重庆市第四十九中学2023-2024学年高二物理上学期开学考试试题（Word版附解析）

2023年高二上学期物理开学考试

考试时间：75分钟

一、选择题（共7题，每小题4分，共28分）

1. 一质点做曲线运动，下列说法正确的是（　　）

A. 质点速度大小时刻改变 B. 质点加速度方向时刻在改变

C. 质点速度方向一定与加速度方向相同 D. 质点速度方向一定沿曲线的切线方向

【答案】D

【解析】

【详解】A．质点做曲线运动，速度方向一定时刻在改变，但是速度大小不一定时刻在改变，例如匀速圆周运动，选项A错误；

B．质点做曲线运动，加速度方向不一定时刻在改变，例如平抛运动，选项B错误；

C．质点做曲线运动，速度方向一定与加速度方向不相同，选项C错误；

D．做曲线运动的质点的速度方向一定沿曲线的切线方向，选项D正确。

故选D

2. 在地面附近发射飞行器，当速度为v时，飞行器会克服地球引力，永远离开地球，则（　　）

A. v=6.7km/s B. v=7.9km/s

C. 7.9km/s<v<11.2km/s D. v≥11.2km/s

【答案】D

【解析】

【详解】根据万有引力提供向心力公式，在半径一定的情况下，速度越大，所需要的向心力越大。如果向心力不足，物体将做离心运动。物体在地球表面轨道上运动时，受到的向心力刚好对应的速度就是7.9km/s。超过就要做离心运动。而要完全脱离地球引力，需要的速度为11.2km/s，D正确ABC错误。

故选D。

3. 一两岸平行的小河，宽100m，河水流速为3m/s，一小船在静水中的速度为5m/s，小船渡河的最短时间为（　　）

A. 20s B. 25s C. 33s D. 12.5s

【答案】A

【解析】

【详解】当静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短

A正确BCD错误。

故选A。

4. 甲、乙两颗人造地球卫星均绕地球做匀速圆周运动，甲的运动半径大于乙的运动半径，则（　　）

A. 甲运动的周期比乙大 B. 甲运动的角速度比乙大

C. 甲运动的加速度比乙大 D. 甲运动的速度比乙大

【答案】A

【解析】

【详解】由万有引力定律与匀速圆周运动可得

解得

，，，

A．根据公式可知轨道半径越大，周期越大，故甲的周期大，A正确；

B．根据公式可知轨道半径越大，角速度越小，故甲的角速度小，B错误；

C．根据公式可知轨道半径越大，向心加速度越小，故甲的加速度小，C错误；

D．根据公式可知轨道半径越大，线速度越小，故甲的线速度小，D错误。

故选A。

5. 如图所示，物块b置于楔形物体a的斜面上，水平力F作用于楔形物体a，使a、b一起做水平匀速直线运动，在运动过程中（　　）

A. a对b的弹力不做功 B. a对b的弹力做正功

C. a对b的摩擦力不做功 D. a对b的摩擦力做正功

【答案】D

【解析】

【详解】AB．a、b一起做水平匀速直线运动过程中，a对b的弹力垂直斜面向上，则弹力做负功，选项AB错误；

CD．a对b的摩擦力沿斜面向上，则摩擦力做正功，选项D正确，C错误。

故选D。

6. 如图所示，滑板运动员以速度从距离地面高度为h的平台末端水平飞出，落在水平地面上。运动员和滑板均可视为质点，忽略空气阻力的影响。下列说法中正确的是（　　）

A. h一定时，越大，运动员在空中运动时间越长

B. h一定时，越大，运动员落地瞬间速度越大

C. 运动员落地瞬间速度与高度h无关

D. 运动员落地位置与大小无关

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据题意可知，运动员和滑板做平抛运动，由可知，运动时间为

可知，运动员在空中运动时间与初速度无关，故A错误；

BC．根据题意可知，运动员和滑板做平抛运动，由可得，落地瞬间竖直分速度为

则落地速度为

可知，越大，越大，落地速度越大，故C错误，B正确；

D．根据题意可知，运动员的水平位移为

可知，初速度越大，射程越远，即运动员落地位置与大小有关，故D错误。

故选B。

7. 篮球运动员斜向上投出质量为的篮球，球出手时高度为、动能为，篮筐距地面高度为，不计空气阻力。则篮球进筐时的动能为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】以地面为零势能面，篮球机械能守恒，根据机械能守恒定律有：

解得

-

故选B。

二、多项选择题（共3题，每题5分，共15分。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）

8. 一个质点做匀速圆周运动时，它在任意相等的时间内（　　）

A. 通过的位移相等 B. 通过的弧长相等

C. 转过的角度相等 D. 速度的变化相等

【答案】BC

【解析】

【详解】一个质点做匀速圆周运动时，根据l=vt可知它在任意相等的时间内，通过的弧长相等；根据θ=ωt可知，在任意相等的时间内转过的角度相等；而位移和速度均是矢量，所以是变化的，选项AD错误，BC正确。

故选BC。

9. 如图所示，长为的轻绳一端固定于O点，另一端固定质量为m的小球（可视为质点）。将小球置于位置P使轻绳绷直且水平，然后将小球从静止开始释放，重力加速度为g，当小球运动至最低位置Q时（　　）

