1、河北省张家口宣化一中2020-2021学年高二物理上学期1月试题（含解析）一、单选题（本大题共8小题，共24.0分）1. 爱因斯坦在评价伽利略所取得的成就时认为“是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。”这主要是基于伽利略（）A. 定义了“惯性”和“力”的概念B. 通过实验推翻了“重物比轻物下落得快”的错误观点C. 通过理想斜面实验推翻了以亚里斯多德为代表的关于“力是维持物体运动的原因”的观点D. 把实验和逻辑推理和谐地结合起来，发展了科学思维方式和研究方法【答案】D【解析】【分析】【详解】爱因斯坦认为，“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就
2、之一，而且标志着物理学的真正开端”A“惯性”和“力”的概念不是伽利略定义的，选项A错误；B通过逻辑推理揭露了“重物比轻物下落得快”蕴含的矛盾，与结论不相符，选项B错误；C通过理想斜面实验颠覆了“力是维持物体运动的原因”的观点，与结论不相符，选项C错误；D把实验和逻辑推理和谐地结合起来，发展了科学思维方式和研宄方法，与结论相符，选项D正确；故选D。2. 规划中的渝长厦高铁长沙至赣州段全长约420km，设计速度（最高）350km/h，通车后，原来6h的汽车车程将缩短为2h的高铁车程。可知（）A. “2h”指的是时刻B. “420km”指的是位移C. “350km/h”是平均速度D. 高铁的平均速度
3、约为汽车的3倍【答案】D【解析】【分析】【详解】A“2h”指的是时间间隔，故A错误；B“420km”指的是路程，故B错误；C“350km/h”是瞬时速度，故C错误；D由题意知，高铁的平均速度约为汽车的3倍，故D正确。故选D3. 一辆高铁出站一段时间后，在长度为L（远大于列车总长）的某平直区间提速过程中其速度平方与位移的关系如图所示。L、均已知，则列车通过该区间时，由图可知（）A. 加速度逐渐增大B. 加速度保持不变C. 加速度先增大后减小D. 不可求出通过时间【答案】B【解析】【分析】【详解】ABC由速度位移关系得由此可知图像中斜率表示加速度的2倍，图像斜率不变，所以加速度不变，故AC选项错误
4、，B选项正确；D因为L、均已知可求出高铁初末速度及加速度大小，根据可以计算通过的时间，故D选项错误。故选B。4. 转盘游戏中，游客坐在水平转盘上随转盘一起转动，所有游客和转盘间动摩擦因数相同且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当转盘加速转动至最大速度时，最后没有被甩出的人胜出，则（）A. 质量越大的游客越容易获胜B. 质量越小的游客越容易获胜C. 距离转盘中心越近的游客越容易获胜D. 距离转盘中心越远的游客越容易获胜【答案】C【解析】【分析】【详解】人在转盘上属于同轴转动，具有相同的角速度，根据摩擦力提供向心力可知，当半径越大，所需的摩擦力越大，相同转速下，距离转盘中心越远所需向心力越大，越容易被甩
5、出，质量两边约去，与质量无关。故选C5. 甲、乙两位同学通过下面的实验测量人的反应时间。甲用两个手指轻轻捏住木尺靠近零刻度线的一端，并让木尺自然下垂。乙在木尺下方准备用手指夹住下落的尺，记下这时手指在直尺上的刻度（手未碰到尺）。甲突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子，若夹住尺子的位置刻度为，则下列说法正确的有（已知重力加速度为g）（）A. 甲松手时必须通知乙B. 甲的手指必须捏住木尺的0刻度C. 可测得甲的反应时间为D. 可测得乙的反应时间为【答案】D【解析】【分析】【详解】A该实验是测量乙的反应时间，则甲松手时不能通知乙，而是要乙用眼睛观察尺子何时开始下落，然后做出反应，选
6、项A错误；B甲的手指捏住木尺的何处对实验无影响，选项B错误；CD该实验测量甲放手后，尺子下落，乙反应过来夹住尺子的反应时间，这段时间尺子下落的高度为h=L1-L2根据hgt2可知L1-L2=gt2解得 选项C错误，D正确。故选D。6. 某数码相机的锂电池电动势为，容量为，若关闭液晶屏拍摄，每拍一张照片消耗电能约，根据以上信息估算每充满电一次可拍摄多少张照片（）A. 150B. 200C. 300D. 400【答案】D【解析】【分析】【详解】已知锂电池可以做电功为可拍摄照片的张数为故选D。7. 一高尔夫球以二百多公里的时速水平撞击钢板。图为球撞击过程中的三个状态，其中甲是刚要撞击的时刻，乙是球的
