2023-2024学年新疆生产建设兵团第三师图木舒克市第一中学高二（上）分班考试物理试卷（含解析）

2023-2024学年新疆生产建设兵团第三师图木舒克市第一中学高二（上）分班考试物理试卷

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1.  一质量为的乘客乘坐竖直电梯上楼，其位移与时间的关系图像如图所示，其中时间内图像为直线。乘客所受支持力的大小用表示，速度大小用表示。重力加速度大小为。以下判断正确的是(    )
 

A. 时间内，增大， B. 时间内，减小，
C. 时间内，减小， D. 时间内，减小，

2.  下列物理学习或研究中用到的方法与“曹冲称象”的方法相同的是(    )

A. “质点”的概念 B. “瞬时速度”的概念
C. 合力与分力的关系 D. 作用力与反作用力的关系

3.  如图所示，一个渔民正把自制的两个虾笼从水里缓慢拉出来，此时虾笼已经被拉出水面，虾笼还未完全出水面，轻质绳索和绳索均被拉紧，与水平面的夹角分别为和。已知虾笼、的重力均为，由此可知(    )
 

A. 绳索上的拉力等于 B. 绳索上的拉力等于
C. 水对虾笼的作用力大于 D. 水对虾笼的作用力小于

4.  课堂上陈老师站在压力传感器上做“下蹲起立”的动作，记录的压力随时间变化的关系如图所示，其中纵坐标为力，横坐标为时间。由图可知陈老师(    )
 

A. 所受重力约为 B. 做了一次“下蹲起立”的动作
C. 下蹲过程中始终处于失重状态 D. 起立过程中始终处于超重状态

5.  如图所示，、两物体叠放在一起，用手托住，让它们静止靠在墙边，然后释放，使它们同时沿竖直墙面下滑，已知，不计空气阻力，则物体(    )
 

A. 受到重力、摩擦力各一个，弹力两个 B. 受到重力、摩擦力各一个
C. 受到重力、弹力、摩擦力各一个 D. 只受一个重力

6.  年月日下午，北京冬奥会跳台滑雪项目比赛在位于张家口的国家跳台滑雪中心举行，国家跳台滑雪中心是中国首座跳台滑雪场馆，主体建筑灵感来自于中国传统饰物“如意”，因此被形象地称作“雪如意”。如图所示，现有两名运动员均视为质点从跳台处先后沿水平方向向左飞出，其速度大小之比为：：，不计空气阻力，则两名运动员从飞出至落到斜坡可视为斜面上的过程中，下列说法正确的是(    )
 

A. 他们的时间之比为：：
B. 他们下落的高度之比为：：
C. 他们的位移之比为：：
D. 他们落到坡面上的瞬时速度方向与水平方向的夹角正切之比为：：

7.  如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒固定在水平地面上，其轴线处于竖直方向，、两个小球紧贴着筒内壁分别在不同的两个水平面上做匀速圆周运动做圆周运动的半径大于，即。、两球在图示时刻，它们具有相同的(    )
 

A. 线速度 B. 角速度 C. 向心加速度 D. 合外力

8.  年月日，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，发射取得圆满成功。在神舟十六号载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接后，神舟十五号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟十六号航天员乘组入驻“天宫”，两个航天员乘组拍下如图所示的“全家福”，共同向牵挂他们的全国人民报平安。若空间站绕地球运行的轨道可视为圆轨道，则下列说法正确的是(    )
 

A. 长征二号遥十六运载火箭加速发射的过程中，宇航员处于失重状态
B. 空间站在轨运行时，宇航员不受重力的作用
C. 空间站在轨运行的速度小于第一宇宙速度
D. 从空间站舱外脱落的螺丝，会在万有引力作用下径直落向地面

9.  如图所示，质量相同的两物体处于同一高度，沿固定在地面上的光滑斜面下滑，自由下落，最后到达同一水平面，则(    )
 