A. 小球加速度大小为g B. 小球加速度大小为2g

C. 重力的功率为 D. 轻绳弹力大小为3mg

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．设小球运动至最低位置Q时速度大小v，根据机械能守恒可得

解得

则小球在最低点的加速度为

A错误，B正确；

C．最低位置，速度为水平方向与重力方向垂直，重力的功率为零，C错误；

D．在最低点，拉力和重力的合力充当向心力，则

解得

T=3mg

D正确。

故选BD。

10. 如图所示，竖直面内固定有光滑直角杆abc，质量相同的小球M、N用长为1m的轻绳连接，两小球M、N分别穿在竖直杆ab和水平杆bc上。用外力使两小球静止，轻绳绷直且与水平方向夹角为37°，然后将两小球同时从静止开始释放，至轻绳与水平方向夹角为53°时（图中未画出），小球M、N速度大小分别为vM、vN。已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g=10m/s2，则（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】AD

【解析】

【详解】设小球M、N质量均为m，小球M、N系统机械能守恒，

又

联立解得

vM=1.2m/s，vN=1.6m/s

AD正确，BC错误。

故选AD。

三、实验题（共16分，每空2分）

11. 小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片使A球水平飞出，同时B球被松开。

（1）他观察到的现象是：小球A、B___________（填“同时”或“先后”）落地。

（2）让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间___________（填“变长”“不变”或“变短”）。

（3）上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是___________运动。

（4）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点，结合实验中重锤方向确定坐标系，丙图中小方格的边长均为，g取，A、B点时间间隔是___________s，小球运动中水平分速度的大小为___________。

【答案】    ①. 同时    ②. 不变    ③. 自由落体    ④. 0.1    ⑤. 1.5

【解析】

【详解】（1）[1] 用小锤轻击弹性金属片使A球水平飞出，同时B球被松开，发现两球同时落地。

（2）[2] 用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间不变。

（3）[3] 上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。

（4）[4]竖直方向由可得

所以A、B点时间间隔是0.1s。

[5]小球运动中水平分速度的大小为

12. 用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源（所用交流电频率为f）。质量为m的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量。如图2所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的三个点A、B、C，测出A、B、C三点距起始点O的距离分别为d1、d2、d3，根据这些条件研究OB段运动。已知当地重力加速度为g。

（1）OB段运动，重锤重力势能的减少量=__________；

（2）OB段运动，重锤动能的增加量=____________；

（3）实验中产生系统误差的主要原因是：纸带通过打点计时器的摩擦阻力，使重锤增加的动能往往_______（填“大于”、“小于”或“等于”）重锤减少的重力势能。

【答案】    ①. mgd2    ②.     ③. 小于

【解析】

【详解】(1)［1］由物体重力做正功等于物体重力势能的减少量可知，段运动，重锤重力势能的减少量是

(2)［2］由题意知，相邻两点之间的时间间隔为，匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度可得

段运动，重锤动能的增加量

(3)［3］因为纸带通过打点计时器时有摩擦阻力，重锤的速度会减小，使重锤增加的动能往往小于重锤减少的重力势能。

四、计算题（本题共3小题，共41分）

13. 2019年12月16日15时22分，我国在西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第五十二、五十三颗北斗导航卫星，北斗导航卫星分为高、中、低三种轨道。某中轨道卫星的运动视为匀速圆周运动，其轨道半径为地球半径的4倍，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，不考虑地球的自转。求：

(1)地球质量；

(2)该中轨道卫星的线速度大小。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)对地球表面上的物体

解得

(2)对中轨卫星

解得

14. 如图所示，倾角为37°的固定斜面与足够长水平面平滑连接于O点，物块（可视为质点）从斜面顶点P由静止开始释放，已知OP距离为，物块与斜面、水平面间动摩擦因数均为0.5，已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g=10m/s2。求：

（1）物块运动至O点时速度大小v；

（2）物块在水平面上运动的距离d。

【答案】（1）2m/s；（2）0.4m

【解析】

【详解】（1）由动能定理得

解得

v=2m/s

（2）由动能定理得

解得

d=0.4m

15. 如图所示，半径为R=1.25m的光滑四分之一圆弧轨道在最低点与水平传送带相切于B点，传送带以v=4m/s的速度顺时针匀速转动，传送带BC两端距离为L=1.9m。质量为m=0.4kg的滑块（可视为质点），从圆弧轨道最高点A处由静止开始释放，已知滑块与传送带间动摩擦因数=0.5，重力加速度为g=10m/s2。求：

（1）滑块到达B点时速度大小；

（2）滑块从传送带B到C端过程所经历的时间；

（3）滑块从传送带B到C端过程中，产生的热量。

【答案】（1）5m/s；（2）；（3）0.2J

【解析】

【详解】（1）滑块从A到B过程，机械能守恒，设滑块到达B点时速度大小为vB，有

解得

vB=5m/s

（2）设滑块冲上传送带后，经过t1，与传送带达到共同速度v，相对于地面发生的位移大小为d

由动能定理得

解得

d=0.9m

t1=0.2s

随后，滑块做匀速直线运动，历时t2到达C端

解得

滑块从传送带B到C端过程所经历的时间

（3）滑块从传送带B到C端过程中，滑块相对于传送带位移大小为x

解得

x=0.1m

产生的热量