2020-2021学年内蒙古杭锦后旗奋斗中学高二测试（一）物理（竞赛班）试题（解析版）

内蒙古杭锦后旗奋斗中学2020-2021学年高二测试（一）

物理试题(竞赛班）

分卷I

一、单选题(共7小题,每小题4分,共28分)                                                                         

1.伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展．利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是(　　)

A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置

B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态

C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变

D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小

2.如图所示的x－t图象和v－t图象中给出的四条图线，甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点同时出发的运动情况，则下列说法正确的是(　　)

A． 甲车做直线运动，乙车做曲线运动

B． 0～t1时间内，甲车通过的路程大于乙车通过的路程

C． 0～t2时间内，丙、丁两车在t2时刻相距最远

D． 0～t2时间内，丙、丁两车的平均速度相等

3.如图所示，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑．已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．A与B的质量之比为(　　)

A．          B．

C．       D．

4.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示。用T 表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中(　　)

A．F逐渐变大，T逐渐变大          

B．F逐渐变大，T逐渐变小

C．F逐渐变小，T逐渐变大         

D．F逐渐变小，T逐渐变小

5.物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1500 N，则物块的质量最大为（    ）

A. 150kg B. kg C. 200 kg D. kg

6.细绳拴一个质量为m的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑，小球与弹簧不粘连，平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，如图所示．(已知cos53°＝0.6，sin53°＝0.8)以下说法正确的是(　　)

A． 小球静止时弹簧的弹力大小为mg

B． 小球静止时细绳的拉力大小为mg

C． 细绳烧断瞬间小球的加速度为g

D． 细绳烧断瞬间小球的加速度为g

7.物体A放在物体B上，物体B放在光滑的水平面上，已知mA＝6 kg，mB＝2 kg，A，B间动摩擦因数μ＝0.2，如图所示，现用一水平向右的拉力F作用于物体A上，则下列说法中正确的是(g＝10 m/s2)(　　)

A． 当拉力F＜12 N时，A静止不动

B． 当拉力F＝16 N时，A对B的摩擦力等于4 N

C． 当拉力F＞16 N时，A一定相对B滑动

D． 无论拉力F多大，A相对B始终静止

二、多选题(共5小题,每小题6分,漏选得3分，错选0分，共30分)                                                                         

8.(多选)下面四个图象依次分别表示A、B、C、D四个物体的加速度、速度、位移和摩擦力随时间变化的规律．其中可能处于受力平衡状态的物体是(　　)

9.(多选)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示， 以竖直向上为a的正方向，则人对电梯的压力(　　)

A．t＝2 s时最大

B．t＝2 s时最小

C．t＝8.5 s时最大

D．t＝8.5 s时最小

10.(多选)一个质点正在做匀加速直线运动，用固定在地面上的照相机对该质点进行闪光照相，闪光时间间隔为2 s，分析照片得到的数据，发现质点在第2次、第3次闪光的时间间隔内移动了4 m；第4次、第5次时间间隔内移动了8 m；由此可以求出(　　)

A． 质点运动的加速度为1 m/s2                 

B． 质点运动的加速度为0.5 m/s2

C． 第1次闪光时质点的速度为1 m/s

D． 从第3次闪光到第4次闪光这段时间内质点的位移为6 m

11.(多选)如图所示，让物体同时从竖直圆上的P1、P2处由静止开始下滑，沿光滑的弦轨道P1A、P2A滑到A处，P1A、P2A与竖直直径的夹角分别为θ1、θ2则(　　)

A． 物体沿P1A、P2A下滑加速度之比为sinθ1∶sinθ2

B． 物体沿P1A、P2A下滑到A处的速度之比为cosθ1∶cosθ2

C． 物体沿P1A、P2A下滑的时间之比为1∶1

D． 两物体质量相同，则两物体所受的合外力之比为cosθ1∶cosθ2

12.(多选)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下列关于聚变的说法正确的是（    ）

A. 核聚变比核裂变更为安全、清洁

B. 任何两个原子核都可以发生聚变

C. 两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加

D. 两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加

分卷II

三、实验题(共2小题,,每空2分，共10分)                                                                         

13.某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．

(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N.

