2022-2023学年重庆市万州第二高级中学高二上学期开学考试物理试题含解析

万州二中2021级高二上期入学考试物理试题

本试题卷由第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）组成；考试时间75分钟，满分100分。

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2．请将答案正确填写在答题卡上

第Ⅰ卷（选择题，共43分）

一、单选题：共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中只有一个是正确的．

1. 关于下列四幅图表述正确的是（　　）

A. 汽车在水平路面转弯时发生侧滑是因为离心力大于最大静摩擦力

B. 卡文迪什的扭秤实验采用了控制变量法

C. 汽车上坡时采用低速档是为了获得更大的牵引力

D. 避雷针的工作原理是静电屏蔽

【答案】C

【解析】

【详解】A．汽车在水平路面转弯时发生侧滑时，是因为所需向心力大于最大静摩擦力，最大静摩擦力不足以提供向心力导致侧滑，A错误；

B．卡文迪什的扭秤实验装置中采用了放大法，B错误；

C．汽车上坡时，功率一定，根据

当速度小时，所受牵引力更大，C正确；

D．高大建筑_上的避雷针是利用尖端放电的原理，D错误；

故选C。

2. “节分端午自谁言，万古传闻为屈原”，端午节是传统节日中富有刚健气息的节日，佩香囊是传统习俗之一。香囊内通常填充一些中草药，有清香、驱虫、开窍的功效，因地方习俗的差异，香囊常用丝布做成各种不同的形状，形形色色，玲珑夺目。如图所示，一球形香囊用细绳系在挂钩上，挂钩粘贴在竖直墙壁上，忽略香囊与墙壁之间的摩擦力，则下列说法正确的是（　　）

A. 细绳越短，墙壁对香囊的作用力越大

B. 细绳越长，细绳的拉力越大

C. 挂钩重力与细绳对挂钩的作用力是一对平衡力

D. 若某时刻挂钩脱落，忽略空气阻力，则挂钩与香囊同时落地

【答案】A

【解析】

【详解】A．设细绳与竖直方向的夹角为θ，对香囊进行受力分析如图所示

根据平衡条件有

细绳越短，θ越大，则香囊对墙壁的支持力越大，因忽略香囊与墙壁之间的静摩擦力，所以墙壁对香囊的作用力等于支持力，故A正确；

B．细绳越长，θ越小，则细绳的拉力越小，故B错误；

C．由平衡条件可知，挂钩重力与墙壁和细绳对挂钩的作用力是平衡力，故C错误；

D．挂钩脱落，忽略空气阻力，挂钩与香囊均做自由落体运动，因挂钩与香囊间有一段距离，故不可能同时落地，故D错误。

故选A。

3. 如图所示，完全相同的A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，两物块始终相对于圆盘静止，A离圆盘中心较远，则两物块（　　）

A. 线速度大小相同

B. 角速度相同

C. 向心力相同

D. 同时发生滑动

【答案】B

【解析】

【详解】A．由于A、B两物块在同一转盘上无相对运动，因此它们的角速度相同，根据线速度与角速度的关系可知，由于两物块距离中心的距离不同，所以线速度不同，故选项A错误；

B．由于A、B两物块在同一转盘上无相对运动，因此它们的角速度相同，故选项B正确；

C．根据向心力公式，可以知道，质量相等、角速度相等的条件下，半径不同则向心力不同，故选项C错误；

D．根据向心力公式，可以知道，质量相等、角速度相等的条件下，半径不同则向心力不同，由于物块A距离中心较远，因此物块A所需向心力较大，会先发生滑动，故选项D错误。

故选B。

4. 如图所示，“嫦娥五号”卫星从地球上发射先经历绕地飞行调相轨道，再从调相轨道上的P点进入地月转移轨道，然后在地月转移轨道上的Q点进入到绕月飞行轨道段。假设调相轨道和绕月轨道分别是长半轴为a、b的椭圆轨道，卫星在两椭圆轨道上分别绕地球、月球运行的周期为T1、T2。则下列说法中正确的是（　　）

