四川省宜宾市第四中学2023-2024学年高二物理上学期开学试题（Word版附解析）

宜宾市四中高2022级高二上学期开学考试物理试题第一部分选择题（共48分）注意事项：每题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如有改动，请用橡皮擦干净后，在选涂其它答案标号。一、选择题（本题共11小题，1~7题每小题4分，每小题给出的四个选项中只有一个是正确的；8~11题有多个选项符合要求，全部选对得5分，不全得3分，有错选或不选得0分，共48分）1.20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空这一全新活动领域，人类突破了大气层的阻拦，摆脱了地球引力的束缚，实现了在太空翱翔的梦想，近年来我国也在太空探索中取得多项重大突破。以下关于宇宙相关知识说法正确的是（　　）A.哥白尼对第谷观测的行星数据进行多年研究，提出了行星运动定律B.卡文迪许通过实验推算出来引力常量G的值，被誉为第一个能“称量地球质量”的人C.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的速度可能大于地球的第一宇宙速度D.开普勒经过长期研究发现了万有引力定律【答案】B【解析】【详解】A．对第谷观测的行星数据进行多年研究，提出了行星运动定律的人是开普勒，哥白尼主要贡献是日心说，故A错误；B．引力常量G的值是卡文迪许通过实验推算出来的，并且被誉为第一个能“称量地球质量”的人，故B正确；C．地球的第一宇宙速度被称为最快的环绕速度，因此人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的速度都小于第一宇宙速度，故C错误；D．发现万有引力定律的人是牛顿，故D错误。故选B。2.中国著名科学家钱学森于20世纪40年代提出“助推—滑翔”弹道设想。这种弹道的特点是将两种导弹的轨迹融合在一起，使之既有设突防性能力，又兼具灵活性。如图所示，是分析导弹运行的轨迹示意图，其中导弹在各点的速度v和所受合外力F关系可能正确的是（　　） A.目标点B.中段变轨点C.末端机动点D.导弹最高点【答案】B【解析】【详解】做曲线运动的物体的速度方向沿轨迹的切线方向，所受的合外力指向轨迹的凹侧，由图可知导弹在中段变轨点的速度v和所受合外力F关系正确。故选B。3.如图所示，河水匀速向左流动，实线表示河岸，虚线表示某同学画出小船从河岸M驶向对岸N的航线，船相对水做匀速运动，相对运动方向即为船头指向，下图中符合实际且能使小船渡河时间最短的是（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】设河宽为d，船在静水中的速度为，船在静水中的速度在垂直河岸方向的分速度为，小船过河时间为当时，即船头垂直河岸过河时间最短。又因为船在静水中的速度垂直于河岸，水流的速度平行于河 岸，则二者的合速度的方向偏向下游，则表示小船从河岸M驶向对岸N的实际航线的虚线应偏向下游。故选C。4.2022年11月29日23时08分，搭载神舟载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟十五号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得成功。在火箭上升到距地面某一高度时，航天员发现科考仪器测得此处，则此时火箭离地球表面的距离为地球半径的（地球表面处的重力加速度g）（）A.1倍B.2倍C.3倍D.9倍【答案】B【解析】【详解】设火箭离地球表面的距离为h，地球半径为R，则有，解得故选B。5.图为成都某游乐场的水滑梯。滑梯由倾斜的光滑轨道和水平的阻力轨道组成。若人（视为质点）从距水平轨道7.2m高的水滑梯顶端由静止开始下滑，要求人不能碰撞水平轨道的末端，人在水平轨道上受到的平均阻力为其所受重力的。水平轨道的长度至少为（　　）A.12mB.18mC.25mD.36m【答案】D【解析】【详解】由动能定理解得 故选D。6.根据国家颁布的电动自行车新标准，电动自行车的最高车速不超过25km/h，整车质量不大于55kg，电机额定连续输出功率不大于400W。某驾驶员驾驶电动自行车以最大输出功率400W在水平地面上匀速行驶时，电动车所受的阻力是总重力的。已知驾驶员和车的总质量为80kg，取重力加速度大小g=10m/s²， 则此时电动车的行驶速度大小为（　　）A.3m/sB.4m/sC.5m/sD.6m/s【答案】C【解析】【详解】电动自行车匀速行驶时动力与阻力大小相等，则解得电动车的行驶速度大小故选C。7.如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球（视为质点），现让小球绕定点O在竖直面内做圆周运动，小球经过最高点的速度大小为，此时轻杆对小球的作用力大小为，（设竖直向上为正）与速度的平方的关系如图乙所示。取重力加速度大小，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）A.小球的质量为B.轻杆的长度为C.当轻杆水平时，小球的加速度大小为D.当小球运动到最低点时，轻杆对小球的弹力大小可能小于 【答案】A【解析】【详解】A．