陕西省汉中市2024-2025学年高二上学期开学收心检测物理试卷（解析版）

这是一份陕西省汉中市2024-2025学年高二上学期开学收心检测物理试卷（解析版），共16页。
1．本试题共6页，满分100分，时间75分钟。
2．答卷前，务必将答题卡上密封线内的各项目填写清楚。
3．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4．考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。
第Ⅰ卷（选择题 共46分）
一、选择题（本大题共10小题，计46分。第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）
1. 炎炎酷暑，蝉噪虫焦，洒水车通过对路面、绿化带等洒水能够起到一些防尘降温的作用。在沿路洒水的过程中，洒水车的总质量不断减小，则洒水车（ ）
A. 失去惯性B. 惯性不变
C 惯性减小D. 惯性增大
【答案】C
【解析】根据牛顿第一定律可知，质量是惯性的唯一量度。在沿路洒水的过程中，洒水车的总质量不断减小，则洒水车惯性减小。
故选C。
2. 利用风洞实验室可以模拟运动员比赛时所受风阻情况，帮助运动员提高成绩。为了更加直观的研究风洞里的流场环境，可以借助烟尘辅助观察，如图甲所示，在某次实验中获得烟尘颗粒做曲线运动的轨迹，如图乙所示，则由该轨迹可推断出（ ）
A. 烟尘颗粒做的不可能是匀变速曲线运动B. 烟尘颗粒一定做匀变速曲线运动
C. P、Q两点处的速度方向可能相反D. P、Q两点处的速度方向可能垂直
【答案】A
【解析】AB．做曲线运动的物体，所受合力总是指向轨迹的凹测，由题图乙可知，烟尘颗粒所受合力的方向产生变化，且Q点和P点处的曲率半径不同，可知其合力的大小不同，烟尘颗粒做的不可能是匀变速曲线运动，A正确，B错误；
CD．曲线运动在某点的速度方向是沿轨迹在该点的切线方向，由题意可知，P、Q两点处的速度方向不可能相反，也不可能垂直，CD错误。
故选A。
3. 2024年5月9日，长征三号乙运载火箭将中国首颗中轨宽带“智慧天网一号01星”通信卫星送入预定轨道。该卫星在预定轨道的运动可视为匀速圆周运动，其轨道半径约为地球同步卫星轨道半径的0.63倍，该卫星绕地球做匀速圆周运动的周期约为（ ）
A. 0.9天B. 0.5天C. 0.2天D. 0.1天
【答案】B
【解析】根据开普勒第三定律
该卫星绕地球做匀速圆周运动的周期约为
故选B。
4. 如图所示的商场自动感应门，当人走近时，两扇感应门从静止开始同时向左右平移，经4s恰好完全打开，两扇门移动距离均为2m，若门从静止开始以大小相同的加速度先匀加速运动后匀减速运动，完全打开时速度恰好为0，则门的加速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设门的最大速度为，根据匀变速直线运动的规律可知加速过程和减速过程的平均速度均为，且时间相等，均为2s，根据
可得
则加速度
故选B。
5. 如图，一运动员站在水平地面上射箭时，保持初速度大小及出射点位置不变，箭与水平方向夹角为，忽略空气阻力和发射点到地面的距离，则下列说法正确的是（ ）
A. 增大将减小箭运动过程中的最小速度B. 减小将增大箭上升的最大高度
C. 改变并不影响箭落地时速度的方向D. 增大一定可以增大箭运动的最远距离
【答案】A
【解析】A．箭做斜上抛运动，运动过程中最小速度即到达最高点时的速度，其大小
则增大则vx减小，即将减小箭运动过程中的最小速度，选项A正确；
B．箭上升的最大高度
则减小将减小箭上升的最大高度，选项B错误；
C．由抛物线轨迹的对称性可知，箭落地时的速度反向与水平方向的夹角仍为，则改变也会影响箭落地时速度的方向，选项C错误；
D．箭的最远距离
可知当时射程x最大，则增大不一定增大箭运动的最远距离，选项D错误。
6. 甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动，时刻同时经过公路旁的同一个路标，如图所示，图线a、b分别描述了甲、乙两车在0~20s的运动情况。下列说法正确的是（ ）
