四川省内江市第六中学2024-2025学年高二上学期入学考试物理试题（原卷版+解析版）

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第Ⅰ卷 选择题（满分 48 分）
一、单项选择题（每小题 4分，共 8小题合计 32 ）
1. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶。图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的方向，可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】赛车做的是曲线运动，赛车受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧。
故选B。
2. 如图所示，在匀速转动的洗衣机脱水桶内壁上，有一件湿衣服随圆桶一起转动而未滑动，有关这件衣服的受力状况，下列说法正确的是（ ）
A. 只受重力作用B. 只受到重力和摩擦力
C. 只受到重力、摩擦力和支持力D. 只受到重力和向心力
【答案】C
【解析】
【详解】湿衣服随圆桶一起转动而未滑动，受力分析可知，受重力，支持力，静摩擦力，有
即重力和静摩擦力平衡，支持力充当向心力，而衣服不会受向心力，故选C。
3. 河宽300m，水速1m/s，船在静水中的速度3m/s。按不同要求过河，关于船的过河时间，正确的是（ ）
A. 以最小位移过河，过河时间是100sB. 以最小位移过河，过河时间是75s
C. 以最短时间过河，过河时间是100sD. 以最短时间过河，过河时间是75s
【答案】C
【解析】
【详解】CD．若以最短时间过河，则船头应与河岸垂直，所以
故C正确，D错误；
AB．由于
所以，以最小位移过河时，过河时间为
故AB错误。
故选C。
4. 中国选手朱雪莹获得2023年杭州亚运会女子蹦床冠军。训练时为确保运动员能够准确掌握发力技巧，教练组将压力传感器安装在蹦床上，记录运动员对蹦床的压力。某次训练中质量为50kg的运动员在竖直方向运动时记录的压力F-时间t图像如右图，运动员可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A. 0.2s至1.2s，运动员的动量变化量为零
B. 0.2s至1.2s，重力的冲量为零
C. 在b时刻，运动员动量最大
D. 运动员某次接触蹦床到离开蹦床，蹦床给运动员的冲量大小为1300N·s
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，0.2s时运动员与蹦床接触，动量方向竖直向下，1.2s时运动员与蹦床分离，动量竖直向上，所以0.2s至1.2s，运动员的动量变化量不为零，故A错误；
B．0.2s至1.2s，重力的冲量为
故B错误；
C．当蹦床的弹力等于演员的重力时，演员的加速度为零，速度最大，故演员在b时刻速度不是最大，则动量不是最大，故C错误；
D．从a时刻到b时刻，根据动量定理可得
联立解得
故D正确。
故选D。
5. 如图所示，小物块A下端与固定在倾角θ=30°光滑斜面上的轻弹簧相连，上端与绕过定滑轮的细线和小物块B相连，A的质量为2m、B的质量为m，A、B都静止。现将B向下拉至地面由静止释放，运动过程中A、B速度大小始终相等，弹簧始终在弹性限度内，不计摩擦。则（ ）
A. B不能再次到达地面
B. B上升过程中，B的机械能先增大后减小
C. 弹簧处于原长时，A、B组成的系统总动能最小
D. 在最高点和最低点时，弹簧的弹性势能相等
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意，运动过程中A、B速度大小始终相等，弹簧始终在弹性限度内，则系统中只涉及弹簧的弹性势能和两物体的机械能之间的相互转化，总机械能守恒，所以在运动过程中B能再次到达地面，故A错误；
B．B上升过程中，由于细线拉力做正功，B的机械能增大，故B错误；
C．弹簧处于原长时，A、B的加速度为零，A、B的速度达到最大，二者组成的系统总动能最大，故C错误；
D．A在最高点和最低点时，两物块的动能均为零，两物块的重力势能之和相等，由系统机械能守恒可知这两个状态时弹簧的弹性势能相等，故D正确。
故选D。
6. 一水平轻弹簧两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上。现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s，此后两物块的速度随时间变化的规律如图所示，从图像信息可得（ ）