由题图可知，当小球在最高点的速度为零时，有解得小球的质量故A正确；B．当轻杆对小球无作用力时，有其中，解得轻杆的长度故B错误；C．当轻杆水平时，小球受到重力和拉力，可知小球的加速度大小不为，故C错误；D．当小球运动到最低点时，有可知故D错误。故选A。8.钓鱼是一项越来越受到欢迎的运动，钓到大鱼时一般会先将鱼遛至没有力气再收线，如图所示，在收尾阶段，鱼已经浮在水面不再挣扎，钓鱼者以恒定速率v收鱼线（钓鱼者和鱼竿视为不动），鱼线与水平面的夹角为θ，以下说法正确的是（）A.鱼在靠近钓鱼者过程中速率增大B.当θ=60°时，鱼的速率为2v C.当θ=37°时，鱼的速率为0.8vD.鱼受到的合外力恒定【答案】AB【解析】【详解】AD．如图将鱼的速度分解为沿绳子方向的速度和垂直绳子方向的速度，则v=v鱼cosθ则钓鱼者以恒定速率v收鱼线过程中θ增大，则v鱼增大，鱼做变加速运动，合外力不是恒定值，故A正确、D错误；BC．根据v=v鱼cosθ可知当θ=60°时v鱼=2v当θ=37°时v鱼=1.25v故B正确、C错误。故选AB。9.质量为1kg物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小g取。则下列说法正确的是（）A.0～3s内物体的加速度大小为B.物块在4s末的动能为零C.物块在6s末回到初始位置D.0～6s内力F对物块所做的功为40J 【答案】BD【解析】详解】A．根据牛顿第二定律有解得故A错误；B．图象与坐标轴围成面积代表F的冲量，0~4s根据动量定理有即解得所以物块在4s末的动能为零，故B正确；C．3~6s根据牛顿第二定律有解得0~3s物块的位移为速度为3s~4s物块位移为4s~6s物块的加速度依然为，方向与正方向相反，位移为 所以物块在6s内的位移为6s末未回到初始位置，故C错误；D．0～6s内力F对物块所做的功为故D正确；故选BD。10.如图所示，载有物资的热气球的总质量为M，静止于距离水平地面H的高处。现将质量为m的物资以相对地面竖直向下的速度投出，物资落地时与热气球的距离为d。设整个过程中热气球所受浮力不变，重力加速度为g，不计空气阻力，忽略物资受到的浮力。下列说法正确的是（）A.物资落地前，热气球与其组成的系统动量守恒B.投出物资后，热气球匀速上升C.物资落地时，热气球上升的高度为D.【答案】ACD【解析】【详解】A．物资抛出之前，物资和气球受合力为零，物资抛出后，气球和物资受合外力不变，则系统受合外力仍为零，则物资落地前，热气球与投出的物资组成的系统动量守恒，选项A正确；B．投出物资后热气球受合力向上，则向上做匀加速直线运动，选项B错误；CD．设物资落地时热气球上升的高度为h，则对物资和气球系统，由动量守恒定律解得 则选项CD正确。故选ACD。11.一带正电微粒只在电场力作用下沿轴正方向运动，其电势能随位移变化的关系如图所示，其中段是曲线，段是平行于轴的直线，段是倾斜直线，则下列说法正确的是（  ）A.段电势逐渐升高B.段微粒做加速度逐渐增大的减速运动C.段电场为匀强电场D.段的电势沿轴均匀减小【答案】AD【解析】【详解】A．电势能由于粒子带正电，0~x1段电势能变大，所以电势升高，故A正确；B．根据电场力做功与电势能关系图像斜率反映电场力大小，电量一定，可以反映场强大小，0~x1段图像斜率变小，场强变小，受力减小，加速度逐渐变小，由于电势能增加，电场力做负功，则粒子做减速运动，即粒子做加速度减小的减速运动，故B错误；C．x2~x3段斜率为0，场强为零，故C错误；D．x2到x3，电势能均匀减小，粒子带正电，所以电势沿x轴均匀减小，故D正确。 故选AD。第二部分非选择题（共52分）二、实验题（每空2分，共16分）12.某小组在做“研究平抛运动”的实验时，用如图甲所示的实验装置研究平抛运动的轨迹．（1）下列器材中必需的测量仪器是____________．A．刻度尺B．秒表C．天平（2）为了能较准确地描绘平抛运动的轨迹，实验时，让小球多次沿同一轨道运动，且需要进行如下操作：①通过调节使斜槽的末端保持水平②每次释放小球的位置必须____________（选填“相同”或“不同”）③每次必须由静止释放小球④小球运动时不应与木板上的白纸相接触⑤将小球的位置记录在白纸上后，将白纸上的点连成光滑曲线．（3）由乙图可知小球由A到B的运动时间与由B到C的运动时间____________（选填“相同”或“不同”）．【答案】①.A②.相同③.相同【解析】【详解】（1）[1]该实验中需要用刻度尺测量水平和竖直位移，所以必需的测量仪器是刻度尺，故选A；（2）[2]为了能较准确地描绘平抛运动的轨迹，每次释放小球的位置必须相同；[3]小球由A到B的水平位移等于由B到C的水平位移，根据 可知A到B的时间等于B到C的时间。13.用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落，拖着的纸带通过打点计时器，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。已知当地重力加速度为。（1）除图中所示的装置之外，还必须使用的器材是（）A.直流电源、天平（含砝码）B.直流电源、刻度尺C.交流电源、天平（含砝码）D.