2021-2022学年湖南省长沙市长郡中学高二（上）入学考试物理试题含解析

  长郡中学2021—2022学年度高二第一学期入学考试

物理

时量：75分钟  满分：100分

一､单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。）

1. 如图所示，一物块放在倾斜的木板上，当木板的倾角增大时，物体由静止变为运动，发现倾角θ为30°和37°时，物块所受摩擦力的大小恰好相等，则物块与木板间的动摩擦因数为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】当木板倾角是30°时，物块受到是静摩擦力，其大小等于

当木板倾角是37°时，物块受到是滑动摩擦力，其大小等于

由题意可得

解得

2. A、B两木块自左向右做匀加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图所示，曝光的时间间隔相等，则（　　）

A. t2时刻，A木块速度大于B木块速度

B. t2时刻，A木块速度小于B木块速度

C. t1时刻，A木块速度大于B木块速度

D. t1时刻，A木块速度小于B木块速度

【答案】D

【解析】

【详解】AB．由A、B两木块这段时间内位移相同，根据某段时间内的平均速度等于这段时间内的中间时刻的瞬时速度，得t2时刻，A木块速度等于B木块速度。故AB错；

CD．在时刻两木块速度相等，根据公式

又期间B的位移大于A的位移且时间相等，故在t1时刻，B的速度大于A的速度，故C错，D对。

故选D。

3. 如图所示，一块光滑薄绝缘板水平放置，距离薄板上､下处依次有电荷量为和电荷量为的两个点电荷，一个电荷量为的绝缘小球从绝缘板的左端以初速度向右运动，并一直沿着绝缘板表面到达板的右端，则在小球通过薄板的过程中（　　）

A. 先减速运动，后加速运动 B. 先加速运动，后减速运动

C. 先减速运动，后加速运动，再减速运动 D. 一直匀速运动

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】因为绝缘板处于该电场的零势面上，因此绝缘板表面附近的电场强度与板处处垂直，小球在水平方向上不受力，因此一直以速度做匀速运动，ABC错误，D正确。

故选D正确。

4. 在一次足球比赛中，球从位于球门正前方的罚球点踢出后，在空中飞行的速率与时间的关系如图所示．已知球在t2时刻刚好飞入球门，不计空气阻力，则罚球点到球门的距离为

A. v2t2 B. v1t2 C. v3t2 D.

【答案】B

【解析】

【详解】不计空气阻力，足球在空中做斜上抛运动，足球在t1时刻速度最小，到达最高点，此时足球只有水平速度，所以足球的水平分速度等于v1．足球水平方向做匀速直线运动，则罚球点到球门的距离为 s=v1t2．

A. v2t2，与结论不相符，选项A错误；

B. v1t2，与结论相符，选项B正确；

C. v3t2，与结论不相符，选项C错误；

D. ，与结论不相符，选项D错误；

5. 转盘游戏中，游客坐在水平转盘上随转盘一起转动，所有游客和转盘间动摩擦因数相同且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当转盘加速转动至最大速度时，最后没有被甩出的人胜出，则（　　）

A. 质量越大的游客越容易获胜

B. 质量越小的游客越容易获胜

C. 距离转盘中心越近的游客越容易获胜

D. 距离转盘中心越远的游客越容易获胜

【答案】C

【解析】

【详解】人在转盘上属于同轴转动，具有相同的角速度，根据摩擦力提供向心力

可知，当半径越大，所需的摩擦力越大，相同转速下，距离转盘中心越远所需向心力越大，越容易被甩出，质量两边约去，与质量无关。

故选C。

6. 2019年4月10日，事件视界望远镜（EHT）项目团队发布了人类历史上的首张黑洞照片，我国科学家也参与其中做出了巨大贡献。经典的“黑洞”理论认为，当恒星收缩到一定程度时，会变成密度非常大的天体，这种天体的逃逸速度非常大，大到光从旁边经过时都不能逃逸，也就是其第二宇宙速度大于等于光速，此时该天体就变成了一个黑洞。若太阳演变成一个黑洞后的密度为、半径为，设光速为，第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，引力常量为G，则的最小值是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】根据万有引力提供向心力有

得第一宇宙速度

则第二宇宙速度为

所以

选项B正确，ACD错误。

故选B。

二､多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错的得0分。）

7. 如图，一粗糙斜面放在水平地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一轻质细绳跨过定滑轮，一端悬挂物块，另一端与斜面上的物块相连，整个装置向左匀速运动。某时刻斜面突然减速，整个过程始终相对斜面保持静止，则在斜面刚减速时（　　）