7、形变最大的时刻，丙是刚撞击完的时刻。设球在甲、丙两时刻的速度大小分别为和，忽略撞击过程中球的机械能损失，则（）A. B. C. D. 条件不足，无法比较和的大小【答案】A【解析】【分析】【详解】由题意可知，忽略球的机械能损失，高尔夫球的机械能守恒；甲是刚要撞击的时刻，此时的甲具有动能，不具有弹性势能；丙是刚撞击完的时刻，此时高尔夫球发生了形变，高尔夫球的动能转化弹性势能，动能减小，弹性势能增加，故球在甲、丙两个时刻的动能不相等，球在甲时刻的动能较丙时刻的大，即故A正确，BCD错误。故选A。8. 在一次足球比赛中，球从位于球门正前方的罚球点踢出后，在空中飞行的速率与时间的关系如图所示已知球在t2
8、时刻刚好飞入球门，不计空气阻力，则罚球点到球门的距离为A. v2t2B. v1t2C. v3t2D. 【答案】B【解析】【分析】【详解】不计空气阻力，足球在空中做斜上抛运动，足球在t1时刻速度最小，到达最高点，此时足球只有水平速度，所以足球的水平分速度等于v1足球水平方向做匀速直线运动，则罚球点到球门的距离为 s=v1t2A. v2t2，与结论不相符，选项A错误；B. v1t2，与结论相符，选项B正确；C. v3t2，与结论不相符，选项C错误；D. ，与结论不相符，选项D错误；二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）9. 质量为的物体被人由静止开始向上提升后速度达到，则下列判断正确的是（g取
9、）（）A. 人对物体做的功为B. 人对物体做的功等于物体势能的增量C. 物体克服重力做的功为D. 合力对物体做的功为【答案】AC【解析】【分析】【详解】AB根据做功和能量的关系可得，人对物体做的功等于物体机械能的增加量，即故A正确，B错误；C物体克服重力做的功等于物体重力势能的增加量，即故C正确。D根据动能定理可得，合外力对物体做的功等于物体动能的增加量，即故D错误； 故选AC。10. 如图所示，匀强电场中有一个以O为圆心、半径为R的圆，电场方向与圆所在平面平行，A、O两点电势差为U（U0）。一带正电粒子仅在电场力的作用下经过该区域，在A、B两点时速度大小均为v0，粒子重力不计，以下说法正确的
10、是（）A. 粒子从A到B的运动过程中，电场力先做负功后做正功B. 粒子可能在A、B间是做匀速圆周运动C. 如果将该带电粒子从A点由静止释放，它将沿AO运动D. 圆周上，两点电势差最大值为【答案】AD【解析】【分析】【详解】A粒子只在电场力作用下运动，在A、B两点时速度大小均为v0，说明A、B两点在同一等势面上，又由于A、O电势差U0，则电场线与AB垂直斜向下，如图所示；带正电粒子仅在电场力的作用下从A到B的运动过程中，轨迹一定是曲线且向电场力方向弯曲，所以电场力先做负功再做正功，A正确；B粒子在匀强电场中所受的电场力是恒力，粒子在恒力作用下不可能做匀速圆周运动， B错误；C如果将该带电粒子从A
11、点由静止释放，粒子沿着电场力的方向向右下方运动，不可能沿AO运动，C错误；D在圆周上沿着电场线方向的最大距离等于直径2R，电势差最大值为解得，D正确。故选AD。11. 如图所示，一点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心。两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点，不计重力。下列说法中正确的是（）A. M带正电、N带负电B. M在b点的速度小于它在a点的速度C. N在c点的电势能大于它在e点的电势能D. 因不知点电荷带电性质，无法判断两带电粒子运动过程中速度的变化及电势能的变化情况【答案】BC【解析】【分析】【详解】A由粒子运动轨迹的弯曲方向可知，M