A. 在0~10s内两车都做减速直线运动
B. 在10~20s内乙车加速度大小为
C. 在时两车相遇
D. 在10s时乙车在甲车前方25m处
【答案】D
【解析】A．在0~10s内甲车匀速运动，乙车做减速直线运动，选项A错误；
B．图像斜率等于加速度，可知在10~20s内乙车加速度大小为
选项B错误；
C．在时乙车的速度大于甲车，则乙车的位移大于甲车位移，则在时两车没能相遇，选项C错误；
D．图像的面积等于位移可知，在10s时乙车在甲车前方
选项D正确。
7. 如图，置于圆形水平转台边缘的小物块（可视为质点）随转台缓慢加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台做平抛运动。测得转台半径，离水平地面的高度，小物块平抛落地过程水平位移的大小。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。则下列说法正确的是（ ）
A. 物块做平抛运动初速度大小为2m/s
B. 物块与转台间的动摩擦因数为0.5
C. 物块从滑离转台到落地过程的位移大小为
D. 物块在转台上加速时，受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
【答案】C
【解析】A．在竖直方向上有
在水平方向上有
联立解得物块做平抛运动的初速度大小为
故A错误；
B．物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有
又
联立解得
故B错误；
C．由几何关系可知物块从滑离转台到落地过程的位移大小为
故C正确；
D．物块在转台上加速时，物块受到重力、支持力和摩擦力作用，向心力只是效果力，故D错误。
故选C。
8. 如图，一送餐机器人在送餐，餐具放在水平托盘上，机器人在水平方向上做匀加速直线运动的过程中，餐具与水平托盘始终无相对滑动。下列说法正确的是（ ）
A. 重力对餐具做正功B. 支持力对餐具做负功
C. 摩擦力对餐具做正功D. 合力对餐具做正功
【答案】CD
【解析】A．重力与与运动方向垂直，则重力对餐具不做功，故A错误；
B．支持力与运动方向垂直，则支持力对餐具不做功，故B错误；
C．餐具跟着机器人在水平方向做匀加速直线运动，对餐具受力分析可知，受重力、支持力，向前的静摩擦力，则静摩擦力与运动方向相同，静摩擦力对餐具做正功，故C正确；
D．餐具在水平方向做匀加速直线运动，根据动能定理可知合力对餐具做正功，故D正确。
故选CD。
9. “抖空竹”是中国传统的体育活动之一。现将抖空竹中的过程简化成如图所示模型：不可伸长的轻绳系于两根轻杆的端点位置，左、右手分别握住两根轻杆的另一端，一定质量的空竹架在轻绳上，左手抬高的同时右手放低，使绳的两个端点沿竖直面内等腰梯形的两个腰（梯形的上下底水平）匀速移动，即两端点分别自A、C两点，沿AB、CD以同样大小的速度匀速移动，忽略摩擦力及空气阻力的影响，则在变化过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 左右两绳的夹角不变B. 左右两绳的夹角减少
C. 轻绳的张力变大D. 轻绳的张力大小不变
【答案】AD
【解析】对空竹受力分析，同一根绳子拉力处处相等，所以 ，如图所示
设F1与水平方向的夹角为α，F2与水平方向的夹角为β，根据共点力平衡，在水平方向上有
所以
所以两根绳与竖直方向的夹角相等，设为，则有
解得
两端点沿AB、CD以同一速度匀速移动，则移动过程的位移大小相等，两端点在水平方向上的距离不变，所以不变，则F1和F2均不变，且两者大小相等。
故选AD。
10. 滑草是一项使用滑草车沿倾斜草地滑行的运动，深受青年人喜爱，甲图为滑草运动场地鸟瞰图。某滑草运动场地由倾斜滑道AB和水平滑道BC两部分组成，B点处平滑连接，如图乙所示。倾斜滑道AB长100m，与水平面夹角为37°。某游客乘坐滑草车从A点由静止开始沿滑道下滑，滑草车在AB段做匀加速直线运动。取倾斜滑道底端为零势能面，游客与滑草车在AB上运动的机械能、重力势能随位移x的变化情况如图丙所示。重力加速度大小取，，，下列说法正确的是（ ）
A. 游客和滑草车总质量为55.8kg