A. “嫦娥五号”卫星在地月转移轨道上运行的速度应大于11.2 km/s

B. =

C. 从调相轨道切入到绕月转移轨道时，卫星在P点必须加速

D. 从地月转移轨道切入到绕月轨道时，卫星在Q点必须加速

【答案】C

【解析】

【详解】A．要使卫星离开地球，在地面的发射速度应大于11.2 km/s，但卫星在地月转移轨道上运行的速度不一定大于11.2 km/s，故A错误；

B．卫星在调相轨道和绕月轨道上运行时其中心天体分别为地球与月球，中心天体不同，故

故B错误；

C．卫星在P点加速做离心运动，能使卫星从调相轨道切入到绕月转移轨道，故C正确；

D．卫星在Q点减速做向心运动，能使卫星从地月转移轨道切入到绕月轨道，故D错误。

故选C。

5. 如图所示，以两等量异种点电荷连线的中点O为圆心画出半圆，在半圆上有a、b、c三点，b点在两电荷连线的垂直平分线上，下列说法正确的是（   ）

A. a、c两点的电势相同

B. a点的电场强度大于b点的电场强度

C 正电荷由O点移到b点过程中电场力做正功

D. 负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能

【答案】B

【解析】

【详解】

AB．如上图等量异种点电荷的电场线与等势面的分布图可知a、c两点的电势不相同，a大于b两点的电场强度，A错误、B正确；

C．O、b点在同一等势面上，正电荷由O点移到b点过程中电场力不做功，C错误；

D．由上图可知a点的电势大于在b点，根据

Ep= φq，q < 0

所以负电荷在a点的电势能小于在b点的电势能，D错误。

故选B。

6. 如图甲为2022年北京冬奥会的跳台滑雪场地“雪如意”，其主体建筑设计灵感来自于中国传统饰物“如意”。其部分赛道可简化为如图乙所示的轨道模型，斜坡可视为倾角为的斜面，质量为m的运动员（可视为质点）从跳台a处以速度v沿水平方向向左飞出，不计空气阻力，则运动员从飞出至落到斜坡上的过程中，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A. 运动员运动的时间为

B. 运动员落在斜坡上时的瞬时速度方向与水平方向的夹角为

C. 运动员落在斜坡上时重力的瞬时功率为

D. 运动员在空中离坡面的最大距离为

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据题意，设飞行时间为，由平抛运动规律有

解得

故A正确；

B．根据题意，设运动员落在斜坡上的瞬时速度方向与水平方向的夹角为，由平抛运动规律有

则有

故B错误；

C．根据题意，由公式可得，运动员落在斜坡上时重力的瞬时功率为

又有

联立解得

故C错误；

D．根据题意，将v与g在平行斜面方向与垂直斜面方向分解，则在垂直斜面方向上有

，

当运动员垂直斜面方向的速度减为0时离斜面最远，由运动学公式有

解得

故D错误。

故选A。

7. 如图甲所示，足够长的斜面倾角为，一质量为的物块，从斜面上的某位置由静止开始下滑。取物块开始下滑位置为坐标原点，沿斜面向下为轴正方向，物块与斜面间的动摩擦因数和物块下滑加速度随位置坐标变化的关系如图乙、丙所示，则（　　）

A. 图乙中对应的纵坐标为

B. 物块的最大速度为

C. 图乙处，物块克服摩擦力做功的功率最小

D. 物块从开始运动至最低点的过程中，物块损失的机械能为

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据图丙可知，在x0处的加速度为0，速度达到最大，由平衡条件可得

可得图乙中x0处对应的纵坐标为

A错误；

B．开始下滑时的加速度为

根据

结合图像丙，结合“面积法”可知物块的最大速度为

B正确；

C．物块克服摩擦力做功的功率为

从过程，由于、v均增大，故P增大，C错误；

D．物块从开始运动至最低点的过程中损失的机械能为

D错误。

故选B。

二、多选题：共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中有多个选项正确，全对得5分，选对但不全得3分，有错或不选得0分．

8. 在某个恶劣天气中能见度很低，甲，乙两车在一条平直单行道上，甲车在前、乙车在后同向行驶，某时刻两车司机听到前方有事故发生的警笛提示后同时开始刹车，两车刹车后的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 甲车的加速度小于乙车的加速度

B. 若时两车未发生碰撞，则此时两车相距最远

C. 为避免两车发生碰撞，开始刹车时两车的间距至少为

D. 若两车发生碰撞，则可能是在开始刹车以后的某时刻发生的

【答案】AC

【解析】

【详解】A．图像中图线的斜率的大小表示加速度的大小，由图可知，甲车的加速度小于乙车的加速度，故A正确；

B．根据题意可知，甲车在前、乙车在后同向行驶，由图可知，若时两车未发生碰撞，此时两车速度相等，在之前，乙车速度大于甲车速度，则两车间距离越来越小，在之后，甲车速度大于乙车速度，两车间距离越来越大，则时，两车相距最近，故B错误；

