2017-2018学年四川省成都市树德中学高二上学期开学考试物理试题 解析版 14页

四川省成都树德中学2017-2018学年高二上学期开学考试 物理试题 一、选择题：（48 分）1-4 题为单选，5-8 题为不定项选择）‎ ‎1. 下列说法中正确的是（ ）‎ A. 曲线运动轨迹是曲线，所受合力与速度有夹角，但速度可以不变，故不一定都是变速运动 B. 做曲线运动的物体，一定是变速运动，不可能受恒力作用，故一定不是匀变速运动 C. 做匀速圆周运动的物体，所受合力一定指向圆心，合力只改变速度方向，但速率保持不变 D. 物体以初速度 V0 在离地 h 处，分别做竖直上抛、平抛运动、斜抛运动，加速度都是 g，故 运动时间相等 ‎【答案】C ‎【解析】曲线运动轨迹是曲线，速度大小可以不变，但速度的方向不断改变，所以一定都是变速运动，故A错误；做曲线运动的物体，一定是变速运动，可能受恒力作用，例如平抛运动，故A错误；做匀速圆周运动的物体，所受合力一定指向圆心，合力只改变速度方向，不改变速度的大小，故C正确；物体以初速度v0在离地h处，分别做自由落体、竖直上抛、平抛运动、斜抛运动，加速度都是g，竖直上抛时间最长，下抛时间最短，故D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎2. 下列说法正确的是( )‎ A. 物体的机械能守恒，一定只受重力和弹簧弹力作用 B. 物体的动能和重力势能之和增大时，必定有重力以外的其它力对物体做了功 C. 物体从倾角为 θ 的斜面上匀速下滑过程中，各力的冲量均为零 D. 体操运动员从高处落地时总是要屈腿，这样做的目的是为了减小冲量 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，物体除了受重力和弹力的作用，还有可能受其他力的作用，但是其他力做功为零．故A错误．物体的动能和重力势能之和增大时，必定是机械能增大，有重力以外的其他力对物体做了功，故B正确．物体从倾角为 θ 的斜面上匀速下滑过程中，各力的作用时间不为零，则冲量均不为零，选项C错误；体操运动员从高处落地时总是要屈腿，这样做的目的是在冲量一定的情况小增大作用时间，从而减小冲力，选项D错误；故选B.‎ ‎3. 据新华社北京 ‎3 月 2‎1 日电，记者 21 日从中国载人航天工程办公室了解到，已在轨工作 1630 天 的天宫一号目标飞行器在完成与三艘神舟飞船交会对接和各项试验任务后，由于超期服役两年半时间，其功能已于近日失效，正式终止了数据服务。根据预测，天宫一号的飞行轨道将在今后数月内逐步降低，并最终再入大气层烧毁。若天宫一号服役期间的轨道可视为圆且距地面 h（h≈‎343km）， 运行周期为 T，地球的半径为 R，下列关于天宫一号的说法正确的是（ ）‎ A. 因为天宫一号的轨道距地面很近，其线速度小于同步卫星的线速度 B. 女航天员王亚平曾在天宫一号中漂浮着进行太空授课，那时她不受地球的引力作用 C. 天宫一号再入外层稀薄大气一小段时间内，克服气体阻力做的功小于引力势能的减小量 D. 由题中信息可知地球的质量为 ‎ ‎【答案】C ‎【解析】A、根据万有引力提供向心力可知：，解得：，由于天宫一号的轨道半径小于同步卫星的半径，则其线速度大于同步卫星的线速度，故A错误；‎ B、航天员在天宫一号中处于失重状态，地球对她的万有引力提供她随天宫一号围绕地球做圆周运动的向心力，不是不受地球的引力作用，故B错误；‎ C、根据动能定理可知，引力与空气阻力对天宫一号做的总功应为正值，而引力做的功等于引力势能的减少，即天宫一号克服气体阻力做的功小于引力势能的变化，故C正确；‎ D、根据万有引力提供向心力可知：，解得： ，故D错误。