B. 游客到达B点时的速度为10m/s
C. 滑草车与倾斜滑道间的动摩擦因数为0.6875
D. 游客与滑草车下滑过程中机械能的减小量等于重力做的功
【答案】BC
【解析】A．游客和滑草车开始下滑时重力势能为
解得游客和滑草车总质量为
故A错误；
B．由图像可知，游客到达B点时的动能等于机械能，为4650J，则根据
可得游客到达B点时的速度为
故B正确；
CD．根据功能关系可知，游客与滑草车下滑过程中机械能的减小量等于克服摩擦力做的功，则有
解得滑草车与倾斜滑道间的动摩擦因数为
故C正确，D错误。
故选BC。
二、实验探究题（本大题共2小题，计18分）
11. 如图所示的装置可以用来探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力大小与哪些因素有关。两个变速塔轮通过皮带连接，半径分别为Ra和Rb，选变速塔轮上不同的轮可以改变 Ra、Rb的大小。长槽和短槽分别与塔轮a、塔轮b同轴固定，长槽上两个挡板与转轴相距分别为r0和2r0，短槽上挡板与转轴相距r0，质量分别为m1、m2的钢球1、2放在槽中。实验中，匀速转动手柄带动塔轮a和塔轮b转动，钢球随之做匀速圆周运动，最后从标尺上读出两个钢球所受向心力F1、F2的比值。
（1）本实验采用的科学方法是 （填选项前的字母）。
A. 控制变量法B. 极限法
C. 微元法D. 等效替代法
（2）某次实验中钢球的质量相同，要探究向心力大小与半径的关系，则钢球1应放在长槽挡板距转轴_________（选填“r0”或“2r0”）处，并且调节皮带连接的两个塔轮的半径之比Ra：Rb=_________。
（3）若实验时钢球的质量相同，均放在距转轴r0处，调节两个塔轮的半径之比Ra：Rb=2：1，实验读出两个钢球所受向心力之比F1：F2=1：4，则根据实验结果可以推出的结论是： （填选项前的字母）。
A. 在质量和运动半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
B. 在质量和运动半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比
【答案】（1）A （2） 1：1 （3）B
【解析】（1）本实验采用控制变量法。
（2）[1]本实验要探究向心力大小与半径的关系，小球2放在短槽上挡板与转轴相距r0处，则小球1应放在长槽上挡板与转轴相距2r0处。
[2]同时控制两小球转动的角速度相同，由于皮带连接的两个塔轮边缘的线速度大小相等，根据
v=ωR
则调节皮带连接的两个塔轮的半径之比应为
Ra：Rb=1：1
（3）根据上一问分析可知
实验结果结合数学关系可以推出的结论是质量和运动半径一定时，
可知向心力大小与角速度的平方成正比。
故选B。
12. 在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，重物拖着纸带自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，已知相邻计数点的时间间隔为0.02s，回答以下问题：
（1）关于本实验，下列说法中正确的是（ ）；
A. 图甲中两限位孔必须在同一竖直线上
B. 实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直
C. 实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源
D. 数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
（2）某同学用如图甲所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作O点，测出点间的距离，点间的距离，点C、E间的距离，已知当地重力加速度为，重物的质量为，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重物动能的增加量为______，重力势能的减少量为______；（结果均保留两位小数）
