2023-2024学年四川省成都市第七中学等蓉城名校高二上学期入学联考物理试题含答案

这是一份2023-2024学年四川省成都市第七中学等蓉城名校高二上学期入学联考物理试题含答案，共10页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 关于物理概念和规律，下列说法正确的是（ ）
A. 做匀速直线运动的物体机械能一定守恒
B. 功是能量转化的量度
C. 做简谐运动的物体，在平衡位置所受的合外力一定为零
D. 经典力学只适用于微观、高速和弱引力场的范围
答案：B
解析：A．做匀速直线运动的物体可能有除重力以外的力做功，机械能不一定守恒，A错误；
B．功是能量转化的量度，对物体做多少功，则物体的能量将变化多少，B正确；
C．做简谐运动的物体，在平衡位置所受的回复力一定为零，合外力不一定为零，C错误；
D．经典力学只适用于宏观、低速和弱引力场的范围，D错误。
故选B。
2. 小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，动能一直增加。如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力，下列四幅图可能正确的是（ ）
A. B.
C D.
答案：D
解析：AB．小车做曲线运动，所受合外力指向曲线的凹侧，故AB错误；
CD．小车沿轨道从左向右运动，动能一直增加，故合外力与运动方向夹角为锐角，C错误，D正确。
故选D。
3. 2023年7月28日，第31届世界大学生运动会在成都召开。铅球比赛中运动员将铅球（可视为质点）水平推出，不计空气阻力和转动的影响，铅球在平抛运动过程中（ ）
A. 加速度保持不变
B. 机械能一直增加
C. 速度与水平方向的夹角越来越小
D. 被推出后瞬间动能最大
答案：A
解析：A．铅球在平抛运动过程中，只受重力，加速度恒为重力加速度，故A正确；
B．铅球在平抛运动过程中，只有重力做功，动能和重力势能相互转化，机械能守恒，故B错误；
C．令速度与水平方向的夹角为，则有
可知，速度与水平方向的夹角越来越大，故C错误；
D．铅球被推出后，仅仅受到重力作用，重力做正功，根据动能定理可知动能逐渐增加，所以被推出后瞬间动能最小，故D错误。故选A。
4. 如图为成都欢乐谷的摩天轮，乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）

A. 摩天轮转动过程中，乘客始终处于平衡状态
B. 摩天轮转动过程中，乘客的向心加速度保持不变
C. 在最高点时，乘客重力大于座椅对他的支持力
D. 摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变
答案：C
解析：A．摩天轮转动过程中，乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，加速度不为零，所受合外力不为零，故A错误；
B．乘客的向心加速度指向圆心，方向改变，故B错误；
C．在最高点，乘客的加速度竖直向下，由重力与支持力的合力提供向心力，且合力向下，根据牛顿第二定律可知，重力大于座椅对他的支持力，故C正确；
D．摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率等于重力与竖直速度的乘积，竖直速度不断变化，所以重力的瞬时功率不断变化，故D错误；
故选C。
5. 一质点做简谐运动的振动图像如图所示，下列说法正确的是（ ）

A. 质点的振幅为A=5m
B. t=2s时，质点的速度最大
C. t=3s时，质点所受回复力最小
D. t=1.5s和t=2.5s时，质点相对平衡位置的位移相同
答案：B
解析：A．质点的振幅为A=5cm，故A错误；
B．t=2s时，质点处于平衡位置，质点的速度最大，故B正确；
C．t=3s时，质点处于负的最大位移处，质点所受回复力最大，故C错误：
D．t=1.5s和t=2.5s时，质点相对平衡位置的位移大小相等，方向相反，故D错误。
故选B
6. 2022年12月8日，地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线，此现象被称为“火星冲日”。如图，火星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，火星与地球公转轨道半径之比约为3：2，则火星与地球绕太阳做匀速圆周运动的周期之比约为（ ）

