山西省晋中市博雅培文实验学校2023-2024学年高二上学期8月开学考物理试卷

这是一份山西省晋中市博雅培文实验学校2023-2024学年高二上学期8月开学考物理试卷，共12页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

2023年高二上学期开学考试物理试卷

（全卷满分：100分，考试用时：75分钟）

一、选择题（1-6为单选题，每题只有一个正确的选项，每题4 分，7-10为多选题，每题至少有两个选项正确，每题5 分，选全得 5分，选不全得3分，选错不得分，总计44分）。
1．关于物体的运动，下列说法正确的是（　　）
A．匀速圆周运动是匀变速曲线运动
B．用细绳拴着一个小钢球，在竖直面内做非匀速圆周运动，不考虑空气阻力，小球在任何一点的合力都不指向圆心
C．一个物体做斜上抛运动，每秒速度变化量的方向相同
D．从水平匀速飞行的飞机上，每隔一秒释放一个物体，不考虑空气阻力的情况下，这些物体在空中形成一条等间距的竖直线
2．一质点沿直线Ox方向做加速运动，它离开O点的距离x随时间变化的关系x=3+2t3（m），它的速度随时间变化的关系为v=6t2（m/s）。则该质点在t=2s时的瞬时速度和t=0到t=2s间的平均速度分别为（　　）
A．24m/s、8m/s B．8m/s、24m/s
C．24m/s、12m/s D．12m/s、24m/s
3．如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用，到达距地面深度为h的B点时速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球下落的整个过程，下列说法正确的有（　　）
A. 小球的机械能减少了mg（H+h）
B. 小球克服阻力做的功为mgh
C. 小球所受阻力的冲量等于
D. 小球动量的改变量等于所受阻力的冲量
4．在抗击新型冠状病毒肺炎疫情的特殊时期，许多快递公司推出“无接触配送”服务。某快递小哥想到了用无人机配送快递的办法，某次配送质量为2kg的快递，在无人机飞行过程中，0~10s内快递在水平方向的速度一时间图像如图甲所示，竖直方向（初速度为零）的加速度一时间图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．快递做匀变速曲线运动
B．快递在0~10s内的位移大小为75m
C．10s末快递的速度为10m/s
D．1s末快递受到合力大小为4N
5．如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m（包括雪具在内）的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为。在他从上向下滑到底端的过程中，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．运动员减少的重力势能全部转化为动能
B．运动员获得的动能为
C．运动员克服摩擦力做功为
D．下滑过程中系统减少的机械能为
6. “天问一号”于2020年7月23日成功发射，经过多次变轨，于2021年5月15日成功着陆火星，着陆后“祝融号”火星车成功传回遥测信号。已知“天问一号”在距火星表面高度为的圆形轨道上运行的周期为，火星的半径为，引力常量为，忽略火星自转的影响，则以下说法正确的是（　　）
A. “天问一号”在地球上的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
B. “天问一号”着陆火星的过程中，引力势能增大，动能减少，机械能守恒
C. 火星的平均密度为
D. 火星的第一宇宙速度为
7．如图所示，用一段绳子把轻质滑轮吊装在A点，一根轻绳跨过滑轮，绳的一端拴在井中的水桶上，人用力拉绳的另一端，滑轮中心为O点，人所拉绳子与OA的夹角为β，拉水桶的绳子与OA的夹角为α。人拉绳沿水平地面向左运动，把井中质量为m的水桶缓慢提上来，人的质量为M，重力加速度大小为g，在此过程中，以下说法正确的是（　　）
A．α始终等于β
B．吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大
C．地面对人的摩擦力逐渐变大
D．地面对人的支持力逐渐变大
8．人用绳子通过光滑定滑轮拉静止在地面上的物体A，A穿在光滑的竖直杆上当人以速v度竖直向下匀速拉绳，使质量为m的物体A上升高度h后到达如图所示位置时此时绳与竖直的夹角为θ。已知重力加速度为g，下列说法不正确的是（　　）
A．此时物体A的速度为vcosθ
B．此时物体A的速度为
C．该过程中绳对物体A做的功为
D．该过程中绳对物体A做的功为
9．一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的功率达到最大值P，此后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到重物匀速上升。已知重力加速度为g，则（　　）
A．重物匀速上升的速度为
B．重物匀加速的末速度为
C．整个过程中钢绳的最大拉力为
D．重物匀加速运动的加速度为
10．如图所示，在倾角θ＝37°斜坡的底端固定一挡板，一轻弹簧下端固定在挡板上，弹簧自然伸长时其上端位于斜坡上的O点处。质量分别为ma＝5.0kg、mb＝1.0kg的物块a和b用轻绳连接，轻绳跨过斜坡顶端的定滑轮，开始时让a静止在斜坡上的P点处，b悬空。现将a由静止释放，a沿斜面下滑，当a将弹簧压缩到Q点时，a的速度减为零。已知PO＝1.0m，OQ＝0.5m，a与斜坡之间的动摩擦因数μ＝0.2，sin37°＝0.6，整个过程细绳始终没有松弛。则下列说法正确的是（　　）
A．a在与弹簧接触前的加速度大小为1m/s2
B．a在与弹簧接触前，轻绳上的拉力为10N
C．a位于Q点时，弹簧所储存的弹性势能为18J
D．a第一次被弹回到O点时的速度为m/s