(2) 下列不必要的实验要求是________．(请填写选项前对应的字母)．

A．应测量重物M所受的重力

B．弹簧测力计应在使用前校零

C．拉线方向应与木板平面平行

D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置

14.某校研究性学习小组的同学用如图甲所示的滴水法测量小车在斜面上运动时的加速度．实验过程如下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速度，使其每0.2 s滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准)；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；然后撤去浅盘并同时放开小车，于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹；小车到达斜面底端时立即将小车移开．图乙为实验得到的一条纸带，用刻度尺量出相邻点之间的距离是x01＝1.40 cm，x12＝2.15 cm，x23＝2.91 cm，x34＝3.65 cm，x45＝4.41 cm，x56＝5.15 cm.试问：

(1)滴水计时器的原理与课本上介绍的________原理类似．

(2)由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度v4＝________m/s，小车的加速度a＝__________m/s2.(结果均保留二位有效数字)

四、计算题(共3小题,共32分)                                                                         

15.（10分）公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离．当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰．通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s，当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120 m．设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的，若要求安全距离仍为120 m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度．

16.（10分）我国第一艘航空母舰“辽宁号”已经投入使用，为使战斗机更容易起飞，“辽宁号”使用了滑跃技术．如图所示，其甲板可简化为模型：AB部分水平，BC部分倾斜，倾角为θ.战斗机从A点开始起跑，C点离舰，此过程中发动机的推力和飞机所受甲板和空气阻力的合力大小恒为F，ABC甲板总长度为L，战斗机质量为m，离舰时的速度为vm，重力加速度为g.求AB部分的长度．

17.（12分）质量为0.1 kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v－t图象如图所示．弹性球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的.设球受到的空气阻力大小恒为Ff，取g＝10 m/s2，求：

(1)弹性球受到的空气阻力Ff的大小；

(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.

答案解析

1.【答案】A　

【解析】本题选项之间有一定的逻辑性，题目中给出斜面上铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料，小球的位置逐渐升高，不难想象，当斜面绝对光滑时，小球在斜面上运动没有能量损失，可以上升到与O点等高的位置，这是可以得到的直接结论，A正确，B、C、D尽管也正确，但不是本实验得到的直接结论，故错误．

2.【答案】C

【解析】位移时间图象表示位移随时间的变化规律，不是物体运动的轨迹．甲乙都做直线运动，A错误；由位移时间图象知，在0～t1时间内，甲乙两车通过的路程相等，B错误；0～t2时间内，丁车的速度大于丙车的速度，两车距离逐渐增大，在t2时刻相距最远，C正确；0～t2时间内，丁车图线围成的面积大于丙车图线围成的面积，知丁车的位移大于丙车的位移，则丁车的平均速度大于丙车的平均速度，D错误

3.【答案】B

【解析】对物体A、B整体在水平方向上有F＝μ2(mA＋mB)g；对物体B在竖直方向上有μ1F＝mBg；联立解得：＝，选项B正确．

4.【答案】A

【考点定位】动态平衡的图解法

【名师点睛】此题是物体的平衡问题，考查平行四边形定则的应用；图解法是最简单快捷的方法，注意搞清各个力的大小及方向变化的特点，变换平行四边形即可。此题还可以列方程讨论。

5.【答案】A

【解析】T=f+mgsinθ，f=μN，N=mgcosθ，带入数据解得：m=150kg，故A选项符合题意

6.【答案】D

【解析】小球静止时，分析受力情况，如图，由平衡条件得：

弹簧的弹力大小为：F＝mgtan 53°＝mg，细绳的拉力大小为：FT＝＝mg.故A、B错误；细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变，则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反，则此瞬间小球的加速度大小为：a＝＝g.故C错误，D正确．

7.【答案】B

【解析】当A、B刚要滑动时，静摩擦力达到最大值．设此时它们的加速度为a0，拉力为F0.根据牛顿第二定律，得

对B：a0＝＝6 m/s2

对整体：F0＝(mA＋mB)a0＝48 N

当拉力F≤48 N时，A、B相对静止，一起向右运动．

当F＞48 N时，AB发生相对滑动．故A、C、D均错误．当拉力F＝16 N时，A、B相对静止

对整体：a＝＝2 m/s2

对B：Ff＝mBa＝4 N，故B正确．

8.【答案】CD

【解析】若物体处于受力平衡状态，则加速度a＝0，因此A、B均错误．C代表匀速直线运动，所以正确．D为摩擦力的变化，但是有可能跟外力平衡，所以D也正确．

9.【答案】AD

【解析】由题图知，在上升过程中，在0～4 s内，加速度方向向上，FN－mg＝ma，所以向上的加速度越大，电梯对人的支持力就越大，由牛顿第三定律可知，人对电梯的压力就越大，故A正确，B错误；由题图知，在7～10 s内加速度方向向下，由mg－FN＝ma知，向下的加速度越大，人对电梯的压力就越小，故C错误，D正确．                       

