广东省广州市广州大学附属中学2023-2024学年高二上开学测物理试卷

2023-2024学年上学期开学测

高二物理

本试卷共页，15 小题，满分 100 分。考试用时 75 分钟。

一、单选题:(共7小题，每小题4分，共28分)

1．一机动船在静水中的速度是10m/s，水流速度为8m/s，河宽为100m,假设船想要从一岸到对岸，则下列说法中正确的是：

A．船渡河的最短位移为125m

B．船过河的最短时间是10s

C．船相对于地的速度可能达到20m/s

D．此船不可能垂直到达对岸

2．一竖直倒立的圆锥筒，筒侧壁倾斜角度α不变．一小球在的内壁做匀速圆周运动，球与筒内壁的摩擦可忽略，小球距离地面的高度为H，则下列说法中正确的是（）

A．H越小，小球对侧壁的压力越大

B．H越大，小球做圆周运动的线速度越大

C．H越小，小球做圆周运动的向心力越小

D．H越大，小球做圆周运动的周期越小

3．对于环绕地球做圆周运动的卫星来说，它们绕地球做圆周运动的周期会随着轨道半径的变化而变化，某同学根据测得的不同卫星做圆周运动的半径三次方r3与周期平方T2的关系作出如图所示图象，则可求得地球质量为（已知引力常量为G）（     ）

A． B． C． D．

4．我国女子短道速滑队在世锦赛上实现接力三连冠，观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出，在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则（　　）

A．甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量

B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反

C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量

D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功

5．如图所示，质量为m的小女孩从滑梯顶端由静止匀加速滑下。空气阻力不计，滑梯可等效为直斜面，与水平地面的夹角为，已知小女孩运动到滑梯底端的速率为，滑梯顶端到地面的距离为h，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A．小女孩刚下滑到底端时重力的瞬时功率为

B．小女孩下滑过程中受到的摩擦力的总功为零

C．小女孩下滑过程中合外力的平均功率为是

D．小女孩下滑过程中克服摩擦力做功为

6．中国的面食文化博大精深，种类繁多。其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法是一手托面一手拿刀，直接将面削到开水锅里，如图所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为h，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，将削出的小面圈的运动视为平抛运动。且小面圈都落入锅中，重力加速度为g。则下列关于所有小面圈在空中运动的描述正确的是（　　）

A．速度的变化量都不相同

B．运动的时间都不相同

C．落入锅中时，最大速度是最小速度的3倍

D．若初速度为，则

7．如图所示，两质量分别为m1和m2的弹性小球A、B叠放在一起，从高度为h处自由落下，h远大于两小球半径，落地瞬间，B先与地面碰撞，后与A碰撞，所有的碰撞都是弹性碰撞，且都发生在竖直方向、碰撞时间均可忽略不计。已知m2＝3m1，则A反弹后能达到的高度为（　　）

A．h B．2h C．3h D．4h

二、多选题(3小题，每小题6分，漏选得3分，错选不得分，共18分)

8．嫦娥工程分为三期，简称“绕、落、回”三步走。我国发射的的“嫦娥三号”卫星是嫦娥工程第二阶段的登月探测器，经变轨成功落月。如图所示为其飞行轨道示意图，则下列说法正确的是

A．嫦娥三号的发射速度应该大于11.2 km/s

B．嫦娥三号在环月轨道1上P点的加速度等于在环月轨道2上P点的加速度

C．嫦娥三号在动力下降段中一直处于完全失重状态

D．嫦娥三号在环月轨道2上运行周期比在环月轨道1上运行周期小

9．如图甲，足够长的光滑斜面倾角为30°，t=0时质量为2kg的物块在沿斜面方向的力F作用下由静止开始运动，设沿斜面向上为力F的正方向，力F随时间t的变化关系如图乙。取物块的初始位置为零势能位置，重力加速度取10m/s2，则物块(　　)

