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  • 2021-05-22 发布

2018-2019学年安徽省六安市舒城中学高二上学期开学考试物理试题 解析版

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舒城中学2018-2019学年度第一学期第一次统考高二物理 一.单项选择题 ‎1.如图所示,F1、F2(F1<F2)为有一定夹角的两个力,L为过O点的一条共面直线,当L取什么方向时,F1、F2在L上的分力之和最小 (  )‎ ‎ ‎ A. F1的方向 B. F1、F2夹角角平分线的方向 C. F1、F2合力的方向 D. 与F1、F2合力相垂直的方 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】F1和F2在L上的分力等价于F1和F2的合力在L上的分力,而F1和F2的合力要分解在L上的力最小,就应该取垂直于F1、F2的合力方向,因为分解在其他方向都会使这个分力减小的,故D正确,ABC错误。故选D。‎ ‎2.如图所示,底板光滑的小车上用两个量程为20 N、劲度系数k不相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1 kg的物块。已知k甲=2k乙,在水平地面上,当小车做匀速直线运动时,两弹簧测力计的示数均为10 N;当小车做匀加速直线运动时,弹簧测力计甲的示数为4 N,这时小车运动的加速度大小是(  )‎ A. 9 m/s2 B. 5 m/s2‎ C. 12 m/s D. 8 m/s2‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】因弹簧的弹力与其形变量成正比,当弹簧秤甲的示数由10N变为4N时,其形变量减少,则弹簧秤乙的形变量必增大,且甲、乙两弹簧秤形变量变化的大小相等,但因k甲=2k乙,所以弹簧秤乙的示数应为10N+×6N=13N.物体在水平方向所受到的合外力为:F=T乙-T甲=13N-4N=9N。根据牛顿第二定律,得物块的加速度大小为,小车与物块相对静止,加速度相等,所以小车的加速度为9m/s2,故选A。‎ ‎【点睛】本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用,要知道弹簧秤甲的长度减小量跟弹簧秤乙的长度增加量相同,但因劲度系数不同,则弹力变化关系是2倍关系.‎ ‎3.有一星球的密度跟地球密度相同,但它表面处的重力加速度是地球表面处重力加速度的3倍,则该星球的质量将是地球质量的(忽略其自转影响) (  )‎ A. 1/9倍 B. 3倍 C. 27倍 D. 9倍 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据万有引力等于重力,列出等式: =mg可得g=,其中M是地球的质量,r应该是物体在某位置到球心的距离。根据根据密度与质量关系得:M=ρ•πR3,星球的密度跟地球密度相同,;则,故选C。‎ ‎4.一条很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一个小球a和b。a球质量为m,静置于地面;b球质量为4m,用手托住,高度为h,此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放b后,a可能达到的最大高度为(滑轮足够高)( )‎ A. 1.2h B. 1.3h C. 1.6h D. 2.0h ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】设a球到达高度h时两球的速度v,根据机械能守恒:b球的重力势能减小转化为a球的重力势能和a、b球的动能。即:4mgh=mgh+•(4m+m)v2;解得两球的速度都为:v=,此时绳子恰好松弛,a球开始做初速为v=的竖直上抛运动,同样根据机械能守恒:mgh+mv2=mgH,解得a球能达到的最大高度H为1.6h。故选C。‎ ‎【点睛】在a球上升的全过程中,a球的机械能是不守恒的,所以在本题中要分过程来求解,第一个过程系统的机械能守恒,在第二个过程中只有a球的机械能守恒。‎ ‎5.从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体。物体在空中运动4s落地,不计空气阻力,取g=10m/s2,则物体落地瞬间,重力的瞬时功率为( )‎ A. 300W B. 400 W C. 500W D. 700W ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】物体做的是平抛运动,在竖直方向上是自由落体运动,所以在物体落地的瞬间速度的大小为vy=gt=10×4m/s=40m/s,物体落地前瞬间,重力的瞬时功率为P=Fv=mgvy=10×40W=400W。故选B。‎ ‎【点睛】本题求得是瞬时功率,所以只能用P=FV来求解,用公式P=W/t求得是平均功率的大小。‎ ‎6.