浙江省宁波光华学校2023-2024学年高二物理上学期开学摸底试题（Word版附解析）

宁波光华学校2023-2024学年高二开学摸底考试

物理学科试题

考试时间 75分钟

一．选择题（共10题，每题5分，共50分。每道题只有一个选项符合题意。）

1. 为了测出井口到水面的距离，让一个小石块从井口自由落下，经过 2.5s 后听到石块击水的声音，估算井口到水面的距离。考虑到声音在空气中传播需要一定的时间，估算结果偏大还是偏小（    ）

A. 31.25m ，偏大

B. 31.25m ，偏小

C. 62.50m ，偏大

D. 62.50m ，偏小

【答案】A

【解析】

【详解】根据

解得

h=31.25m

考虑到声音在空气中传播需要一定时间，即小石块实际下落时间小于2.5s，根据上述可知，井口到水面距离的估算值比实际值偏大。

故选A。

2. 在地球上观察，月球和太阳的角直径（直径对应的张角）近似相等，如图所示。若月球绕地球运动的周期为T₁，地球绕太阳运动的周期为T₂，地球半径是月球半径的k倍，则地球与太阳的平均密度之比约为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】设月球绕地球运动的轨道半径为r₁，地球绕太阳运动的轨道半径为r₂，根据

可得

其中

联立可得

故选D。

3. 一同学将铅球水平推出，不计空气阻力和转动的影响，铅球在平抛运动过程中（    ）

A. 机械能一直增加 B. 加速度保持不变 C. 速度大小保持不变 D. 被推出后瞬间动能最大

【答案】B

【解析】

【详解】A．铅球做平抛运动，仅受重力，故机械能守恒，A错误；

B．铅球的加速度恒为重力加速度保持不变，B正确；

CD．铅球做平抛运动，水平方向速度不变，竖直方向做匀加速直线运动，根据运动的合成可知铅球速度变大，则动能越来越大，CD错误。

故选B。

4. 一小车沿直线运动，从t = 0开始由静止匀加速至t = t1时刻，此后做匀减速运动，到t = t2时刻速度降为零。在下列小车位移x与时间t的关系曲线中，可能正确的是（   ）

A    B.  

C.    D.  

【答案】D

【解析】

【详解】x—t图像的斜率表示速度，小车先做匀加速运动，因此速度变大即0—t1图像斜率变大，t1—t2做匀减速运动则图像的斜率变小，在t2时刻停止图像的斜率变为零。

故选D。

5. 一质点做匀速圆周运动，若其所受合力的大小与轨道半径的n次方成正比，运动周期与轨道半径成反比，则n等于（    ）

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

【答案】C

【解析】

【详解】质点做匀速圆周运动，根据题意设周期

合外力等于向心力，根据

联立可得

其中为常数，的指数为3，故题中

故选C。

6. 指南针是我国古代的四大发明之一，司南是春秋战国时期发明的一种指南针，如图所示，它由青铜盘和磁勺组成，磁勺放置在青铜盘的中心，可以自由转动，已知司南的磁勺尾静止时指向南方．下列说法中不正确的是（    ）

A. 磁勺能够指示方向，是利用了地磁场对磁勺的作用 B. 磁勺的N极位于司南的磁勺尾部

C. 磁勺的指向会受到附近磁铁的干扰 D. 磁勺的指向会受到附近铁块的干扰

【答案】B

【解析】

【详解】A．地球具有磁场，地磁场是南北指向的，司南能够指示南北，就是利用了地磁场对磁勺的作用，故A正确；

B．由于司南的磁勺尾静止时指向南方，所以磁勺的S极位于司南的磁勺尾部，故B错误；

CD．司南的指向会受到附近磁铁的干扰，铁块容易被磁化，铁块磁化后也会影响附近的磁场分布，所以磁勺的指向也会受到附近铁块的干扰，故CD正确。

由于本题选择错误的，故选B。

7. ETC 是高速公路上不停车电子收费系统的简称。如图，汽车以 15m/s的速度行驶，如果过人工收费通道，需要在收费站中心线处减速至 0，经过 20s 缴费后，再加速至 15m/s 行驶如果过 ETC 通道，需要在中心线前方 10m 处减速至 5m/ s，匀速到达中心线后，再加速至 15m/ s 行驶。设汽车加速和减速的加速度大小均为 1m/s2，求汽车通过 ETC 通道比通过人工收费通道节约时间为（    ）

A. 26s B. 27s C. 28s D. 30s

【答案】B

【解析】

【详解】若汽车通过人工收费通道，则减速过程有

①

加速过程有

②

总时间为

③

联立①-③解得

减速过程

④

加速过程

⑤

总路程

⑥

联立④-⑥解得

若通过ETC通道，则根据题意画出图像

下方面积为

有题意可知减速过程为

解得

减速的位移

同理加速的时间

位移

通过通道时匀速过程

则以原速匀速运动阶段的时间

则经ETC所用总时间为

车通过ETC通道节约的时间

故选B。

8. 某城市广场喷泉喷出水柱，从远处看，喷泉喷出的水柱超过了40层楼的高度；靠近看，喷管的直径约为。据此估计用于给喷管喷水的电动机输出功率至少为（    ）

A.  B.

C  D.

