内蒙古自治区兴安盟乌兰浩特第一中学2024-2025学年高二上学期开学考试物理试题（解析版）

这是一份内蒙古自治区兴安盟乌兰浩特第一中学2024-2025学年高二上学期开学考试物理试题（解析版），共14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。
1. 如图所示，质量为m的物体静止在水平光滑的平台上，系在物体上的水平绳子跨过光滑的定滑轮，由地面上的人向右拉动，人做匀速运动，速度为，则从绳竖直至绳与水平方向的夹角的过程中人的拉力所做的功为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】将人的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，在沿绳子方向的分速度等于物体的速度，如图所示：
解得
根据动能定理
故选A。
2. 用一根细线一端系一可视为质点的小球，另一端固定在一光滑锥顶上，如图所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω。线的张力为FT，则FT随ω2变化的图象是下图中的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】当ω较小时，斜面对小球有支持力，当ω=ω0时，FN=0
当ωω0时，受力分析如图
FTsinα=mω2Lsinα
FT=mω2L
FT关于ω2的函数为正比例函数，斜率为mL>mrcsθ，故C正确，ABD错误。
故选C。
3. 如图所示，A、B、C三个物体放在旋转平台上随平台一起做匀速圆周运动，动摩擦因数均为µ，已知A的质量为2m，B、C的质量均为m，A、B离轴距离均为R，C距离轴为2R，则以下说法正确的是：（ ）
A. 若转速加快，A最先相对滑动
B. 若转速加快，C一定不会最先相对滑动
C. 若都没相对滑动，则：aA=aC>aB
D. 若都没相对滑动，则：fA=fC>fB
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由向心力
可知A、C所需向心力大小相同，由于摩擦力
可知A的最大静摩擦力大于C故当圆台转速增加时，C比A先滑动；同理可知A、B同时滑动，故AB错误；
C. 若都没相对滑动，ABC角速度相等，根据知，C的轨道半径最大，C的向心加速度最大，A、B的加速度相等，即
aC>aB=aA
故C错误；
D. 若都没相对滑动，物体做匀速圆周运动，靠静摩擦力提供向心力，
， ，
可知B物体的摩擦力最小，A、C物体的摩擦力相等，即
fA=fC>fB
故D正确．
4. 均匀介质中两波源S1、S2分别位于x轴上x1＝0、x2＝14m处，质点P位于x轴上xP＝4m处，t＝0时刻两波源同时开始由平衡位置向y轴正方向振动，振动周期均为T＝0.1s，传播速度均为v＝40m/s，波源S1的振幅为A1＝2cm，波源S2的振幅为A2＝3cm，则从t＝0至t＝0.35s内质点P通过的路程为（ ）
A. 12cmB. 16cmC. 24cmD. 32cm
【答案】B
【解析】
【详解】由振动周期均为T=0.1s，传播速度均为v=40m/s，则波长
λ=vT=40×0.1m=4m
而t=0时刻两波源同时开始由平衡位置向y轴正方向振动，所以当波源S2传播到P时（用时2.5T），波源S1使得P点已振动1.5T，即通过的路程为12cm；当波源S1的波峰传播到质点P时，波源S2的波谷也传到P点，所以正好相互减弱。故在从t=0至t=0.35s内的最后0.1s内，质点P通过的路程为4cm，因此t=0至t=0.35s内质点P通过的路程为16cm。
故选B。
5. 如图所示，MN为半径为R、固定于竖直平面内的光滑四分之一圆管轨道，轨道上端切线水平，O为圆心，M、O、P三点在同一水平线上，M的下端与轨道相切处放置竖直向上的弹簧枪。现发射一质量为m的小钢珠，小钢珠恰好从M点离开弹簧枪，从N点飞出落到OP上距O点2R的点。不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 小钢珠在M点时，弹簧枪处于压缩状态
B. 小钢珠经过N点时速度大小为
C. 小钢珠到达N点时对上管壁的压力大小为
D. 小钢珠落到Q点时速度方向与OP的夹角为30°
【答案】C
【解析】
【详解】A．小钢珠恰好从M点离开弹簧枪，小钢珠在M点时，弹簧处于原长状态，故A错误；
B．小钢珠从N点到Q点做平抛运动，竖直方向有
水平方向有
解得小钢珠经过N点时的速度大小为
故B错误；
C．设小钢珠到达N点时管壁对小钢珠的作用力大小为F，方向竖直向下，由牛顿第二定律得
解得
F=mg