A. 重力对物体做功相同 B. 重力的平均功率相同
C. 斜面对的支持力对做负功 D. 到达底端时两物体的动能相同，速度相同

10.  一滑块在粗糙水平地面上，受到的水平拉力随时间变化关系如图甲所示，速度随时间变化关系如图乙所示、重力加速度取，则(    )
 

A. 第末滑块所受摩擦力的大小为 B. 滑块与水平面间的动摩擦因数
C. 内，力对滑块做功为 D. 内，合外力对滑块做功为

二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）

11.  一物体在水平面上做直线运动，其图像如图所示，下列说法正确的是(    )
 

A. 在时，物体的加速度为 B. 在时，物体速度方向发生改变
C. 在前内，物体经过的位移为 D. 在前内，物体的平均速度为

12.  下面有关电荷的说法不正确的是(    )

A. 元电荷没有正负之分
B. 点电荷是一种理想化模型，与质点的定义相似
C. 两个点电荷之间的静电力一定大小相等方向相同
D. 匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在匀强电场中受力都相同

13.  年月日，中国空间站天和核心舱发射升空，准确进入预定轨道．年月日，神舟十五号航天员乘组，迎来了首次出舱活动．核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，已知引力常量，下列说法中正确的是(    )

A. 若测得核心舱的轨道半径和线速度，即可求地球质量
B. 若测得核心舱的轨道半径和地球半径，即可求地球质量
C. 若测得核心舱的轨道半径和周期，即可求地球密度
D. 若测得核心舱的轨道半径与地球半径的比值和周期，即可求地球密度

14.  水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明．如图为某水车模型，水流从轮圆心的正上方的槽口以速度水平流出，恰好垂直落在与水平面成角的水轮叶面上，落点到水轮圆心间的距离为在水流不断冲击下，轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力，有关水车及从槽口流出的水，以下说法正确的是(    )
 

A. 水流在空中运动时间为 B. 水流在空中运动时间为
C. 水车最大线速度接近 D. 水车最大线速度接近

15.  如图，长为的链条质量为被手固定在光滑桌面上，的链条垂直于桌面，松手后链条掉落，重力加速度为，下列说法正确的是(    )
 

A. 链条做非匀加速运动
B. 链条只受重力而下滑
C. 当链条刚好离开桌面时，速度
D. 当链条刚好离开桌面时，速度

三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）

16.  如图所示，在探究平抛运动规律的实验中，用小锤击打弹性金属片，金属片把球沿水平方向弹出，同时球被松开而自由下落，、两球同时开始运动并同时落地，则下列说法正确是_________。

A. 此实验可以验证平抛运动在水平方向上的运动是匀速直线运动

B. 此实验可以验证平抛运动在竖直方向上的运动是自由落体运动

某同学用如图甲所示装置探究平抛运动的特点，正确操作实验得到小球运动轨迹中的四个点、、、如图乙所示。已知图乙中正方形格子的边长均为，重力加速度大小。

实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端_________；

根据图乙可知，点_________填“是”或“不是”抛出点；

小球飞出斜槽时的速度大小_________计算结果保留两位有效数字。

17.  在验证机械能守恒定律的实验中，质量的重物自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，相邻记数点间的时间间隔为，长度单位是，取。求：

打点计时器打下计数点时，物体的速度___________保留两位有效数字。

从起点到打下记数点的过程中，物体重力势能减小量___________，动能的增加量_________保留两位有效数字。

即使在实验操作规范、数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验求得的也一定略大于，这是实验存在系统误差的必然结果，试分析该系统误差产生的主要原因(    )

A.重物下落的实际距离大于测量值

B.重物质量选用得大了，造成的误差

C.重物在下落的过程中，由于摩擦生热造成的误差

D.先释放纸带后接通计时器造成的误差

某同学利用自己在做该实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离，算出了各计数点对应的速度，以为横轴，以为纵轴画出了如图的图线。则图线未过原点的原因是__________，图线的斜率近似等于__________。

A.  

