重庆市第八中学2025-2026学年高二上学期阶段测试物理一试卷(Word版附解析)
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1. 流沙是一种可以流动的沙,可以轻而易举地将一些大型动物困住,但是一些小动物却可以轻松通过流沙区域。一小动物横渡流沙河,小动物的速度大小不变、方向垂直于河岸,小动物由南岸到北岸的运动轨迹如图所示。由南岸到北岸,流沙的流速( )
A. 增大B. 减小C. 先增大后减小D. 先减小后增大
【答案】C
【解析】
【详解】小动物由南岸到北岸的过程,小动物的速度v1不变,由题图可知,合速度与河岸的夹角先减小后增大,即合速度先增大后减小,可知流沙的流速v2先增大后减小。
故选C
2. 如图甲所示,平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动;斜抛运动也可以分解为沿初速度方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动(如图乙所示)。两种运动的起点、终点相同,运动时间分到为、,分析两种分解方式的位移矢量三角后,则( )
A. B. C. D. 1
【答案】A
【解析】
【详解】由平抛运动规律可知
斜抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,竖直方向的自由落体高度大小等于,有
比较可得
故选A。
3. 中国研制的嫦娥四号探测器实现在月球背面软陆。嫦娥四号探测器到达月球引力范围时,通过变轨先进入绕月圆轨道,再经变轨,进入椭圆轨道,其中A、B两点分别为近月点和远月点,如图所示,已知月球表面重力加速度为g,月球半径为R,引力常量为G,绕月圆轨道半径为r,忽略地球引力的影响,则嫦娥四号探测器从A点飞到B点所用的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据万有引力提供向心力
得
据开普勒第三定律得
解得嫦娥四号沿椭圆轨道的周期为
故嫦娥四号从A点飞到B点所需时间为
故选D。
4. “天问一号”火星探测器从地球发射后,经过一系列的变轨进入调相轨道,然后进入停泊轨道绕火星运动,A、B分别为停泊轨道上的“近火点”“远火点”。关于“天问一号”火星探测器的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 在停泊轨道A点的速度大于在B点的速度
B. 在A点的加速度小于在B点的加速度
C. 在停泊轨道运行的周期比在调相轨道上大
D. 从调相轨道经过A点进入停泊轨道时需要点火加速
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据开普勒第二定律可知,点是离火星最近的点,点是离火星最远的点,所以经过点时的线速度比点大,故A正确;
B.根据牛顿第二定律
可知点为“近火点”,比较小,因而在A点的加速度大于在B点的加速度。故B错误;
C.根据开普勒第三定律
可知,天问一号在调相轨道上的半长轴大,则天问一号在调相轨道上运行周期比在停泊轨道上的大,故C错误;
D.从调相轨道进入停泊轨道,需要做近心运动,因此需要在A点减速,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,突然使它所受的力方向反向而大小不变,即由F变为-F,若BD为曲线AB上B点的切线,则该物体( )
A 可能沿曲线BE运动
B. 可能沿直线BD运动
C. 可能沿曲线BC运动
D. 可能沿原曲线由B返回A
【答案】A
【解析】
【详解】物体从A到B运动,因为运动轨迹是在速度与力的夹角之中,所以物体所受恒力方向应是向下的。 到达B点后,力的大小不变方向相反,变成向上。
A.BE在力与速度的夹角内,物体有可能沿BE运动,A正确。
B.因为物体在B点的速度方向为切线方向,即直线BD,而力与速度方向不同,所以物体不可能做直线运动,B错误;
C.由于力的方向发生了改变,曲线BC不在力与速度的夹角内,C错误;
D.根据力和运动的关系可知,物体不可能由B返回A,D错误。
故选A。
6. 两个质量分别为2m和m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO′的距离为L,b与转轴的距离为2L,a、b之间用长为L的强度足够大的轻绳相连,木块与圆盘间的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,开始时轻绳刚好伸直但无张力,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( )
A. a比b先达到最大静摩擦力
B. a、b所受的摩擦力始终相等
C. ω=是b开始滑动的临界角速度
D. 当ω=时,a所受摩擦力的大小为
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.木块随圆盘一起转动,当绳子上无拉力时,静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律得
Ff=mω2r,Ffmax=kmg
联立得
ωmax=
故随着ω增大,b先达到临界角速度,b先达到最大静摩擦力,A错误;