‎ 故选：C。‎ ‎【名师点睛】‎ 根据万有引力提供向心力求出速度与半径的关系分析速度大小；根据动能定理分析阻力做的功；航天员在天宫一号中处于失重状态，地球对她的万有引力提供她随天宫一号围绕地球做圆周运动的向心力；根据万有引力提供向心力周期公式求解地球质量。‎ ‎4. 如图所示，小物块以初速度 v0 从 O 点沿斜面向上运动，同时从 O 点斜向上抛出一个速度大小也为 v0‎ ‎ 的小球，物块和小球在斜面上的 P 点相遇。已知物块和小球质量相等（均可视为质点），空气阻力忽略不 计。则下列说法正确的是（ ）‎ A. 斜面可能是光滑的 B. 小球运动到最高点时离斜面最远 C. 小球和物块到达 P 点过程中重力势能的变化量不相等 D. 在 P 点时，小球的动能大于物块的动能 ‎【答案】D ‎【解析】把小球的速度分解到沿斜面方向和垂直斜面方向，则沿斜面方向的速度小于物块的速度，若斜面光滑，则小球和物块沿斜面方向的加速度相同，则不可能在P点相遇，所以斜面不可能是光滑的，故A错误；当小球的速度方向与斜面平行时，离斜面最远，此时竖直方向速度不为零，不是运动到最高点，故B错误．小球和物块初末位移相同，则高度差相等，而重力相等，则重力做功相等，重力势能的变化量相等，选项C错误；物块在斜面上运动时，摩擦力对物块做功，则物块的机械能减小，所以在P点时，小球的动能应该大于物块的动能，故D正确；故选D.‎ 点睛：本题主要考查了运动的合成与分解问题，要求同学们能正确分析小球和物块的受力情况和运动情况，特别要知道小球的速度方向与斜面平行时，离斜面最远．‎ ‎5. 如图所示，光滑水平面上放着长为 L 木板 B，木板 B 上放着 木块 A。A、B 接触面粗糙，现用一水平拉力 F 作用在 B 上使其由静止开始运动，用 f1 代表 B 对 A 的摩擦力，f2 代表 A 对 B 的摩擦力, 当滑块运动到木板左端时，木板在地面上移动的距离为 x 下列说法正确的有 ‎（ ）‎ A. 力 F 做的功一定等于 A、B 系统动能的增加量 B. 其他条件不变的情况下，木板质量越大，x 越大 C. 力 f1 对 A 做的功等于 A 动能的增加量与系统产生的热量之和 D. 其他条件不变的情况下，AB 间摩擦力越大，滑块与木板间产生的热量越多 ‎【答案】BD ‎【解析】拉力足够大，A与B有相对运动，对整体分析可知，F做功转化为转化为两个物体的动能及系统的内能；故拉力F做的功大于AB系统动能的增加量；故A错误．‎ 其他条件不变的情况下，木板质量越大，则木板的加速度越小，因A的加速度恒为μg，根据，可知t越大，根据可得x越大，选项B正确；根据动能定律可知，力f1对A做的功等于A动能的增加量，选项C错误；滑块与木板间产生的热量Q=fd，则AB间摩擦力越大，滑块与木板间产生的热量越多，选项D正确；故选BD.‎ 点睛：本题考查了能量守恒定律和动能定理的运用，要灵活选择研究对象，正确分析能量是如何转化的，这是解决这类问题的关键．‎ ‎6. 如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为 M 的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平 滑连接，一个质量为 m（m＜M）的小球从槽高 h 处开 始自由下滑， 下列说法正确的是（ ）‎ A. 在以后的运动全过程中，小球和槽的水平方向动 量始终保持某一确定值不变 B. 在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功 C. 全过程小球和槽、弹簧所组成的系统机械能守恒 D. 