四、简答题（本大题共2小题，共14.0分）

18.  如图所示，用轻质绝缘细线将质量的带电小球悬挂于点，空间有电场强度大小、方向水平向右的匀强电场，小球静止时，细线向左偏离竖直方向的角度，取重力加速度大小，求：

小球的电性；

小球的电荷量；

细线的拉力大小。

19.  动画片“熊出没”中有这样一个情节：某天熊大和熊二中了光头强设计的陷阱，被挂在了树上如图甲，聪明的熊大想出了一个办法，让自己和熊二荡起来使绳断裂从而得救，其过程可简化如图乙所示，设悬点为，整个装置可视为质点且总质量为，绳长为且保持不变，绳子能承受的最大张力为，不计一切阻力，重力加速度为，求：

设熊大和熊二刚好在向右摆到最低点时绳子恰好断裂，求他们在最低点的速度的大小；

若绳长改为，两熊在水平面内做匀速圆周运动，如图丙。若两熊做圆锥摆运动时绳子与竖直方向的夹角为，求此时绳子受到的拉力的大小以及两熊的速度的大小。

五、计算题（本大题共1小题，共10.0分）

20.  热血电影红海行动给予我们震撼，让我们感受了背后国家的强大。如图是也门撤侨行动中所使用的航空母舰，质量为，摩擦系数为，在该行动途中，突然飞来几颗导弹，该舰立刻进入防御状态。舰长将额定功率调为原来的，秒后做第二次匀速直线运动，受到的阻力不变，从这时算起，求

该舰最大速度；

做第二次匀速直线运动时刻，该舰行驶的路程保留一位小数。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】A.由于  图象的斜率表示速度，由图可知在  时间内速度增加，该时间段内乘客加速上升，加速度方向向上，处于超重状态，乘客所受支持力大于重力，即

故A错误；

B.在  时间内，图象的斜率保持不变，乘客的速度不变，乘客向上做匀速直线运动，处于平衡状态，则

故B错误；

在  时间内，图象的斜率变小，乘客的速度减小，乘客向上做减速运动，乘客处于失重状态，乘客所受支持力小于重力，即

故C错误，D正确。

故选D。

2.【答案】 

【解析】“曹冲称象”是先将大象载于船，记下船吃水深度，然后将方便称量的石块置于船上，让船的吃水深度同大象载于船时的吃水深度相同，最后称取多个石块的重量即为大象的重量，显而易见，这里用到了等效替代的思想，而合力与分力的关系也是等效思想的体现。

故选C。

3.【答案】 

【解析】将虾笼作为研究对象，其受力如图：

根据平衡条件可得  
  

解得  
 

故A错误，B正确。

以虾笼作为研究对象，其受力如图：

因拉力与重力大小相等，夹角为，它们的合力与水对虾笼的作用力大小相等，方向相反，故水对虾笼的作用力等于，故CD错误。

故选B。

4.【答案】 

【解析】

【分析】
失重状态：当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；超重状态：当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度。人下蹲过程分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重。
本题考查物理知识与生活的联系，注意细致分析物理过程，仔细观察速度的变化情况，与超失重的概念联系起来加以识别。
【解答】

C.下蹲过程中，先向下加速运动，此时陈老师处于失重状态，然后减速下降，此时陈老师处于超重状态，故C错误；

D.起立过程中，先向上加速运动，此时陈老师处于超重状态，然后减速上升，此时陈老师处于失重状态，故D错误；

由分析，结合图像可知，陈老师做了一次“下蹲起立”的动作，所受重力约为  ，故A错误，B正确。

故选B。

5.【答案】 

【解析】A、整体同时沿竖直墙面下滑，受到总重力，墙壁对其没有支持力，如果有，将会向右加速运动，因为没有弹力，故也不受墙壁的摩擦力，即只受重力，做自由落体运动；

由于整体做自由落体运动，处于完全失重状态，故A、间无弹力，再对物体受力分析，只受重力。

故选D。

6.【答案】 

【解析】A.斜面倾角即为位移与水平方向的夹角，方程关系

故时间与速度成正比，甲、乙两人飞行时间之比为：，故A错误；

B.在竖直方向有

可得他们下落的高度之比为： ：

故B错误；

C.根据  

水平位移为： ：

而运动员的位移为

可得他们的位移之比为： ：

故C正确；

D.根据平抛运动的推论：瞬时速度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两倍，只要是落在斜面上，位移与水平方向夹角相同，所以两人落到斜坡上的瞬时速度方向一定相同，即他们落到坡面上的瞬时速度方向与水平方向的夹角正切之比为： ：，故D错误。