A. 27：8B. 8：27C. D.
答案：D
解析：火星与地球均绕太阳做匀速圆周运动，火星与地球的公转轨道半径之比约为3：2，根据开普勒第三定律有
可得
故选D。
7. 为研究“鸡蛋撞地球”的平均作用力大小，小明将一个鸡蛋（质量约为50g）从45m高处由静止释放，鸡蛋做自由落体运动，测得鸡蛋从接触地面开始大约经5×10-4s速度减为0，重力加速度大小取g=10m/s2。估算鸡蛋与地球相互作用的平均作用力大小为（ ）
A. 3000NB. 300NC. 30ND. 3N
答案：A
解析：鸡蛋做自由落体运动，由，可得落地前瞬间的速度大小为
以竖直向上为正方向，由动量定理有
解得
故选A。
8. 如图甲，一足够长的水平传送带以恒定速率，顺时针匀速转动，传送带右端的光滑水平面与传送带上表面等高，二者平滑连接于A点。一滑块（可视为质点）以水平向左的速度从A点滑上传送带，在传送带上运动时其动能E随路程x变化的关系图像如图乙所示。滑块的质量为m=3kg，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，重力加速度大小取g=10m/s2。下列说法错误的是（ ）

A. 滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2
B. 图乙中=26
C. 滑块在传送带上运动的时间为12.5s
D. 从滑块滑上传送带到再次滑回水平面的过程中，滑块与传送带之间因摩擦产生的热量为150J
答案：A
解析：A．由图乙可知，滑块在传送带上运动18m后速度减为0，由动能定理有
解得
μ=0.1
故A符合题意；
BC．由图乙可知，滑块在传送带上速度减为0后，在传送带的摩擦力作用下反向加速，之后与传送带共速，根据牛顿第二定律
解得滑块加速度大小为
a=μg=1m/s2
由
可得滑块的初速度大小为
=6m/s
同理可得传送带的速率为
=4m/s
向左匀减速过程所用时间为
=6s
滑块位移大小为
=18m
传送带位移大小为
=24m
向右匀加速过程所用时间为
=4s
滑块位移大小为
=8m
传送带位移大小为
=16m
余下的位移为
=10m
滑块以的速度向右做匀速直线运动，所用时间为
=2.5s
图乙中
=26m
滑块在传送带上运动的时间为
=12.5s
故BC不符合题意；
D．从滑块滑上传送带到再次滑回水平面的过程中，总的相对位移大小为
=50m
滑块与传送带之间因摩擦产生的热量为
=150J
故D不符合题意。
故选A。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9. 关于万有引力与航天，下列说法正确的是（ ）
A. 牛顿总结出了万有引力定律，并测出了引力常量
B. “神舟十五号”载人飞船的发射速度一定大于11.2km/s
C. “北斗”同步卫星的轨道一定在地球赤道所在的平面上
D. “天和”核心舱绕地球做匀速圆周运动，所处轨道距地面高度越高，环绕速度越小
答案：CD
解析：A．牛顿总结出了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量，故A错误；
B．11.2km/s是飞船脱离地球束缚的最小发射速度，载人飞船没有脱离地球的束缚，因此载人飞船的发射速度小于11.2km/s，故B错误。
C．由于地球同步卫星的运行周期与地球的自转周期相同，所以地球同步卫星只能发射在地球赤道的正上方，且距离地球表面一定的高度，所以“北斗”同步卫星的轨道一定在地球赤道所在的平面上，故C正确；
D．根据
可得“天和”核心舱绕地球做匀速圆周运动的环绕速度
可知，“天和”核心舱绕地球做匀速圆周运动的轨道距地面高度越高，即轨道半径越大，环绕速度越小，故D正确。
故选CD。
10. 如图，“旋转秋千”的座椅通过缆绳悬挂在旋转圆盘上。旋转圆盘绕竖直的中心轴由静止开始转动，稳定后座椅在水平面内做匀速圆周运动。已知悬点到中心轴的距离为，座椅（可视为质点）的质量为m=6kg，缆绳的长度为，稳定后缆绳与竖直方向的夹角为，不计空气阻力，重力加速度大小取。下列说法正确的是（ ）

