黑龙江省大庆市红岗区铁人中学2020学年高二物理上学期开学考试试题（含解析） 13页

黑龙江省大庆市红岗区铁人中学2020学年高二物理上学期开学考试试题（含解析） ‎ 一、单选题 ‎1.下列说法正确的是　　‎ A. 物体受到的合外力的冲量越大，物体的动量就越大 B. 物体受到的合外力越大，合外力的冲量一定越大 C. 物体受到的力的冲量越大，力的作用时间一定越长 D. 力对物体有冲量，但力对物体不一定做功 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】物体受到的合外力的冲量越大，物体的动量的变化量越大，动量不一定大，则A错误；冲量等于力与时间的乘积，合外力大，冲量不一定大，则B错误；冲量等于力与时间的乘积，冲量大，时间不一定长，则C错误；有力有时间即有冲量，但若力的方向与运动方向垂直，则做功为0，即不一定做功，则D正确。故选D。‎ ‎2.如图所示，小物块与水平轨道、倾斜轨道之间的动摩擦因数均相同，小物块从倾角为θ1的轨道上高度为h的A点静止释放，运动至B点时速度为v1。现将倾斜轨道的倾角调至为θ2，仍将物块从轨道上高度为h的A点静止释放，运动至B点时速度为v2。已知θ2＜θ1，不计物块在轨道接触处的机械能损失。则 A. v1＜v2‎ B. v1＞v2‎ C. v1 =v2‎ D. 由于不知道θ1、θ2的具体数值，v1、v2关系无法判定 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：物体运动过程中摩擦力做负功，重力做正功，由动能定理可得：，因为，所以，故到达B点的速度与倾斜轨道的倾角无关，所以，故C正确．‎ 考点：考查了动能定理的应用 ‎3.有两个物体a和b，其质量分别为、，已知，它们的初动能相同。若a和b分别受到不变的阻力和作用，经相同时间停下来，它们的位移分别为和，则　　‎ A. ， B. ，‎ C. ， D. ，‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设物体的初速度为v，初动能为，所受的阻力为f，通过的位移为S。物体的速度与动能的关系为：得：，由得：，由题t和相同，则质量越大，位移越小，，所以。由动能定理得：，因初动能相同，f与s成反比，则故A正确，BCD错误，故选A。‎ ‎4.如图所示，质量为m的槽体放在光滑水平面上，内有半径为R的半圆形轨道，其左端紧靠一个固定在地面上的挡板。质量为m的小球从A点由静止释放，若槽内光滑，求小球上升的最大高度　　‎ A. B. R C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设小球由A运动到B点时的速度为v，取圆弧最低点为势能零点，由机械能守恒定律得： ，得：；小球向上运动的过程中，小球与槽体组成的系统在水平方向的动量守恒，设小球滑至最高点时两者的共同速度为，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得；解得：；此过程中系统机械能守恒，所以有；解得小球上升的最大高度：，故选A。‎ ‎5.为探究平抛运动的规律，小明利用了频闪照相方法如图，背景方格纸的边长为，A、B、C、D是同一小球在频闪照相中拍下的四个连续的不同位置时的照片，，则　　‎ A. 小球在A位置时，速度沿水平方向 B. 频闪照相相邻闪光的时间间隔为 C. 小球水平抛出的初速度为 D. 小球经过B点时其竖直分速度大小为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：若A是抛出点，则在相等的时间内，竖直方向的位移满足1：3：5，但根据图中间距可知，竖直方向位移关系为1：2：3，不满足此关系，因此A处不是小球的抛出点，即小球在A位置时，速度不沿水平方向，选项A错误；根据△y=gT2得，，选项B错误；平抛运动的初速度，选项C正确；小球经过B点时其竖直分速度大小等于A到C的竖直位移与所用时间的比值，所以得：‎ ‎，选项D错误；故选C．‎ 考点：平抛运动 ‎【名师点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解。‎ 二、多选题 ‎6.