小球被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，但小球不能回到槽高 h 处 ‎【答案】CD ‎【解析】A、在以后的运动全过程中，当小球与弹簧接触后，小球与槽组成的系统在水平方向所受合外力不为零，系统在水平方向动量不守恒，故A错误；下滑过程中，两物体都有水平方向的位移，而相互作用力是垂直于球面的，故作用力方向和位移方向不垂直，故相互作用力均要做功，故B错误；全过程小球和槽、弹簧所组成的系统只有重力与弹力做功，系统机械能守恒，故C正确；小球在槽上下滑过程系统水平方向不受力，系统水平方向动量守恒，球与槽分离时两者动量大小相等，由于m＜M，则小球的速度大小大于槽的速度大小，小球被弹簧反弹后的速度大小等于球与槽分离时的速度大小，小球被反弹后向左运动，由于球的速度大于槽的速度，球将追上槽并要槽上滑，在整个过程中只有重力与弹力做功系统机械能守恒，由于球与槽组成的系统总动量水平向左，球滑上槽的最高点时系统速度相等水平向左系统总动能不为零，由机械能守恒定律可知，小球上升的最大高度小于h，小球不能回到槽高h处，故D正确；故选CD.‎ 点睛：解答本题要明确动量守恒的条件，以及在两球相互作用中同时满足机械能守恒，应结合两点进行分析判断.‎ ‎7. 如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行．将一个物体轻 轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端．下列说法中正 确的是（ ）‎ A. 第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功 B. 第一阶段物体和传送带间的摩擦生热小于第一阶段传送带克服 摩擦力的功相等 C. 第一阶段物体和传送带间的摩擦生热不等于第一阶段物体机械能的增加 D. 物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程摩擦力对物体所做的功 ‎【答案】BD ‎【解析】对物体受力分析，受到重力、支持力和摩擦力，摩擦力一直沿斜面向上，第一阶段滑动摩擦力对物体做正功，第二阶段静摩擦力对物体做正功；故A错误；假定传送带速度为v，第一阶段，物体匀加速位移x1=t，传送带位移x2=vt；传送带克服摩擦力做功：fx2=fvt；除重力外其余力做的功是机械能变化的量度，故物体机械能增加量等于fx1=fvt；摩擦生热Q=f△x=f（x2-x1）=fvt；故第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加，小于第一阶段传送带克服摩擦力的功；故B正确，C错误；除重力外其余力做的功是机械能变化的量度，由于支持力不做功，故物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程摩擦力对物体所做的功，故D正确；故选BD.‎ 点睛：本题关键分析清楚小滑块的运动情况，然后根据功能关系列式分析求解；记住摩擦产生的热量为Q=f∙S相对．‎ ‎8. 如图所示，一轻质弹簧的下端，固定在水平面上，上端叠放着两个质量 均为 M 的物体 A、B（物体 B 与弹簧拴接），弹簧的劲度系数为 k，初始时物体处于静止状态．现用竖直向上的拉力 F 作用在物体 A 上，使物体 A 开 始向上做加速度为 a 的匀加速运动，测得两个物体的 v﹣t 图象如图乙所示（重力加速度为 g），则（ ）‎ A. 施加外力的瞬间，A、B 间的弹力大小为 M（g﹣a）‎ B. A、B 在 t1 时刻分离，此时弹簧弹力大小不为零 C. 弹簧恢复到原长时，物体 B 的速度达到最大值 D. B 与弹簧组成的系统的机械能先逐渐减小，后保持不变 ‎【答案】ABD ‎............