二、实验题（2小题，共11分）
11. （5分）为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图甲所示的实验装置，其中M为小车和小车上滑轮的总质量，m为沙和沙桶的总质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
（1）下列实验操作中，一定要进行的是 ；
A．用天平测出沙和沙桶的总质量
B．将带滑轮的长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力
C．调整力传感器和定滑轮的高度，使连接它们的轻绳与长木板平行
D．为减小误差，一定要保证m远小于M
（2）该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为的交流电源，根据纸带可求出小车的加速度为 （结果保留三位有效数字）；
（3）该同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图像是一条过原点的直线（图像没有画出），这说明当质量一定时，小车的加速度与受力成
12．（6分）（1）在做“探究平抛运动的特点”实验时，下列说法错误的是_______；
A．安装有斜槽的木板时，一定要检查斜槽末端切线是否水平、木板是否竖直
B．斜槽必须光滑
C．每次实验都要把小球从同一位置由静止释放
D．实验的目的是描出小球的运动轨迹，分析平抛运动的特点
         
（2）某学生用频闪照相的方式，在坐标纸上记录下被水平抛出的小球的运动情况，A点不是小球做平抛运动的起点位置，而是小球运动一段时间后的位位置，已知坐标纸上每小格的边长为5cm，不计空气阻力，g取10m/s2。则照相机两次闪光间隔________s，小球被抛出的水平速度=_______m/s。
三、计算题（共3小题，共45分）
13．（12分）如图所示，AB为斜面，倾角为，小球从A点以初速度水平抛出，恰好落到B点。
（1）求A、B间的距离及小球在空中飞行的时间；
（2）从抛出开始，经过多长时间小球与斜面间的距离最大？最大距离为多少？






14. （15分）如图，某同学用与水平方向成37°角斜向上的拉力F拉动箱子由静止开始向右滑动，已知物体质量10kg，拉力F为50N，箱子和地面间的滑动摩擦因数为0.4，取，，。
求：（1）时箱子的瞬时速度和5s内箱子的位移；
（2）5s内拉力F做的功和摩擦力f对箱子做的功；
（3）前5秒内拉力的平均功率和第5秒末拉力的瞬时功率。









15.（18分）如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B，C是最低点，圆心角∠BOC=37°，D与圆心O等高，圆弧轨道半径R=1.0 m，现有一个质量为m=0.2 kg、可视为质点的小物体，从D点的正上方E点处自由下落，D、E两点间的距离h=1.6 m，物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ=0.5，取sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g=10 m/s2.不计空气阻力，求：
（1）物体第一次通过C点时轨道对物体的支持力FN的大小；
（2）要使物体不从斜面顶端飞出，斜面的长度LAB至少要多长；
（3）若斜面已经满足（2）的要求，物体从E点开始下落，直至最后在光滑圆弧轨道做周期性运动，求在此过程中系统损失的机械能E的大小。


