A. 细绳的张力大小可能减小 B. 细绳的张力大小一定增大

C. 所受斜面的摩擦力大小可能减小 D. M所受斜面的摩擦力大小一定不变

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】整个装置向左匀速运动，此时绳的拉力与物块N的重力大小相等，某时刻斜面突然减速，由于惯性，物块N以定滑轮为圆心，向左做圆周运动，根据牛顿第二定律可得，故F大于，A错误B正确；整个装置向左匀速运动，物块M相对斜面静止，处于平衡状态，此时物块M受到的摩擦力可能沿斜面向下､沿斜面向上或者为零，当受到的摩擦力沿斜面向上时，当斜面突然减速，绳上的拉力增大，故物块M受到的摩擦力可能减小，故C正确，D错误。故选BC。

8. 传送带广泛地应用于物品的传输､分拣､分装等工作中，某煤炭企业利用如图所示的三角形传送带进行不同品质煤的分拣，传送带以6m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是1m，且与水平方向的夹角均为37°。现有两方形煤块A､B（可视为质点）从传送带顶端静止释放，煤块与传送带间的动摩擦因数均为0.5，下列说法正确的是（　　）

A. 煤块A､B在传送带上的划痕长度不相同

B. 煤块A､B受到的摩擦力方向都与其运动方向相反

C. 煤块A比煤块B后到达传送带底端

D. 煤块A运动至传送带底端时速度大小为

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】B．煤块A开始受到的摩擦力方向沿传送带方向向下，与运动方向相同，煤块B下滑过程中受到的摩擦力方向沿传送带方向向上，与运动方向相反，选项B错误；

D．对煤块A根据牛顿第二定律可得

解得

煤块A达到与传送带共速时间

位移

故不可能与传送带共速，煤块A一直以向下加速，达到底部的时间设为，则有

解得

达到底端的速度为

选项D正确；

C．对煤块B根据牛顿第二定律可得

解得

煤块B达到底部的时间设为，则有

解得

所以A先达到底部，选项C错误；

A．煤块A相对于传送带的位移

煤块B相对于传送带的位移

所以煤块A､B在传送带上划痕长度不相同，选项A正确。

故选AD。

9. 如图所示，从灯丝发出电子经加速电场加速后，进入偏转电场，若加速电压为，偏转电压为，要使电子在电场中的偏转量增大为原来的2倍，下列方法中正确的是（　　）

A. 使减小到原来的 B. 使增大为原来的2倍

C. 使偏转板的长度增大为原来2倍 D. 使偏转板的距离减小为原来的

【答案】ABD

【解析】

【分析】

【详解】设电子的质量和电量分别为m和e，电子在加速电场中加速过程，根据动能定理，有

电子进入偏转电场后，做类平抛运动，加速度大小为

电子在水平方向做匀速直线运动，则有

在竖直方向做匀加速运动，则有偏转量

联立，可得

A．根据偏转量的表达式，可知要使电子在电场中的偏转量增大为原来的2倍，使减小到原来的即可，故A正确；

B．根据偏转量的表达式，可知要使电子在电场中的偏转量增大为原来的2倍，使增大为原来的2倍即可，故B正确；

C．根据偏转量的表达式，可知要使电子在电场中的偏转量增大为原来的2倍，使偏转板的长度增大为原来倍即可，故C错误；

D．根据偏转量的表达式，可知要使电子在电场中的偏转量增大为原来的2倍，使偏转板的距离减小为原来的即可，故D正确。

故选ABD。

10. 一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和小球B，小球A的正下方通过一轻弹簧与小球C栓接，小球C放置于水平地面上。初始时用手托住小球B球，整个系统处于静止状态，且轻绳恰好伸直。已知小球A的质量为m，小球B和小球C的质量均为，弹簧劲度系数为k，弹簧弹性势能的表达式为（其中x为弹簧的形变量），重力加速度为g。假设运动过程中，小球A不会触及定滑轮，小球B不会触地，弹簧始终在弹性限度内。不计一切摩擦。现释放小球B。下列说法正确的是（　　）

A. 释放瞬间，小球B的加速度大小为

B. 小球B的速度最大时，弹簧恰好恢复原长

C. 小球B的最大速度为

D. 小球C刚离开地面时，小球B的速度大小为

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．轻绳恰好伸直，可知此时绳子无弹力，释放瞬间，对整体进行分析可知

解得

故A正确；

B．对整体进行分析，B球加速度为0时，此时B速度最大，则有

解得

即当弹簧的伸长量为时，B的速度最大，故B错误；

C．对整体进行分析，由动能定理可得

解得

故C正确；

D．当小球C刚离开地面时，有

解得

A与B球的速度大小相等，对整体由动能定理有

由带入得

故D正确；

故选ACD。

三､非选择题（共56分）

11. 在“探究求合力的方法”的实验中，下列操作正确的是______。

A. 在使用弹簧秤时，使弹簧秤与木板平面平行

B. 每次拉伸橡皮筋时，只要使橡皮筋伸长量相同即可

C. 橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上

D. 描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】A．弹簧秤是否与木板平面平行，将会影响弹簧秤的读数，即力的大小，A正确；

BC．两次拉橡皮筋，要使橡皮筋的结点到达同一位置，并不是两次拉橡皮筋的伸长量相同，也不一定橡皮条要在两细线的夹角平分线上，BC错误；

D．在记录力方向时，同一细绳方向的两点要远些，作图时产生的角度误差会减小，D正确。

故选AD。

12. 如图所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引质量为M的小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。

（1）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是把长木板右端垫高，在不挂重物且______ （选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。

A.计时器不打点        B.计时器打点

（2）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A､B､C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A､B､C……各点到O点的距离为、、……如图所示。

实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功______，打B点时小车的速度______。

（3）以为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图所示的图像。由此图像可得随W变化的表达式为______。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是______。

（4）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图中正确反映关系的是______。

A B.