A. 在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s，且弹簧都是处于压缩状态
B. 从t1到t3时刻弹簧由压缩状态恢复到原长
C. 两物体的质量之比为m1:m2＝1:3
D. 在t2时刻A与B的动能之比为Ek1:Ek2＝1:8
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s，且此时系统动能最小，根据系统机械能守恒可知，此时弹性势能最大，而t=0、t2、t4三个时刻弹簧处于原长状态，故t1弹簧处于压缩状态，t3时刻弹簧处于伸长状态，故A错误；
B．结合图象，开始时m1逐渐减速，m2逐渐加速，弹簧被压缩，t1时刻二者速度相等，系统动能最小，势能最大，弹簧被压缩最短，然后弹簧逐渐恢复原长，m2依然加速，m1先减速为零，然后反向加速，t2时刻，弹簧恢复原长状态，由于此时两物块速度相反，因此弹簧的长度将逐渐增大，两木块均减速，当t3时刻，二木块速度再次相等，系统动能最小，弹簧最长，因此从从t1到t3时刻中弹簧由压缩状态恢复原长再伸长，故B错误；
C．系统动量守恒，选择开始到t1时刻列方程可知
m1v1=(m1+m2)v2
将v1=3m/s，v2=1m/s代入得
m1：m2=1：2
故C错误；
D．在t2时刻A的速度为vA=1m/s，B的速度为vB=2m/s，根据
m1：m2=1：2
根据
解得
Ek1：Ek2=1：8
故D正确。
故选D
7. 如图，半径为的四分之一圆弧曲面固定在水平地面上，圆弧曲面各处粗糙程度相同。小物块从圆弧上的点由静止释放，下滑到最低点。规定点重力势能为零。物块下滑过程中，重力势能和机械能与高度关系图像中，最接近真实情况的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据重力势能与重力做功的关系，在下落高度h时，其重力势能为
故重力势能与高度h的图像是一条斜率不变的倾斜直线，且当时，重力势能最大，时，重力势能为零。物块下落高度h时，由功能关系可得此时物块的机械能为
在下滑的过程中，物块的速度逐渐增大。设在运动过程中重力与速度的夹角为θ，则在运动过程中根据牛顿第二定律得
根据滑动摩擦力的定义可知
即物块在下滑的过程中，物块所受摩擦力逐渐增大，故摩擦力做的功逐渐增大，即在下滑相同的高度时，物块的机械能损耗的越多。综上所述，故A正确，BCD错误。
故选A。
8. 蹦极是体验者把一端固定的弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处自由落下的一项极限运动（可近似看作在竖直方向运动）。已知某体验者质量为50kg，在一次下落过程中，所受弹性绳的拉力F与下落位移x的图像如图甲所示，下落位移x与运动时间t图像如图乙所示，其中t1为弹性绳恰好绷直的时刻，t2为体验者运动到最低点的时刻，不计空气阻力（g取10m/s2）。下列说法正确的是（ ）
A. 体验者的下落最大速度为20m/s
B. 下落过程中，体验者的最大加速度为10m/s2
C. 下落过程中，弹性绳的最大弹性势能为2×103J
D. F0大小为2000N
【答案】D
【解析】
【详解】A．体验者自由下落高度时由动能定理得
解得此时速度
此时弹性绳刚刚伸直，不是体验者的最大下落速度，下落速度最大时应该是弹性绳弹力大小等于重力时，即在平衡位置时速度最大，故A错误；
BD．体验者先做自由落体运动，然后随着弹性绳逐渐伸长，体验者加速度先减小到0后又反向增大。图像中与横轴围成的面积表示做的功，设最大下落高度为，根据动能定理可知
解得下落最大高度时对应最大的弹力
此时体验者的加速度
故B错误，D正确；
C．下落过程中，到最低点重力势能全部转换成弹性势能，此时弹性势能最大，为
故C错误。
故选D。
二、多项选择题（每题 4 分，共 4 小题 16 分，选对未选全得 2 分，选错得 0 分）
9. 如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做完整的圆周运动，管径略大于小球的直径，小球可以看成质点。管道半径为R，下列说法正确的是（ ）
A. 小球通过最高点时的最小速度为0
B. 小球通过最低点时的最小速度为
C. 小球在水平线ab以下管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力
D. 小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力