2023年高二上学期开学考试物理测试卷（解析）

（全卷满分：100分，考试用时：75分钟）

一、选择题（1-6为单选题，每题只有一个正确的选项，每题4分，7-10为多选题，每题至少有两个选项正确，每题5分，选全得5分，选不全得3分，选错不得分，总计44分）。
1．关于物体的运动，下列说法正确的是（　C　）
A．匀速圆周运动是匀变速曲线运动
B．用细绳拴着一个小钢球，在竖直面内做非匀速圆周运动，不考虑空气阻力，小球在任何一点的合力都不指向圆心
C．一个物体做斜上抛运动，每秒速度变化量的方向相同
D．从水平匀速飞行的飞机上，每隔一秒释放一个物体，不考虑空气阻力的情况下，这些物体在空中形成一条等间距的竖直线
2．一质点沿直线Ox方向做加速运动，它离开O点的距离x随时间变化的关系x=3+2t3（m），它的速度随时间变化的关系为v=6t2（m/s）。则该质点在t=2s时的瞬时速度和t=0到t=2s间的平均速度分别为（ A　　）
A．24m/s、8m/s B．8m/s、24m/s
C．24m/s、12m/s D．12m/s、24m/s
3．如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用，到达距地面深度为h的B点时速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球下落的整个过程，下列说法正确的有（A）
A. 小球的机械能减少了mg（H+h）
B. 小球克服阻力做的功为mgh
C. 小球所受阻力的冲量等于
D. 小球动量的改变量等于所受阻力的冲量
4. 小哥想到了用无人机配送快递的办法，某次配送质量为2kg的快递，在无人机飞行过程中，0~10s内快递在水平方向的速度一时间图像如图甲所示，竖直方向（初速度为零）的加速度一时间图像如图乙所示，下列说法正确的是（　D　）
A．快递做匀变速曲线运动
B．快递在0~10s内的位移大小为75m
C．10s末快递的速度为10m/s
D．1s末快递受到合力大小为4N
【详解】A．时间内，快递在水平方向上的分运动为初速度为零的匀加速直线运动，在竖直方向上的分运动是加速度不断增大的变加速直线运动，则其合运动变加速曲线运动，同理，时间内，快递在水平方向上的分运动为匀速直线运动，在竖直方向上的分运动是加速度不断减小的变加速直线运动，则其合运动变加速曲线运动，A错误；
B．在图像中图线与时间轴所围的面积表示水平位移，则0～10s内快递的水平位移

而竖直方向的位移不为零，所以，快递在0~10s内的位移大小肯定大于75m，B错误；
C．依据图像与时间所围成的面积为速度的变化量

则10s末快递竖直方向速度为，而水平速度为10m/s，则合速度不等于10m/s，C错误；
D．在1s末，快递水平方向加速度为

竖直方向加速度为

根据加速度合成可知，1s末快递的加速度

由牛顿第二定律，则有

D正确；
故选D。
5．如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m（包括雪具在内）的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为。在他从上向下滑到底端的过程中，重力加速度为g，下列说法正确的是（　D　）
A．运动员减少的重力势能全部转化为动能
B．运动员获得的动能为
C．运动员克服摩擦力做功为
D．下滑过程中系统减少的机械能为
【解析】
A．由牛顿第二定律可得
解得
因为有阻力，所以运动员下滑过程中机械能不守恒，减少的重力势能转化为动能和热能，故A错误；
B．由动能定理可得
故B错误；
CD．由A项分析可知，所以
运动员克服摩擦力做功为，机械能减少，故C错误，D正确。
故选D。

6. “天问一号”于2020年7月23日成功发射，经过多次变轨，于2021年5月15日成功着陆火星，着陆后“祝融号”火星车成功传回遥测信号。已知“天问一号”在距火星表面高度为的圆形轨道上运行的周期为，火星的半径为，引力常量为，忽略火星自转的影响，则以下说法正确的是（　D　）
A. “天问一号”在地球上的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
B. “天问一号”着陆火星的过程中，引力势能增大，动能减少，机械能守恒
C. 火星的平均密度为
D. 火星的第一宇宙速度为
7．如图所示，用一段绳子把轻质滑轮吊装在A点，一根轻绳跨过滑轮，绳的一端拴在井中的水桶上，人用力拉绳的另一端，滑轮中心为O点，人所拉绳子与OA的夹角为β，拉水桶的绳子与OA的夹角为α。人拉绳沿水平地面向左运动，把井中质量为m的水桶缓慢提上来，人的质量为M，重力加速度大小为g，在此过程中，以下说法正确的是（　ACD　）
A．α始终等于β
B．吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大
C．地面对人的摩擦力逐渐变大
D．地面对人的支持力逐渐变大
【详解】AB．水桶缓慢上升，拉水桶的轻绳中的拉力大小FT始终等于mg，对滑轮受力分析如图甲所示