A．在0~1s过程中机械能减少4J

B．在t=1s时动能为1J

C．在t=2s时机械能为-4J

D．在t=3s时速度大小为15.5m/s

10．如图所示，A，B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B，C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面。下列说法错误的是（　　）

A．斜面倾角

B．A获得最大速度为

C．C刚离开地面时，B的加速度最小

D．从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒

三、实验题(共16分)

11．（6分）用如图甲所示装置研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

（1）关于本实验，下列说法中正确的是。

A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放

B．轨道倾斜部分必须光滑

C．轨道末端必须水平

（2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上的位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落点的位置（A、B、C三点中的某个点），然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上的位置S由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，用同样的方法找到两小球碰后平均落点的位置（A、B、C三点中剩下的两个点）。实验中需要测量的有。

A．入射小球和被碰小球的质量、

B．入射小球开始的释放高度h

C．小球抛出点距地面的高度H

D．两球相碰前后的平抛射程OB、OA、OC

（3）某同学在做上述实验时，测得入射小球和被碰小球的质量关系为，两小球在记录纸上留下三处落点痕迹如图乙所示，他将米尺的零刻线与O点对齐，测量出O点到三处平均落地点的距离分别为OA、OB、OC。该同学通过测量和计算发现，在实验误差允许范围内，两小球在碰撞前后动量是守恒的。

①该同学要验证的关系式为；

②若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，需要判断关系式是否成立。

12．（10分）用如图甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒．图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），所用电源的频率为50Hz，已知m1＝50g、m2＝150g，则:(结果均保留两位有效数字)

（1）在纸带上打下计数点5时的速度v5＝m/s；

（2）在打下0点到打下计数点5的过程中系统动能的增加量ΔEk＝J，系统势能的减少量ΔEp＝J，由此得出的结论是；(当地的重力加速度g取10m/s2)

（3）若某同学作出v2­h图象如图丙所示，则当地的重力加速度g＝m/s2。

四、计算题(共38分)

13．（9分）如图，“冰雪游乐场”滑道上的B点左侧水平面粗糙，右侧是光滑的曲面，左右两侧平滑连接质量m=30kg的小孩从滑道顶端A点由静止开始下滑，经过B点时被静止的质量为M=60kg的家长抱住，一起滑行到C点停下（C点末画出）已知A点高度h=5m，人与水平滑道间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2，求；

（1）小孩刚到B点时的速度大小vB；

（2）B、C间的距离s．

14．（9分）如图所示，长为L的绳子下端连着一质量为m的小球，上端悬于天花板上，当把绳子拉直时，绳子与竖直线的夹角θ＝60°，此时小球静止于光滑的水平桌面上.

（1）当小球以角速度ω1＝做圆锥摆运动时，绳子张力T1为多大？桌面受到的压力N1为多大？

（2）当小球以角速度ω2＝做圆锥摆运动时，绳子的张力T2及桌面受到的压力N2分别为多大？

15．（20分）10个同样长度的木块放在水平地面上，每个木块的质量m=0.5kg、长度L=0.6m，它们与地面之间的动摩擦因数μ1=0.1，在左方第一个木块上放一质量M=1kg的小铅块（视为质点），它与木块间的动摩擦因数μ2=0.25。现给铅块一向右的初速度v0=5m/s，使其在木块上滑行。g取10m/s2，求：

（1）开始带动木块运动时铅块的速度；

（2）铅块与木块间因摩擦产生的总热量(计算结果保留两位小数)；

（3）铅块运动的总时间。

参考答案：

1．B

【解析】AD.因船速大于水速，调整船速的方向保证合速度垂直河岸船就能垂直过河，航程最短为；故A，D错误.

B.当船头指向正对岸航行时，在垂直河岸方向的分运动时间最短，则渡河的运动时间最短为；故B正确.

C.根据矢量的合成法则可知，船速和水速同向时合速度最大为18m/s，故船相对于地的速度不可能达到20m/s；故C错误.