故选C。

7.【答案】 

【解析】

【分析】小球受重力和支持力，靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，根据比较向心力、线速度、角速度、向心加速度的大小。
本题关键是对小球受力分析，然后根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解分析，注意找出两球的共同点和不同点。
【解答】

小球的受力情况如图所示

其所受合力提供向心力，即

又

联立解得 ，  ， 

结合  ，可知 ，  ， 

由于不清楚两球的质量关系，所以无法确定两球所受合力是否相同。

故选C。

8.【答案】 

【解析】

【分析】宇航员在空间站在轨运行时，宇航员只受到重力作用，处于完全失重状态；
第一宇宙速度是绕地球做匀速圆周运动的最大速度；由于惯性，螺丝脱离空间站的瞬间具有与空间站相同的瞬时速度，在万有引力作用下会沿原轨道运动

本题考查万有引力定律及其应用，要求学生结合牛顿运动定律和向心力公式以及万有引力定律进行分析求解。

【解答】

A.火箭加速发射的过程中，加速度竖直向上，宇航员处于超重状态，故A错误；

B.空间站在轨运行时，宇航员只受到重力作用，故B错误；

C.第一宇宙速度是卫星在绕地圆形轨道上的最大运行速度，则空间站在轨运行的速度小于第一宇宙速度，故C正确；

D.由于惯性，螺丝脱离空间站的瞬间具有与空间站相同的瞬时速度，在万有引力作用下会沿原轨道运动，故D错误。

故选C。

9.【答案】 

【解析】A.质量相同的两物体下落的竖直高度相同，则重力对物体做功相同，选项A正确；

B.因物体下落的时间较小，根据

可知，重力的平均功率不相同，选项B错误；

C.斜面对的支持力与位移方向垂直，可知支持力对不做功，选项C错误；

D.根据

可知，到达底端时两物体的动能相同，速度大小相同，但是方向不同，选项D错误。

故选A。

10.【答案】 

【解析】A.末滑块做匀速运动，摩擦力等于拉力，故A错误。

B.由图可知，加速度等于

由

滑块的质量未知无法计算动摩擦因数，故B错误。

C.内，物体位移为

故

故C正确。

D.物体做匀速直线运动，合外力做功为零，故D错误。

故选C。

11.【答案】 

【解析】A.在  图像中，图像的斜率表示加速度，由图可知，物体在  内加速度不变，则在  时，物体的加速度为

故A错误；

B.根据速度的正负表示速度方向可知，由图可知，在  时，物体速度方向改变，故B正确；

根据速度图线与时间轴围成图形的面积大小等于物体通过的位移大小可知，在前  内，物体经过的位移为

则在前  内，物体的平均速度为

故C错误，D正确。

故选BD。

12.【答案】 

【解析】A.元电荷是表示与电子所带的电荷量数值相等的电荷，因此元电荷没有正负之分，A正确，不符合题意；

B.点电荷是一种理想化模型，与质点的定义相似，B正确，不符合题意；

C.依据牛顿第三定律，可知两个点电荷之间的静电力，是点电荷之间的一对相互作用力，一定大小相等，方向相反，C错误，符合题意；

D.由电场强度的定义式  ，虽然匀强电场中电场强度处处相同，可不同的电荷，所带的电荷量不同，在匀强电场中受的电场力大小不同，D错误，符合题意。

故选CD。

13.【答案】 

【解析】

【分析】

由核心舱绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力列式可得到相关动力学参数或求得中心天体的质量。
本题考查万有引力应用问题，要抓住求质量时已知的环绕天体的轨道半径和周期，求的是中心天体的质量，若要求密度还需知道中心天体的半径，或轨道半径与中心天体半径的比值，注意的是轨道半径与天体之间距离，天体半径之间的区别。