由牛顿第三定律知小钢珠到达N点时对上管壁的压力大小为mg，方向竖直向上，故C正确；
D．设小钢珠落到Q点时的速度方向与OP间的夹角为，则
得
故D错误。
故选C。
6. 如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量均为m，重力加速度为g，摩擦阻力和空气阻力均忽略。下列选项错误的是（ ）
A. 开始运动后，B的加速度是A的2倍
B. 开始运动后，A的加速度大小为
C. 当B的位移为2h时，B的速度大小为
D. 当A的位移为h时，A的速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由题可知，B下降位移是A上升位移的两倍，由公式可知，B的加速度是A加速度的2倍，选项A正确；
B．对B分析，由牛顿第二定律有
对A分析，由牛顿第二定律有
又
联立解得
选项B正确；
CD．由速度公式可知，由于B的加速度是A加速度的两倍，所以同一时刻，A的速度是B的一半，即
当A上升h时，B下降高度2h，由机械能守恒得
联立解得
，
选项C正确，D错误。
本题选错误的，故选D。
7. 一弹簧枪对准以6m/s的速度沿光滑桌面迎面滑来的木块，发射一颗速度为12m/s的铅弹，铅弹射入木块后未穿出，木块继续向前运动，速度变为4m/s。如果想让木块停止运动，并假定铅弹射入木块后都不会穿出，则应再向木块迎面射入的铅弹数为（ ）
A. 2颗B. 3颗C. 4颗D. 5颗
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】设铅弹的质量为m1，速度大小为v1，木块的质量为m2，速度大小为v2，由动量守定律可得
代入数据得

解得
所以C正确；ABD错误；
故选C。
8. 一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，P、Q、A为该横波上的三个质点，各自的横坐标位置分别为6m、10m、15m从该时刻开始计时，波上A质点的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 该波波速是25m/s，传播方向沿x负方向
B. 若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为2.5Hz
C. 若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比20m大很多
D. 从该时刻起，再经过0.4s质点Q通过的路程为4m
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】A．由乙图知：t=0时刻质点A正向上运动，所以波的传播方向沿x负方向。由图知，波长为 λ=20m，周期为 T=0.8s，则该波波速是
故A正确；
B．该波频率为
两列波发生稳定干涉的条件是频率相同，所以，若此波在同一介质中能与另一列简谐横波发生稳定干涉，则另一列波的频率为1.25Hz，故B错误；
C．该波波长为20m，若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比20m小很多，或差不多，故C错误；
D．从该时刻起，再经过0.4s即半个周期，振幅为2m，质点Q通过的路程为2A=4m，故D正确。
故选AD。
9. 一个质点在平衡位置O点附近做机械振动。若从O点开始计时，经过3s质点第一次经过M点如图所示；再继续运动，又经过2s它第二次经过M点；则该质点第三次经过M点还需要的时间是（ ）
A. 8sB. 4sC. 14sD. s
【答案】CD
【解析】
【详解】设题图中a、b两点为质点振动过程的最大位移处，若在开始计时时刻，质点从O点向右运动，O→M过程历时3s，M→b→M运动过程历时2s，则
T=16s
质点第三次经过M点还需要的时间
Δt3=T－2s=（16－2）s=14s
若在开始计时时刻，质点从O点向左运动，O→a→O→M运动过程历时3s，M→b→M运动过程历时2s，则
质点第三次经过M点还需要的时间
故选CD。
10. 2020年7月23日12时41分，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥四运载火箭成功发射首次火星探测任务天问一号探测器。2021年3月4日，国家宇航局公布，探测器正在火星轨道上进行环绕探测，并发回了3幅高清火星影像图，计划在今年5月到6月择机着陆火星。已知火星的质量约为地球的0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为g，地球半径为R，探测器环绕火星速度为v。则下列选项正确的是（ ）
