四川省三台中学实验学校2019-2020学年高二上学期开学考试物理试题 9页

‎14．在水平桌面上放置一张纸，‎ 画有如图所示的平面直角坐标系，一个涂有颜料的小球以速度v从原点O出发，沿y轴负方向做匀速直线运动(不计纸与球间的摩擦)，同时，白纸从静止开始沿x轴负方向做匀加速直线运动，经过一段时间，纸面上留下痕迹为下图中的 x O y O L m ‎15．用长为L的细杆拉着质量为m的小球在竖直平面内作圆周运动，如下图下列正确的是 A．小球运动到最高点时，速率必须大于或等于 B．小球运动到最高点时，杆对小球的作用力不可能为零 C．小球在上半部分圆周运动过程中一定处于失重状态 D．小球运动到最低点时，杆对球的作用力一定是拉力 ‎16．‎2017年10月24日，在地球观测组织全会期间举办的“中国日”活动上，我国向国际社会开放共享我国气象卫星“风云四号”和二氧化碳监测卫星“碳卫星”的数据。“碳卫星”的圆轨道距地球表面‎700km，“风云四号”的圆轨道距地球表面‎36000km的地球同步轨道。由以上信息可以得出 ‎ A．“风云四号”卫星的向心加速度大于“碳卫星”的向心加速度 B．“风云四号”卫星的向心力小于“碳卫星”的向心力 C．“风云四号”卫星的在24小时内绕地球公转两圈 D．若将“碳卫星”提升到“风云四号”卫星轨道，“碳卫星”机械能增加 ‎17．如图所示，质量为m的木块从半径为R的半球形碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使木块的速率不变，则 A．物块的速度不变 B．物块的加速度大小不变，但不一定指向圆心 C．物块受到的重力的瞬时功率逐渐减小 D．物块受的摩擦力越来越大，支持力越来越小 ‎18．中国 新四大发明：高铁动车、移动支付、共享单车和网购。中国动车技术水平世界领先，把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆叫做动车。而动车组就是几节自带动力的车辆（动车）加几节不带动力的车辆（也叫拖车）编成一组，就是动车组，如图所示。假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等。若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为‎160km/h；现在我国往返北京和上海的动车组的最大速度为‎480 km/h，则此动车组可能 A．由6节动车加2节拖车编成的 ‎ B．由3节动车加3节拖车编成的 C．由3节动车加4节拖车编成的 ‎ D．由3节动车加9节拖车编成的 ‎19．如图所示，直径为d的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左壁射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为h，则 A．子弹在圆筒中的水平速度为v0＝d B．子弹在圆筒中的水平速度为v0＝2d C．圆筒转动的角速度可能为ω＝π D．圆筒转动的角速度可能为ω＝2π ‎20．从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。(地面为重力势能零面)，物体E总和Ep随它离开地面高度h变化如图所示。g=‎10 m/s2。则 A．物体的质量为‎2 kg ‎ B．h=0时，物体的速率为20 m/s C．h=2 m时，物体的动能Ek=40 J ‎ D．从地面至h=4 m，物体的动能减少100 J F 卷扬机 v ‎21．如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F 拉位于固定粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动。在移动过程中，忽略绳子质量和滑轮及空气阻力，下列说法正确的是 A．木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能 B．木箱克服摩擦力做的功等于木箱上产生的内能 C．卷扬机对绳子做的功大于绳子对木箱做的功 D．F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做功之和 三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22～32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33～38题为选考题，考生根据要求作答。‎ ‎22．(7分)某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”，如图所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小.小车中可以放置砝码.‎ ‎(1)本实验是否需要平衡摩擦力 .‎ 实验主要步骤如下：‎ ‎①测量________和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；‎ ‎②将小车停在C点，释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度.‎ ‎③在小车中增加砝码，或__________，重复②的操作.‎ 次数 M/kg ‎|v－v|/(m/s)2‎ ΔE/J F/N W/J ‎1‎ ‎0.500‎ ‎0.760‎ ‎0.190‎ ‎0.400‎ ‎0.20‎ ‎2‎ ‎0.500‎ ‎1.65‎ ‎0.413‎ ‎0.840‎ ‎0.420‎ ‎3‎ ‎0.500‎ ‎2.40‎ ΔE3‎ ‎1.220‎ W3‎ ‎4‎ ‎1.000‎ ‎2.40‎ ‎1.20‎ ‎2.420‎ ‎1.21‎ ‎5‎ ‎1.000‎ ‎2.84‎ ‎1.42‎ ‎2.860‎ ‎1.43‎ ‎(2)表格是他们测得的一些数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，|v－v|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功.