‎ ‎ 二、实验题：（12 分，每空 2 分）‎ ‎9. 图为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图。‎ ‎（1）入射小球 1 与被碰小球 2 直径相同，均为 d，它们的质量相 比较，应是 m1_____m2.‎ ‎（ 2 ） 为 了 保 证 小 球 做 平 抛 运 动 ， 必 须 调 整 斜 槽 使 _________________。‎ ‎（3）继续实验步骤为： ‎ A．在地面上依次铺白纸和复写纸。 ‎ B．确定重锤对应点 O。‎ C．不放球 2，让球 1 从斜槽滑下，确定它落地点位置 P。‎ D．把球 2 放在立柱上，让球 1 从斜槽滑上，与球 2 正碰后，确定球 1 和球 2 ‎ 落地点位置 M 和N。‎ E．用刻度尺量 OM、OP、ON 的长度。‎ F．看 与是否相等，以验证动量守恒。 上述步骤有几步不完善或有错误，请指出并写出相应的正确步骤。_____‎ ‎【答案】 (1). （1）＞ (2). （2）其末端切线水平 (3). （3）D 选项中，球 1 应从与 C 项相同高度滑下；P、M、N 点应该是多次实验落地点的平均位置。F 项中，应看 与是否相等。‎ ‎【解析】（1）入射小球1与被碰小球2直径相同，为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球质量应大于被碰球质量，即：m1大于m2．‎ ‎（2）要保证每次小球都做平抛运动，为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽末端切线水平．‎ ‎（3）D 选项中，为使小球离开轨道时的初速度相等，每次释放小球时应从同一高度由静止释放；P、M、N 点应该是多次实验落地点的平均位置；F项中，应看 与是否相等。‎ ‎10. 为了测木板与物块 m 之间的动摩擦因数，采用如图所示装置。取匀质材料的木板截成两段 PQ 和 ON，将 PQ 平放在水平桌面上，在木板的 P 点固定一个带有刻度尺的竖直立柱。把 ON 的 O 端用铰链 连接在 PQ 上（ON 可绕 O 点转动），另一端架在立柱的定位螺钉上，上下调节螺钉可以改变木板 ON 的倾角。实验操作如下：‎ ‎①让小木块 m（视为质点）从木板 ON 的定位螺 钉正上方静止释放，木块将经过 O 点进入水平木 板滑行，并最终停在水平木板上（木块越过 O 点前后没有机械能损失）。从立柱刻度上读出木块下滑初位置的高度 h，并用刻度尺测出物块在水 平木板上滑行距离 s；‎ ‎②上下调节定位螺钉位置，重新实验多次。每次 都让小木块从木板 ON ‎ 的定位螺钉上方静止释放， 记录每次释放高度 h 和对应的滑行距离 s（见右表）。‎ 根据上述实验操作，回答下面问题：‎ ‎（1）用 s 做纵坐标，h 做横坐标，建立 soh坐标系，根据表格数据描点并描绘出 s-h图像；‎ ‎（2）利用 s-h 图像，计算木块与木板间的 动摩擦因数 μ=_____（保留两位有效数 字）；‎ ‎（3）实验装置图中，铰链 O 点到立柱的距 离 OP=_____cm。‎ ‎【答案】 (1). 0.25；40 (2). （1）图线如图；‎ ‎【解析】（1）图线如图；‎ ‎（3）由 可知，当s=0时，h=‎10cm，则 ‎ 点睛：解答此题关键是根据动能定理找到s和h的函数关系，然后研究图像的斜率即截距的物理意义.‎ 三、计算题：‎ ‎11. 如图所示，在某竖直平面内，光滑曲面 AB 与水平面 BC 平滑连接于 B 点，BC 右端连接 内壁光滑、半径 r=0．