2022新余四中高二上学期开学考试物理试题含答案

2021-2022学年度上学期新余四中高二开学考试物理试卷

（时间；90分    满分：100分）

一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分，1—6题为单选题，7—10题为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）

1、一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上用一条长为L的轻绳拴一个小球，小球与悬点在同一水平面上，轻绳拉直后小球从A点静止释放，如图，不计一切阻力，下面说法中正确的是（ 　　）

A．小球的机械能守恒，动量守恒

B．小车的机械能守恒，动量也守恒

C．小球和小车组成系统机械能守恒，水平方向上动量守恒

D．小球和小车组成系统机械能不守恒，总动量不守恒

2、如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q>0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的相同轻质弹簧绝缘连接．当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为(　   )

A．l＋     B．l－     C．l－   D．l－

3、小明同学在学习中勤于思考，并且善于动手，在学习了圆周运动知识后，他自制了一个玩具，如图所示，用长为r的细杆粘住一个质量为m的小球，使之绕另一端O在竖直平面内做圆周运动，小球运动到最高点时的速度，在这点时(     )

A.小球对细杆的拉力是         B.小球对细杆的压力是

C.小球对细杆的拉力是        D.小球对细杆的压力是mg

4、2021年6月17日，中国三名宇航员聂海胜、刘伯明、汤洪波乘坐神舟十二号飞船，入住具有完全知识产权的空间站，并在其中生活工作60天时间。假设一宇航员手拿一只小球相对于太空舱静止“站立”于舱内朝向地球一侧的“地面”上，如图所示.下列说法正确的是(    )

A.宇航员相对于地球的速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间

B.若宇航员相对于太空舱无初速度释放小球，小球将落到“地面”上

C.宇航员将不受地球的引力作用

D.宇航员对“地面”的压力等于零

5、汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P.快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶．下面四个图象正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系的（   ）

6、如图所示，质量相同的两小球(可看成质点)a、b分别从斜面顶端A和斜面中点B沿水平方向抛出后，恰好都落在斜面底端，不计空气阻力，下列说法正确的是（      ）

A. 小球a、b在空中飞行的时间之比为2︰1

B. 小球a、b抛出时的初速度大小之比为2︰1

C. 小球a、b到达斜面底端时速度方向与斜面的夹角之比为1︰1

D. 小球a、b到达斜面底端时的动能之比为4︰1

7、如图所示，质量为m的小球A沿高度为h倾角为θ的光滑斜面以初速v0滑下. 另一质量与A相同的小球B自相同高度由静止落下，结果两球同时落地。下列说法正确的是  （    ）

A．重力对两球做的功相同

B．落地前的瞬间A球的速度大于B球的速度

C．落地前的瞬间A球重力的瞬时功率大于B球重力的瞬时功率

D．两球重力的平均功率相同

8、如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ．现给环一个向右的初速度v 0 ，同时对环施加一个竖直向上的作用力F，并使F的大小随v的大小变化，两者关系为F=kv，其中k为常数，则环在运动过程中克服摩擦所做的功大小可能为（　）

A     B 0    C    D

9、如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是(　　)

A．当ω> 时，A、B相对于转盘会滑动

B．当ω> 时，绳子一定有弹力

C．ω在 <ω< 范围内增大时，B所受摩擦力变大

D．ω在0<ω< 范围内增大时，A所受摩擦力一直变大

10、如图所示，光滑水平直轨道上有三个质量均为m=3kg静止放置的物块A、B、C，物块B的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质量不计）。若A以v0=4m/s的初速度向B运动并压缩弹簧（弹簧始终在弹性限度内），当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞时间极短，则以下说法正确的是（　　）

A．弹簧压缩到最短时A的速度大小为2m/s

B．从A开始运动到弹簧压缩最短时C受到的合外力冲量大小为4N⋅s

C．从A开始运动到A与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能为16J

D．在A、B、C相互作用过程中弹簧的最大弹性势能为13J

二、填空题（16分。每空2分；）

11、（1）某物理兴趣小组在利用频闪照相机研究平抛运动的实验中，得到某一个小钢球做平抛运动的频闪照片，小球在平抛运动途中的几个位置如图a、b、c、d所示（已知每个正方形小格子的边长为0.1m）．重力加速度g取10m/s2，则频闪照片的频率为______Hz,

