2022-2023学年黑龙江省伊春市伊美区第二中学高二(上)开学考试物理试题（理）含解析

伊美区第二中学2022-2023学年度第一学期期初考试

高二物理试题

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1. 做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是（　　）

A. 速率 B. 速度 C. 合力 D. 加速度

【答案】B

【解析】

【详解】A．匀速圆周运动的速度的大小是不变的，即速率是不变的，其动能也不变，故A错误；

B．物体既然做曲线运动，那么它的速度方向肯定是不断变化的，所以速度一定在变化，故B正确；

C．平抛运动也是曲线运动，但是它的合力为重力，加速度是重力加速度，是不变的，故C错误；

D．平抛运动也是曲线运动，但是它的加速度是重力加速度，是不变的，故D错误。

故选B。

2. 行星绕恒星的运动轨道近似成圆形，那么它轨道半径R的三次方与运行周期T的平方的比值为k，即，则常数k的大小（　　）

A. 与行星的质量有关 B. 只与恒星的质量有关

C. 与行星的运行周期T有关 D. 与行星的轨道半径R有关

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】根据

可得

则常数k的大小只与恒星的质量有关。

故选B。

3. 2021年1月12日，滑雪战队在崇礼国家越野滑雪中心进行越好滑雪训练。如图所示在一次滑雪过程中，运动员由点下滑到点。他的动能增加了，重力对他做功，则在此过程中（　　）

A. 运动员的重力势能减小了

B. 运动员所受的阻力做功为

C. 运动员的所受的合外力做功为

D. 运动员的机械能减小了

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．重力对他做功，则运动员的重力势能减小了，故A错误；

B．运动员滑下，由动能定理

可得

即运动员所受阻力做功为-，故B错误；

C．运动员的所受的合外力做功等于动能的增量，则为，故C错误；

D．除重力以外的力做功等于运动员的机械能的变化，因运动员所受的阻力做功为，则机械能减小了，故D正确；

故选D。

4. 如图所示，A、B是两个摩擦传动轮（不打滑），两轮半径大小关系为，则两轮边缘上的点（　　）

A. 角速度之比 B. 周期之比

C. 转速之比 D. 向心加速度之比

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A. 因AB两轮边缘线速度相等，根据

v=ωr

可知，角速度之比

选项A错误；

B. 根据

可知，周期之比

选项B错误；

C. 根据

ω=2πn

可知，转速之比

选项C正确；

D. 根据

a=ωv

可知，向心加速度之比

选项D错误。

故选C。

5. 如图所示，一根劲度系数足够大的轻质弹簧竖直固定于水平地面上，一质量为m的小球自弹簧的正上方一定高度处由静止开始下落，不计空气阻力。在小球从开始下落至下落到最低点的过程中，下列说法中错误的是（　　）

A. 小球的重力势能逐渐减小

B. 小球的动能逐渐增大

C. 小球接触弹簧后，弹簧的弹性势能越来越大

D. 小球和弹簧组成的系统机械能守恒

【答案】B

【解析】

【详解】A．随小球下落的高度的不断降低，则小球的重力势能逐渐减小，故A正确，不符合题意；

B．小球刚接触弹簧的一段时间内，弹力小于重力，则加速度向下，随弹力增加，加速度减小，速度增加；当弹力等于重力时加速度为零速度最大；以后弹力大于重力，加速度向上，则小球的速度逐渐减小，则整个过程中小球的速度先增加后减小，则小球的动能先增大后减小，故B错误，符合题意；

C．小球接触弹簧后，弹簧的形变程度越来越大，弹性势能越来越大，故C正确，不符合题意；

D．小球和弹簧组成的系统，不计空气阻力，只有重力和弹力做功，则机械能守恒，故D正确，不符合题意。

故B。

6. 有一星球的质量是地球质量的倍，若该星球的密度与地球的密度相同，则该星球表面处的重力加速度是地球表面上的重力加速度的（　　）

A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 2倍

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】星球质量是地球质量的倍，若该星球的密度与地球的密度相同，由

可知

星球表面的万有引力等于重力，有

联立可得

故有

故选A。

7. 如图，甲、乙两位同学同时在等高处抛出手中的篮球A、，A以速度斜向上抛出。以速度竖直向上抛出。当A到达最高点时恰与相遇。不计空气阻力，A、均可视为质点，重力加速度为，以下说法正确的是（　　）

A.