自空中某处水平抛出一物体(质点)至落地过程中,位移方向与水平方向的夹角为θ,不计空气阻力,取地面为参考平面,则物体被抛出时,其重力势能和动能之比为( )‎ A. 4tan2θ B. 4cos2θ C. 2tan2θ D. 2cos2θ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】物体做平抛运动,假设落地速度为v,由于落地的位移方向与水平方向的夹角为θ,若设速度方向与水平方向夹角为α,则,则水平分速度为:v0=vx=vcosα;竖直分速度为:vy=vsinα;由于平抛运动的水平分运动为匀速直线运动,故v0=vx=vcosα;由于平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,故高度为:,抛出时的动能为:Ek0=mv02=mv2cos2α,抛出时的势能为:Ep0=mgh=mv2sin2α,因而动能与势能之比。故选A。‎ ‎【点睛】本题关键根据末速度的大小和方向,求解出抛出时的动能和势能的表达式,再求得比值即可.注意速度偏向角的正切等于位移偏向角正切的2倍.‎ ‎7.质量为1.5kg的小球从高20m处自由下落(空气阻力不计,g取10m/s2)到软垫上,反弹后上升最大高度为5.0m,小球与软垫接触的时间为1.0s,在接触时间内小球受到软垫的平均作用力为 ( )‎ A. 30N B. 45N C. 60N D. 75N ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】小球在20m内做自由落体运动,由v2=2gh可得,小球接触软垫时的速度; 小球反弹后的高度为5.0m,由反弹后的运动可反向看作自由落体运动;v21=2gh1,解得反弹后的速度v1==10m/s; 取竖直向上为正方向,则由动量定理可得:(F-mg)t=mv2-mv1=1.5kg×10m/s-1.5kg×(-20m/s)=45N•s 解得:F=60N;方向竖直向上;故选C.‎ ‎【点睛】本题考查动量定理的应用;熟练运动学规律与动量定理即可正确解题,解题时要注意动量定理的方向性;明确正方方向的选取.‎ ‎8.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并立即留在其中,A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起,如图所示。则在子弹打击木块A至弹簧第一次被压缩最短的过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统( )‎ A. 动量不守恒,机械能守恒 B. 动量不守恒、机械能不守恒 C. 动量守恒,机械能守恒 D. 动量守恒,总动能减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】在子弹打击木块A及弹簧压缩的过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统,系统所受的外力之和为零,则系统的动量守恒。在此过程中,除弹簧弹力做功外还有摩擦力对系统做功,所以系统机械能减小。故D正确,ABC错误。故选D。‎ ‎【点睛】系统动量守恒的条件:系统不受外力或所受合外力为零,判断动量是否守恒.根据是否是只有弹簧的弹力做功判断机械能是否守恒.‎ 二、多项选择题 ‎9.一物体做变速运动,某时刻速度的大小为5 m/s,1 s后速度的大小变为8 m/s.在这1 s内该物体的(  )‎ A. 速度变化的大小可能等于5 m/s B. 速度变化的大小可能大于13 m/s C. 平均加速度的大小可能小于5 m/s2‎ D. 平均加速度的大小可能等于8 m/s2‎ ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】当1s后的速度方向与初速度方向相同,则速度的变化大小;加速度;当1s后的速度方向与初速度方向相反,则速度的变化大小;加速度;则物体的速度变化范围是3-13m/s,平均加速度的范围是:3-13m/s2;故ACD正确,B错误;故选ACD。‎ ‎【点睛】此题应该注意的是物体做变速运动,可能是直线运动,也可能是曲线运动,所以速度和加速度都在一个范围内变化.‎ ‎10.一质点自x轴原点O出发,沿正方向以加速度a运动,经过t0时间速度变为v0,接着以加速度-a运动,当速度变为-时,加速度又变为a,直至速度变为时,加速度再变为-a,直至速度变为-…,其vt图象如图所示,则下列说法中正确的是 (   )‎ A. 质点一直沿x轴正方向 运动 B. 质点最终静止时离开原点的距离一定小于v0t0‎ C. 质点运动过程中离原点的最大距离为v0t0‎ D. 质点最终静止在离原点距离为v0t0处 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】速度为矢量,图中物体的速度只有两个相反的方向,故物体时而沿x轴正方向运动,时而沿x轴负方向运动,故A错误;由由图象,2t0时刻位移最大,故质点运动过程中离原点的最大距离为v0t0,故C正确;图象的面积表示位移,则由图象可知,从2t0开始,质点每次返回的位移均大于后一运动周期前进的位移。所以2t0以后的总位移是负值,故最终静止时离开原点的距离一定小于第一个运动周期的位移v0t0,故B正确;质点最终静止时离开原点的距离为:,故D正确;故选BCD。