【答案】AC
【解析】
【详解】A．在最高点，因为圆管的外侧壁和内侧壁都可以对小球产生弹力作用，当小球的速度等于零时，内壁对小球产生支持力与小球的重力平衡，故最小速度可以为0，故A正确；
B．当小球在最高点速度为零时，对应的最低点速度最小，设大小为，由动能定理得
解得
故B错误；
C．小球在水平线ab以下的管道中运动，因为沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小球一定有指向圆心的作用力，内侧管壁对小球一定无作用力，故C正确；
D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，因为沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，可能外侧管壁对小球有作用力，也可能内侧管壁对小球有作用力，故D错误。
故选AC。
10. 2023年5月30日16时29分，神舟十六号载人飞船入轨后，成功对接于空间站和核心舱径向端口，形成了三舱三船组合体，飞船发射后会在停泊轨道（I）上进行数据确认，后择机经转移轨道（Ⅱ）完成与中国空间站的交会对接，其变轨过程可简化为下图所示，已知停泊轨道半径近似为地球半径R，中国空间站轨道距地面的平均高度为h，飞船在停泊轨道上的周期为，则（ ）
A. 飞船在转移轨道（Ⅱ）上各点的速度均小于7.9km/s
B. 飞船在转移轨道（Ⅱ）上Q点的加速度等于空间站轨道（Ⅲ）上Q点的加速度
C. 飞船在停泊轨道（I）与组合体在空间站轨道（Ⅲ）上的速率之比为
D. 飞船在转移轨道（Ⅱ）上正常运行的周期为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．停泊轨道（I）半径近似为地球半径R，则飞船在停泊轨道（I）运行的速度等于第一宇宙速度，即7.9km/s，飞船在停泊轨道（I）P点加速，做离心运动进入转移轨道（Ⅱ），故飞船在转移轨道（Ⅱ）上P点的速度大于在停泊轨道（I）上P点的速度，即大于7.9km/s，故A错误；
B．由万有引力提供向心力有
解得
可知，飞船在转移轨道（Ⅱ）上Q点的加速度等于空间站轨道（Ⅲ）上Q点的加速度，故B正确；
C．由万有引力提供向心力有
解得
则飞船在停泊轨道（I）与组合体在空间站轨道（Ⅲ）上的速率之比为，故C错误；
D．由开普勒第三定律有
解得
故D正确。
故选BD。
11. 起重机将一重物由静止竖直提起。传感器测得此过程中不同时刻重物的速度与对轻绳的拉力，得到如图所示的关系图线，线段与轴平行，线段的延长线过坐标原点。重物速度增加到时开始做匀速运动。图中、、、都是已知量，重力加速度为，不计阻力。则（ ）
A. 重物的质量是
B. 重物的质量是
C. 重物在段做匀加速运动
D. 重物在段运动时间是
【答案】BD
【解析】
【详解】A B．根据题意可知，速度增加到，物体开始做匀速运动，则有
解得重物的质量为
故A错误，B正确；
C．从过程，增大，拉力减小，根据牛顿第二定律可知
得
重物的加速度逐渐减小，则重物在段做变加速运动，故C错误；
D．重物在段，不变，拉力不变，由牛顿第二定律得
重物的加速度
重物做匀加速度直线运动，重物在段运动时间是
故D正确。
故选BD。
12. 某网球运动员发球时将网球斜向上击出，网球离开网球拍时速度大小为v0，运动到最高点时速度大小为v1，经时间t0落到地面，落地时速度大小为v2。不计空气阻力。则下列判断正确的是（ ）
A. 网球从离开网球拍到最高点的运动时间
B. 网球从离开网球拍到最高点的运动时间
C. 网球从离开网球拍到落地点的水平位移
D. 网球从离开网球拍到落地点的水平位移
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．根据斜上抛运动的对称性可知，网球运动过程中上升阶段的水平位移小于下降阶段的水平位移，由于水平方向网球做匀速直线运动，所以上升阶段的时间小于下降阶段的时间，即网球从离开网球拍到最高点的运动时间
故A正确，B错误；
CD．由于水平方向网球做匀速直线运动，则网球从离开网球拍到落地点的水平位移为
故C错误，D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷 非选择题（满分 52 分）
三、实验题（每空 2 分，共 14 分）
13. 某小组同学做“研究平抛运动的特点”实验。