B. 相遇时A的速度一定为零

C. 从抛出到最高点的时间为

D. 从抛出到相遇的速度的变化量较大

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A．A球与B球相遇时，A球的竖直速度变为零，水平速度不为零，可知的竖直分速度等于，则，故A正确；

B．A分解为竖直向的匀减速直线运动与水平向的匀速直线运动，相遇时A达到最高点则其竖直向的速度为0，水平向速度不变，合速度不为0，故B错误；

C．A与B到达最高点的时间相等为

故C错误；

D．两者受到的外力为重力，则加速度相同为g，而时间相同则速度变化量相同，故D错误；

故选A。

8. 一物体从高的光滑斜面顶端由静止开始下滑，最后停在水平面上，已知物体与水平面间的动摩擦因数为，斜面与地面平滑过渡，g取。物体滑至斜面底端时的速度大小和物体在水平面上滑过的距离分别为（　　）

A. 2m/s；0.4m B. 2m/s；0.2m C. 4m/s；0.4m D. 4m/s；0.2m

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】物体沿光滑斜面下滑至底端的速度为，由动能定理有

解得

物体在粗糙水平面上做匀减速直线运动，由动能定理有

解得

故选A。

9. 有一艘汽艇要把人员从河岸边的码头送到对岸的另一码头，汽艇相对于河水的运动和河水的运动都是匀速的，则关于汽艇的运动正确的是（　　）

A. 汽艇的船头始终指向对岸码头时渡河的时间最短

B. 汽艇在静水中的速度与河水的速度相同时可以到达码头正对岸

C. 汽艇船头指向上游时可以使渡河位移最短

D. 汽艇的运动轨迹可以是曲线

【答案】AC

【解析】

分析】

【详解】A．根据运动的合成可得，汽艇的船头始终指向对岸码头时渡河的时间最短，A正确；

BC．汽艇船头指向上游，且汽艇在静水中的速度大于河水的速度时，汽艇的合速度垂直指向正对岸，渡河位移最短，到达码头正对岸，B错误C正确；

D．汽艇相对于河水的运动和河水的运动都是匀速的，汽艇的运动轨迹是直线，D错误。

故选AC。

10. 在地月系统中，若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成在引力作用下都绕某点做匀速圆周运动；但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动。我们把前一种假设叫“模型一”，后一种假设叫“模型二”。已知月球中心到地球中心的距离为L，月球运动的周期为T。利用（　　）

A. “模型一”可确定地球的质量

B. “模型二”可确定地球的质量

C. “模型一”可确定月球和地球总质量

D. “模型二”可确定月球和地球的总质量

【答案】BC

【解析】

【详解】AC．对于“模型一”，是双星问题，设月球和地球做匀速圆周运动的轨道半径分别为r和R，间距为L，运行周期为T，根据万有引力定律有

其中

解得

可以确定月球和地球的总质量，A错误，C正确；

BD．对于“模型二”，月球绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有

解得地球的质量为

可以确定地球的质量，无法确定月球的质量，B正确，D错误。

故选BC。

11. 2021年1月14日消息，嫦娥五号搭载牧草种子出苗，我国牧草种子成功完成深空空间诱变试验。如图所示，嫦娥五号环月圆轨道Ⅰ上的A点实施变轨，进入近月的椭圆轨道Ⅱ，由近月点B成功落月，下列关于“嫦娥五号”的说法，正确的是（　　）

A. 沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期

B. 沿轨道Ⅰ运动至A点时，需向前喷气才能进入轨道Ⅱ

C. 沿轨道Ⅱ运行时，在A点的加速度大于在B点的加速度

D. 沿轨道Ⅱ运行的过程中，机械能守恒

【答案】BD

【解析】

【详解】A．根据开普勒第三定律有

由于轨道Ⅱ运行轨道的半长轴小于轨道Ⅰ运行轨道的半径，可知沿轨道Ⅱ运行的周期小于沿轨道Ⅰ运行的周期，A错误；

B．由轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，是从高轨道到低轨道，需要在切点A处减速，即需向前喷气，B正确；

C．沿轨道Ⅱ运行时，合外力为万有引力，根据牛顿第二定律有

即距离越近，加速度越大，可知在A点的加速度小于在B点的加速度，C错误；

D．卫星在同一轨道上稳定运行时，只受到万有引力的作用，机械能守恒，D正确。

故选D。

12. 一辆跑车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其v-t图像如图所示。已知跑车的质量为m=1.5×103kg，跑车受到地面的阻力为车重的0.2倍，g取10m/s2，则以下说法正确的是（　　）