‎ ‎【点睛】在速度时间图象中,最常见的问题.一是速度的大小及方向变化;二是速度线与时间轴围成的面积即为该段时间内的位移;三是斜率表示加速度.斜率不变,加速度不变;斜率变化,加速度变化.斜率即可以表示加速度的大小,也可表示方向.‎ ‎11.质量为m=4 kg 的物体在光滑的水平面上运动,在水平面上建立xOy坐标系,t=0时,物体位于坐标系的原点O.物体在x轴和y轴方向上的分速度vx、vy随时间t变化的图象如图甲、乙所示.关于t =6.0 s时,物体速度大小和位置坐标,以下说法正确的是( )‎ A. 7m/s B. 3m/s C. (18m,32m) D. (18m,9m)‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】t =6.0 s时,vx=3m/s;vy=3m/s,则速度,选项A错误,B正确;t=6.0s时,物体的在x轴方向的位移:x=vxt=3×6=18m,在y轴方向的位移:y=×6×‎ ‎3m=9m, 则物体的位置坐标是(18m,9m);选项C错误,D正确;故选BD.‎ ‎12.用长为L的细绳拴住一质量m的小球,当小球在一水平面上做角速度为ω的匀速圆周运动时,如图。(已知重力加速度为g)设细绳与竖直方向成θ角,细绳对小球的拉力为F,则关于cosθ和F的值以下答案正确的是( )‎ A. cosθ=g/ω2L B. cosθ=gL/ω2‎ C. F=mω2L D. F<mω2L ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】根据牛顿第二定律得,mgtanθ=m•Lsinθ•ω2,解得cosθ=g/ω2L.选项A正确,B错误;小球的受力如图所示,‎ 根据平行四边形定则知,细绳对小球的拉力F=.选项C正确,D错误;故选AC.‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源,结合牛顿第二定律和平行四边形定则进行求解,难度不大.‎ ‎13.足够长水平传送带在外力作用下始终以速度v匀速运动,某时刻放上一个质量为m的小物体(质点),初速度大小也是v,方向与传送带的运动方向相反,在滑动摩擦力作用下,最后小物体的速度与传送带的速度相同。在小物体与传送带间有相对运动的过程中,滑动摩擦力对小物体做的功为W,摩擦产生的热量为Q,下列说法中正确的是( )‎ A. W=0 B. W=3mv2/2 C. Q=3mv2/2 D. Q=2mv2‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】在整个运动的过程中,小物体动能的变化量为零,只有摩擦力做功,根据动能定理,知道W=0,A正确,B错误;滑块先沿原方向做匀减速直线运动到零,然后返回做匀加速直线运动,达到速度v后做匀速直线运动,设动摩擦因数为μ,则匀减速直线运动的加速度为 ‎ a=μg,匀减速直线运动的位移为 x1=,传送带的位移x2= ,相对滑动的位移大小为:x=x1+x2=。物体返回做匀加速直线运动的位移大小为 x1′=,传送带的位移x2′=,则相对位移大小为 x′=x2′-x1′=。则整个过程中相对路程 s=x+x′=.则Q=fs=μmg•=2mv2.故C错误,D正确,故选AD。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道物体在整个过程中的运动规律,运用运动学公式求出相对路程,从而根据Q=fs求出摩擦产生的热量.‎ ‎14.如图,具有一定初速度的物体受到一个沿斜面向上的恒定拉力F作用,沿倾角为30º的粗糙斜面向上做直线运动,加速度大小为4m/s2,在物体向上运动的过程中,下列说法中正确的是( ) ‎ A. 物体的机械能一定增加 B. 物体的机械能可能增加也可能减小 C. 物体的动能一定增加 D. 物体的动能可能增加也可能减小 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】物体向上运动,则摩擦力向下,若加速度向上,则物体加速运动,由牛顿第二定律可得:F-f-mgsin300=ma;可知F与f的合力向上,做正功,则机械能增加,动能增加;若加速度向下,则物体做减速运动,由牛顿第二定律可得:mgsin300-(F-f)=ma;可知F与f的合力向上,做正功,则机械能增加,动能减小;故选AD;‎ ‎15.如图所示,甲、乙两小车的质量分别为m1、m2,且m1>m2,用轻弹簧将两小车连接,静止在光滑的水平面上。现在同时对甲、乙两车施加等大反向的水平恒力F1、F2,使甲、乙两车同时由静止开始运动,直到弹簧被拉到最长(弹簧仍在弹性限度内)的过程中,对甲、乙两小车及弹簧组成的系统,下列说法正确的是( )‎ A. 系统总动量可能不断增大 B. 系统总动量始终守恒 C. 弹簧伸长到最长时,系统的机械能最大 D. 甲车、乙车的动能同时达到最大 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】因F1、F2等大反向,故甲、乙、弹簧组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒,故A错误,B正确;在整个过程中,拉力一直对系统做正功,速度减为零时,弹簧伸长最长,系统的机械能最大,故C正确。