表格中ΔE3＝__________，W3＝__________.(结果保留三位有效数字)‎ ‎23．(10分)某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中，提出了如图所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验。‎ (1) 组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案是________。‎ ‎(2) 某同学用如甲图所示的装置进行实验，得到下图所示的纸带，把第一个点(初速度为零)记作O点，各点的距离已经标出。已知打点计时器所用电源频率为50 Hz，当地重力加速度为9.80 m/s2，重锤的质量为m＝1.0 kg，‎ ‎①纸带的________(左、右)端与重物相连；‎ ‎②则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为________ J，重力势能的减少量为________ J．(计算结果保留三位有效数字)‎ ‎③若起点O并不清晰，他们也可以选取清晰的B、D两点的机械能关系进行验证，验证守恒的原理符号表达式为_________________________(设打O、A、B、C、D、E时的瞬时速度分别为vo、vA、vB、vC、vD、vE、各点距离用OA、AB…表示)‎ ‎24．(10分)某航天员在一个半径为R的星球表面做了如下实验：取一根细线穿过光滑的细直管，细线一端拴一质量为m的砝码，另一端连在一固定的测力计上，手握直管抡动砝码，使它在水平面内做圆周运动，停止抡动细直管并保持细直管竖直．砝码继续在一水平面绕圆心O做匀速圆周运动，如图所示，此时测力计的示数为F，细直管下端和砝码之间的细线长度为L且与竖直方向的夹角为θ。‎ ‎(1)求该星球表面重力加速度g的大小；‎ ‎(2)求砝码在水平面内绕圆心O做匀速圆周运动时的角速度大小；‎ ‎(3)若某卫星在距该星球表面h高处做匀速圆周运动，则该卫星的线速度为多大？‎ ‎25．(20分)如图所示，斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C点，整个装置竖直固定，D点为最低点，圆心角∠DOC=37°，E、B与圆心O等高，圆弧轨道半径R=0.30m，斜面长L=1.90m，AB部分光滑，BC部分粗糙，现有一个质量m=0.10kg的小物块P从斜面上端A点无初速度下滑，物块P与斜面BC部分之间的动摩擦因数μ=0.75，，重力加速度，忽略空气阻力，求：‎ ‎(1)物块第一次通过C点时的速度大小；‎ ‎(2)物块第一次通过D点时受到轨道的支持力大小；‎ ‎(3)物块最终所处的位置。‎ 选做33.【本次考试不设此题】‎ 选做34.(15分)某同学设计了一款益智类的儿童弹射玩具，模型如图所示，AB段是长度连续可调的竖直伸缩杆，BCD段是半径为R的四分之三圆弧弯杆，DE段是长度为2R的水平杆， 与AB杆稍稍错开。竖直标杆内装有下端固定且劲度系数较大的轻质弹簧，在弹簧上端放置质量为m的小球。每次将弹簧的长度压缩至P点后锁定，设PB的高度差为h，解除锁定后弹簧可将小球弹出。在弹射器的右侧装有可左右移动的宽为2R的盒子用于接收小球，盒子的左端最高点Q和P点等高，且与E的水平距离为x，已知弹簧锁定时的弹性势能Ep=9mgR，小球与水平杆的动摩擦因μ=0.5，与其他部分的摩擦不计，不计小球受到的空气阻力及解除锁定时的弹性势能损失，忽略伸缩竖直轩粗细变化对小球的影响且管的粗细远小于圆的半径，重力加速度为g。求：‎ ‎(1)当h=3R时，小球到达管道的最高点C处时的速度大小vc；‎ ‎(2)在(1)问中小球运动到最高点C时对管道作用力的大小；‎ ‎(3)若h连续可调，要使该小球能掉入盒中，求x的最大值。‎ 物理参考答案 题号 ‎14‎ ‎15‎ ‎16‎ ‎17‎ ‎18‎ ‎19‎ ‎20‎ ‎21‎ 答案 B D D C A AC AD AD ‎22．是（1分），小车（1分），改变钩码数量（1分），0.600（2分），0.610（2分）‎ ‎23．甲（2分）；左（2分）；10.1（2分），10.4（2分）；（2分）‎ ‎24．解：(1)砝码在水平面内做匀速圆周运动，合力的方向沿水平方向：‎ mg＝Fcos θ，解得：g＝ (3分)‎ ‎(2)由细线的拉力和重力的合力提供向心力，则：‎ Fsin θ＝mω2Lsin θ，解得：ω＝ (2分)‎ ‎(3)在星球表面的物体有：‎ G＝m′g (2分)‎ 对卫星，根据万有引力提供向心力得：‎ ‎ (2分)‎ 联立解得： (1分)‎ ‎25．解：(1)根据几何关系得，斜面BC部分的长度为： (2分)‎ 设物块第一次通过B点时的速度为，根据动能定理有：‎ ‎，代入数据得： (3分)‎ 物块在BC部分滑动：‎ ‎ (2分)‎ 故在BC部分匀速下滑，第一次通过C点时速度为： (1分)‎ ‎(2)设物块第一次通过D点时的速度为，由动能定理得： ‎ ‎ (2分)‎ 在D点，由牛顿第二定律得： ‎ ‎，联立解得： (3分)‎ ‎(3)物块每通过一次BC部分减小的机械能为： (2分)‎ 物块在B点的动能为： (1分)‎ 物块能经过BC部分的次数为： 则物块能经过B点3次 (1分)‎ 设物块最后从下端滑上BC部分后最终在距离C点x处于静止，由动能定理得： (2分)‎ 代入数据得： (1分)‎ ‎34．解：(1)设小球从P点运动至C点的过程中，能量守恒，则有：‎ ‎，解得： (4分)‎ ‎(2)设小球在C点时受到管道给的作用力向下，大小为F：‎ ‎，解得：F=9mg (4分)‎ 根据牛顿第三定律，小球对管道的作用力大小为9mg (1分)‎ ‎(3)从P到E的过程中，由动能定理得：‎ ‎ (2分)为保证小球能通过最高点C，h不能超过8R 要使小球落入盒中且x取极值的临界是正好从Q点掉入盒子，由E到Q做平抛运动得：‎ ‎ x=vEt (2分)‎ 联立可得： (1分)‎ 故当h=5R时，有 该情况小球能通过最高点C，结果成立 (1分)‎