如图，在光滑的水平面上两个质量相等的小球A、B，用两根等长的轻绳连接现让两小球A、B以C为圆心、以相同的角速度做匀速圆周运动，A球的向心加速度为，B球的向心加速度为，AC段绳所受拉力记为，AB段绳所受拉力记为，则下列说法中正确的是　　‎ A. ：：1 B. ：：2 C. ：：1 D. ：：2‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】设，角速度相等，根据，有：：：：2；故A错误，B正确；对B球有：。对A球有：。联立两式解得：：：2；故C错误，D正确；故选BD。‎ ‎7.探月工程三期飞行试验器在中国西昌卫星发射中心发射升空，最终进入距月球表面h的圆形工作轨道。设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则下列说法正确的是 A. 在飞行试验器的工作轨道处的重力加速度为 B. 飞行试验器绕月球运行的周期为 C. 飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为 D. 由题目条件可知月球的平均密度为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 根据万有引力与星球表面重力相等得：，根据牛顿第二定律得：飞行试验器在工作轨道上的加速度，故A正确；飞行器绕月运行时万有引力提供圆周运动向心力：，得，故B错误；飞行器工作轨道上的绕行速度满足，得，故C错误；月球的密度，故D正确．故选AD．‎ ‎【点睛】根据万有引力与星球表面重力相等列出等式，根据牛顿第二定律得出飞行试验器在工作轨道上的加速度；飞行器绕月运行时万有引力提供圆周运动向心力列出等式求解；根据万有引力提供向心力，推导出线速度求解；根据密度定义求解．‎ ‎8.足够长的粗糙斜面上，用力推着一物体沿斜面向上运动，时撤去推力，内速度随时间的变化情况如图所示，由图象可知　　‎ A. 内重力的平均功率大小与内重力平均功率大小之比为5：1‎ B. 内摩擦力的平均功率与内摩擦力平均功率之比为1：1‎ C. 内机械能变化量大小与内机械能变化量大小之比为1：5‎ D. 内动能变化量大小与机械能变化量大小之比为1：2‎ ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】根据图象可知：内的平均速度为，内平均速度为，所以内重力的平均功率为，‎ 内重力平均功率，故A错误；滑动摩擦力，整个运动过程中滑动摩擦力不变，根据，可知 s内摩擦力的平均功率与内摩擦力平均功率相等，故B正确；机械能的变化量等于滑动摩擦力做的功，内机械能变化量大小为，内机械能变化量大小为，所以内机械能变化量大小与内机械能变化量大小之比为1：5，故C正确；内动能变化量大小为，根据牛顿第二定律得，向上滑行时有：，向下滑行时有：，解得：，机械能变化量大小为，所以内动能变化量大小与机械能变化量大小之比为1：2，故D正确。故选BCD。‎ ‎9.如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用，到达距地面深度为h的B点时速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球下落的整个过程，下列说法正确的有（ ）‎ A. 小球的机械能减少了mg(H＋h)‎ B. 小球克服阻力做的功为mgh C. 小球所受阻力的冲量大于 D. 小球动量的改变量等于所受阻力的冲量 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ A．小球在整个过程中，动能变化量为零，重力势能减小，，则小球的机械能减小了，所以A错误；‎ B．对全过程运用动能定理得，，则小球克服阻力做功，故B错误；‎ C．根据运动学规律，落到地面的速度，对进入泥潭的过程运用动量定理得：‎ ‎，可知阻力的冲量为：，即大于，故C正确；‎ D．对全过程分析，运用动量定量知，动量的变化等于重力的冲量和阻力冲量的矢量和，故D错误。‎ 点睛：解决本题的关键掌握动能定理和动量定理的运用，运用动能定理解题不需考虑速度的方向，运用动量定理解题需考虑速度的方向。‎ ‎10. 如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与一弹性橡皮绳相连，橡皮绳的另一端固定在地面上的A点，橡皮绳竖直时处于原长h。