12、受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知M、N带异种电荷，由于不知道O点电荷电性，则无法确定M、N的电性，故A错误；BM从a到b点，库仑力做负功，根据动能定理知，动能减小，则b点的速度小于在a点的速度，故B正确；CN从c点到e点，库仑力做正功，电势能减小，则N在c点的电势能大于它在e点的电势能，故C正确；D由上述分析可知，可以判断两带电粒子运动过程中速度的变化及电势能的变化情况，故D错误。故选BC。12. 如图所示，质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E的匀强电场中，以初速度沿直线做匀变速运动，直线与水平面的夹角为，若小球在初始位置的电势能为零，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（）A. 电
13、场方向一定竖直向上B. 如果电场强度大小，则E的方向为与水平方向成夹角C. 如果电场强度为，则E的方向为与水平方向成夹角D. 电场强度E的最小值为【答案】BD【解析】【分析】【详解】AD因为小球做匀变速直线运动，则小球所受合力与速度方向在同一条直线上，结合平行四边形定则知，电场力的方向不确定，有最小值，当电场力垂直于运动方向时，电场力最小为mgcos30，所以电场强度的最小值故A错误，D正确；BC如果电场强度为，则小球所受的重力和电场力相等，合力的方向在重力和电场力夹角的平分线上，由几何关系可知E的方向与水平方向成30，故C错误，B正确。故选BD。三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）13
14、. 图甲所示的装置可以测量木块与木板之间的动摩擦因数。整个实验装置放在水平桌面上，跨过光滑定滑轮的细线两端分别与放置在木板上的木块和弹簧测力计相连，在木块上放置砝码。向右拉动木板，待弹簧测力计的示数稳定后读数。(1)下列三个因素中，会引起测量误差的一项是_（填序号）向右拉木板的速度未能保持恒定木板与桌面间的摩擦力不能忽略滑轮和木块间的细线未保持水平(2)改变木块上砝码个数进行多次测量后，在图乙中描出了木块所受滑动摩擦力Ff与砝码质量m间的关系图线。已知图线的斜率为k，图线在纵轴上的截距为a，则木块与木板之间的动摩擦因数=_，木块的质量为M=_。（用k、a及重力加速度g表示）【答案】 (1).
15、(2). (3). 【解析】分析】【详解】(1)1本题研究木块与木板间的滑动摩擦力，摩擦力大小只与压力和动摩擦因数的关，与木板与桌面间的摩擦力无关，与木板的运动速度无关，当细绳水平时，绳子拉力等于滑动摩擦力，因此会引起实验误差，而不会。故选。(2)23根据因此，故，14. 利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_A动能变化量与势能变化量B速度变化量和势能变化量C速度变化量和高度变化量(2)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图2所示的一条纸带在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC已知
16、当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T设重物的质量为m从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量Ep=_，动能变化量Ek=_【答案】 (1). A； (2). mghB； (3). 【解析】【分析】(1)物体做自由落体运动，如果重力势能的减少量等于动能的增加量，则可以证明物体的机械能守恒(2)根据重力势能的计算公式可以求出物体重力势能的减少量，根据匀变速直线运动的推论求出物体在B点时的速度，然后应用动能的计算公式求出动能的增加量【详解】(1)验证机械能守恒定律原理是看减少的重力势能和增加的动能是否相等，所以需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量，故A正确(2) 从打
