2024宜宾叙州区二中高二上学期开学考试物理试题含解析

叙州区二中2023-2024学年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. 下列说法中正确是（　　）

A. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动

B. 向心力不能改变线速度的大小

C. 匀速圆周运动线速度不变

D. 圆周运动的合外力一定等于向心力

【答案】B

【解析】

【详解】A．匀速圆周运动的加速度大小不变，方向变化，即加速度变化，所以匀速圆周运动是变加速曲线运动，故A错误；

B．向心力只改变速度的方向，不改变速度大小，故B正确；

C．匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻变化，故C错误；

D．当物体做匀速圆周运动时，其所受合外力等于向心力，故D错误。

故选B。

2. 2019年3月19日，复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化银纳米带材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率就是电阻率的倒数，即。下列说法正确的是（　　）

A. 电导率的单位是Ω·m

B. 材料的电导率越大，其导电性能越强

C. 材料的电导率只与材料本身有关，与温度等因素无关

D. 材料的电导率大小与材料的长度、横截面积等因素有关

【答案】B

【解析】

【详解】A．电阻率的单位是Ω·m，电导率的单位是（Ω·m）-1，选项A错误；

B．材料的电导率越大，电阻率越小，则其导电性能越强，选项B正确；

C．材料的电导率与材料本身以及温度等因素都有关，选项C错误；

D．材料的电导率大小由材料本身决定，与材料的长度、横截面积等因素无关，选项D错误。

故选B。

3. 为了训练飞行员将舰载机降落在航空母舰上的能力，在陆地上建设了模拟平台进行常规训练。如图所示，阻拦索绕过定滑轮与阻尼器连接，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在模拟甲板上短距离滑行后停止。飞机挂钩与阻拦索间不滑动。若某一时刻两端阻拦索夹角是120°，飞机沿中线运动速度为v，则阻尼器中的阻拦索绳移动速度大小是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】飞机沿绳方向的速度分量等于阻拦索绳移动的速度大小，即

故选B。

4. 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（　　）

A. 根据公式F=mω²r，卫星的向心力大小与轨道半径成正比

B. 根据公式，卫星的向心力大小与轨道半径成反比

C. 根据公式F=mvω，卫星的向心力大小与轨道半径无关

D. 根据公式卫星的向心力大小与轨道半径的二次方成反比

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据公式F=mω²r，轨道半径变化，角速度也变化，所以卫星的向心力大小与轨道半径不成正比，故A错误；

B．根据公式，轨道半径变化，线速度也变化，所以卫星的向心力大小与轨道半径不成反比，故B错误；

C．根据公式F=mvω，轨道半径变化，角速度和线速度都变化，所以卫星的向心力大小与轨道半径有关，故C错误；

D．根据公式卫星的向心力大小与轨道半径的二次方成反比，故D正确。

故选D。

5. 如图甲所示，北宋曾公亮在《武经总要》中记载了一种古代运输装备，名为“绞车”，力可挽二千斤。其原理如图乙所示，将一根圆轴削成同心而半径不同大小辘轳，其上绕以绳索，绳上加一动滑轮，滑轮下挂上重物。已知a、b分别是大小辘护边缘上的两点，转动把手带动辘护旋转将重物轻松吊起。则在此过程中（　　）

A. a点的角速度大于b点的角速度

B. a点的线速度等于b点的线速度

C. a点的向心加速度大于b点的向心加速度

D. 人对把手做的功等于重物机械能的增加量

【答案】C

【解析】

【详解】A．a、b两点由于是同轴转动，角速度相同，故A错误；

B．a点的转动半径比b大，由 ，可知a点的线速度大于b点的线速度，故B错误；

C．由，可知a点的向心加速度大于b点的向心加速度，故C正确；

D．由能量守恒定律知，人对把手做功等于重物、轮轴、滑轮的机械能的增加量和摩擦生热等，所以人对把手做的功大于重物机械能的增加量，故D错误。

故选C。

6. 如图所示为某型号汽车在水平路面上启动过程中的速度时间图像，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与b点相切的水平直线，则下列说法正确的是（　　）