（1）用图1所示装置研究平抛运动竖直分运动的特点。A、B为两个完全相同的小球，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球自由下落。两球在空中运动的过程中，下列说法正确的是________。
A. A球的运动时间比较长
B. 两球的运动时间一样长
C. 只改变小锤的击打力度，不会影响两球的运动时间
D. 只改变两小球开始运动时距地面的高度，不会影响两球的运动时间
（2）图2是该小组同学根据实验画出的小球做平抛运动的轨迹，O为平抛的起点。在轨迹上取两点A、B，测得A、B两点的纵坐标分别为y1=5.00cm，y2=45.00cm，A、B两点间的水平距离x2-x1=40.00cm。g取10m/s2，则小球的初速度v0=______m/s（结果保留两位有效数字）。
（3）为拓展研究物体从光滑抛物线轨道顶端下滑的运动，该小组同学制做了一个与某次实验中小球平抛轨迹完全相同的光滑轨道，并将该轨道固定在与平抛轨迹重合的位置，如图3所示，让小球沿该轨道无初速下滑，已知小球下滑过程中不会脱离轨道。下列说法正确的是______。
A. 小球经过d点时的速度方向与平抛小球经过d点时的速度方向相同
B. 小球经过d点时的速度大小与平抛小球经过d点时的速度大小相等
C. 小球从a运动到b的时间等于从b运动到c的时间
D. 小球从a运动到b过程中所受重力的平均功率小于从b运动到c过程所受重力的平均功率
【答案】（1）BC （2）2.0
（3）AD
【解析】
【小问1详解】
CD．平抛运动在水平方向是匀速直线运动，在竖直方向是自由落体运动，平抛（或自由落体）下落时间取决于下落高度，即
解得下落时间
只改变小锤的击打力度，只能改变初速度的大小，而不会影响下落时间。故C正确，D错误；
AB．A、B两球下落高度相同，因而两球的运动时间一样长。故A错误，B正确。
故选BC。
【小问2详解】
根据匀变速直线运动规律可知
，
代入数据解得
，
在水平方向小球做匀速直线运动，则有
【小问3详解】
A．因为运动轨迹相同，则两种运动到点时速度方向均为曲线在点的切线方向。故A正确；
B．因为全过程中支持力不做功，只有重力做功，则下滑到与平抛运动相同的位置时动能增量相等，即
平抛初速度不为0，但题干中小球是无初速度下滑的，因而小球经过d点时的速度小于平抛小球经过d点时的速度。故B错误；
C．题干中小球初速度为0，因而在水平方向上并不是匀速直线运动，题中
但
故C错误；
D．重力的平均功率
在下滑过程中小球速度越来越大，且曲面的倾斜角越来越大，则速度在竖直方向的分量越来越大，则小球从a到b的过程中竖直方向的平均速度小于从b到c过程中的竖直方向的平均速度。故小球从a运动到b的过程中所受重力的平均功率小于从b运动到c过程所受重力的平均功率。故D正确。
故选AD。
14. 某小组同学利用图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。
（1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是______。
A. 低压交流电源B. 刻度尺C. 秒表D. 天平（含砝码）
（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。已知当地重力加速度为g，计时器打点周期为T，若从O点到B点的过程中机械能守恒，应满足的关系式为_____________。
（3）小张同学在多次实验发现动能增量总是略小于重力势能的减少量，其原因是_________ 。
A. 选用的重锤质量过大
B. 数据处理时出现计算错误
C. 空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
D. 实验时操作不够细，实验数据测量不准确
（4）小李同学想用图3所示的装置验证机械能守恒定律。他将一条轻质细绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球a和b，b球的质量是a球的3倍，用手托住b球，a球静止于地面。当绳刚好被拉紧时，释放b球。他想仅利用刻度尺验证b球落地前瞬间两球的机械能之和与释放时相等，请写出他需要测量的物理量以及这些物理量应满足的关系式_________。
【答案】（1）AB （2）
（3）C （4）b球开始下落时高度和a球上升到最高点距地面的高度，h2 = 1.5 h1
【解析】
【小问1详解】
A．电磁打点计时器需要低压交流电源，A正确；
B．纸带上计数点间的距离需要刻度尺测量得到，B正确；
C．由打点计时器计时，因此不需要秒表，C错误；
D．该实验是“验证机械能守恒定律”，即验证