小球平抛的初速度大小为______m/s，

小球经过b点时的速率为______m/s．

（2）物体做平抛运动的规律可以概括为两点：在水平方向做匀速直线运动；

竖直方向做自由落体运动．

如图所示为一种研究物体做平抛运动规律的实验装置，其中A、B为两个等大的小球，C为与弹性钢片E相连的小平台，D为固定支架，两小球等高．用小锤击打弹性钢片E，可使A球沿水平方向飞出，同时B球被松开，做自由落体运动．在不同的高度多次做上述实验，发现两球总是同时落地，这样的实验结果（　　）

A. 只能说明上述规律中的第条

B. 只能说明上述规律中的第条

C. 能同时说明上述两条规律

D. 不能说明上述两条规律中的任意一条

12、如图所示，用碰撞实验器可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

（1）在不放小球m2时，小球m1从斜槽某处由静止开始滚下，m1的落点在图中的______点，把小球m2放在斜槽末端边缘处，小球m1从斜槽相同位置处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球m1的落点在图中的______点。

（2）用天平测量两个小球的质量m1、m2，实验中分别找到m1碰前和m1、m2相碰后平均落地点的位置，测量平抛水平射程、、。

①则动量守恒的表达式可表示为______（用测量的量表示）。

②若碰撞过程中，动量和机械能均守恒，不计空气阻力，则下列表达式中正确的有______。

A．m1·+m1·=m2·  

B．m1·=m1·+m2·  

C．-=  

D．+=2

 三、计算题（44分，前2题每题10分，后两题每题12分，请注意解题规范，要有必要的文字说明。无过程不给分）

13、排球运动是一项同学们喜欢的体育运动。为了了解排球的某些性能，某同学让排球从距地面高h1＝1.8 m 处自由落下，测出该排球从开始下落到第一次反弹到最高点所用时间为 t＝1.3 s，第一次反弹的高度为 h2 ＝1.25 m．已知排球的质量为 m＝0.4 kg，g 取 10 m/s2， 不计空气阻力．求：

 (1)排球与地面的作用时间； (2)排球对地面的平均作用力的大小．

14、中国赴南极考察船“雪龙号”,从上海港口出发一路向南,经赤道到达南极.某同学设想,在考察船“雪龙号”上做一些简单的实验来探究地球的平均密度:当“雪龙号”停泊在赤道时,用弹簧测力计测量一个钩码的重力,记下弹簧测力计的读数为F1,当“雪龙号”到达南极后,仍用弹簧测力计测量同一个钩码的重力,记下弹簧测力计的读数为F2,设地球的自转周期为T,不考虑地球两极与赤道的半径差异.请根据探索实验的设想,写出地球平均密度的表达式(万有引力常量G、圆周率π已知).

15、如图所示，一质量为0.1 kg的小滑块以v0=4 m/s的初速度滑上一个固定在地面上的足够长的斜面，经过t=0.6 s恰好经过斜面上的某点B，已知斜面的倾角α=37°，小滑块与斜面的动摩擦因数为μ=0.5，求小滑块在t=0.6 s经过B点时重力的功率.(g=10 m/s2)

16、如图所示，木板B静止于光滑水平面上，质量MA=3 kg的物块A放在B的左端，另一质量m=1 kg的小球用长L=0.8 m的轻绳悬挂在固定点O。锁定木板B，将小球向左拉至轻绳呈水平状态并由静止释放小球，小球在最低点与A发生弹性正碰，碰撞时间极短，碰后A在B上滑动，恰好未从B的右端滑出。已知A、B间的动摩擦因数μ=0.2，物块与小球可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度g=10 m/s2。