A. 0~t1时间内汽车做匀加速运动且功率保持不变

B. t1~t2时间内的平均速度大于

C. t2~t3时间内汽车牵引力大于汽车所受阻力

D. t1~t2时间内汽车牵引力做功为

【答案】B

【解析】

【详解】A．由题图可知，0~t1时间内汽车做匀加速运动，功率从零开始逐渐增大，在t1时刻功率达到额定功率，A错误；

B．如果t1～t2时间内汽车做匀加速直线运动，则汽车的平均速度为

由速度时间图像可知，图线与时间轴围成的面积表示汽车的位移，汽车在t1～t2时间内的位移大于匀加速直线运动的位移，所以汽车在t1～t2时间内平均速度大于匀加速直线运动的平均速度，即

B正确；

C．由速度时间图像可知t2～t3时间内汽车做匀速直线运动，汽车牵引力等于汽车所受阻力，C错误；

D．t1～t2时间内汽车动能的变化量为，根据动能定理知合外力做的动才等于动能的变化量，汽车除了牵引力做功，还要克服摩擦力做功，D错误。

故选B。

7. 如图a所示，小物体从竖直弹簧上方高地高h处由静止释放，其动能Ek与离地高度h的关系如图b所示。其中高度从h1下降到h2，图像为直线，其余部分为曲线，h3对应图像的最高点，小物体质量为m，不计空气阻力，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　）

A. 小物体下降至高度h3时，弹簧恢复原长

B. 小物体下落至高度h5时，它的加速度最大

C. 小物体处于高度h2和h4时，弹簧的弹性势能相等

D. 小物体从高度h1下降到h5，弹簧的弹力做功 mg(h1-h5)

【答案】B

【解析】

【详解】A．从h1到h5高度一直减小，表明物体一直下降，弹簧的长度一直减小，弹簧没有恢复原长，A错误；

B．高度从h1下降到h2，图像为直线，表明小物体没有与弹簧接触，做自由落体运动，加速度等于重力加速度，加速度的方向向下，所以，小物体下落至h2时弹簧处于原长状态，此时的加速度等于重力加速度，加速度的方向向下；小物体下落至高度h4时，其动能与高度h2时相等，根据对称性，小物体下落至h4时的加速度也等于重力加速度，加速度的方向向上；小物体从高度h4下降到高度h5的过程中，弹簧的弹力增大，合力增大，加速度增大，至最低点h5时，加速度最大，B正确；

C．高度从h2下降到h4，弹簧的长度一直减小，形变量一直增大，弹性势能一直增大，所以小物体处于高度h2时的弹性势能比h4时小，C错误；

D．小物体从高度h1下降到h5，根据动能定理得

解得

D错误。

故选B。

8. 汽车安全性能是衡量汽车品质的重要指标之一，实车碰撞试验是综合评价汽车安全性能最有效的方法。某次测试中质量为的实验汽车以的速度撞上碰撞试验台后以的速度反向弹回，数据传感器记录此次碰撞的时间为，则（　　）

A. 此过程中汽车的动量变化量大小为

B. 此过程中汽车的动量变化量大小为

C. 此过程中汽车受到碰撞试验台的平均作用力大小为

D. 此过程中汽车受到碰撞试验台的平均作用力大小为

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．规定汽车初速度方向为正方向，则初动量为

末动量为

此过程中汽车的动量变化量为

即此过程中汽车的动量变化量大小为，A错误，B正确；

CD．由动量定理可得

解得

此过程中汽车受到碰撞试验台的平均作用力大小为，C错误，D正确。

故选BD。

9. 2021年中国选手胡旭威在第50届世界体操锦标赛上赢得男子单杠、双杠两项冠军，成为世锦赛双冠王，已知运动员重心到手支撑点的距离为L，运动员在竖直面内做圆周运动，其重心在最高点时的速度为，与单杠间的弹力大小为，其图像如图乙所示，则（    ）

A. 当地的重力加速度大小

B. 运动员的质量为

C. 时，在最高点单杠对运动员的弹力向下

D. 时，在最高点单杠对运动员的弹力为

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．由图乙可知，当时，；此时运动员重力提供向心力，则有

可得当地的重力加速度大小为

故A正确；

B．由图乙可知，当时，；此时运动员的重力和支持力平衡，则有

可得运动员的质量为

故B错误；

C．当时，运动员在最高点所受的重力不足以提供向心力，此时单杠对运动员的弹力表现为拉力，即单杠对运动员的弹力向下，故C正确；

D．由图乙可知，当时，在最高点单杠对运动员的弹力为，故D正确。

故选ACD。

10. 如图所示，质量为m的苹果，从离地面H高的树上由静止开始落下，树下有一深度为h的坑以地面为零势能参考面，不计空气阻力。下列说法正确的是（   ）

A. 苹果落入坑底时动能为mg(H + h)

B. 苹果落入坑底时机械能为mg(H + h)

C. 苹果落入坑底时重力势能为mgh

D. 整个下落过程苹果重力势能减少了mg(H + h)

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据动能定理有

Ek= mg(H + h)