B.在b的静摩擦力没有达到最大前,由
Ff=mω2r
a、b质量分别是2m和m,而圆周运动半径r分别为L和2L,所以开始时a和b受到的摩擦力是相等的;当b受到的静摩擦力达到最大后,即
ω>
对于b木块有
kmg+F=mω2·2L
对于a木块有
Ff -F=2mω2L
联立得
Ff=4mω2L-kmg>kmg
可知二者受到的摩擦力不一定相等,B错误;
C.b刚要滑动时,对b木块有
对a木块有
联立解得
C错误。
D.当
ω=
时,b未滑动,a所受摩擦力大小
Ff=4mω2L-kmg=
D正确。
故选D。
7. 如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿直径方向放着用轻绳相连可视为质点的物体A和B,A的质量为3m,B的质量为m。它们分居圆心两侧,到圆心的距离分别为RA=r,RB=2r,A、B与盘间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A、B与圆盘一起绕中轴线匀速转动的最大角速度为ω1;若只将B的质量增加为2m,A、B与圆盘一起绕中轴线匀速转动的最大角速度为ω2。转动过程中轻绳未断,则为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当A、B与圆盘一起绕中轴线匀速转动达到最大角速度ω1时有
解得
若只将B的质量增加为2m,A、B与圆盘一起绕中轴线匀速转动的最大角速度为ω2时有
解得
所以
故选A。
二、多选题
8. 甲、乙两只走时准确的手表,秒针长度不同。假定两表秒针均做匀速圆周运动,则两表秒针尖端运动的( )
A. 周期相同
B. 角速度大小相同
C. 线速度大小相同
D. 加速度大小相同
【答案】AB
【解析】
【详解】A.两表走时准确,秒针尖端运动的周期相同,均为1min,故A正确;
B.由可知,角速度大小也相同,故B正确;
C.秒针长度不同,则尖端做匀速圆周运动的半径不同,由v=ωr可知,线速度大小不同,故C错误;
D.由a=ω2r可知,加速度大小也不同,故D错误。
故选AB。
9. 如图所示,从斜面上的A点以速度v0水平抛出一个物体,飞行一段时间后,落到斜面上的B点;若仍从A点抛出物体,抛出速度为,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 物体的飞行时间变为原来的
B. 物体的位移变为原来的
C. 物体落到斜面上时速度方向不变
D. 物体落到斜面上的速度大小变为原来的
【答案】BC
【解析】
【详解】A.设物体落到斜面上的时间为t,则有
整理得
解得
速度减半后物体的飞行时间减半,故A错误;
B.抛出速度减半,时间减半,则物体的水平位移变为原来的四分之一,物体的位移
则总位移变为原来的四分之一,故B正确;
C.设物体落在斜面上时速度方向与水平方向夹角为,则有
由此可知,物体落在斜面上时速度方向与水平方向夹角与抛出时的速度大小无关,即物体落到斜面上时速度方向不变,故C正确;
D.设物体落在斜面上时速度方向与水平方向夹角为,则物体落在斜面上时速度为
由于不变,抛出时的速度变为原来的一半,则速度变为原来的一半,故D错误。
故选BC。
10. 两颗互不影响的行星、,各有一颗在表面附近的卫星、绕其做匀速圆周运动。两颗行星周围卫星的线速度的二次方()与轨道半径r的倒数()的关系如图所示,已知、的线速度大小均为,则( )
A. 质量比的小B. 的质量比的小
C. 的平均密度比的小D. 表面的重力加速度比的小
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据题中条件无法比较、的大小,故A错误;
B.根据
图像的斜率为GM,则的质量比的大,故B错误;
C.、的第一宇宙速度均为
平均密度
由图知,的半径比的大,则的平均密度比的小,故C正确;
D.根据
表面的重力加速度
表面的重力加速度比的小,故D正确。
故选CD。
三、实验题
11. 如图所示,在用斜槽轨道做“研究平抛物体运动”的实验中:
(1)斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是______。
A.保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小
B.保证小球飞出时,速度沿水平方向
C.保证小球在空中运动的时间每次都相等
D.保证小球运动的轨道是一条抛物线
(2)某同学在做“研究平抛运动”的实验中,忘记记下小球做平抛运动的起点位置O,A为物本运动一段时间后的位置,他以A为坐标原点建立直角坐标系,描绘得到平抛运动的部分轨迹图像,如图所示,重力加速度g取,由此图像求出物体做平抛运动的初速度为______。
【答案】 ①. B ②. 2.0m/s
【解析】
【详解】(1)[1]本实验是研究物体平抛运动,要必须保证小球做平抛运动,小球从斜槽末端飞出时速度必须水平,所以斜槽末端的切线必须是水平的,故ACD错误,B正确。
故选B。
(2)[2]由于平抛运动水平方向是匀速直线运动,竖直方向是初速为零、加速度为g的匀加速直线运动,由图可知,在水平方向有
故相邻两点间的时间间隔相同,设为T,有
根据匀变速直线运动规律
在竖直方向有
联立上式,代入数据解得
,
所以物体做平抛运动的初速度为。
12.