（1）求小球与A碰撞前瞬间绳上的拉力大小F；

（2）求B的长度x；

（3）若解除B的锁定，仍将小球拉到原处静止释放，为了使A在B表面的滑行距离能达到 ，求B的质量MB的范围。

物理答案

第6题【详解】A、因为a、b两球下落的高度之比为2:1,根据 得, ,则飞行时间之比为 ,故A错误. 
B、a、b两球的水平位移之比为2:1,时间之比为,根据 知,初速度之比为,故B错；

C、小球落在斜面上时,速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍,因为位移与水平方向的夹角相等,则速度与水平方向的夹角相等,到达斜面底端时速度方向与斜面的夹角也相等,故C对; 
D、根据动能定理可以知道,到达斜面底端时的动能之比代入已知量可知 ，故D错；故选C

11. 10、2、,2.5、B

12. 答案：P    M    m1·=m1·+m2·    BC   

【详解】

（1）[1][2]小球m1从斜槽某处由静止开始滚下，m1的落点在图中的P点，小球m1和小球m2相撞后，小球m2的速度增大，小球m1的速度减小，都做平抛运动，所以碰撞后m1球的落地点是M点，m2球的落地点是N点。

（2）① [3]若两球相碰前后的动量守恒，则m1v0=m1v1+m2v2

又=v0t，=v1t，=v2t代入得m1=m1+m2。

② [4]AB．若为弹性碰撞同时满足机械能守恒，则m1=m1+m2

解得m1·=m1·+m2·故A错误，B正确；

CD．因为m1+0=m1+m2       m1+0=m1+m2

联立解得碰后结果

将结果进一步化简可得-=-=

所以，若本实验中两球发生弹性碰撞，则、、应满足的表达式为-=

故C正确，D错误。

故选BC。

13. (1)0.2 s　(2)26 N

【解析】　(1)排球第一次落到地面的时间为t1，第一次反弹到最高点的时间为t2，

由h1＝gt12，h2＝gt22，得

t1＝0.6s，t2＝0.5s

所以排球与地面的作用时间Δt＝t－t1－t2＝0.2s.

(2)方法一：设排球第一次落地的速度大小为v1，第一次反弹离开地面时的速度大小为v2，则有：v1＝gt1＝6 m/s，v2＝gt2＝5 m/s

设地面对排球的平均作用力的大小为F，以排球为研究对象，取向上为正方向，则在排球与地面的作用过程中，由动量定理，得(F－mg)Δt＝mv2－m(－v1)

解得：F＝＋mg

代入数据得：F＝26 N

方法二：全过程应用动量定理

取竖直向上为正方向，从开始下落到第一次反弹到最高点的过程用动量定理得

F(t－t1－t2)－mgt＝0

解得：F＝＝26 N

再由牛顿第三定律得排球对地面的平均作用力的大小为26

14. 在地球赤道处,物体受地球的引力与弹簧的弹力作用,物体随地球自转,做圆周运动,所以                            ①(3分)

在地球的两极物体受地球的引力与弹簧的弹力作用,因该处的物体不做圆周运动,处于静止状态,有

      ②(3分)

又因为    ③(2分)

联立①②③解得      (2分)

答案:

15. 【详解】上滑时，由受力分析得：mgsinα+μmgcosα=ma   (2分)

设滑到最高点用时t1,由运动学公式：0-v0=-at1   (1分)

联立代入数据得t1=0.4 s        (1分)

t=0.6 s>t1=0.4 s         (1分)

所以0.6 s时滑块下滑0.2 s      (1分)

下滑时，由牛顿第二定律得：mgsinα-μmgcosα=ma′   (2分)

由运动学公式：v′=a′t′      (1分)

由功率公式：P=mg·v′sinα    (1分)

代入解之得：P=0.24 W    (2分)

答案：0.24 W

16. （1）30N；（2）1m；（3）

【详解】（1）设小球下摆至最低点时，速度的大小为v0，小球下摆的过程根据动能定理有

受力分析可得最低点有

解得F=30N

（2）小球与A碰撞动量守恒，故有

机械能守恒则有

解得v1=-2m/s    v2= 2 m/s

A在B上滑行的过程能量守恒，则有

解得x=1m

（3）小球与A碰撞后至A与B共速，由动量守恒定律有

能量守恒

解得MB=3kg，所以