A. 跑车在前5s内的牵引力为1.05×104N

B. 跑车速度为30m/s时的加速度为6.75m/s2

C. 跑车的额定功率为20kW

D. 跑车的最大速度为87.5m/s

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】A．由图像可知匀加速直线运动的加速度为

m/s2=5 m/s2

根据牛顿第二定律得

F−f=ma

解得牵引力为

F=f＋ma=0.2×1.5×104 N＋1.5×103×5 N=1.05×104 N，

A正确；

BC．汽车的额定功率为

P=Fv=1.05×104×25W=262.5 kW

当汽车的速度是30m/s时，牵引力

F′=N=8.75×103 N

此时汽车的加速度

a′== m/s23 .8m/s2

BC错误；

D．当牵引力与阻力相等时，速度最大，最大速度为

vm =m/s=87.5m/s

D正确。

故选AD。

二、实验题（共12分）

13. 用打点计时器“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示。

（1）实验中______（填“需要”或“不需要”）用天平测量重锤的质量m。

（2）按照图示的装置安装器件时，应将打点计时器接到电源的_______（填“直流”或“交流”）输出端上

（3）开始打点计时的时候，两个操作步骤“接通电源”和“松开纸带”的顺序应该是：先_______。

（4）某同学在使用质量为m的重物来验证“机械能守恒定律”的实验中，在选定的纸带上依次取计数点如图所示。纸带上所打的点记录了重物在不同时刻的位置，那么纸带的___________端（填“左”或“右”）与重物相连。设相邻计数点的时间间隔为T，且O为打下的第一个点。当打点计时器打下点“3”时，物体的速度表达式为__________，物体的动能表达式为___________。

【答案】    ①. 不需要    ②. 交流    ③. 接通电源    ④. 左    ⑤.     ⑥.

【解析】

【详解】（1）[1]验证机械能守恒定律，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，表达式的两边都有质量，可以约去，所以实验中不需要用天平测量重锤的质量；

（2）[2]打点计时器应接在交流电源的输出端上；

（3）[3]开始打点计时的时候，两个操作步骤“接通电源”和“松开纸带”的顺序应该是：先接通电源，后松开纸带；

（4）[4] 因为纸带的左端点迹密集，故纸带的左端与重物相连；

[5]点3的瞬时速度等于2、4间的平均速度，则

v3=

[6]动能的表达式

Ek==

三、计算题

14. 长为L的细线，拴一质量为m的小球，细线上端固定让小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，求当细线与竖直方向成角时

（1）细线上的拉力F的大小；

（2）小球做匀速圆周运动的周期T。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）摆球的受力分析如图所示

沿y轴方向

解得

（2）沿x轴方向

联立式得

15. 2021年新年国内科技新闻揭晓，北斗导航系统全面建成成功入选。北斗卫星导航系统空间段由35颗卫星组成，其中有5颗地球同步卫星。已知地球同步卫星距地面的高度为h，地球半径为R，地球的自转周期为T，万有引力常量为G，设地球赤道表面上的物体随地球自转的线速度大小为v，同步卫星运行时的线速度的大小为。求：

（1）v与之比；

（2）地球的质量。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）地球赤道表面的物体随地球自转的周期为T，轨道半径为R，所以线速度大小为

设同步卫星运行时的线速度的大小，则

则与之比为

（2）设地球的质量M，同步卫星的质量为m，同步卫星轨道半径为，周期等于地球自转的周期T

由牛顿第二定律有

可得地球的质量

16.  2022年冬奥会跳台滑雪将在张家口赛区举行，设跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，落到斜坡上的A点。OA间距离L=75m。已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角=37°。运动员看作质点，不计空气阻力。（取sin37°=0.60，cos37°=0.80；g取10 m/s2）求：

（1）运动员起跳后在空中飞行的时间；

（2）运动员离开O点时的速度大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）滑雪运动员从O点水平飞出平抛，落到斜坡上的A点，则平抛的竖直高度为

竖直方向为自由落体运动，有

解得平抛时间为

（2）平抛在水平方向的位移为

水平方向做匀速直线运动，有

解得平抛的初速度为

17. 如图所示，长为1.8m的轻质细线一端固定于O点，另一端系一质量m=0.5kg的小球。把小球拉到A点由静止释放，O、A在同一水平面上，B为小球运动的最低点，忽略空气阻力，取B点的重力势能为零，重力加速度g=10m/s2，求：

（1）小球在A点的重力势能；

（2）小球在B点的速度和此时绳上的拉力。

【答案】（1）9J；（2）6m/s，15N

【解析】

【详解】（1）取B点的重力势能为零，则小球在A点重力势能

Ep=mgl=0.5×10×1.8J=9J

（2）小球由A摆至B过程，由动能定理可得

小球在B点速度

小球在B点，由牛顿第二定律得

细线的拉力

T=15N