当弹簧弹力等于恒力时,两车的速度最大,动能最大。即甲车、乙车的动能同时达到最大,选项D正确;故选BCD.‎ ‎【点睛】对甲、乙及弹簧系统进行受力分析,根据物体的受力情况判断物体的运动性质;根据动量守恒条件分析系统动量是否变化.‎ ‎16.在光滑水平面上,一质量为m,速度大小为v的A球与质量为3m静止的B球碰撞后,A球的速度方向与碰撞前相反。则碰撞后B球的速度大小是 ( )‎ A. 0.55v B. 0.45v C. 0.35v D. 0.25v ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB两球在水平方向上合外力为零,A球和B球碰撞的过程中动量守恒,设AB两球碰撞后的速度分别为v1、v2, 选A原来的运动方向为正方向,由动量守恒定律有:mv=-mv1+3mv2…① 假设碰后A球静止,即v1=0,可得:v2=v 由题意知球A被反弹,所以球B的速度:v2>v…② AB两球碰撞过程能量可能有损失,由能量关系有mv2≥mv12+×3mv22…③ ①③两式联立得:v2≤v…④ 由②④两式可得:v<v2≤v,符合条件BC正确,AD错误;故选BC。‎ ‎【点睛】解决本题要注意临界状态的判断,有两个临界状态,其一是AB两球碰撞后A静止,由此求出速度的范围之一,即v2>v;第二个临界状态时能量恰好没有损失时,有能量的关系求出速度的另一个范围v2≤0.5v,所以解决一些物理问题时,寻找临界状态是解决问题的突破口.‎ 三、计算题 ‎17.如图所示,传送带上下端间距长6 m,与水平方向的夹角为37°,以5 m/s的速度顺时针传动.一个质量为2 kg的物块(可视为质点),沿平行于传送带方向以10 m/s的速度由底端滑上传送带,已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5(取g=10 m/s2).求:‎ ‎ ‎ ‎(1)物块刚滑上传送带时的加速度大小 ‎ ‎(2)物块由底端传送至顶端所需的时间 ‎【答案】(1)10m/s2(2)1s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)物块刚滑上传送带时,物块的加速度大小为a1,由牛顿第二定律有: mgsin37°+μmgcos37°=ma1 代入数据解得:a1=gsin37°+μgcos37°=10×0.6+0.5×10×0.8=10m/s2; (2)设物块速度减为5m/s所用时间为t1,则v0-v=a1t1 解得:t1=0.5s 通过的位移:x1=×0.5=3.75m<6 m     因μ<tanθ,此后物块继续减速上滑的加速度大小为a2则:mgsin37°-μmgcos37°=ma2 代入数据解得:a2=2m/s2 设物块到达最高点的速度为v1,则:v2-v12=2a2x2 x2=l-x1=2.25m 解得:v1=4m/s. 此过程经历:时间t2==0.5s 故全程用时:t=t1+t2=1s ‎18.如图所示,平板小车B质量m1=1kg在光滑水平面上以v1‎ ‎=2m/s的速度向左匀速运动。当t=0时,小铁块A质量m2=2kg以v2=4 m/s的速度水平向右滑上小车,A与小车间的动摩擦因数为μ=0.2。若A最终没有滑出小车,取水平向右为正方向,g=10m/s2,则 ‎(1)A在小车上停止运动时,小车的速度为多大?‎ ‎(2)小车的长度至少为多少?‎ ‎【答案】(1)2m/s(2)3m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)A在小车上停止运动时,A、B以共同速度运动,设其速度为v,取水平向右为正方向,由动量守恒定律得:m2v2-m1v1=(m1+m2)v 代入数据解得:v=2m/s; (2)设小车的最小长度为L,由功能关系得: 又f=μm1g 联立解得:L=3m;‎ ‎19.如图,一质量为m的物体B固定在轻弹簧上,弹簧下端固定在水平桌面上,弹簧原长为L0; B静止时,弹簧压缩量为x1;在B上再轻放一质量为2m的物体A,A、B静止后,弹簧的弹性势能为E1;此后在A上施加一竖直向下的力,使弹簧再缓慢缩短x2,这时弹簧的弹性势能为E2。撤去向下的作用力,A、B一起向上运动。(已知重力加速度为g,取弹簧原长时的弹性势能为零)求:‎ ‎ ‎ ‎(1)A、B一起向上运动过程中的最大速度?‎ ‎(2)A、B刚分离时的速度多大?‎ ‎(3)在A、B脱离后,物体A还能上升的最大距离?‎ ‎【答案】(1) (2) (3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)B静止时:mg=kx1;当B上再轻放一质量为2m的物体A,A、B静止后,弹簧的弹性势能为E1,则3mg=kx,解得x=3x1;由能量关系可知: ‎ 解得 ;‎ ‎(2)A、B刚分离时,弹簧处于原长,则 解得 ‎ ‎(3)A、B分离后A做竖直上抛,则v2=2gh 解得 ‎【点睛】解决本题的关键要明确两个物体通过平衡位置时速度最大,知道系统的机械能是守恒的,但对单个物体来说,机械能并不守恒.‎ ‎ ‎