C．由图像中图线的面积表示位移，由图可知，在内，乙车比甲车多运动的位移为

即为避免两车发生碰撞，开始刹车时两车的间距至少为，故C正确；

D．根据题意，由图可知，若两车速度相等时没有相撞，则速度相等后，甲车的速度比乙车的大，两车不可能再相撞，则若两车发生碰撞，则不可能是在开始刹车以后的某时刻发生的，故D错误。

故选AC。

9. 如图甲所示，倾角为的传送带以恒定速率逆时针转动，在t=0时，将质量的物体（可视为质点）轻放在传送带上，物体的速度随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度。则（　　）

A. 传送带的倾角

B. 物体与传送带间的动摩擦因数

C. 在前2秒内，传送带对物体做的功为64J

D. 在前2秒内，物体与传送带间因摩擦产生的热量为24J

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．物体先做初速度为零的匀加速直线运动，速度达到传送带速度后，由于重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，物块继续向下做匀加速直线运动，从图象可知传送带的速度为10m/s，开始时物体摩擦力方向沿斜面向下，速度相等后摩擦力方向沿斜面向上，则

联立解得

，

故A正确，B错误；

C．第一段匀加速直线运动的位移为

此过程传送带对货物做的功为

第二段匀加速直线运动的位移为

此过程传送带对货物做的功为

则总功为

故C错误；

D．第一阶段物体与传送带间的相对位移为

产生的热量为

第二阶段物体与传送带间的相对位移为

产生的热量为

总热量为

故D正确。

故选AD。

10. 如图（a）所示，一个可视为质点的小球从地面竖直上抛，小球的动能随它距离地面的高度的变化关系如图（b）所示，取小球在地面时的重力势能为零，小球运动过程中受到的空气阻力大小恒定，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　）

A. 小球受到空气阻力的大小为

B. 小球的质量为

C. 上升过程中离地高度为时，小球的动能等于重力势能

D. 下降过程中小球的动能等于重力势能时，小球的动能大于

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．上升阶段，根据能量守恒

下降阶段，根据能量守恒

联立解得，小球的质量为

小球受到空气阻力的大小为

故A正确，B错误；

C．上升过程中，小球动能等于重力势能时，根据能量守恒

解得小球距地面的高度为

故C错误；

D．下降过程中，小球的动能等于重力势能时，设此时高度，根据能量守恒

即

解得小球的动能大小

故D正确。

故选AD。

三、实验题：每空2分，共16分。

11. 如图1所示是某种“研究平抛运动”的实验装置。

（1）为减小空气阻力对实验的影响，应选择的小球是___________。（填序号）

A.实心小木球    B.空心小木球    C.空心小铁球    D.实心小铁球

（2）当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为H，此瞬间电路断开，使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地，改变H大小，重复实验，a、b仍同时落地，该实验结果可表明___________。（填序号）

A.两小球落地速度的大小相同

B.两小球在空中运动的时间相等

C.a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同

D.a小球在水平方向的分运动是匀速直线运动

（3）刘同学做实验时，忘记标记平抛运动的抛出点O，只记录了A、B、C三点，于是就取A点为坐标原点，建立了如图2所示的坐标系，平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。取，则小球平抛的初速度为___________m/s，小球抛出点的坐标为___________（单位cm）。

【答案】    ①. D    ②. BC##CB    ③. 1.5    ④.

【解析】

【详解】（1）[1]为减小空气阻力对实验的影响，应选择的小球是实心小铁球。

故选D。

（2）[2]改变H大小，重复实验，a、b始终同时落地，说明两小球在空中运动的时间相等，进一步说明a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同。

故选BC。

（3）[3]竖直方向由匀变速直线运动的推论可得

可得

则小球的初速度为

[4]小球到B点时的竖直速度为

则水平抛出至B点所用时间为

则运动至B点的水平、竖直位移分别为

故小球抛出点横、纵坐标分别为

小球抛出点的坐标为（单位cm）。

12. 如图所示，某同学在一次实验中，利用某物体打出了一条纸带，A、B、C、D、E、F是纸带上6个依次打的点，打点计时器的电源频率为50Hz。该同学用毫米刻度尺测量A点到其它各点的距离，并记录在图中。

（1）物体运动的加速度是________m/s2（保留两位有效数字）

（2）该同学最可能完成的是下列哪个实验？________。

A.探究加速度与力、质量的关系

B.验证机械能守恒定律

C.测量木块与木板间的动摩擦因数

（3）根据第（2）问的结论，若要求出物体在运动过程中受到的阻力，还需测量的物理量是_______（用字母表示并说明含义）。用还需测得的量及加速度a表示物体在运动过程中所受阻力的表达式f=_________（当地重力加速度为g）。

【答案】    ①. 9.5    ②. B    ③. 物体质量m    ④.