A. 座椅所受重力和缆绳拉力的合力提供其做匀速圆周运动的向心力
B. 座椅做匀速圆周运动的加速度大小为
C. 座椅做匀速圆周运动的线速度大小为
D. 座椅由静止至达到稳定速度的过程中，缆绳对座椅所做的功为
答案：AB
解析：A．座椅所受重力和缆绳拉力的合力提供其做匀速圆周运动的向心力，故A正确；
B．如图

由牛顿第二定律有
解得
故B正确；
C．同理有
由几何关系有
解得
线速度大小为
故C错误；
座椅由静止至达到稳定速度的过程中，由动能定理有
解得
故D错误。
故选AB。
11. 如图，处于竖直平面内的曲面、水平面与半圆形轨道平滑连接，半圆形轨道的半径为R=0.1m。两小球a、b均可视为质点，质量分别为m=1kg、M=2kg。两小球压缩弹簧后（均未与弹簧栓接）被锁扣K（图中未画出）锁住。现打开锁扣K，两小球与弹簧分离后，小球a沿曲面上升到最高点C（图中未画出），小球b恰好能通过半圆形轨道的最高点D。不计一切摩擦，重力加速度大小取g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）

A. 小球b运动到D点时的速度大小为0
B. 小球b运动到D点时的速度大小为1m/s
C. 小球a沿曲面上升的最大高度为0.4m
D. 弹簧解锁前的弹性势能为15J
答案：BD
解析：A．小球b恰好能通过半圆形轨道的最高点D，由
解得
故A错误，B正确；
C．小球b从水平面到D点，由动能定理有
解得
解锁前后由动量守恒定律有
解得
小球a从水平面到C点，由动能定理有
解得
故 C错误；
D．解锁前后由能量守恒定律有
解得
故D正确。
故选BD。
三、实验探究题：本题共2小题，共15分。
12. 某同学做“研究小球平抛运动”的实验。
（1）用如图甲所示装置探究平抛运动竖直分运动的特点。用小锤击打弹性金属片后，小球a沿水平方向抛出，做平抛运动，同时小球b被释放，自由下落，做自由落体运动。下列说法正确的是______和________（均填标号）
A.该实验说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动
B.如果两球总是同时落地，则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
C.两球的体积、材料和质量可以任意选择，对实验结果没有影响
D.改变两球距地面的高度和小锤击打的力度，可以分别改变两球在空中的运动时间和小球a的水平初速度大小

（2）该同学用频闪照相机拍摄到小球a做平抛运动的照片如图乙所示，图中背景正方形小方格的边长为L=4.9cm，A、B、C是小球a的三个位置，重力加速度大小取g=9.8m/s2，小球a从位置B运动到位置C所用的时间为______s；小球a做平抛运动的初速度大小为=_________m/s。
答案： ①. B ②. D ③. 0.1 ④. 1.47
解析：（1）[1][2]AB．小锤击打弹性金属片后，小球a沿水平方向抛出，同时小球b被释放自由下落，a、b两球同时落地，可知平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，不能得出水平分运动的运动规律，A错误，B正确；
C．两球的体积、材料和质量的选择不同，受到的空气阻力大小不同，对实验结果有影响，C错误；
D．改变小锤击打的力度，可以改变小球a的水平初速度大小，改变两球距地面的高度，可以改变两球在空中的运动时间，D正确。
故选BD。
（2）[3][4]由图乙可知，小球a在竖直方向上有
解得
=0.1s
小球a从位置B运动到位置C所用的时间为0.1s。小球a在水平方向上有
解得
=1.47m/s
13. 用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

（1）除带夹子重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、交流电源、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的是________（填标号）。
A.刻度尺 B.天平（含砝码）
（2）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_________（填标号）。
A.速度变化量大小与高度变化量大小
B.速度变化量大小与重力势能变化量大小
C.动能变化量大小与重力势能变化量大小
（3）实验中先接通电源，再释放重物，得到如图乙所示的一.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的距离分别为以hA、hB、hC。已知当地重力加速度大小为g，打点计时器打点的频率为f，重物的质量为m。从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能变化量大小为△Ep=______，动能变化量大小为△Ek=________（均用题干所给物理量的字母表示）。