让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑过程中 （整个过程中橡皮绳始终处于弹性限度内）（ ）‎ A. 橡皮绳的弹性势能一直增大 B. 圆环的机械能先不变后减小 C. 橡皮绳的弹性势能增加了mgh D. 橡皮绳再次到达原长时圆环动能最大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：圆环与橡皮绳构成的系统机械能守恒，圆环的机械能先不变后减小，橡皮绳的弹性势能先不变后增加，选项A错误、选项B C正确；橡皮绳再次到达原长时，合外力仍沿杆向下，圆环仍加速向下运动，速度不是最大值，故圆环动能不是最大，选项D错误。‎ 考点：机械能守恒定律 三、实验题探究题 ‎11.在验证机械能守恒定律的实验中，使质量m=0.30kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.8m/s2．‎ ‎(1)同学甲选取一条纸带如图1所示．在点迹较清晰的部分选取某点O作为起始点，图中A、B、C、D为纸带上选取的四个连续点．根据计算出C点的速度，然后利用mgh=mvc2验证机械能守恒，这样处理存在的错误是____．‎ ‎(2)同学乙利用同学甲的纸带测量出：OB=15.55cm，OC=19.20cm，OD=23.23cm．根据测量数据计算重物和纸带下落的加速度a=____ m/s2，进一步计算重物和纸带下落过程中所受的阻力f=___ N．（计算结果均保留2位有效数字）‎ ‎(3)同学丙通过实验得到一条纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图2所示的图线，图线未过原点O．试分析同学丙在实验操作过程中可能出现的问题_____________．‎ ‎【答案】 (1). O点不是打出来的第一个点，速度不为零，动能不为零． (2). 9.5 (3). 0.090 (4). 该同学做实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的开关 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，根据牛顿第二定律求出下落过程中所受的阻力f．根据机械能守恒有，因此在以 为纵轴，以h为横轴的图线中，斜率表示重力加速度，图线不过原点，说明开始时，物体已经具有了动能．‎ ‎【详解】(1) O点不是打出来的第一个点，速度不为零，动能不为零，所以验证机械能守恒定律的表达式为：.‎ ‎(2)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2求出加速度的大小：‎ ‎；由牛顿第二定律得mg-f=ma，解得阻力f=0.090N．‎ ‎(3)图线不过原点，说明开始时，物体已经具有了动能，因此该同学做实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的开关．‎ ‎【点睛】明确实验原理，熟记处理纸带问题的思路和方法，注意求瞬时速度的方法，分清理论推导与实验探索的区别，学会求加速度的方法．‎ ‎12.如图所示是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点正下方桌子的边沿有一竖直立柱实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒现已测出A点离水平桌面的距离为点离水平桌面的距离为b，C点与桌子边沿间的水平距离为此外：‎ 还需要测量的量是______、______和______．‎ 根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为______忽略小球的大小 ‎【答案】 (1). 弹性球1、2的质量、 (2). 立柱高h (3). 