2．B

【解析】A．对小球受力分析：

竖直方向上合力为0：

解得：，可知侧壁对小球的支持力不变，根据牛顿第三定律可知小球对侧壁的压力不变，A错误；

B．根据牛顿第二定律：

变形得：

越大，越大，根据方程可知小球线速度越大，动能越大，B正确；

C．小球所受向心力恒为不变，C错误；

D．根据牛顿第二定律：

解得：，越大，越大，根据方程可知周期越大，D错误。

故选B。

3．A

【解析】由万有引力提供向心力有

得

由图可知

所以地球的质量为

故A正确，BCD错误。

故选A。

4．B

【解析】AB．根据牛顿第三定律可知，在乙推甲的过程中，甲对乙的作用力大小等于乙对甲的作用力大小，作用时间相等，根据可知，甲对乙的冲量一定与乙对甲的冲量等大反向，由动量定理可知，甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反，故A错误，B正确；

CD．甲、乙间的作用力大小相等，不知道甲、乙的质量关系，不能求出甲乙动能变化关系，无法判断做功多少，也不能判断出二者动能的变化量，故CD错误。

故选B。

5．D

【解析】A. 小女孩刚下滑到底端时重力沿斜面方向的分力为，则此时重力的瞬时功率为

故A错误；

BD. 根据动能定理，有

小女孩下滑过程中受到的摩擦力的总功

则小女孩下滑过程中克服摩擦力做功为，故B错误，D正确；

C. 根据动能定理，小女孩下滑过程中合外力做的功

小女孩下滑到底端用的时间

小女孩下滑过程中合外力的平均功率

故C错误。

故选D。

6．D

【解析】AB．小面圈均做平抛运动，有

解得

所以所有小面圈在空中运动的时间都相同，再根据

所以所有小面圈的速度的变化量都相同，故AB错误；

CD．根据锅的大小可知，面能落到锅左边缘处时的初速度符合

根据公式

可知

落到左边缘的末速度

同理，面落到锅的右边缘时，初速度符合

解得

落到右边缘的末速度为

初速度满足

根据计算可知

即落入锅中时，最大速度小于最小速度的3倍。故C错误，D正确。

故选D。

7．D

【解析】下降过程为自由落体运动，由匀变速直线运动的速度位移公式得

v2=2gh

解得触地时两球速度相同，为

m2碰撞地之后，速度瞬间反向，大小相等，选m1与m2碰撞过程为研究过程，碰撞前后动量守恒，设碰后m1、m2速度大小分别为v1、v2，选向上方向为正方向，由动量守恒定律得：