（4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，其主要原因是_______（填标号）。
A.利用公式计算重物速度
B.利用公式计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D.没有采用多次实验取平均值的方法
答案： ①. A ②. C ③. ④. ⑤. C
解析：（1）[1]测量纸带上点间的距离需要刻度尺，实验中无需知道重物的质量，故A正确。
（2）[2]重物下落过程中，重力势能减少，动能增加，验证机械能守恒时应比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量大小与重力势能变化量大小是否相等，故C正确。
（3）[3][4]从打下O点到打下B点的过程中，重物下落的高度为hB，则重物的重力势能变化量大小为，打下B点时重物的速度大小为
则重物的动能变化量大小为
（4）[5]实验中由于重物下落不可避免受到阻力作用，因此减少的重力势能大于重物获得的动能。
故选C。
四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。
14. 如图，宇航员登上月球后，在月球表面将一轻绳穿过水平桌面上的小圆孔，轻绳上端栓物体a，下端栓物体b。物体a在桌面上做半径为L的匀速圆周运动时，物体b在空中处于静止状态。不计一切摩擦，物体a、b质量相等，引力常量为G，月球的质量为M，月球的半径为R，不考虑月球自转的影响。求：
（1）月球表面的重力加速度大小g0；
（2）物体a做匀速圆周运动的周期T。

答案：（1）；（2）
解析：（1）由万有引力等于重力
解得
（2）对物体a由牛顿第二定律有
对物体b有
解得
15. 2023年5月28日，国产大飞机C919从上海虹桥机场起飞，在北京首都机场平稳降落，穿过象征民航最高礼仪的“水门”，顺利完成这一机型全球首次商业载客飞行。某型号C919客机的质量为7.25×104kg，起飞时由静止开始以11600kW的恒定功率沿直线滑行，当滑行1800m时，达到最大速度（即客机的起飞速度）。此过程中客机受到的阻力恒为客机重力的0.2倍，重力加速度大小取g=10m/s2。求：
（1）客机的起飞速度大小；
（2）客机滑行的速度大小为40m/s时，其加速度的大小；
（3）客机由静止开始至达到起飞速度经过的时间。

答案：（1）80m/s；（2）2m/s2；（3）42.5s
解析：（1）客机受到的阻力
=1.45×105N
由
F=f
解得
=80m/s
（2）客机滑行的速度大小为=40m/s时，其牵引力
由牛顿第二定律有
解得
a=2m/s2
（3）由动能定理有
解得
t=42.5s
16. 如图，半径为的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的端点B和圆心O的连线与竖直方向的夹角为θ=53°，另一端点C为圆弧轨道的最低点，紧挨C点右侧的光滑地面上放置一质量为M=4kg的木板，木板上表面与C点等高，C点的切线水平，木板与圆弧轨道不粘连，木板的最左端放置一质量为m=2kg的滑块。现有一发射装置（图中未画出）将一质量为m0=2kg的小球从A点以速度水平射出，恰好从圆弧轨道的B点沿切线方向进入轨道，运动到圆弧轨道的最低点C后，再与木板上的滑块发生弹性碰撞。滑块与小球均可视为质点，A、B两点的高度差为h=0.8m，滑块与木板间的动摩擦因数为μ=0.5，重力加速度大小取g=10m/s2，sin53°=0.8，cs53°=0.6。求：
（1）小球的发射速度的大小；
（2）小球运动到C点时（还未与滑块相碰）对圆弧轨道的压力大小（保留2位有效数字）；
（3）小球与滑块碰撞后，要保证滑块不从木板上滑出，木板的长度至少为多长?

答案：（1）3m/s；（2）72N；（3）2.4m
解析：（1）小球从A点到B点做平抛运动，设到达B点时竖直方向的速度为，有
求得
解得
（2）从A点到C点，由动能定理有
解得
在C点，由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律得小球运动到C点时（还未与滑块相碰）对圆弧轨道的压力大小
=72N
（3）小球和滑块发生弹性碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律有
解得
=0，=6m/s
滑块滑上木板最终达到共同速度v，由动量守恒定律和能量守恒定律有
解得
要保证滑块不从木板上滑出，木板的长度至少为2.4m。