四川省广安市第二中学2024-2025学年高二上学期开学考试物理试题（解析版）

这是一份四川省广安市第二中学2024-2025学年高二上学期开学考试物理试题（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（每小题4分，共12个小题，共48分；其中1-8题为单选题，题多选题，少选得2分，多选、错选得0分。）
1. 在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动，经过时间t，猴子沿杆向上移动的高度为h，人顶杆沿水平地面移动的距离为s，如图所示。关于猴子的运动情况，下列说法中正确的是（ ）
A. 相对地面的运动轨迹为直线B. 相对地面做变加速曲线运动
C. t时刻猴子对地速度的大小为v0+atD. t时间内猴子对地的位移大小为
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AB．猴子竖直向上做匀加速直线运动，水平向右做匀速直线运动，其合运动是匀变速曲线运动，AB错误；
C．据平行四边形定则可得，t时刻猴子对地的速度大小为
C错误；
D．t时间内猴子对地的位移是指合位移，其大小为
D正确。
故选D。
2. 如图所示，A、B两个小球在同一竖直线上，离地高度分别为2h和h，将两球水平抛出后，两球落地时的水平位移之比为1∶2，则下列说法正确的是( )
A. A、B两球的初速度之比为1∶4
B. A、B两球的初速度之比为1∶2
C. 若两球同时抛出，则落地的时间差为
D. 若两球同时落地，则两球抛出的时间差为(－1)
【答案】D
【解析】
【详解】，，因此两球的初速度之比为1∶，A、B项错误；若两球同时 抛出，则落地的时间差为，若两球同时落地，则两球抛出的时间差也为(－1)，C项错误，D项正确．
3. 如图所示，是马戏团中上演的飞车节目，在竖直平面内有半径为R的圆轨道．表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动．已知人和摩托车的总质量为m，人以v1＝的速度通过轨道最高点B，并以v2＝v1的速度通过最低点A．则在A、B两点轨道对摩托车的压力大小相差( )
A. 3mgB. 4mgC. 5mgD. 6mg
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知，在B点，有，解之得FB＝mg，在A点，有，解之得FA＝7mg，所以A、B两点轨道对车的压力大小相差6mg．故选项D正确．
4. 火星成为我国深空探测的第二颗星球，假设火星探测器在着陆前，绕火星表面匀速飞行（不计周围其他天体的影响），宇航员测出飞行圈用时，已知地球质量为，地球半径为，火星半径为，地球表面重力加速度为。则（ ）
A. 火星探测器匀速飞行的速度约为
B. 火星探测器匀速飞行的向心加速度约为
C. 火星探测器的质量为
D. 火星的平均密度为
【答案】B
【解析】
【详解】A．火星探测器飞行圈用时，则有飞行的速度为
A错误；
B．由向心加速度公式可得，火星探测器匀速飞行的向心加速度约为
B正确；
C．设火星质量为，火星探测器的质量为，由月球的万有引力提供向心力，可得
可知等式两边的质量约去了，因此不能求出火星探测器的质量，C错误；
D．火星探测器由火星的万有引力提供向心力，可得
又有
在地球表面物体的重力等于地球的万有引力，则有
解得
联立解得
D错误
故选B。
5. 汽车以恒定的功率在平直公路上行驶，所受到的摩擦阻力恒等于车重的0.1倍，汽车能达到的最大速度为vm。则当汽车速度为时，汽车的加速度为（重力加速度为g）（ ）
A. 0.1gB. 0.2gC. 0.3gD. 0.4g
【答案】A
【解析】
【详解】设汽车质量为m，则汽车行驶时受到的阻力
Ff=0.1mg
当汽车速度最大为vm时，汽车所受的牵引力
F=Ff
则有
P=Ffvm
当速度为时有
P=F
由以上两式可得
F=2Ff
根据牛顿第二定律
F－Ff=ma
所以
a==0.1g
故选A。
6. A、B两物体的质量之比为mA：mB=2：1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度图象如图所示，那么，A、B两物体所受摩擦阻力之比FA：FB与A、B两物体克服摩擦力做的功之比WA：WB分别为（ ）
A 2：1，4：1B. 4：1，2：1C. 1：4，1：2D. 1：2，1：4
【答案】B
【解析】
【详解】根据速度时间的图象可知，aA：aB=2：1，物体只受到摩擦力的作用，摩擦力作为合力产生加速度，由牛顿第二定律可知，F=ma，所以摩擦力之比为FA：FB=4：1；
由动能定理，摩擦力的功，由于AB的初速度大小相同，mA：mB=2：1，所以两物体克服摩擦阻力做的功之比WA：WB=2：1．所以B正确，ACD错误。