垂直于OA方向有
FTsinα=FTsinβ
所以
α=β
沿OA方向有
F=FTcosα+FTcosβ=2FTcosα
人向左运动的过程中α+β变大，所以α和β均变大，吊装滑轮的绳子上的拉力F变小，B错误，A正确；
CD．对人受力分析如图乙所示

θ=α+β逐渐变大，水平方向有
Ff=FT'sinθ
地面对人的摩擦力逐渐变大，竖直方向有
FN+FT'cosθ=Mg
地面对人的支持力
FN=Mg-FT'cosθ
逐渐变大，CD正确。
故选ACD。

8．人用绳子通过光滑定滑轮拉静止在地面上的物体A，A穿在光滑的竖直杆上当人以速v度竖直向下匀速拉绳，使质量为m的物体A上升高度h后到达如图所示位置时此时绳与竖直的夹角为θ。已知重力加速度为g，下列说法不正确的是（ACD　　）
A．此时物体A的速度为vcosθ
B．此时物体A的速度为
C．该过程中绳对物体A做的功为
D．该过程中绳对物体A做的功为
【解析】
AB．将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图所示


拉绳子的速度等于A沿绳子方向的分速度，根据平行四边形定则得，实际速度
故A错误，B正确；
CD．在A上升的过程中根据动能定理有即绳对A做的功为
故CD错误。
故选ACD。
9．一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的功率达到最大值P，此后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到重物匀速上升。已知重力加速度为g，则（　ACD　）
A．重物匀速上升的速度为
B．重物匀加速的末速度为
C．整个过程中钢绳的最大拉力为
D．重物匀加速运动的加速度为
【解析】
A．重物匀速上升时，钢绳的拉力等于重力，此时的速度为
A正确；
B．重物匀加速的末速度为v1，此后继续加速到最大速度，B错误；
C．匀加速过程中钢绳的拉力不变且最大，最大拉力为
C正确；
D．根据牛顿第二定律，重物匀加速运动的加速度为
解得
D正确。
故选ACD。
10．如图所示，在倾角θ＝37°斜坡的底端固定一挡板，一轻弹簧下端固定在挡板上，弹簧自然伸长时其上端位于斜坡上的O点处。质量分别为ma＝5.0kg、mb＝1.0kg的物块a和b用轻绳连接，轻绳跨过斜坡顶端的定滑轮，开始时让a静止在斜坡上的P点处，b悬空。现将a由静止释放，a沿斜面下滑，当a将弹簧压缩到Q点时，a的速度减为零。已知PO＝1.0m，OQ＝0.5m，a与斜坡之间的动摩擦因数μ＝0.2，sin37°＝0.6，整个过程细绳始终没有松弛。则下列说法正确的是（ CD ）
A．a在与弹簧接触前的加速度大小为1m/s2
B．a在与弹簧接触前，轻绳上的拉力为10N
C．a位于Q点时，弹簧所储存的弹性势能为18J
D．a第一次被弹回到O点时的速度为m/s

二、实验题（2小题，共10分）
11. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图甲所示的实验装置，其中M为小车和小车上滑轮的总质量，m为沙和沙桶的总质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
（1）下列实验操作中，一定要进行的是 BC ；
A．用天平测出沙和沙桶的总质量
B．将带滑轮的长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力
C．调整力传感器和定滑轮的高度，使连接它们的轻绳与长木板平行
D．为减小误差，一定要保证m远小于M
（2）该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为的交流电源，根据纸带可求出小车的加速度为 2.00 （结果保留三位有效数字）；
（3）该同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图像是一条过原点的直线（图像没有画出），这说明当质量一定时，小车的加速度与受力成 正比 （1）首先按图（a）连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图（b）连接电路，
24． 正比
【详解】（1）[1]AD．本题拉力可以由力传感器测出，不需要用天平测出沙和沙桶的质量，也就不需要使小桶（包括沙）的质量远小于车的总质量，故A、D错误；
B．该题是力传感器测出拉力，从而表示小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；
C．调整力传感器和定滑轮的高度，使连接它们的轻绳与长木板平行，故C正确。
故选BC。
（2）[2]由于两计数点间还有四个点没有画出，故相邻计数点的时间间隔为，由可得