17、O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量Ep=mghB；B点的速度：，动能变化量为：【点睛】解决本题的关键掌握实验的原理，会通过原理确定器材，以及掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度的大小，关键是匀变速直线运动推论的运用四、计算题（本大题共4小题，共46.0分）15. 质量为的某型号舰载机在航母的跑道上加速时，发动机产生的最大加速度为，所需的起飞速度为，跑道长。舰载机受到的阻力为重力的0.2倍，求：(1)舰载机所需的起飞动能；(2)发动机产生的最大推力F；(3)航母弹射装置至少应对舰载机做的功W。【答案】(1) ；(2) ；(3) 【解析】【分析】【详解】(1)起飞所需动能 (2)根据
18、牛顿第二定律，发动机产生的最大推力为F (3)根据动能定理航母弹射装置至少应对舰载机做功 16. 航空航天技术是一个国家综合国力的反映，我国已于2020年7月23日成功发射“天问一号”火星探测器。假设航天员登上火星后进行科学探测与实验，航天员在火星表面以速度竖直上抛一小球，经t时间小球返回抛出点。已知火星的半径为R，引力常量为G，不计阻力。(1)求火星表面的重力加速度g；(2)求火星的第一宇宙速度大小；(3)求火星探测器绕火星表面附近环绕的周期T。【答案】(1) ；(2) ；(3) 【解析】【分析】【详解】(1)在火星上，对小球有 解得 (2)由万有引力提供向心力，有 联立解得 (3)设探测器
19、轨道半径为r，由万有引力提供向心力，有 由于探测器绕火星表面附近运动，故有 联立解得17. 某空间区域内存在水平方向的匀强电场，在其中一点处有一质量为、带电荷量为的小球。现将小球由静止释放，小球会垂直击中斜面上的点。已知斜面与水平方向的夹角为60，之间的距离为，重力加速度为。求：(1)场强的大小和方向；(2)带电小球从点运动到点机械能的增量；(3)在点给带电小球一个平行斜面向上的初速度，小球落到斜面上时与点之间的距离。【答案】(1),方向水平向右；(2) ；(3)【解析】【分析】【详解】(1)根据题意，方向为合力方向，小球所受电场力水平向右，小球带正电，则匀强电场的方向水平向右；带电小球合力方
20、向与竖直方向成60角，由平行四边形定则可得解得(2)根据功能关系可知，电场力对小球做的功等于小球机械能的增量，则解得(3)解法一 小球所受电场力与重力的合力沿方向，若小球初速度平行斜面向上，则小球做类平抛运动，如图甲所示。由平行四边形定则得由牛顿第二定律得设小球在斜面上的落点到点的距离为，小球落到斜面上的时间为，则解得解法二 小球在水平方向上做匀加速直线运动，在竖直方向上做竖直上抛运动。设小球落在斜面上的点，水平位移，竖直位移，如图乙所示。则，则联立解得解得18. 如图甲所示，半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，B为轨道的最低点，B点右侧的光滑水平面上紧挨B点有一静止的小平板车，平板车质量，长
21、度，小车的上表面与B点等高，距地面高度。质量的物块（可视为质点）从圆弧最高点A由静止释放。取。试求：(1)物块滑到轨道上的B点时对轨道的压力大小；(2)若锁定平板车并在其上表面铺上一种特殊材料，其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化，如图乙所示，求物块滑离平板车时的速率；(3)若解除平板车的锁定并撤去上表面铺的材料后，物块与平板车上表面间的动摩擦因数，物块仍从圆弧最高点A由静止释放，求物块落地时距平板车右端的水平距离。【答案】(1)30N，方向竖直向下；(2)；(3)0.4m【解析】【分析】【详解】(1)物块从圆弧轨道顶端滑到B点的过程中，机械能守恒，则有解得在B点由牛顿第二定律有解得由牛顿第三定律得物块滑到轨道上B点时对轨道的压力大小方向竖直向下(2)物块在平板车上滑行时摩擦力做功物块由静止释放到滑离平板车过程中由动能定理得解得(3)当平板车不固定时，对物块有对平板车有经过时间物块滑离平板车，则有解得（另一解舍掉）物块滑离平板车时的速度此时平板车的速度物块滑离平板车后做平抛运动的时间物块落地时距平板车右端的水平距离