C. D.

【答案】    ①. B    ②.     ③.     ④. ，    ⑤. 质量    ⑥. A

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]平衡摩擦力时需要让打点计时器工作，纸带跟打点计时器限位孔间会有摩擦力，且可以通过纸带上打出的点迹判断小车的运动是否为匀速直线运动。

故选B。

（2）[2]小车拖动纸带移动的距离等于重物下落的距离，又小车所受拉力约等于重物重力，因此

[3]小车做匀变速直线运动，因此打B点时小车的速度为打AC段的平均速度，则

（3）[4][5]由图3可知，图线斜率

即；设小车质量为M，根据动能定理有

变形得

即

因此与图线斜率有关的物理量为质量

（4）[6]若m不满足远小于M，则由动能定理有

可得

与仍然成正比关系

故选A。

13. 一辆卡车的平板车厢上放置一个木箱，木箱与接触面间的摩擦因数为μ=0.5，卡车运行在一条平直的公路上，重力加速度g=10m/s2。（已知木箱所受的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）

(1)当卡车以a=2m/s2的加速度启动时，请分析说明木箱是否会发生滑动；

(2)当卡车遇到紧急情况刹车停止后，司机下车发现木箱已经撞在驾驶室后边缘，已知木箱在车上滑行的距离d=4m，刹车前卡车的车速为v=72km/h，求卡车刹车时的加速度a1至少为多大。

【答案】(1)没有发生滑动；(2)

【解析】

【详解】(1)当卡车的加速度为a=2m/s2时，假设木箱与卡车一起运动。

则对于木箱由牛顿第二定律得

木箱所受的最大静摩擦力为

代入数据可知，假设成立，木箱没有发生滑动。

(2)刹车过程中，汽车向前运动的距离为

如不撞击，木箱向前运动的距离为

其中

根据题意

代入数据解得

14. 如图所示，轻质小滑轮通过竖直杆固定于天花板上，细绳跨过小滑轮连接､两球，球再通过细绳､分别连接右侧竖直墙壁和水平地面，整个系统保持静止。细绳沿竖直方向，滑轮最高点与细绳在竖直墙壁上的固定点等高，点､点到球的距离均为，与球之间的高度差为，球的质量为，b球的质量为。某时刻将细绳剪断，以后的过程中a､b两球均不会碰到地面或天花板，取重力加速度，求：

（1）未剪断细绳时，细绳对b球的拉力；

（2）剪断细绳后，b球运动至与M点等高处的速度大小。

【答案】（1）22N，方向竖直向下；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）因为两绳等长，点和M点等高，则两绳与竖直方向的夹角相等，设为，根据平衡条件得

解得

方向竖直向下。

（2）绳剪断后，b球做变速圆周运动，如图所示

a球下降的高度为

根据机械能守恒定律

解得

15. 如图所示，光滑绝缘水平地面上相距2L的A、B两点固定有两个电量均为Q的正点电荷，a、O、b是AB连线上的三点，且O为中点，，O点的电势规定为零，即，另一质量为m、电量为q的点电荷以初速度从a点出发，沿AB连线向B运动，在运动过程中电荷受到的阻力满足，但f为未知量，当它运动到O点时，动能为初动能的4.5倍，到b点时速度刚好为零。求：

(1)a点的场强大小；

(2)a点的电势；

(3)电荷q最终静止在O点，求电荷q在电场中运动的总路程。

【答案】(1)；(2)；(3)5L

【解析】

【详解】(1)设a点的电场强度为E，则

方向向右（指向B）。

(2)由对称分析可知，a、b两点的电势相等，即，且，，设电荷q在运动中所受的阻力为f，由动能定理得

当电荷由a运动到O点时，有

当电荷由a运动到b点时，有

联立各式解得

(2)电荷最终静止在O点，设由运动到最后静止所通过的路程为S，则

联立各式解得

16. 某同学通过实验探究物块速度随时间的变化，得到一条纸带如图所示（图中相邻两点间有4个点未画出）。根据实验数据分析，该同学认为物块的运动为匀加速运动，物块的加速度大小为 ______ 。

【答案】2.0m/s2

【解析】

【分析】

【详解】根据逐差法，有

则物块的加速度大小为