【解析】

【详解】（1）[1]利用逐差法及公式解得物体运动的加速度

（2）[2]因重物的加速度接近于重力加速度，该同学最可能完成的是验证机械能守恒定律。

故选B。

（3）[3]根据牛顿第二定律得

解得

则为了求出物体在运动过程中受到的阻力，还需测量的物理量是物体的质量m；

[4]物体在运动过程中所受阻力的表达式为

四、解答题：共三小题41分，要求写出必要的解答过程。

13. 高铁已成为中国的名片，某人为了测量高铁启动过程的加速度，将一支笔（可视为质点）用细线系于高铁车厢内的顶壁上，高铁启动过程中，发现系笔的细线偏离竖直线的夹角为θ＝37°（如图所示），此时笔和车厢相对静止，设笔的质量为0.1kg（取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2）。求：

（1）车厢运动的加速度大小；

（2）细线对笔的拉力大小。

【答案】（1）7.5m/s2；（2）1.25N

【解析】

【详解】法一　合成法

（1）由于车厢沿水平方向运动，笔与车厢的加速度相同，所以笔有水平方向的加速度，所受合力F沿水平方向，选笔为研究对象，受力分析如图所示

由几何关系可得

F＝mgtanθ

笔的加速度大小

即车厢运动的加速度大小为7.5m/s2；

（2）细线对笔的拉力大小为

法二　正交分解法

（1）（2）以水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系，并将细线对笔的拉力FT正交分解，如图所示

则沿水平方向有

FTsinθ＝ma

竖直方向有

FTcosθ＝mg

联立解得

a＝7.5m/s2，FT＝1.25N

14. 2021年2月10日，执行中国首次火星探测任务的“天问一号”探测器实施制动，进入环火轨道，已知天问一号的质量为m0，环火轨道半径为r，火星的半径为R，火星表面的重力加速度为g0，引力常量为G，设探测器沿环火轨道做匀速圆周运动，求：

（1）天问一号在环火轨道受到的火星引力大小；

（2）天问一号在环火轨道的角速度大小；

（3）火星的第一宇宙速度大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）设火星的质量为M，则火星对天问一号的引力

设火星表面有一质量为m的物体则

解得

（2）火星对天问一号的引力提供了向心力

得

（3）卫星在火星表面运行时由引力提供向心力

得

15. 如图所示，半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角为，另一端点C为轨道的最低点，C点右侧的水平面上静止放置一木板（紧挨着C点），木板的质量，上表面与C点等高。木板距右侧墙壁D的距离为，木板上表面与光滑墙壁D上表面在同一水平面上，墙壁D上表面放置有一自由伸长的弹簧，右端固定；质量为的物块（可视为质点）从空中A点以的速度水平抛出，恰好从轨道的端沿切线方向进入轨道并沿着圆弧轨道运动。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板与水平面间的动摩擦因数，若木板与墙壁D碰撞后速度变成零（有能量损失），，，取．：

（1）物块经过B点时的速度；

（2）物块经过C点时对轨道的压力；

（3）若木板长，在运动过中系统因摩擦产生的热量Q。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由

解得

（2）设物块经过C点时的速度为，由动能定理有

解得

由

得

由牛顿第三定律得物块经过C点时对轨道的压力46N；

（3）物块在木板上滑动时，设物块与木板的加速度大小，木板与水平面的加速度大小为，由

得

由

得

设物块与木板经过达到共同速度v，其位移分别为、，有

解得

此时物块恰好到达木板最右端，木板与墙壁D相撞速度瞬间减为0，物块以1m/s的速度滑上墙壁D上表面并压缩弹簧，直至被弹簧向左反弹，以速度为1m/s从新滑上木板，物块与木板的加速度大小仍为，木板与水平面的加速度大小仍为，设物块与木板经过达到共同速度，其位移分别为、，有

解得

物块与木板共速后，不相对滑动，加速度

即物块与木板以共同速度，加速度做匀减速直线运动，位移为有

则在运动过中系统因摩擦产生热量