交流电源、刻度尺（2）如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点，通过测量并计算出点A距起始点的距离为，点间的距离为，点间的距离为，若打点时间间隔为，重锤质量为，根据以上数据计算出重锤从释放到下落距离时的重力势能减少量___________，动能增加量___________；在实际计算中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是___________。（3）某同学利用图中纸带，先分别测量出从A点到点的距离（其中点为点后连续打出的点，图中未画出），再计算打出各点时重锤下落的速度和，绘制图像，如图所示，并求得图线的纵轴截距和斜率。 ①请说明如何根据图像验证重锤下落过程机械能是否守恒？___________；②假设上述实验操作中不受一切阻力影响，此时绘制的图线的纵轴截距和斜率与的关系最可能的是___________。A．，B.，C.，D.，【答案】①.D②.③.④.重锤下落过程中由于阻力的存在，使得一部分机械能转化为内能⑤.在实验误差允许范围内，若k近似等于2g，则可认为这一过程机械能守恒⑥.A【解析】【详解】（1）[1]实验是通过验证机械能守恒定律，可知不需要测重锤的质量，不需要天平（含砝码），实验是通过打点计时器打出纸带，进行数据处理，需要交流电源和刻度尺，故选D。（2）[2]重锤从释放到下落OC距离时的重力势能减少量为[3]匀变速直线运动中间时刻速度等于该段的平均速度，则打C点时重锤速度为则动能增加量为[4]重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是重锤下落过程中受到阻力作用，使得一部分机械能转化为内能。（3）①[5]根据机械能守恒则有 即故在实验误差允许范围内，若k近似等于2g，则可认为这一过程机械能守恒；②[6]释放点的位置相同，无阻力时重锤下落的加速度大一些，即图线的斜率大一些，到达A点时的速度也大一些，如图所示可知，故选A。三、计算题（写出必要的文字说明，3个小题，14题8分，15题12分，16题16分，共36分）14.双星系统是宇宙中相对独立的系统，它由两颗彼此环绕的恒星构成。已知某双星系统的两颗天体的总质量为M，这两颗天体运行的周期为T，由于两天体之间距离远大于天体自身的半径，两天体都可看成质点。引力常量为G。求：（1）双星系统两天体之间的距离L。（2）双星系统两天体的线速度大小之和。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设两颗天体的轨道半径分别是、，质量分别为、，由万有引力提供向心力得，又，联立可得解得 （2）设两天体的线速度大小分别为v1、v2，由线速度与角速度的关系可得，解得双星系统两天体的线速度大小之和为15.如图所示，三个可视为质点的物块A、B、C置于绝缘水平面上，A与B靠在一起，C靠在固定绝缘挡板上，A始终不带电，B、C的电荷量分别为、且保持不变，A、B质量分别为。开始时A、B恰好保持静止，B、C间的距离为。现给A施加一水平向右的拉力F（F为未知量），使A向右做加速度大小为的匀加速直线运动，经过一段时间，拉力F由变力变为恒力。已知静电力常量为，重力加速度大小为，A、B与水平面之间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小。求（1）A、B与水平面之间的动摩擦因数；（2）拉力由变力变为恒力需要的时间；（3）若在时间内电场力对B做的功为，则此过程中拉力F对A做的功。【答案】（1）0.25；（2）；（3）3J【解析】【详解】（1）A、B恰好保持静止时，以A、B整体为研究对象，有联立解得 （2）给A施加力F后，A、B向右做匀加速运动，分离时两者之间弹力恰好为零，此时B、C间的距离为，对B，由牛顿第二定律，有由匀加速运动规律，有联立解得（3）A、B分离时的速度为，有对A、B系统，在时间内拉力做功，由动能定理，有联立解得16.图甲为机场地勤工作人员用来从飞机上卸行李的传送带装置，其结构可简化为图乙。传送带以v0=1m/s的速率逆时针转动，在传送带上端A点无初速度地放上一个质量为m=10kg的物体（可视为质点）。物体经历了2.1s后滑到传送带底端B点，通过计算机记录了传送带对该物体的摩擦力做功的功率大小与时间的图像如图丙所示。已知传送带的倾角θ=37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取重力加速度大小g=10m/s2。求：（1）物体与传送带之间的动摩擦因数；（2）传送带的长度；（3）物体与传送带由于克服摩擦力做功而产生热量。 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）结合图像可知传送带对该物体的摩擦力做功的功率为且由图可知传送带对该物体的摩擦力做功的功率大小为时，刚好与皮带共速，即代入数据解得（2）物体刚放到皮带上时加速度为则与皮带共速时由代入数据解得又由解得共速前运动的时间为由于所以物体与皮带共速后，将在后面的时间内继续向下做匀加速直线运动，且有 则由公式传送带的长度为（3）前面内的相对位移为后面的内的相对位移为故整个过程物体与传送带由于克服摩擦力做功而产生的热量为