2024-2025学年重庆市西北狼教育联盟高二（上）开学考试物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年重庆市西北狼教育联盟高二（上）开学考试物理试卷（含答案），共8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。
1.战国时期的《甘石星经》最早记载了部分恒星位置和金、木、水、火、土五颗行星“出没”的规律.现在我们知道( )
A. 恒星都是静止不动的B. 行星绕太阳做圆周运动
C. 行星绕太阳运行的速率不变D. 各行星绕太阳运行的周期不同
2.如图所示，一运动员在驾驶无动力滑翔伞飞行过程中，在同一竖直平面内沿一段曲线轨迹飞行，而且越飞越快，该过程中关于运动员所受的合力和速度方向的关系，可能正确的是( )
A. B. C. D.
3.质量不等但有相同初动能的两物体，在动摩擦因数相同的水平地面上滑行，直到停止，则( )
A. 质量大的物体滑行距离大B. 质量小的物体滑行距离大
C. 两个物体滑行的时间相同D. 质量大的物体克服摩擦力做的功多
4.波轮洗衣机中的脱水筒如图所示，在脱水时，衣服紧贴在筒壁上做匀速圆周运动。某次在运行脱水程序时，有一硬币被甩到桶壁上随桶壁一起做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. 硬币受重力、弹力、摩擦力和向心力4个力的作用
B. 硬币随脱水筒做圆周运动所需的向心力由硬币受到的摩擦力提供
C. 洗衣机的脱水筒转动得越快，硬币与桶壁间的弹力就越大
D. 脱水时，被甩出去的水滴受到离心力作用
5.如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动．座舱的质量为m，
运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱 ( )
A. 运动周期为2πRωB. 线速度的大小为ωR
C. 受摩天轮作用力的大小始终为mgD. 所受合力的大小始终为mω 2R
6.嫦娥六号是中国嫦娥探月计划的第六个探测器，着陆区为月球背面南极−艾特肯盆地，2024年5月8日10时12分，嫦娥六号顺利进入环月圆轨道飞行．若探测器在轨飞行的周期为T，轨道半径为r，月球的半径为R，万有引力常量为G，则下列说法正确的有( )
A. 嫦娥六号的发射速度必须达到第三宇宙速度
B. 在环月轨道上，地球对探测器的引力等于月球对探测器的引力
C. 月球的平均密度ρ=3πGT2
D. 月球的第一宇宙速度v= 4π2r3T2R
7.新能源汽车以恒定的加速度由静止开始沿平直的公路行驶，t1时刻达到发动机额定功率后保持功率不变，t2时刻起匀速行驶。汽车所受的阻力大小不变，则此过程中汽车的加速度a、速度v、牵引力F、功率P随时间t的变化规律正确的是( )
A. B. C. D.
8.如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长时，圆环高度为ℎ.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零.则在圆环下滑到底端的过程中(杆与水平方向夹角为30°)( )
A. 圆环机械能守恒B. 弹簧的弹性势能先减小后增大
C. 弹簧的弹性势能变化了mgℎD. 弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大
9.如图所示，竖直墙壁上的M点到地面有Ⅰ、Ⅱ两条固定光滑轨道，从M点静止释放的物块分别沿不同轨道滑到地面，下列说法正确的是( )
A. 物块落地时速度相同
B. 沿Ⅰ下滑重力做功等于沿Ⅱ下滑重力做功
C. 沿Ⅰ下滑重力的平均功率等于沿Ⅱ下滑重力的平均功率
D. 物块滑到地面时，沿Ⅰ下滑重力的瞬时功率大于沿Ⅱ下滑重力的瞬时功率
10.在竖直平面内有一条光滑弯曲轨道，轨道上各个高点的高度如图所示，一个小环套在轨道上，从1m高处以大小为8m/s、沿轨道切线方向的初速度下滑，则下列说法正确的是(g取10m/s2)( )
A. 到达第①高点的速度约为8.6m/sB. 到达第①高点的速度约为74m/s
C. 小环不能越过第③高点D. 小环能越过第④高点
11.2024年5月21日，我国在酒泉卫星发射中心使用快舟十一号遥四运载火箭，成功将武汉一号卫星、超低轨技术试验卫星等4颗卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。下列关于人造地球卫星的说法正确的是( )
A. 同一颗卫星绕地球做圆周运动的轨道高度越高，机械能越大
B. 高轨卫星的运行速度大于7.9km/s
C. 卫星由较低轨道变轨至更高轨道时需要加速
D. 相对于地面静止的同步轨道卫星可能处于辽宁某地正上方
12.如下图所示，两个34圆弧轨道固定在水平地面上，半径R相同，a轨道由金属凹槽制成，b轨道由金属圆管制成(圆管内径远小于半径R)，均可视为光滑轨道，在两轨道右端的正上方分别将金属小球A和B(直径略小于圆管内径)由静止释放，小球距离地面的高度分别用ℎA和ℎB表示，下列说法中正确的是( )
A. 若ℎA=ℎB≥52R，两小球都能沿轨道运动到最高点
B. 若ℎA=ℎB≥32R，两小球在轨道上上升的最大高度均为32R
C. 适当调整ℎA和ℎB，均可使两小球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处
D. 若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出，ℎA的最小值为52R，B小球在ℎB>2R的任何高度释放均可
二、实验题（本大题共2小题，第13题6分，第14题10分，共16分）
13.西北狼教育联盟开展学生实验交流活动．
(1)某学校学生探究向心力与哪些因素有关，借助如图1所示装置进行探究．在电动机控制下，悬臂可绕轴在水平面内匀速转动，固定在连杆上的砝码随之做匀速圆周运动，无线光电门传感器安装在悬臂的一端．
①在该实验中，主要利用了_____来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系．
A.理想实验法 B.微元法 C.控制变量法 D.等效替代法
②探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量_____(“相同”或“不同”)的小球．
(2)另一学校学生用如图2所示的装置与传感器结合，探究向心力大小的影响因素．实验时用手拨动旋臂使它做圆周运动，力传感器和光电门固定在实验器上，测量角速度和向心力．
③电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时间，并由挡光杆的宽度d、挡光杆通过光电门的时间Δt、挡光杆做圆周运动的半径r，自动计算出砝码做圆周运动的角速度，则计算其角速度的表达式为ω=_____．
14.某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，用天平测出A、B两物块的质量mA=300g，mB=100g，A从高处由静止开始下落，B拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器计时周期为T=0.02s，则：
(1)在打点0∼5过程中系统势能的减小量ΔEp=_____J，系统动能的增加量ΔEk=_____J，由此得出的结论是_____：(重力加速度g=9.8m/s2，结果均保留三位有效数字)
(2)实验结果显示，动能的增加量小于重力势能的减少量，主要原因可能是______。
A.工作电压偏高 B.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
C.先释放重物，后接通电源打出纸带 D.利用公式v= 2gℎ计算重物速度
(3)用v表示物块A的速度，ℎ表示物块A下落的高度。若某同学作出的v22−ℎ图像如图丙所示，则可求出当地的重力加速度g=_____m/s2(结果保留三位有效数字)。
三、计算题（本大题共4小题，第15题6分，第16题8分，第17题10分，第18题12分，共36分）
15.胎压监测器可以实时监测汽车轮胎内部的气压，在汽车上安装胎压监测报警器，可以预防因汽车胎压异常而引发的事故．如图所示，一辆质量为800kg的小汽车行驶在山区的波浪形路面，路面可视为圆弧且左右圆弧半径相同，半径r=40m，根据胎压可计算出汽车受到的支持力，当支持力达到5.8×104N时检测器报警．重力加速度g取10m/s2。
(1)汽车在A点速度vm多大时会触发报警？
(2)汽车要想不脱离路面，在最高点B时的最大速度vB是多少？
16.完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次海试，并取得成功．航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成，如图1所示．为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板BC是与水平甲板AB相切的一段圆弧，示意如图2，AB长L1=150 m，BC水平投影L2=63 m，图中C点切线方向与水平方向的夹角θ=12∘(sin12∘≈0.21).若舰载机从A点由静止开始做匀加速直线运动，经t=6 s到达B点进入BC.已知飞行员的质量m=60 kg，g=10 m/s2，求
(1)舰载机水平运动的过程中，飞行员受到的水平力所做功W；
(2)舰载机刚进入BC时，飞行员受到竖直向上的压力FN多大．
17.2023年《三体》电视剧异常火爆，点燃了人类探索未知世界的热情。假如将来的某一天你成为了一名优秀的宇航员，你驾驶宇宙飞船对火星进行探测，为了研究火星表面的重力加速度你精心设计了如图所示的实验装置，该实验装置由光滑倾斜轨道AB、水平轨道BC和光滑圆形轨道CDE组成，轨道间平滑连接(小球经过连接点时速度大小不变)，随后登陆火星后做了该实验，在轨道AB距水平轨道BC高为ℎ=3R处无初速释放一个质量为m的小球，小球从C点向右进入半径为R的光滑圆形轨道，小球恰好通过圆形轨道最高点E且测得在E点的速度为v0.假设火星为均质球体，火星的半径为r。求：
(1)火星表面的重力加速度g；
(2)火星的第一宇宙速度v；
(3)小球从A点到E点的过程中，因摩擦产生的热量Q。
参考答案
1.D
2.B
3.B
4.C
5.BD
6.D
7.C
8.C
9.BD
10.AD
11.AC
12.AD
13.(1) C 相同
(2) drΔt