m2v-m1v=m1v1+m2v2

由能量守恒定律得

由题可知

m2=3m1

联立解得

反弹后高度为

故D正确，ABC错误。

故选D。

8．BD

【解析】A．在地球表面发射卫星的速度大于11.2km/s时，卫星将脱离地球束缚，绕太阳运动，故A错误；

B．根据万有引力提供向心力，得，由此可知在轨道1上经过P点的加速度等于在轨道2上经过P点的加速度，故B正确；

C．嫦娥三号在动力下降段中，除了受到重力还受到动力，并不是完全失重状态，故C错误；

D．根据开普勒定律，由此可知，轨道半径越小，周期越小，故嫦娥三号在环月轨道2上运行周期比在环月轨道1上运行周期小，故D正确；

故选BD。

9．ACD

【解析】A．在0~1s内，力F沿斜面向上，大小为2N，小于重力的下滑分力，由牛顿第二定律可得

解得

因重力之外的其他力做了−4J的功，故在0~1s过程中机械能减少4J，故A正确； B．t=1s时

故B错误；

C．由于取物块的初始位置为零势能位置，则1s时，物块重力势能为

1~2s过程中，机械能守恒，当t=2s时，物块机械能为

故C正确；

D．2s时物块的速度为

2~3s过程中，由牛顿第二定律可得

解得

则物块在t=3s时的速度为

故D正确。

故选ACD。

10．AD

【解析】A．C刚离开地面时，对C有

此时B有最大速度，即

对B有

对A有

以上方程联立可解得

故 A错误，符合题意；

B．初始系统静止，且线上无拉力，对B有

由上问知

则从释放至C刚离开地面过程中，弹性势能变化量为零；此过程中A、B、C组成的系统机械能守恒，即

以上方程联立可解得A球获得最大速度为

故B正确，不符合题意；

C．C刚离开地面时，B球的加速度为零，加速度最小；对B球进行受力分析可知，刚释放A时，B所受合力最大，此时B具有最大加速度，故C正确，不符合题意；

D．从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球以及弹簧构成的系统机械能守恒，A、B两小球组成的系统机械能不守恒。故D错误，符合题意。

故选AD。

11．     AC     AD    

【解析】（1）本实验只要确保轨道末端水平，从而确保小球离开轨道后做的是平抛运动即可，并不需要轨道光滑；另一方面，要确保放上被碰小球后，入射小球的碰前的速度大小还是原来的大小，故要求从同一位置由静止释放入射小球，故选AC。

（2）由于入射小球、被碰小球离开轨道后的运动都是平抛运动，且平抛的竖直位移相同，故由

可知，小球的水平位移，故可用水平位移的大小关系表示速度的大小关系，因此不需要测量H。H只要保持不变就可以了，并不需要测量出来，故选AD。

（3）①由图可知，，，，代入质量关系，可知

但是

故OC才是入射小球碰前速度对应的水平位移。

由动量守恒得

根据

解得

故要验证碰撞是否为弹性碰撞，则可以验证

即

变形得

根据

则有

解得

12．     2.4     0.580.60         9.7

【解析】（1）在纸带上打下计数点5时的速度

v＝＝m/s＝2.4m/s

（2）在打点0～5过程中系统动能的增加量

ΔEk＝（m1＋m2）v2＝×0.2×2.42J＝0.576J

系统重力势能的减少量

ΔEp＝（m2－m1）gh＝0.1×10×（0.216＋0.384）J＝0.600J

在误差允许的范围内，系统机械能守恒；

（3）由系统机械能守恒得

（m2－m1）gh＝（m1＋m2）v2

解得

v2＝gh

图线的斜率

k＝g＝m/s2

解得

g＝9.7m/s2

13．（1）10m/s（2）25/9m

【解析】（1）从最高点到最低点，根据机械能守恒定律得

得vB=10m/s；

（2）家长抱住小孩瞬间由动量守恒定律有

解得

接着以共同速度v向左做匀减速直线运动，由动能定理得

解得s= m

14．（1）mg；（2）4mg；0

【解析】（1）对小球受力分析，作出力图如图1．

根据牛顿第二定律，得

Tsin60°=mω2Lsin60°①

mg=N+Tcos60°  ②

又ω1＝

解得

T=mg，N=mg

（2）设小球对桌面恰好无压力时角速度为ω0，即N=0

代入①②得

由于＞ω0，故小球离开桌面做匀速圆周运动，则N=0；

此时小球的受力如图2．设绳子与竖直方向的夹角为θ，则有

mgtanθ=mω2•Lsinθ   ③

mg=Tcosθ     ④

联立解得  

T=4mg

15．（1）1m/s；（2）12.42J；（3）2.1s

【解析】（1）设铅块可以带动n个木块移动，以这几个木块为研究对象，铅块施加的摩擦力应大于地面施加的摩擦力，则有

解得

取，此时铅块已滑过8个木块

根据动能定理

代入数据得，刚滑上木块9时铅块的速度

（2）对铅块M，根据牛顿第二定律有

2.5m/s2

根据速度时间公式有

对木块9+10，根据牛顿第二定律有

根据速度时间公式有

令，则它们获得共同速度所需时间

铅块位移

木块位移

铅块相对木块位移

铅块与木块间因摩擦产生的总热量

J

（3）由（2）问知，共同速度

铅块、木块一起做匀减速运动的时间

铅块在前8个木块上运动时间

铅块运动的总时间