桌面高H (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量12两个小球的质量、，要通过平抛运动的分位移公式求解碰撞后2球的速度，所以要测量立柱高h，桌面高H；‎ ‎（2）1小球从A处下摆过程只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律，有：‎ 碰撞后1小球上升到最高点的过程中，机械能守恒，根据机械能守恒定律，有：‎ 球2碰后的速度：‎ 所以该实验中动量守恒的表达式为：‎ 联立解得：．‎ 四、计算题 ‎13.我国的动车技术已经达到世界先进水平，高铁出海将在我国一带一路战略构想中占据重要一席所谓的动车组，就是把带动力的动力车与非动力车按照预定的参数组合在一起某车次动车组有2节动力车车厢与6节非动力车车厢连接而成，动车组总质量为，正常行驶时2节动力车发动机的总功率为假设动车组均在平直路面行驶，受到的阻力恒为重力的倍取求：‎ ‎（1）该动车组正常行驶的最大速度．‎ ‎（2）甲地距离乙站10km，如果动车组以的速度通过甲地，要使动车组停靠在乙站，两台发动机至少需工作多长时间？‎ ‎【答案】(1) 62.5m/s；(2) 131.2s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）当牵引力等于阻力时动车组最大速度为：‎ ‎（2）对车通过甲乙两站的过程应用动能定理有：‎ 代入数据：‎ 解得：‎ ‎14.如图所示，一砂袋用不可伸长的轻绳悬于O点。开始时砂袋处于静止状态，此后用弹丸以水平速度击中砂袋后均未穿出。第一次弹丸的速度大小为，打入砂袋后二者共同摆动的最大摆角为，当其第一次返回图示位置时，第二粒弹丸以另一水平速度v又击中砂袋，使砂袋向右摆动且最大摆角仍为若弹丸质量均为m，砂袋质量为7m，弹丸和砂袋形状大小均忽略不计，子弹击中沙袋后漏出的沙子质量忽略不计，重力加速度为g，求：‎ ‎（1）轻绳长度用、g、表示；‎ ‎（2）两粒弹丸的水平速度之比为多少？‎ ‎【答案】①②‎ ‎【解析】‎ 试题分析： ①设碰后弹丸和砂袋的共同速度为v1，细绳长为L，弹丸击中砂袋瞬间，动量守恒：‎ mv0=（m+7m）v1，‎ 砂袋摆动过程中只有重力做功，机械能守恒，所以 解得：‎ ‎②设第二粒弹丸击中砂袋后弹丸和砂袋的共同速度为v2，同理有：mv-（m+7m）v1=（m+8m）v2‎ ‎，‎ 解得：v2=v1‎ 联解上述方程得 考点：考查动量守恒定律；机械能守恒定律．‎ ‎【名师点睛】本题中物理过程较多，关键先要正确把握每个过程的物理规律，特别是要知道碰撞遵守的规律：动量守恒定律，要注意选取正方向，用符号表示速度的方向．‎ ‎15.如图所示，在水平面上有一弹簧，其左端与墙壁相连，O点为弹簧原长位置，O点左侧水平面光滑，水平段OP长L=1m，P点右侧一与水平方向成的足够长的传送带与水平面在P点平滑连接，皮带轮逆时针转动速率为3m/s，一质量为1kg可视为质点的物块A压缩弹簧（与弹簧不栓接），使弹簧获得弹性势能，物块与OP段动摩擦因数，另一与A完全相同的物块B停在P点，B与传送带的动摩擦因数，传送带足够长，A与B的碰撞时间不计，碰后A.B交换速度，重力加速度，现释放A，求：‎ ‎（1）物块A.B第一次碰撞前瞬间，A的速度 ‎（2）从A.B第一次碰撞后到第二次碰撞前，B与传送带之间由于摩擦而产生的热量 ‎（3）A.B能够碰撞的总次数 ‎【答案】（1）（2）（3）6次 ‎【解析】‎ 试题分析：（1）设物块质量为m，A与B第一次碰前的速度为，则：‎ 解得：‎ ‎（2）设A.B第一次碰撞后的速度分别为，则，‎ 碰后B沿传送带向上匀减速运动直至速度为零，加速度大小设为，‎ 则：，解得：‎ 运动的时间，位移 此过程相对运动路程 此后B反向加速，加速度仍为，与传送带共速后匀速运动直至与A再次碰撞，‎ 加速时间为 位移为 此过程相对运动路程 全过程生热 ‎（3）B与A第二次碰撞，两者速度再次互换，此后A向左运动再返回与B碰撞，B沿传送带向上运动再次返回，每次碰后到再次碰前速率相等，重复这一过程直至两者不再碰撞．则对A.B和弹簧组成的系统，从第二次碰撞后到不再碰撞：‎ 解得第二次碰撞后重复的过程数为n=2.25，所以碰撞总次数为N=2+2n=6.5=6次（取整数）‎ 考点：动能定理；匀变速直线运动的速度与时间的关系；牛顿第二定律 ‎【名师点睛】本题首先要理清物体的运动过程，其次要准确把握每个过程所遵守的物理规律，特别要掌握弹性碰撞过程，动量和机械能均守恒，两物体质量相等时交换速度