竖直平面内，两个轻质小圆环固定在大圆环上竖直对称
18、轴的两侧=45的位置上，一根轻质长绳穿过两个小圆环，它的两端都系上质量为m的重物，小圆环的大小、绳子与大、小圆环间的摩擦均可忽略当在两个小圆环间绳子的中点C处，挂上一个质量M的重物，M恰好在圆心处处于平衡（重力加速度为g）求：（1）M与m质量之比（2）再将重物M托到绳子的水平中点C处，然后无初速释放重物M，则重物M到达圆心处的速度是多大？【答案】（1） （2）【解析】【详解】(1)以M为研究对象，受力分析：Mg=2mgcos45(2)M与2个m组成的系统机械能守恒：MgRsin-2mg(R-Rcos)=MV12+mV22V2=V1cos解得：18. 如图所示，长度为L的细绳上端固定在天花板上O
19、点，下端拴着质量为m的小球当把细绳拉直时，细绳与竖直线的夹角为=60，此时小球静止于光滑的水平面上（1）当球以角速度1= 做圆锥摆运动时，水平面受到的压力N是多大？（2）当球以角速度2= 做圆锥摆运动时，细绳张力T为多大？【答案】(1) (2) 【解析】【详解】(1)对小球受力分析，作出力图如图1球在水平面内做匀速圆周运动，由重力、水平面的支持力和绳子拉力的合力提供向心力，则根据牛顿第二定律，得水平方向有FTsin60=m12lsin60竖直方向有FN+FTcos60-mg=0又 解得；(2) 设小球对桌面恰好无压力时角速度为0，即FN=0代入解得由于 故小球离开桌面做匀速圆周运动，则此时小球
20、的受力如图2设绳子与竖直方向的夹角为，则有mgtan=m22lsin mg=FTcos 联立解得 FT=4mg点晴：本题是圆锥摆问题，分析受力，确定向心力来源是关键，要注意分析隐含的临界状态，运用牛顿运动定律求解19. 质量为m5103 kg的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的0.1倍。让车保持额定功率为60 kW，从静止开始行驶，求：（g取10 m/s2）(1)汽车达到的最大速度vm；(2)汽车车速v12 m/s时的加速度大小。【答案】(1)12 m/s；(2)5 m/s2。【解析】【详解】(1) 汽车达到的最大速度时，牵引力等于阻力，由P=Fv得P=Fv=Ffvm所以汽车达到的最大速度vm
21、=m/s=12m/s(2)由P=Fv得F当v1=2m/s时，有F1=N=3104N由牛顿第二定律得F1Ff=ma所以汽车车速v1=2 m/s时的加速度大小a=m/s2=5 m/s220. 长为L0的轻弹簧K上端固定在天花板上，在其下端挂上质量为m的物块P，让弹簧处于原长且P从静止释放，P最大下落高度为h0（未超过弹性限度）。斜面ABC固定在水平面上，O点上方斜面部分粗糙，P与这部分的动摩擦因数，O点下方斜面部分光滑。现将轻弹簧K一端固定在斜面上A处，用外力使P压缩弹簧并静止于D点，P与弹簧未栓接，然后突然撤去外力（重力加速度为g，=30）（1）试通过计算说明：撤去外力后，在弹簧作用下，P不会滑离斜面；（2）计算P在OB部分运动的总路程。【答案】（1）见解析；（2）【解析】【详解】（1）当弹簧竖直时，P由静止释放，由能量守恒知，弹簧形变量为h0时，其弹性势能为设滑块P从斜面上释放后能沿斜面上升s，则有解得即撤去外力后，在弹簧作用下，P不会滑离斜面；（2）滑块从D点释放后会在斜面上往复运动，最终它向上运动到O点速度减为0，便不再运动到OB上，设P在部分运动的总路程为S，由动能定理知解得