14.(1) 1.18 1.15 在误差允许的范围内，A、B组成的系统机械能守恒
(2)B
(3)9.70

15.(1)汽车在凹形路面最底端受到重力和支持力作用，根据牛顿第二定律有
Fm−mg=mvm2r
解得
vm=50m/s
(2)若汽车在最高点B对路面没有压力时，只受到重力作用提供向心力，则有
mg=mvB2r
代入数据，解得
vB=20m/s

16.(1)舰载机由静止开始做匀加速直线运动，设其刚进入上翘甲板时的速度为v，则有
v2=L1t ①
根据动能定理，有
W=12mv2−0 ②
联立①②式，代入数据，得
W=7.5×104 J ③
(2)设上翘甲板所对应的圆弧半径为R，根据几何关系，有
L2=Rsinθ ④
由牛顿第二定律，有
FN−mg=mv2R ⑤
联立①④⑤式，代入数据，得
FN=1.1×103 N ⑥

17.(1) g=v02R ；(2) v= rv02R ；(3) Q=mv022
【详解】(1)小球恰好通过圆形轨道最高点时mg=mv02R，解得火星表面的重力加速度g=v02R；
(2)对环绕火星表面做圆周运动的物体m′g=m′v2r，解得v= gr= rv02R；
(3)小球从A点到E点的过程中，由能量守恒可得mg(ℎ−2R)=mv022+Q，解得Q=mv022。