‎2m 的四分之一细圆管 CD，管口 D 端正下方直立一根劲度系数为 k=100N/m 的 轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口 D 端平齐．一个质量为 ‎1kg 的小球放在曲面 AB 上，现 从距 BC 的高度为 h=0．‎6m 处静止释放小球，它与 BC间的动摩擦因数 μ=0.5，小球进入管口 C 端时，它 对上管壁有 FN=2.5mg 的作用力，通过 CD 后，在压缩弹过程中滑块速度最大时弹簧的弹性势能为 E =0．5J．取重力加速度 g=‎10m/s2．求：‎ ‎（1）小球经过 C 处时速度大小；‎ ‎（2）在压缩弹簧过程中小球的最大动能 Ekm；‎ ‎【答案】（1）m/s；（2）6J．‎ ‎【解析】（1）小球刚过C点时，由牛顿第二定律有：FN+mg=m 代入数据解得：vC=m/s （2）在压缩弹簧过程中速度最大时，合力为零．设此时滑块离D 端的距离为x0，则有：kx0=mg 由机械能守恒定律有：mg（r+x0）+mvC2=Ekm+Ep 得：Ekm=6J 点睛：解决本题的关键要明确小球的受力情况和能量转化情况．要知道在C点，小球的向心力来源于合力．小球压缩弹簧时合力为零时速度最大．‎ ‎ ‎ ‎12. 如图所示，上表面光滑的水平平台左端与竖直面内半径为 R 的光滑半圆轨道相切，整 体固定在水平地面上．平台上放置两个滑块 A、B，其质量 mA=m，mB=‎2m，两滑块间夹有被压缩的轻 质弹簧，弹簧与滑块不拴接．平台右侧有一小车，静止在光滑的水平地面上，小车质量 M =‎3m，车 长 L=2R，小车的上表面与平台的台面等高，滑块与小车上表面间的动摩擦因数 μ=0．2．解除弹簧 约束，滑块 A、B 在平台上与弹簧分离，在同一水平直线上运动．滑块 A 经 C 点恰好能够通过半圆 轨道的最高点 D，滑块 B 冲上小车．两个滑块均可视为质点，重力加速度为 g．求：‎ ‎（1）滑块 A 在半圆轨道最低点 C 处时的速度大小；‎ ‎（2）滑块 B 冲上小车后与小车发生相对运动过程中小车的位移大小；‎ ‎（3）若右侧地面上有一高度略低于小车 上表面的立桩（图中未画出），立桩与小车右端的距离为 S，当小车右端运动到立桩处立即被牢固粘连．请讨论滑块 B在小车上运动的过程中，克服摩擦力做 的功 Wf 与 S 的关系．‎ ‎【答案】（1） ；（2） ；‎ ‎（3）当S≥时，滑块B克服摩擦力做功为Wf＝Wf1+Wf2＝ mgR，当S＜时，滑块B克服摩擦力做功为：‎ ‎0.4mg(2R+S)‎ ‎【解析】试题分析：（1）滑块A在半圆轨道运动，设到达最高点的速度为vD，则有：‎ 得：‎ 滑块A在半圆轨道运动的过程中，机械能守恒，‎ 所以有： ‎ ‎（2）A、B在弹簧恢复原长的过程中动量守恒，则有：‎ 得：‎ 假设滑块可以在小车上与小车共速，由动量守恒得：‎ 得：‎ 则滑块从滑上小车到与小车共速时的位移为：‎ 车的加速度此过程中小车的位移为：‎ 滑块B相对小车的位移为：滑块B未掉下小车，假设合理 滑块B冲上小车后与小车发生相对运动过程中小车的位移 ‎（3）分析如下：‎ ‎① 当时滑块B从滑上小车到共速时克服摩擦力做功为：‎ 车与立桩相碰，静止后，滑块B做匀减速运动直到停下的位移为：‎ 滑块会脱离小车。‎ 小车与立桩相碰静止后，滑块继续运动脱离小车过程中，滑块克服摩擦力做功为 所以，当时，滑块B克服摩擦力做功为 ‎② 当时，小车可能获得的最大动能小于 滑块B与车发生相对位移2R的过程中产生的内能为：‎ 两者之和：‎ 滑块B冲上小车时具有的初动能 所以滑块一定能滑离小车，则滑块B克服摩擦力做功为：‎ 注：以上各道计算题其它解法，只要合理且正确即可相应给分。‎ 考点：机械能守恒，动量守恒。‎