（3）在实验中发现，重物减少的重力势能______重物增加的动能（选填“大于”或“小于”或“等于”），其原因主要是因为____________。
【答案】（1）AB （2）8.00 8.25 （3）大于 重物受到空气阻力或纸带与打点计时器之间存阻力
【解析】（1）A．两限位孔必须在同一竖直线上，这样可以让纸带顺利通过，减小摩擦对实验的影响，A正确；
B．实验前，手提住纸带上端，使纸带竖直，可以使纸带放开后保持竖直状态通过打点计时器，从而减小摩擦对实验的影响，B正确；
C．应该先接通打点计时器的电源，再释放纸带，这样可以充分利用纸带，使纸带上数据点多，若先释放纸带后接通电源，纸带上数据点会很少，甚至没有数据，C错误；
D．应选择纸带上距离适当较远的两点作为初、末位置，这样可以使误差百分比减小，D错误。
故选AB。
（2）[1]打下C点时重物的速度大小是
则重物的动能增加量为
[2]重物减少的重力势能为
（3）[1]由（2）中计算可知，重物减少的重力势能大于重物增加的动能；
[2]由于阻力的作用重物减小的重力势能总是略大于增加的动能，这里的阻力主要来源于重物受到的空气阻力和纸带与打点计时器之间的摩擦阻力。
三、计算题（本大题共3小题，计36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 2024年5月“嫦娥六号”探测器成功发射，开启世界首次月球背面采样返回之旅。设“嫦娥六号”探测器着陆月球后，其携带的智能机器在月球表面测得质量为的物体重为，已知月球的半径为R，引力常量为G，月球视为质量均匀的球体，忽略月球自转的影响。求：
（1）月球表面的重力加速度；
（2）月球的质量M；
（3）月球的第一宇宙速度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）质量为在月球表面受到重力，即
得
（2）质量为的物体在月球表面受到月球的引力等于重力，有
得
（3）设某一近月卫星的质量为m，卫星绕月球做圆周运动，有
得
14. 如图所示，一台起重吊车将质量m=5000kg的重物由静止开始以a=0.2m/s2的加速度竖直向上匀加速提升，t=15s末之后保持功率不变继续提升重物，直至重物匀速上升。取g=10m/s2，不计空气阻力，求：
（1）该起重吊车的额定功率；
（2）重物上升的最大速度；
（3）重物开始运动后20s内起重吊车提升重物的平均功率。
【答案】（1）153000W （2）3.06m/s （3）95625W
【解析】（1）重物做匀加速运动
由牛顿第二定律可得
解得
15s末重物的速度为
所以起重吊车的额定功率为
（2）当重物达到最大速度时，牵引力等于重力，
则
（3）提升重物的过程中功率随时间的变化图像如图所示
图像与坐标轴所围区域的面积表示牵引力做的功
所以前20s内起重机对重物做功为
故平均功率为
15. 如图所示，水平地面上固定一高的水平台面，台面上竖直固定倾角为的直轨道AB、水平直轨道BC、四分之一圆周细圆管道CD和半圆形轨道DEF，它们平滑连接且处处光滑，其中管道CD的半径、圆心在点，轨道DEF的半径、圆心在点，、、和F点均处在同一水平线上。一小球从轨道AB上距水平直轨道BC高为h（未知）的P点由静止滚下，小球经管道CD、轨道DEF从F点竖直向下运动，与正下方固定在直杆上的三棱柱G碰撞，碰后速度方向水平向右，大小与碰前相等，最终落在地面上的Q点（小球做平抛运动的竖直距离可视为G距离水平地面的高度），取重力加速度大小，小球可视为质点，不计空气阻力。
（1）若P处小球的初始高度，求小球到达B点时的速度大小；
（2）若小球恰好能过最高点E，求h的最小值；
（3）若小球恰好能过最高点E，且三棱柱G的位置上下可调，求G距水平面的高度多大时，落地点Q与F点的水平距离x最大，其最大值为多少？
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）对小滑块，从P到B，由动能定理得
代入数据解得
（2）当小球恰好能过最高点E时，h具有最小值，在E点有
代入数据解得
P点到E点，由动能定理得
代入数据解得
（3）设G到地面的高度为y，则E到G，由动能定理得
过D点后，由平抛规律得
联立代入数据解得
当的时候，即，x最大，解得