A. 火星表面的重力加速度为0.4g
B. 火星和地球的第一宇宙速度之比为
C. 火星和地球的平均密度之比为5：4
D. 探测器环绕火星运行周期为
【答案】AD
【解析】
分析】
【详解】A．火星表面的重力加速度为
A正确；
B．星球表面的第一宇宙速度为
火星和地球的第一宇宙速度之比为
B错误；
C．星球的密度为
火星和地球平均密度之比为
故C错误；
D．探测器环绕火星运行周期为
， ， ，
解得
D正确；
故选AD。
二、实验题（本题共4个空，每空2分.共计8分）
11. 某实验小组用铁架台、长约1m的细绳、直径约为1cm的金属球、米尺、位移传感器、数据采集器和电脑等器材测量重力加速度。实验过程如下：
（1）用游标卡尺测量小球直径d，示数如图甲所示，其示数为_________mm；
（2）按图乙安装实验装置。当摆球静止时，测出摆长L。将摆球拉开一角度后释放，摆球做简谐运动时，位移传感器记录摆球摆动过程中位移x随时间t变化的关系，其中的一段图像如图丙所示，则此单摆的周期
T=_______s；
（3）改变摆长，重复步骤（2），测得多组数据（L，T），利用计算机作出T2-L图像，根据图像得到，则当地重力加速度大小为g=________m/s2；（结果保留三位有效数字）
（4）下列说法正确的是_________（填选项前的字母）。
A.选择密度较小的摆球，测得的g值误差较小
B.把摆球从平衡位置拉开30°角后释放，重复步骤（2），仍能测出单摆周期
C.用悬线的长度加摆球直径作为摆长，代入计算得到的g值偏大
【答案】 ①. 10.20 ②. 1.6 ③. 9.86 ④. BC##CB
【解析】
【详解】（1）[1]游标卡尺示数为
（2）[2]由图可知小球振动周期T=1.6s；
（3）[3]图线斜率
解得
（4）[4] A．为减小实验误差因，应选择密度较大的摆球，故A错误；
B．把摆球从平衡位置拉开30后释放，摆角逐渐减小，当摆角小于15后，摆动可视为单摆做简谐运动，根据计算机记录的图像，仍能测出单摆周期，故B正确；
C．由单摆的周期公式
可推出重力加速度的计算式
可知，摆长偏大则代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大，故C正确；
故选BC。
三、解答题（本题共2个小题，每题13分，共计26分）
12. 某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为的小球，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，球以绳断时的速度水平飞出，通过水平距离后落地。已知握绳的手离地面高度为，手与球之间的绳长为，重力加速度为，忽略空气阻力。
(1)绳能承受的最大拉力是多少？
(2)保持手高度不变，改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时达到最大拉力被拉断，要使球抛出的水平距离最大，绳长应是多少？最大水平距离是多少？
【答案】(1)；(2)；
【解析】
【详解】(1)设绳断时球速度为，做平抛运动飞行时间为，有
得
设最大拉力为，绳断时，有
解得
(2)设绳长为，绳断时球速度为，做平抛运动飞行时间为，球平抛时有
绳能承受最大拉力不变，有
解得
可知，当绳长时球抛出的水平距离最大
13. 如图所示，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C，物块B的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质量不计）。设A以速度向B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中：求：
（1）B、C粘在一起瞬间的速度大小。
（2）整个系统损失的机械能。
（3）弹簧被压缩到最短时的弹性势能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）当A、B速度相等时，对A、B与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得
此时B与C发生完全非弹性碰撞，对B、C组成的系统，由动量守恒定律得
联立解得
（2）与C发生完全非弹性碰撞，对B、C组成的系统，由能量守恒定律得
损失的机械能为
（3）由（1）可知，A将继续压缩弹簧，直至A、B、C三者速度相同时，弹簧被压缩至最短，由动量守恒和能量守恒定律得
联立解得
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