（3）[3]图像是一条过原点的直线，可知a与F成正比，又由图可知小车所受拉力为，因此加速度与所受拉力成正比。

12．（1）在做“探究平抛运动的特点”实验时，下列说法错误的是_______；
A．安装有斜槽的木板时，一定要检查斜槽末端切线是否水平、木板是否竖直
B．斜槽必须光滑
C．每次实验都要把小球从同一位置由静止释放
D．实验的目的是描出小球的运动轨迹，分析平抛运动的特点
         
（2） 某学生用频闪照相的方式，在坐标纸上记录下被水平抛出的小球的运动情况，A点不是小球做平抛运动的起点位置，而是小球运动一段时间后的位位置，已知坐标纸上每小格的边长为5cm，不计空气阻力，g取10m/s2。则照相机两次闪光间隔________s，小球被抛出的水平速度=_______m/s。
  B     0.1     2
【解析】
（1）[1] A．安装有斜槽的木板时，一定要检查斜槽末端切线是否水平，以保证小球做平抛运动，检查木板是否竖直，保证小球的运动轨迹在竖直面内，故A正确；
BC．只要小球从斜槽的同一位置静止释放，保证小球平抛的初速度相同，斜槽不一定光滑，故B错误，C正确；
D．实验的目的是描出小球的运动轨迹，分析平抛运动的规律，判断平抛运动的轨迹是不是抛物线，计算平抛的初速度，故D正确。
故选B；
（2）[2]由
可得照相机两次闪光间隔
[3]小球被抛出的水平速度

三、计算题（共4小题，共42分）
13．如图所示，AB为斜面，倾角为，小球从A点以初速度水平抛出，恰好落到B点。
（1）求A、B间的距离及小球在空中飞行的时间；
（2）从抛出开始，经过多长时间小球与斜面间的距离最大？最大距离为多少？

（1），；（2），
【详解】(1)小球在空中的飞行时间记为t，则水平方向位移

竖直方向位移

解得
，
(2)如图所示

小球的速度方向平行于斜面时，小球离斜面的距离最大，
此时有

故运动时间

此时小球的水平位移为

又此时小球速度方向的反向延长线交横轴于处，
故小球离斜面的最大距离为

15. 如图，某同学用与水平方向成37°角斜向上的拉力F拉动箱子由静止开始向右滑动，已知物体质量10kg，拉力F为50N，箱子和地面间的滑动摩擦因数为0.4，取，，。
求：（1）时箱子的瞬时速度和5s内箱子的位移；
（2）5s内拉力F做的功和摩擦力f对箱子做的功；
（3）前5秒内拉力的平均功率和第5秒末拉力的瞬时功率。
（1）6m/s，15m；（2）600J，-420J；（3）120W，240W
【解析】
（1）竖直方向根据受力平衡可得
又
根据牛顿第二定律可得
解得
时箱子的瞬时速度为
箱子在5s内箱子的位移为
（2）5s内拉力F做的功为
5s内摩擦力f对箱子做的功为
（3）前5秒内拉力的平均功率为
第5秒末拉力的瞬时功率为
15.如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B，C是最低点，圆心角∠BOC=37°，D与圆心O等高，圆弧轨道半径R=1.0 m，现有一个质量为m=0.2 kg、可视为质点的小物体，从D点的正上方E点处自由下落，D、E两点间的距离h=1.6 m，物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ=0.5，取sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g=10 m/s2.不计空气阻力，求：
（1）物体第一次通过C点时轨道对物体的支持力FN的大小；
（2）要使物体不从斜面顶端飞出，斜面的长度LAB至少要多长；
（3）若斜面已经满足（2）的要求，物体从E点开始下落，直至最后在光滑圆弧轨道做周期性运动，求在此过程中系统损失的机械能E的大小。
（1）12.4N；（2）2.4m；（3）4.8J
【详解】（1）物体从E到C，由机械能守恒得

在C点，由牛顿第二定律得

联立解得

（2）对从E到A的过程，由动能定理得



联立解得
LAB=2.4 m
故斜面长度LAB至少为2.4 m。
（3）因为

解得

所以，物体不会停在斜面上，物体最后以C为中心，B为一侧最高点沿光滑圆弧轨道做周期性运动。从E点开始直至最后，系统因摩擦而损失的机械能等于B、E两点间的重力势能，即