【答案】A

【解析】

【详解】喷管直径约为，则半径根据实际情况，每层楼高约为，所以喷水的高度

则水离开管口速度为

设给喷管喷水的电动机输出功率为P，在接近管口很短一段时间内水柱的质量为

根据动能定理可得

解得

代入数据解得

故选A。

9. 如图所示，带有一白点的黑色圆盘，绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动，转速n=20r/s。在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，求观察到白点转动的方向和转动的周期（　　）

A. 顺时针，1s B. 逆时针，1s C. 顺时针，2s D. 逆时针，2s

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】圆盘顺时针转动的频率为

在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，即

则

所以观察到的白点逆时针旋转，转动频率为

即旋转周期为1s，B正确。

故选B。

10. 利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通信，目前地球同步卫星的轨道半径为地球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为多少小时?（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】设地球的半径为R，则地球同步卫星的轨道半径为

已知地球的自转周期，地球同步卫星的转动周期与地球的自转周期一致，若地球的自转周期变小，则同步卫星的转动周期变小，由

可知，做圆周运动的半径越小，则运动周期越小。由于需要三颗卫星使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，所以由几何关系可知三颗同步卫星的连线构成等边三角形并且三边与地球相切，如图

由几何关系可知地球同步卫星的轨道半径为

由开普勒第三定律

得

故选C。

二．解答题（共5题，每题10分，共50分。）

11. 在某次演习中，轰炸机沿水平方向投放了一枚炸弹，炸弹正好垂直击中山坡上的目标，山坡的倾角为θ，如图所示。不计空气阻力，求：炸弹竖直方向下落的距离与水平方向通过的距离之比。

【答案】

【解析】

【详解】由题知，炸弹在空中做平抛运动，炸弹正好垂直击中山坡。设此时炸弹竖直方向下落的距离为y，水平方向通过距离为x，则由平抛运动推论有：此时速度方向的反向延长线交于水平位移的中点，可得：

故得：

12. 如图，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略，两物体的质量mA为4kg，mB为6kg。从开始，推力FA和拉力FB分别作用于A、B上，FA、FB随时间的变化规律为；，问：8s内物体B运动的加速度如何变化？

【答案】0～2s内，，2s～8s内，，逐渐增大。

【解析】

【详解】时，对整体由牛顿第二定律

解得

恰好分离时

解得

2s～8s，B的加速度为

解得 ，逐渐增大；

综上所述，0～2s内，，2s～8s内，，逐渐增大。

13. 如果高速转动飞轮的重心不在转轴上，运行将不稳定，而且轴承会受到很大的作用力，加速磨损．如图飞轮半径r=20cm，OO，为转轴．正常工作时转动轴受到的水平作用力可以认为是0．假象在飞轮的边缘固定一个质量m=0.01kg的螺丝钉p，当飞轮转速n=1000r/s时，转动轴O O，受到的力多大？(计算结果保留两位有效数字)

【答案】7.9×104N

【解析】

【详解】小螺丝钉做匀速圆周运动所需要的向心力F由转盘提供，根据牛顿第三定律，小螺丝钉将给转盘向外的作用力，转盘在这个力的作用下，将对转轴产生作用力，大小也是F，

14. 如图，质量为2.5kg的一只长方体空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速直线运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1为0.3。这时铁箱内一个质量为0.5kg的木块（可视为质点）恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2为0.25。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，求：

(1)木块对铁箱压力的大小；

(2)水平拉力F的大小；

(3)减小拉力F，经过一段时间，木块沿铁箱左侧壁落到底部且不反弹，之后当箱的速度为6m/s时撤去拉力，又经1s时间木块从左侧到达右侧，则铁箱的长度是多少？

【答案】(1)20N；(2)129N；(3)0.3m

【解析】

【详解】(1)对木块：在竖直方向由平衡条件得

mg=μ2FN

则

FN=20N

由牛顿第三定律得，木块对铁箱压力

FN′=－FN=－20N（方向水平向左）

故木块对铁箱的压力大小为20N。

(2)对木块：在水平方向有

FN=ma

得

a=40m/s2

对铁箱和木块整体有

F－μ1（M+m）g=(M+m）a

得水平拉力

F=129N

(3)撤去拉力F，箱和木块的速度均为v=6m/s，因μ1>μ2，以后木块相对箱滑动，木块加速度

a2==2.5m/s2

又铁箱加速度

μ1（M+m）g-μ2mg=Ma1

得

a1=3.1m/s2

铁箱减速时间为

t0==1.9s>1s

故木块到达箱右端时，箱未能停止。

则经t=1s木块比铁箱向右多移动距离L即铁箱长。即有

L=(vt－)－(vt－)=

解得

L=0.3m

15. 如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量相等，假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g，当A的位移为h时，A的速度有多大？

【答案】

【解析】

【详解】设当A的位移为h时，速度为v，则B的速度大小为2v，B下降的高度为2h。以A、B两个物体组成的系统为研究对象，由机械能守恒定律得

解得