故选B。
7. 如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h．若将小球A换为质量为3m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，重力加速度为g，不计空气阻力，则小球B下降h时的速度为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据系统机械能守恒得，对A下降h的过程有mgh＝Ep，对B下降h的过程有3mgh＝Ep＋×3mv2，解得，选项A正确．
8. 如图所示，质量为M的盒子放在光滑的水平面上，盒子内表面不光滑，盒内放有一块质量为m的物体，某时刻给物体一个水平向右的初速度v0，那么在物体与盒子前后壁多次往复碰撞后（ ）
A. 由于机械能损耗最终两者的速度均为零
B. 两者的碰撞会永远进行下去，不会形成共同的速度
C. 盒子的最终速度为，方向水平向右
D. 盒子的最终速度为，方向水平向右
【答案】D
【解析】
【详解】系统水平方向不受力，故动量守恒可知最终两物体以共同速度向右运动，由
可得，两物体的末速度为
故选D。
9. 如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )
A. 甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒
B. 乙图中，物体B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，B机械能守恒
C. 丙图中，斜面光滑，物体在推力F作用下沿斜面向下运动的过程中，物体机械能守恒
D. 丁图中，斜面光滑，物体在斜面上下滑的过程中，物体机械能守恒
【答案】BD
【解析】
【分析】当只有重力做功或弹簧的弹力做功时，物体的机械能守恒，根据机械能守恒的条件逐项进行分析判断．
【详解】甲图中，物体 A 将弹簧压缩的过程中，物体和弹簧构成的系统机械能守恒，物体A的机械能不守恒，故A错误；乙图中，物体B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，物体B受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力，拉力和滑动摩擦力的合力为零，故合力的功等于重力的功，故物体B的机械能守恒，故B正确；物体受重力、支持力和推力，由于推力做功，故机械能不守恒，故C错误；物体受重力和支持力，由于支持力不做功，只有重力做功，故机械能守恒，故D正确；故选BD．
【点睛】解决本题的关键掌握判断机械能守恒的条件，判断的方法：1、看系统是否只有重力或弹力做功，2、看动能和势能之和是否保持不变．
10. 如图所示，动量分别为、的两个小球A、B在光滑的水平面上沿一直线向右运动，经过一段时间后两球发生正碰，分别用、表示两小球动量的变化量。则下列选项中可能正确的是（ ）
A. 、
B. 、
C. 、
D. 、
【答案】AB
【解析】
【详解】A．若，，遵守动量守恒定律，碰撞后A、B的动量分别为
A的动量减小，B的动量增加，则碰后A的动能减小，B的动能增加，总动能可能不增加，所以是可能的，故A正确；
B．若，，遵守动量守恒定律，碰撞后A、B的动量分别为
，
A的动量减小，B的动量增加，则碰后A的动能减小，B的动能增加，总动能可能不增加，所以是可能的，故B正确；
C．若、，碰后两球的动量分别为
，
根据关系式
可知，A球的质量和动量大小不变，动能不变，而B球的质量不变，但动量增大，所以B球的动能增大，这样系统的机械能比碰前增大了，故C错误；
D．若、，遵守动量守恒定律，碰撞后A、B的动量分别为
，
可知碰后A的动量增加，B的动量减小，由于碰撞过程中，A受到向左的冲力，B受到向右的冲力，所以A、B仍沿原方向运动时，A的动量应减小，B的动量应增加，因此这组数据是不可能的，故D错误。
故选AB。
11. 在倾角为30°的斜面上，某人用平行于斜面的力把原来静止于斜面上的质量为2 kg的物体沿斜面向下推了2 m的距离，并使物体获得1 m/s的速度，已知物体与斜面间的动摩擦因数为，g取10 m/s2，如图所示，则在这个过程中( )
A. 人对物体做功21 J
B. 合外力对物体做功1 J
C. 物体克服摩擦力做功21 J
D. 物体重力势能减小20 J
【答案】BD
【解析】
【详解】A、根据动能定理可知
解得: ，故A错；
B、根据动能定理可知合外力做的功就等于动能的增加量，所以合外力做功等于 ，故B对；
C、物体克服摩擦力做的功为 ，故C错；
D、物体重力势能的减少量为 ,故D对；
故选BD
【点睛】根据动能定理求解人对物体所做的功及合外力所做的功,根据恒力做功公式求解物体克服摩擦力做功.