可得
因此不需要天平（含砝码）测量重物的质量，D错误。
故选AB。
【小问2详解】
由题意可知，重物从O点到B点，重力势能的减少量
纸带上打B点时重物的速度
可知重物动能的增加量
若从O点到B点的过程中机械能守恒，应满足的关系式为
【小问3详解】
A．选用的重锤质量过大会减小实验误差，A错误；
BCD．小张同学在多次实验发现动能增量总是略小于重力势能的减少量。因此该实验的误差不是数据处理时出现计算错误和实验数据测量不准确，其原因是空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力产生，BD错误，C正确。
故选C。
【小问4详解】
由题意可知，b球落地前瞬间，两小球的速度大小相等，之后a球做竖直上抛运动到最高点，因此需要测量的物理量是b球开始下落时的高度和a球上升到最高点距地面的高度，设小球做竖直上抛时的初速度为，可得
b球释放时两球的机械能
b球落地前瞬间两球的机械能
由机械能守恒可得
联立解得
四、解答题
15. 设想从地球赤道平面内架设一垂直于地面延伸到太空的电梯，太空电梯通过超级缆绳连接地球赤道上的固定基地、同步空间站和配重空间站，它们随地球以相对静止状态同步一起旋转，如图所示。图中配重空间站比同步卫星更高，距地面高为，地球半径为，自转周期为，两极处重力加速度为，万有引力常量为。
（1）求同步轨道空间站距地面的高度；
（2）若配重空间站没有缆绳连接，仍绕地球做匀速圆周运动。求配重空间站在该处线速度应该多大。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）同步轨道空间站由万有引力提供向心力，则有
两极处重力加速度为，则有
联立解得
（2）配重空间站绕地球做匀速圆周运动，则有
联立解得
16. 如图所示，倾角为的斜面紧靠光滑的水平桌面，斜面与桌子等高。可视为质点的甲、乙小球质量均为，静止放置在水平桌面上，现给甲一个水平向左的初速度，甲与乙因发生碰撞而损失的机械能，甲、乙离开桌面后做平抛运动，分别落在斜面上的A、点，重力加速度。求：
（1）甲、乙小球碰撞之后各自做平抛运动的初速度；
（2）甲小球做平抛运动的时间；
（3）乙小球落在点时速度的大小。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）甲、乙小球碰撞过程中动量守恒，设甲乙小球碰撞之后各自做平抛运动的初速度分别为和，以甲球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得
得
由题意知，甲与乙因发生碰撞而损失的机械能为，则有
得
综合解得
，
（2）甲小球离开桌面后做平抛运动，设甲小球做平抛运动的时间为，水平位移为，竖直位移为，由平抛运动规律得
又
解得
（3）乙小球离开桌面后也做平抛运动，设乙小球做平抛运动的时间为，水平位移为，竖直位移为，落在B点时速度的大小为，由平抛运动规律得
又
解得
乙小球在竖直方向上的分速度为
则乙小球落在B点时速度的大小为
17. 某固定装置的竖直截面如图所示，由倾角=37°的直轨道AB，半径R=1m的圆弧轨道BCD，长度L=1.25m、倾角为的直轨道DE，半径为R、圆心角为的圆弧管道，速度v0=1m/s、长度d=0.3m的逆时针旋转的水平皮带组成。各部分平滑连接。质量m=0.5kg的小物块a从轨道AB上高度为h处静止释放，经圆弧轨道BCD滑上轨道DE，轨道DE由特殊材料制成，小物块a向上运动时动摩擦因数1=0.25，向下运动时动 摩擦因数2=0.5，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当小物块a皮带上滑动时动摩擦因数恒为2（其它轨道均光滑，小物块视为质点，不计空气阻力sin37°=0.6，cs37°=0.8）
（1）若h=0.8m，求小物块a
①第一次经过C点时速度vC大小；
②第一次到C点时受到的支持力F的大小；
③第一次在DE中向上运动时间和向下运动时间之比。
（2）若h=1.6m，小物块a滑过皮带的过程中产生的热量Q。
【答案】（1）①4m/s，②13N，③；（2）1.25J
【解析】
【详解】（1）①根据题意，过程，由动能定理
解得第一次经过C点时速度vC大小为
②第一次到C点时，由牛顿第二定律有
解得
F=13N
③第一次在DE中向上运动，由牛顿第二定律有
解得
向下运动过程，由牛顿第二定律有
解得
由运动公式
而
联立解得
（2）若h=1.6m，由动能定理
由运动公式有
而
小物块a滑过皮带的过程中产生的热量Q为
解得