【物理】黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2020-2021学年高二上学期开学考试试题 9页

哈师大附中 2020-2021 学年度高二上学期开学测试 物理试卷 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分 100 分，考试时间 70 分钟。 第Ⅰ卷 (选择题，共 48 分) 一、选择题(本大题共 12 小题，每小题 4 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～6 题只有 一项符合题目要求，第 7～12 题有多个选项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全 的得 2 分，有选错的得 0 分) 1.做平抛运动的物体，每秒的速度增量总是（A ） A．大小相等，方向相同 B．大小不等，方向不同 C．大小相等，方向不同 D．大小不等，方向相同 2.如图所示，小车放在光滑的水平面上，将绳系小球拉开到一定角度，然后同时放开小球和 小车，那么在以后的过程中( D ) A．小球向左摆动时，小车也向左运动，且系统动量守恒 B．小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量守恒 C．小球向左摆到最高点，小球的速度为零而小车的速度不为零 D．在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反在 3.一个质点在恒力 F 的作用下，由 O 点运动到 A 点的轨迹如图所示，在 A 点时速度的方向 与 x 轴平行，则恒力 F 的方向可能沿（ D ） A．+x 轴 B．-x 轴 C．+y 轴 D．-y 轴 4.土星外层上有一个土星环,为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群,可以通过测量环 中各层的线速度 v 与该层到土星中心的距离 R 之间的关系来判断 ①若 v R ,则该层是土星的一部分.②若 1v R  ,则该层是土星的一部分.③若 2 1v R  ,则该 层是土星的卫星群.④若 2v R ,则该层是土星的卫星群.以上说法正确的是( A ) A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④ 5.有一小船正在渡河，如图所示，在离对岸 30 ｍ时，其下游 40ｍ处有一危险水域.假若水流 速度恒为 5 m/s，为了使小船在危险水域之前到达对岸，那么小船从现在起相对于静水的最 小速度应是 ( B ) A. 2m/s B. 3m/s C. 4m/s D. 5m/s 6．如图所示，在水平桌面上固定着一个光滑圆轨道，在轨道的 B 点静止着一个质量为 m2 的弹性小球乙，另一个质量为 m1 的弹性小球甲以初速 v0 运动，与乙球发生第一次碰撞后， 恰在 D 点发生第二次碰撞。则甲、乙两球的质量之比 m1∶m2 等于( A ) A．1∶3 B．1∶2 C．5∶3 D．2∶3 7.在空中某点，将三个相同小球以相同的速率 v 水平抛出、竖直上抛、竖直下抛，则从抛出 到落地，下列说法正确的是( ABC ) A.竖直上抛小球的重力做功的平均功率最小 B.重力对三个小球做的功相同 C.竖直下抛小球的落地时重力的瞬时功率最大 D.落地时重力的瞬时功率相同 8.假如地球自转速度增大,下列说法中正确的是( BD ) A.放在赤道地面上的物体的重力不变 B.放在两极地面上的物体的重力不变 C.近地卫星的线速度将增大 D.地球同步卫星到地表的距离将变小 9.欧盟和我国合作的“伽利略”全球卫星定位系统的空间部分由平均分布在三个轨道平面上 的 30 颗轨道卫星构成，每个轨道平面上有 10 颗卫星，从而实现高精度的导航定位.现假设“伽 利略”系统中每颗卫星均围绕地心 O 做匀速圆周运动，轨道半径为 r，一个轨道平面上某时 刻 10 颗卫星所在位置如图所示.相邻卫星之间的距离相等，卫星 1 和卫星 3 分别位于轨道上 的 A、B 两位置，卫星均按顺时针运行.地球表面的重力加速度为 g，地球的半径为 R，不计 卫星间的相互作用力.则下列判断正确的是（ CD ） A.这 10 颗卫星的加速度大小相等，大小均为均为 R gr B.要使卫星 1 追上并靠近卫星 2 通过向后喷气即可实现 C.卫星 1 由位置 A 运动到 B 所需要的时间为 2 5 R g  D.卫星 1 由位置 A 运动到 B 的过程中万有引力做的功为零 10．小车 AB 静置于光滑的水平面上，A 端固定一个轻质弹簧，B 端粘有橡皮泥，AB 车质量 为 M，长为 L，质量为 m 的木块 C 放在小车上，用细绳连结于小车的 A 端并使弹簧压缩， 开始时 AB 与 C 都处于静止状态，如图所示，当突然烧断细绳，弹簧被释放，使物体 C 离 开弹簧向 B 端冲去，并跟 B 端橡皮泥粘在一起，以下说法中正确的是( CD ) A．如果 AB 车内表面光滑，整个系统任何时刻机械能都守恒 B．如果 AB 车内表面不光滑，C 在小车内滑动是整个动量不守恒 C．当木块对地运动速度为 v 时，小车对地运动速度为 m Mv D．整个系统最后静止 如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率 v1 运行，一质量为 m=1kg 初速度大小为 v2 的小物块，从与传送带等高的光滑水平地面上的 A 处滑上传送带；若从小物块滑上传送带 开始计时，小物块在传送带上运动的 v-t 图象（以地面为参考系）如图乙所示．则 （ AD ） A. 小物块向左运动的过程中离 A 处的最大距离为 4m B. 0-3s 时间内，小物块受到的摩擦力的冲量大小为 2Ns C. 0〜4 s 时间内，传送带克服摩擦力做功为 16J D. 小物块与传送带之间由摩擦产生的热能为 18J 12.如图所示，物体以一定初速度从倾角α=37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度 为 3.0m．选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能 E 机随高度 h 的变化如图 2 所 示．