10.【答案】BD

【解析】根据x4－x2＝2aT2得，质点的加速度a＝＝ m/s2＝0.5m/s2.故A错误，B正确，在相等时间内的位移之差是一恒量，知第1次、第2次闪光的时间间隔内移动了2 m，根据x＝v0t＋at2得，v0＝0.5 m/s.故C错误，因为相邻的相等时间内的位移之差为2 m，第2次、第3次闪光的时间间隔内移动了4 m，则从第3次闪光到第4次闪光这段时间内质点的位移为6 m．故D正确．

11.【答案】BCD

【解析】物体受重力、支持力，根据牛顿第二定律得，a＝＝gcos θ，所以加速度大小之比为cos θ1∶cos θ2，故A错误；物体的位移2Rcos θ，则2Rcos θ＝at2，解得t＝，与夹角无关，知下滑时间之比为1∶1，则v＝at，知速度之比为cos θ1∶cos θ2，故B正确，C正确；加速度大小之比为cos θ1∶cos θ2，根据牛顿第二定律知，合外力之比为cos θ1∶cos θ2，故D正确．

12.【答案】AD

【解析】：核聚变的最终产物时氦气无污染，而核裂变会产生固体核废料，因此核聚变更加清洁和安全，A正确；发生核聚变需要在高温高压下进行，大核不能发生核聚变，故B错误；核聚变反应会放出大量的能量，根据质能关系可知反应会发生质量亏损，故C错误；因聚变反应放出能量，因此反应前的比结合能小于反应后的比结合能，故D正确。

13. 【答案】(1)3.6　(2)D　

【解析】(1)弹簧测力计的读数为3.6 N，可以不估读．

(2)验证力的平行四边形定则，需要分别测量各个力的大小和方向，所以A选项是必要的；根据仪器使用常识，弹簧测力计在使用前需校零，B选项是必要的；实验中力必须在同一平面内的，C选项也是必要的；实验是验证三个力的关系，只要测出三个力就可以了，所以不需要固定O点位置，D选项不必要，本题应该选D.

14.【答案】(1)打点计时器计　(2)0.20　0.19

【解析】(1)由题意可知，滴水计时器可以通过滴水计时，与课本上介绍的打点计时器计时原理类似．

(2)利用匀变速直线运动的推论得：

v4＝＝ m/s ＝0.20 m/s

根据匀变速直线运动的推论公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小，得：

x34－x01＝3a1T2    x45－x12＝3a2T2   x56－x23＝3a3T2

为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值

得：a＝ (a1＋a2＋a3)

即加速度计算表达式为：a＝

解得a＝0.19 m/s2

15.【答案】2 m/s(或72 km/h)

【解析】 设路面干燥时，汽车与地面的动摩擦因数为μ0，刹车时汽车的加速度大小为a0，安全距离为s，反应时间为t0，由牛顿第二定律和运动学公式得

μ0mg＝ma0①

s＝v0t0＋②

式中，m和v0分别为汽车的质量和刹车前的速度．

设在雨天行驶时，汽车与地面的动摩擦因数为μ，依题意有

μ＝μ0③

设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a，安全行驶的最大速度为v，由牛顿第二定律和运动学公式得

μmg＝ma④

s＝vt0＋⑤

联立①②③④⑤式并代入题给数据得

v＝20 m/s　(72 km/h)．⑥

16.【答案】L－

【解析】在A、B段，根据牛顿运动定律得F＝ma1

设B点速度大小为v，根据运动学公式可得v2＝2a1x1

在BC段，根据牛顿运动定律得F－mgsin θ＝ma2

从B到C，根据运动学公式可得v－v2＝2a2x2，又L＝x1＋x2

联立以上各式解得：x1＝L－

17.【答案】(1)0.2  N　(2)m

【解析】(1)设弹性球第一次下落过程中的加速度大小为a1，由题图知，a1＝＝m/s2＝8  m/s2①

根据牛顿第二定律得mg－Ff＝ma1②

Ff＝m(g－a1)＝0.2 N③

(2)由题图知弹性球第一次到达地面时的速度大小为v1＝4  m/s，设球第一次离开地面时的速度大小为v2，则

v2＝v1＝3  m/s④

第一次离开地面后，设上升过程中球的加速度大小为a2，则mg＋Ff＝ma2

a2＝12  m/s2⑤

于是，有0－v＝－2a2h⑥

解得h＝m⑦