12. 2022年第24届冬季奥林匹克运动会将在北京举行，跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一。如图所示为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图，运动员从O点由静止开始，在不借助其他外力的情况下，自由滑过一段圆心角为60°的光滑圆弧轨道后从A点水平飞出，然后落到斜坡上的B点。已知A点是斜坡的起点，光滑圆弧轨道半径为40 m，斜坡与水平面的夹角θ＝30°，运动员的质量m＝50 kg，重力加速度g＝10 m/s2，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 运动员从O点运动到B点的整个过程中机械能守恒
B. 运动员到达A点时的速度为20 m/s
C. 运动员到达B点时的动能为10 kJ
D. 运动员从A点飞出到落到B点所用的时间为s
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】A．运动员在光滑的圆轨道上的运动和随后的平抛运动的过程中只有重力做功，机械能守恒，故A正确；
B．运动员在光滑的圆轨道上的运动的过程中机械能守恒，所以
mvA2=mgh=mgR（1-cs60°）
所以
故B正确；
CD．设运动员做平抛运动的时间为t，则
x=vAt
y=gt2
由几何关系
联立得
，
运动员从A到B的过程中机械能守恒，所以在B点的动能
Ek=mgy+mvA2
代入数据得
Ek=×104J
故C D错误。
故选AB。
二、实验题（每空2分，共16分）
13. 用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验。
（1）本实验要求轨道末端切线水平，入射小球和被碰小球半径相同，在同一组实验中，入射小球________（选填“必须”或“不必须”）从同一位置由静止释放。
（2）在入射小球的质量大于被撞小球质量的前提下，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HD. 两球相碰前后的平抛射程OB、OA、OC
（3）该实验需要验证的关系式为________________；若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，还需要判断关系式________________是否成立。（用（2）中的物理量表示）
【答案】（1）必须 （2）AD
（3） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]本实验需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，故要求必须从同一位置由静止释放入射小球。
【小问2详解】
[2] 由动量守恒得
抛出后各自做平抛运动，则水平方向由
竖直位移相同，有
联立代入具体射程可得
可知，除测量平抛射程OA、OB、OC外，还必须测量的物理量有入射小球质量和被碰小球质量，因此不需要测量、h，且同一组实验中入射小球开始的释放高度h每次都应保持不变，故选AD。
【小问3详解】
[3]由上一问可得该实验需要验证的关系式为
[4]要验证碰撞是否为弹性碰撞，还需验证
即
14. 某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。
（1）当他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹紧，如图所示。这样做的目的是__________。

A. 保证摆动过程中摆长不变
B. 可使周期测量得更加准确
C. 需要改变摆长时便于调节
D. 保证摆球在同一竖直平面内摆动
（2）该同学测得一组摆长和周期但计算的g值比当地标准值偏小，其原因可能是__________。
A. 开始计时时，秒表过迟按下
B. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，使周期变大了
C. 将摆线长当成了摆长
D. 摆动次数少记了一次