g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．则（CD ） A．物体的质量 m=0.67kg B．物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.40 C．物体上升过程的加速度大小 a=10m/s2 D．物体回到斜面底端时的动能 Ek=10J 第Ⅱ卷 (非选择题，共 52 分) 二、填空题(本大题共 2 小题，共 14 分) 13．在“探究弹性势能的表达式”的活动中．为计算弹簧弹力所做功，把拉伸弹簧的过程分为 很多小段，拉力在每小段可以认为是恒力，用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做 的功，物理学中把这种研究方法叫做“微元法”．下面几个实例中应用到这一思想方法的是 （ D ） A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用点来代替物体，即质点 B．根据加速度的定义 t va   ，当 t 非常小， t v   就可以表示物体在 t 时刻的瞬时加速度 C．在探究加速度、力和质量三者之间关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再 保持力不变研究加速度与质量的关系 D．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀 速直线运动，然后把各小段的位移相加 14.用如图 1 实验装置验证 m1、m2 组成的系统机械能守恒．m2 从高处由静止开始下落，m1 上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图 2 给出的是实验中获取的一条纸带：0 是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有 4 个点（图 中未标出），计数点间的距离如图 2 所示．已知 m1=50g、m2=150g，则（g 取 10m/s2，结果 保留两位有效数字） （1）在纸带上打下记数点 5 时的速度 v= 2.4 m/s； （2）在打点 0～5 过程中系统动能的增量 △ EK= 0.58 J，系统势能的减少量 △ EP= 0.59 J， 由此得出的结论是 在误差允许范围内验证了机械能守恒定律 ； （3）若某同学作出 v2﹣h 图象如图 3，则当地的实际重力加速度 g= 9.7 m/s2． 三、计算题(本大题共 2 小题，共 38 分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要 注明单位) 15.山谷中有三块大石头和一根不可伸长的轻质青藤，其示意图如下。图中 A、B、C、D 均 为石头的边缘点，O 为青藤的固定点，h1=1.8m，h2=4.0m，x1=4.8m，x2=8.0m。开始时，质 量分别为 M=10kg 和 m=2kg 的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴 发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头 A 点起水平跳到中间石头，大猴抱起小猴跑到 C 点，抓住青藤的下端荡到右边石头的 D 点，此时速度恰好为零。运动过程中猴子均看成质 点，空气阻力不计，重力加速度 g=10m/s2，求： （1）大猴子从 A 点水平跳离时速度的最小值； （2）猴子抓住青藤荡起时的速度大小； （3）猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小。 【答案】(1) (2) （3） N 【命题立意】知识点考查了平抛运动的规律、机械能守恒定律、牛顿第二定律 ；能力立意 上考查考生分析物理运动过程中的各状态，找出彼此联系，进行计算得出结论的能力。 【解析】（1）设猴子从 A 点水平跳离时速度的最小值为 vmin，根据平抛运动规律，有 联立，得 （2）猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒，设荡起时的速度为 vc，有 (3)设拉力为 FT，青藤的长度为 L，对最低点，由牛顿第二定律得 由几何关系 得 代入数据解得： 216N 16.如图所示，在高 h1=30m 的光滑水平平台上，物块 A 以初速度 vo 水平向右运动，与静止 在水平台上的物块 B 发生碰撞，mB=2mA，碰撞后物块 A 静止，物块 B 以一定的水平速度 向右滑离平台，并恰好沿光滑圆弧形轨道 BC 的 B 点的切线方向进入圆弧形轨道，B 点的高 度 h2=15m，圆弧轨道的圆心 O 与平台等高，轨道最低点 C 的切线水平，并与地面上长为 L=70m 的水平粗糙轨道 CD 平滑连接，物块 B 沿轨道 BCD 运动与右边墙壁发生碰撞．g 取 10m/s2．求： （1）物块 B 由 A 到 B 的运动时间； （2）物块 A 初速度 vo 的大小； （3）若小物块与墙壁只发生一次碰撞，碰后速度等大反向，反向运动过程中没有冲出 B 点， 最后停在轨道 CD 上的某点 p（p 点没画出）．设小物块与轨道 CD 之间的动摩擦因数为μ， 求μ的取值范围． 17.如图所示，质量为 m3＝2kg 的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的 AB 部分是半径为 R ＝0.3m 的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹 簧．滑道除 CD 部分粗糙外其他部分均光滑．质量为 m2＝3kg 的物体 2（可视为质点）放在 滑道的 B 点，现让质量为 m1＝1kg 的物体 1（可视为质点）自 A 点由静止释放．两物体在滑 道上的 C 点相碰后粘为一体（g＝10m/s2）．求： (1)物体 1 从释放到与物体 2 相碰的过程中，滑道向左运动的距离； (2)若 CD＝0.2m，两物体与滑道的 CD 部分的动摩擦因数都为μ＝0.15，求在整个运动过程中， 弹簧具有的最大弹性势能； (3)物体 1、2 最终停在何处。