A正确；

B．由于只有重力做功，物体下落过程中机械能守恒。落入坑底时的机械能等于开始时的机械能

E = mgH

B错误；

C．以地面为零势能面，故落入坑底时的重力势能为 - mgh，C错误；

D．整个过程中高度下降了H + h，故整个下落过程中，重力势能减少了mg(H + h)，D正确。

故选AD。

11. 如图，一质量为M、长为l的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度v0开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为f，当物块从木板右端离开时（   ）

A. 木板的动能一定等于fl B. 木板的动能一定小于fl

C. 物块的动能一定大于 D. 物块的动能一定小于

【答案】BD

【解析】

【详解】设物块离开木板时的速度为，此时木板的速度为，由题意可知

设物块的对地位移为，木板的对地位移为

CD．根据能量守恒定律可得

整理可得

D正确，C错误；

AB．因摩擦产生的摩擦热

根据运动学公式

因为

可得

则

所以

B正确，A错误。

故选BD。

第二部分  非选择题（共52分）

二、实验题（每空2分，共16分）

12. 如图所示是探究向心力的大小 F 与质量 m 、角速度 ω 和半径 r 之间的关系的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的支持力提供，球对挡板的反作用力使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。

（1）在探究向心力的大小 F 与角速度 ω 的关系时，要保持________相同。

A．ω 和 r                    B．ω 和 m                    C．m 和 r                        D．m 和 F

（2）下列实验中，利用到控制变量法的是________。

A．探究两个互成角度的力的合成规律

B．探究加速度与物体受力、物体质量关系

C．探究平抛运动的特点

（3）某同学利用图 2 所示的装置探究滑块做圆周运动时向心力和周期的关系。力传感器可记录细线对滑块拉力 F 的大小，光电门可记录滑块做圆周运动的周期 T，获得多组数据，画出了如图 3 所示的线性图像，则图像横坐标 x 代表的是________。

A．T                            B．                               

C．                            D．

（4）图3中的图线没有通过坐标原点，其原因是_________________。

【答案】    ①. C    ②. B    ③. D    ④. 滑块受到摩擦力的作用

【解析】

【详解】（1）[1]在探究向心力的大小 F 与角速度 ω 的关系时，要保持小球质量m和小球做匀速圆周运动的半径r不变。

故选C。

（2）[2]A．探究两个互成角度的力的合成规律，采用了等效替代法，故A错误；

B．探究加速度与物体受力、物体质量的关系，采用了控制变量法，故B正确；

C．探究平抛运动的特点，采用了运动的合成与分解，故C错误。

故选B。

（3）[3]绳拉力和摩擦力提供向心力，根据向心力公式有

即

结合图像可知横坐标 x 代表的是。

故选D。

（4）[4]由（3）中函数表达式可知图3中的图线没有通过坐标原点，其原因是滑块受到摩擦力的作用。

13. 一同学利用如图所示的斜槽轨道和两个由相同材料制成、表面粗糙程度相同的滑块A、B做“验证动量守恒定律”的实验。斜槽轨道由倾斜轨道和平直轨道组成，两部分间由一段圆弧平滑连接，在平直轨道上一侧固定有刻度尺。其操作步骤如下：

①将斜槽轨道放置在水平桌面上；

②用天平测得A、B两个滑块的质量分别为、；

③不放滑块B，使滑块A从倾斜轨道顶端P点由静止释放，滑块A最终静止在平直轨道上，记下滑块A静止时其右侧面对应的刻度；

④把滑块B放在平直轨道上，记下其左侧面对应的刻度；

⑤让滑块A仍从倾斜轨道顶端P点由静止释放，滑块A与滑块B发生碰撞后最终均静止在平直轨道上，记下最终滑块B静止时其左侧面对应的刻度、滑块A静止时其右侧面对应的刻度。