(1)用图甲装置进行探究平抛运动的规律的实验,下列说法正确的是______。
A. 只能探究平抛运动水平分运动的特点
B. 若两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动
C. 能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点
(2)用如图乙所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。下列实验条件需要满足的有______。
A. 斜槽轨道光滑
B. 实验时,让小球每次都从同一位置由静止开始滚下
C. 使斜槽末端切线保持水平
(3)使用网格纸替换(2)中白纸进行实验,图丙中A、B、C是实验过程中记录下的三个痕迹点(恰好在网格交叉点上)。已知小正方形网格的边长为10cm,沿水平竖直方向,则可以计算出平抛运动的初速度v0=______m/s(结果可保留根式)
【答案】(1)B (2)BC
(3)
【解析】
【小问1详解】
该实验中若两球同时落地,说明两球在竖直方向的运动相同,说明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动,所以该实验只能研究竖直方向的分运动,无法研究水平方向运动情况,故选B;
【小问2详解】
A.斜槽轨道不一定要光滑,只要到达底端时速度相同即可,选项A错误;
B.实验时,让小球每次都从同一位置由静止开始滚下,以保证小球到达底端时速度相同,选项B正确;
C.使斜槽末端切线保持水平,保证小球做平抛运动,选项C正确。
故选BC。
【小问3详解】
设AB中间时刻由有一点D,AD竖直位移为,DB竖直位移,则
BC竖直位移为0.2m,则
联立得,
又
联立得
四、解答题
13. 如图所示是一运动员抛出的铅球的轨迹,A, B,C是轨迹上的三个点,其中B是最高点,不计空气阻力,若在抛出点铅球的初速度大小是20m/s,与水平的方向夹角是53°。已知sin53°=0.8,cs53°=0.6。则铅球在最高点B的速度为多大?
【答案】12m/s
【解析】
【详解】将初速度沿着水平和竖直方向正交分解,如图所示
可知最高点速度等于初速度的水平分速度,则有
vB=vAx=vAcs53°=20×0.6=12m/s
14. 如图所示,两段长均为L的轻绳共同系住一质量为m的小球,另一端固定在等高的两点、,两点的距离也为L,重力加速度为g,求:
(1)若小球恰能在竖直面内做圆周运动,则小球运动到最高点的速度;
(2)当小球在最低点速度为时每段绳子的拉力为多大。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)小球恰能在竖直面内做圆周运动的条件是在最高点重力恰好提供向心力,则
解得
(2)小球在最低点,由向心力公式得
每段绳子的拉力
得
15. 如图甲所示,水平传送带两皮带轮圆心间的距离为L(未知),两皮带轮的直径均为,与传送带上表面等高的光滑平台上有一个小物体以(未知)的初速度滑上传送带,皮带轮顺时针匀速转动,角速度为。小物体经传送带后从右侧做平抛运动的水平位移为s,的关系图像如图乙所示。已知小物体与传送带间的动摩擦因数为0.1,取重力加速度大小,求:
(1)传送带下表面离水平地面的高度H;
(2)传送带水平段的长度L和小物体的初速度。
【答案】(1);(2),
【解析】
【详解】(1)由题意知当时,小物体做匀减速直线运动,然后做平抛运动
又
解得
依题意
解得
(2)由题意结合题图乙知,小物体的最小速度
同理,最大速度
有
,
解得
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