（3）该同学依然按照②中方式代入摆长，但改变摆长测得6组L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图所示。他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式是__________。请你判断该同学得到的实验结果将__________。（填“偏大”、“偏小”或“准确”）
【答案】（1）AC （2）BCD
（3） ①. ②. 准确
【解析】
【小问1详解】
组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹紧，这样做的目的是保证摆动过程中摆长不变，且需要改变摆长时便于调节。
故选AC。
【小问2详解】
根据单摆的周期公式
可得
计算的g值比当地标准值偏小，其可能原因是
A．开始计时时，秒表过迟按下，则周期测量值偏小，则g测量值偏大，故A错误；
B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，使周期测量值变大了，则g测量值偏小，故B正确；
C．将摆线长当成了摆长，则摆长测量值偏小，则g测量值偏小，故C正确；
D．摆动次数少记了一次，则T偏大，则g测量值偏小，故D正确；
故选BCD。
【小问3详解】
[1][2]该同学依然按照②中方式代入摆长，即将摆线长当做摆长，则
解得
则图像的斜率为
可得
该同学的做法不影响图像的斜率，则得到的实验结果将准确。
三、解答题（本大题共3个小题，共36分）
15. 质量m＝1 kg的物体，在与物体初速度方向相同的水平拉力的作用下，沿水平面运动过程中动能—位移的图线如图所示．(g取10 m/s2)求：
(1)物体的初速度；
(2)物体和水平面间的动摩擦因数；
(3)拉力F的大小．
【答案】(1)2 m/s (2)0.25 (3)4.5 N
【解析】
【详解】(1)由题图可知初动能为2 J，Ek0＝＝2 J
解得：v0＝2 m/s
(2)在位移4 m处物体动能为10 J，在位移8 m处物体的动能为零，这段过程中物体克服摩擦力做功，设摩擦力为Ff，则
－Ffx2＝0－10 J＝－10 J
Ff＝N＝2.5 N
因Ff＝μmg
故
(3)物体从开始到移动4 m这段过程中，受拉力F和摩擦力Ff 的作用，合力为F－Ff，根据动能定理有(F－Ff)·x1＝ΔEk
解得F＝4.5 N
16. 如图所示，沿x轴传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图，已知波的周期大于2s，试求：
（1）判断波的传播方向，并求波的传播速度大小；
（2）写出处质点的振动方程；
【答案】（1）波向右传播，4m/s
（2）m
【解析】
【小问1详解】
若波向左传播，则传播的距离为
x=12n+8(m)
传播的时间
s-0.5s=1.0s
因周期T>2s，可知周期无解；
若波向右传播，则传播的距离为
x=12n+4(m)
传播的时间
s-0.5s=1.0s
因周期T>2s可知，n=0时，解得周期
T=3s
波速为
【小问2详解】
设x=2m处质点的振动方程为
其中
当t=0.5s时y=1m代入数据可知
则质点的振动方程为
m
17. 质量分别为mA＝m，mB＝3mA、B两物体如图所示放置，其中A紧靠墙壁，A、B由质量不计的轻弹簧相连．现对B物体缓慢施加一个向左的推力，该力做功W，使A、B之间弹簧被压缩且系统静止，之后突然撤去向左的推力解除压缩．不计一切摩擦．
(1)从解除压缩到A运动，墙对A的冲量的大小为多少？
(2)A、B都运动后，A、B的最小速度各为多大？
【答案】(1) (2),
【解析】
【详解】(1)压缩弹簧时，推力做功全部转化为弹簧的弹性势能，撤去推力后，B在弹力的作用下做加速运动.在弹簧恢复原长的过程中，系统机械能守恒.
设弹簧恢复原长时，B速度为，有：
此过程中由动量定理，墙给A的冲量即为系统动量的变化，有
解得：
(2)当弹簧恢复原长时，A的速度为最小值，有:
A离开墙后，在弹簧的作用下速度逐渐增大，B的速度逐渐减小，当弹簧再次恢复原长时，A达到最大速度，B的速度减小到最小值.
在此过程中，系统动量守恒、机械能守恒，有:
联立解得：
【点睛】本题考查动量守恒和机械能守恒的判断和应用能力．动量是否守恒要看研究的过程，要细化过程分析，不能笼统．