【解答】

由万有引力提供向心力公式 ，

可得

故A正确，B错误；

根据万有引力提供向心力可得

解得

根据密度公式得

联立可得

故C错误，D正确。

故选AD。

14.【答案】 

【解析】根据平抛运动规律可得，水落到水轮叶面上水平分速度，

又

得

故A错误，B正确；

因为轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，则水车最大线速度接近

故C错误，D正确。

故选BD。

15.【答案】 

【解析】A.对链条受力分析可知，链条在桌面上的部分受到桌面的支持力，以及该部分的重力，链条还受掉下桌面部分的链条的重力，整体分析可知，垂下桌面部分链条的重力为整个链条的合外力，随着链条掉落，掉下桌面部分的链条增加，链条所受的合力变大，根据牛顿第二定律可知，随着链条的掉落，其加速度变大，直至全部掉下后加速度变为重力加速度，故A正确，B错误；

设桌面为零势能面，有

解得

故C正确，D错误。

故选AC。

16.【答案】          水平切线水平     是       

【解析】

【分析】

根据实验装置的特点结合平抛运动的规律判断；

看平抛运动的特点，要保证初速度为水平方向，即斜槽末端水平；根据竖直方向和水平方向的运动特点分析解答。

【解答】

由实验装置可知，、两球在同一高度同时开始运动，球做平抛运动，球做自由落体运动，两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。

故选B。

为使球沿水平方向抛出，实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端水平。

由图乙可知，在经过连续相等的水平位移时，时间是相等的，在竖直方向下落的高度有  的规律，符合初速度等于零的匀加速直线运动的规律，说明点是抛出点。

方格的边长为，在竖直方向是自由落体运动

解得小球从点运动到点的时间为    

小球在水平方向是匀速直线运动

解得小球飞出时的初速度大小为

17.【答案】； ；；；实验过程先释放重物后通电；。 

【解析】根据匀变速直线运动的推论得

从起点到打下记数点的过程中，重力势能减小量为

动能的增加量为

由于在物体下落的过程中，不可避免的要克服阻力做功，因此重力势能并没有全部转化为动能，故动能的增量总是要小于重力势能的减小量。

故选C。

从图像中可以看出，当物体下落的高度为时，物体的速度不为，说明了操作中先释放重物，再接通打点计时器电源。

根据机械能守恒可得

可得

可知  图像的斜率为    

故选A。

从图像中可以看出，当物体下落的高度为时，物体的速度不为，说明了操作中先释放重物，再接通打点计时器电源。

根据在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出点速度的大小；
重力势能的减小量等于重力做功，据此可以求出物体重力势能的减小量，根据动能的表达式可以求出动能的增量；
由于在物体下落的过程中，不可避免的要克服阻力做功，因此重力势能并没有全部转化为动能，故机械能有所损失；
根据实验的原理判定斜率的意义，和直线没有过原点的原因。
该题主要考查了在验证机械能守恒定律的实验中，如何应用运动学规律、功能关系去处理实验数据的能力，在平时训练中要加强基础规律的综合应用。
 

18.【答案】小球受到竖直向下的重力、细线的拉力和水平方向的静电力的作用。根据物体的平衡条件可知，小球所受静电力的方向水平向左，因此小球带负电。

根据物体的平衡条件有

解得

对小球受力分析有

解得

【解析】见答案
 

19.【答案】摆到最低点时绳子拉力最大，则绳子刚好断裂时有

解得

两熊在水平面内做匀速圆周运动，对熊受力分析可得
 

联立解得
 

【解析】见答案
 

20.【答案】航空母舰正常行驶过程中，有

又

联立，解得

进入防御状态后，做恒定功率运动，有

第二次匀速直线运动过程，有

联立，解得

【解析】见答案