（1）实验中，必须满足的条件是___________。

A．倾斜轨道必须光滑

B．平直轨道必须水平

C．滑块A的质量应大于滑块B的质量

D．同一组实验中，滑块A静止释放的位置可以不同

（2）实验中滑块A碰撞前的速度大小v0与___________成正比。

A．            B．            C．            D．

（3）若关系式___________中成立，则可得出结论：滑块A、B碰撞过程中动量守恒。若要进一步验证滑块A、B的碰撞是否为弹性碰撞，则应验证关系式___________是否成立。（均用给定的物理量符号表示）

【答案】    ①. C    ②. D    ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1]A．倾斜轨道不一定必须光滑，只要滑块A到达底端的速度相同即可，A错误；

B．因为两滑块的材料相同，表面的粗糙程度相同，则由牛顿第二定律

得

可知无论轨道是否水平，则两滑块在轨道上运动的加速度都相同，所以平直轨道不一定必须水平，B错误；

C．为防止滑块A与滑块B碰后反弹，则滑块A的质量必须大于滑块B的质量，C正确；

D．为保证滑块A每次到达底端的初速度相同，则同一组实验中，滑块A静止释放的位置要相同，D错误。

故选C。

（2）[2]对滑块A由动能定理

可得，滑块A碰撞前的速度大小为

即

故选D。

（3）[3]若滑块A、B碰撞过程中动量守恒，则有

又因为

联立可得

[4]若滑块A、B发生弹性碰撞，则由机械能守恒定律

联立可得

三、计算题（写出必要的文字说明，3个小题，14题10分，15题12分，16题14分，共36分）

14. 如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B，静止在图示位置，左端固定着另一个带正电的小球A，已知B球的质量为m，带电荷量为q，静止时细线与竖直方向夹角θ，A和B在同一条水平线上，且A和B间的距离为r。整个装置处于真空中，带电小球A和B均可以看成点电荷，静电力常数为k，重力加速度为g。

（1）此时小球B受到的静电力为多大？

（2）小球B所在处的电场强度为多大？方向如何？

（3）小球A带电量Q为多少？

【答案】（1）；（2），方向由A指向B；（3）

【解析】

【详解】（1）对于小球B，根据平衡条件有

其所受电场力

（2）电场强度

方向由A指向B。

（3）根据库仑定律

解得

15. 2021年5月15日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星成功着陆，迈出了我国星际探测征程的重要一步。“天问一号”探测器在着陆前，绕火星做匀速圆周运动，其轨道距火星表面的高度为h，周期为T。已知火星半径为R，引力常量为G。求：

（1）火星的质量M；

（2）火星表面的重力加速度g；

【答案】(1) ；(2)

【解析】

【分析】

【详解】(1)火星对探测器的万有引力提供向心力，有

可得

(2)由

可得

16. 某校校园文化艺术节举行无线遥控四驱车大赛，其赛道如图所示。某四驱车（可视为质点）以恒定额定功率P0= 15W在水平轨道的A点由静止开始加速，经过时间t0= 2s刚好到达B点，此时通过遥控关闭其发动机，B点右侧轨道均视为光滑轨道。四驱车经C点进入半径R = 0.1m的竖直圆轨道，恰好经过圆轨道最高点D后，再次经过C点沿着轨道CF运动，最终从平台末端F点水平飞出后落入沙坑中。四驱车的总质量为m = 1kg，重力加速度g取10m/s2。

（1）求四驱车第二次经过C点速度大小及在AB段克服摩擦力所做的功；

（2）若水平轨道平面CE距离沙坑上表面高度h1= 0.2m则平台末端EF的高度h2为多少时，四驱车落到沙坑中的点与F点的水平距离最大，并计算水平最大距离xmax。

【答案】（1），27.5J；（2）0.025m，0.45m

【解析】

【详解】（1）四驱车恰好经过圆轨道最高点D，设D点速度为vD，在D点，牛顿第二定律得

解得

vD = 1m/s

四驱车从C运动到D点过程中，应用动能定理得

解得

BC段轨道光滑，有

vB = vC

四驱车从A点运动到B点过程中，应用动能定理得

解得

Wf = 27.5J

（2）四驱车从C运动到F点过程中，应用动能定理得

车从F点飞出后做平抛运动，运动时间为t，则有

x = vFt

联立以上表达式并化简得

当h2 = 0.025m时，x有最大值，且