2024宜春宜丰中学高二下学期开学考试物理（创新部）含解析

这是一份2024宜春宜丰中学高二下学期开学考试物理（创新部）含解析，共25页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题（每小题4分，共32分）
1. 如图所示是甲、乙两个物体沿同一直线运动的图像，已知甲、乙两个物体的质量均为2kg，下列说法正确的是（ ）
A. 0~5s内，乙物体的加速度均匀减小
B. 甲、乙两物体的运动方向相同
C. 甲、乙两物体在0~5s内的位移大小之比为
D. 0~5s内，甲物体所受合外力的冲量为
2. 在8月3日进行的东京奥运会女子链球决赛中，中国选手王峥以77.03m获得一枚宝贵的银牌；我们可以把投掷的过程简化为图所示模型，运动员双手紧握链条的一端，另一端拴一重球，绕一竖直轴做圆周运动。在转速不断增大的过程中，某时刻突然松手后链球飞出。下列说法中正确的是（ ）
A. 松手前链条的拉力总是与球的速度方向垂直
B. 松手时球在重力和离心力作用下向外飞出
C. 在转速不断增大的过程中，链球的机械能不断增大
D. 球飞出水平距离仅由松手时球的速率决定
3. 如图，在虎年春节晚会上，舞蹈《只此青绿》凭借优美舞姿使我国山水画传世佳作《千里江山图》重回大众视野。甲图中舞蹈演员正在做一个后仰身体的舞蹈动作，静止时的简化模型如图乙所示，肌肉对头部的拉力与水平方向成角，脖颈弯曲与水平方向夹角为，已知，，据此可估算脖颈受到的压力约为直立时脖颈受到压力的多少？（ ）
A. 2倍B. 5倍C. 8倍D. 11倍
4. 如图所示，轻质弹簧一端固定在足够长的光滑斜面的顶端，另一端与物块A连接，物块B叠放在A上，两物块质量均为m，斜面倾角为θ，O点为弹簧原长位置。将两物块从O点上方x0处由静止释放，下滑过程中A、B始终相对静止，则在下滑至最低点过程中（ ）
A. 物块A在O点速度最大
B. 最低点到O点的距离为x0
C. 物块B在最低点时加速度大小为
D. 物块B在最高点与最低点所受摩擦力大小相等
5. 如图甲所示，半径为R的光滑圆轨道竖直固定，一小球（可视为质点）在轨道内做圆周运动，小球距离轨道最高点的竖直高度h与小球对轨道的压力F的关系如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度为g，为已知量，则小球的质量大小为（ ）
A. B. C. D.
6. 宇宙中存在一些离其它恒星较远的三星系统，其中一种三星系统如图所中示，三颗恒星位于同一直线上，两颗环绕星甲、丙绕中央星乙在同一半径的圆轨道上运行，假设甲、丙的质量均为m，圆周运动的轨道半径均为R，向心加速度的大小均为a，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. 甲对丙的引力大小为B. 甲的速度大小为
C. 乙的质量为D. 丙对乙的引力大小为
7. 如图甲所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，一木块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜面足够长，上滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 木块上滑过程中，重力势能增加了4E0
B. 木块受到的摩擦力大小为
C. 木块的重力大小为
D. 木块与斜面间的动摩擦因数为
8. 如图所示，质量分别为4m和m的物块A和B通过轻质细绳连接，细绳绕过轻质动滑轮，滑轮中心通过细绳悬挂一质量为的物块C，开始时物块A、B均静止，细绳刚好拉直。动滑轮在竖直向上的拉力（为重力加速度）作用下由静止向上加速运动，经时间2t，力F做的功为（ ）
A B. C. D.
二、多选题（每小题6分，共12分，漏选3）
9. 跳水运动是一项具有观赏性且难度系数较大的运动，东京奥运会跳水比赛中我国跳水队收获7金5银。图中为我国跳水运动员的飒爽英姿。若只研究运动员竖直方向的运动，针对运动员跳水的整个过程，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 在最高点时其加速度为零
B. 离开跳台前起跳过程中处于超重状态
C. 离开跳台到手接触水面这一过程中处于完全失重状态
D. 运动员从手接触水面至入水后下落到最低点的过程中一直是减速运动
10. 消防车从同一点M分别以不同的初速度沿与水平方向成30°和60°的夹角喷出甲、乙两水柱，两水柱经过空间同一点N，M、N两点在同一水平线上，如图所示，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 甲、乙水柱喷出时的初速度大小之比为1∶2
B. 甲、乙水柱从M点运动到N点的时间之比为∶1
C. 甲、乙水柱上升的最大高度之比1∶3
D. 甲、乙水柱从M点运动到N点过程平均速度之比为∶1
三、实验题（每空3分，共21分）
11. 某实验小组用以下方法探究木板沿水平方向运动的规律。在运动的木板正上方用细线悬挂一个除去了柱塞的小注射器，注射器内装上墨汁，做成秒摆（周期为），如图甲所示。注射器的平衡位置在木板中线的正上方，当注射器在竖直平面内摆动时，在木板上留下了墨汁图样，图样与中线各交点的距离关系如图乙所示。
（1）由图乙可知，木板向右做___________（选填“加速”或“减速”）直线运动；
（2）若木板的运动可视为匀变速直线运动，墨汁滴到木板A点时，木板的速度大小为___________，木板的加速度大小为___________。（计算结果均保留2位有效数字）
12. 为了测量两个质量不等的沙袋的质量，由于没有直接测量工具，某实验小组应用下列器材测量：轻质定滑轮（质量和摩擦可忽略）、砝码一套（总质量为）不可伸长的轻细线、米尺、秒表，他们根据已学过的物理学知识，改变实验条件进行多次测量，选择合适的变量得到线性关系，作出图线并根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量。实验过程如下：
（1）实验装置如图所示，设两沙袋A、B（均可视为质点）质量分别为和，在外力作用下，它们均处于静止状态；
（2）从给定的砝码组中取出质量为的砝码放在沙袋A中，剩余砝码都放在沙袋B中，之后撤去外力，发现A下降、B上升；
（3）用米尺测出沙袋A从静止下降的距离h，用秒表测出沙袋A下降h所用的时间，则可知沙袋的加速度大小为___________；
（4）改变，测量相应的加速度，得到多组及的数据，作出_________（选填“”或“”）图线；
（5）若求得图线的斜率k=2（），截距，则两沙袋的质量=______kg、=______kg。（重力加速度g取10m/s²）
四、解答题
13. 一台固定在水平地面上的机器连着一根细软管，可以从软管中向外发射小球，当软管水平放置在水平地面上时，小球以v0=10m/s的速度从软管中喷出。不计一切阻力，重力加速度g取10m/s2，小球可视为质点。现将软管出口水平抬起，改变软管出口距地面的高度，并保持软管的内径处处相等，求小球喷出后落在水平地面上的最大射程是多少？此时软管出口距水平地面的高度是多少？
14. 碰撞恢复系数e是两物体碰撞后同碰撞前沿碰撞面法向相对速度的比值，是衡量两个物体在碰撞后的反弹程度，假若，则此碰撞为弹性碰撞；假若，则此碰撞为非弹性碰撞。某小组想探究篮球碰撞地面的碰撞恢复系数e的大小，将一质量为的篮球从距地面高度为m处由静止释放，着地后竖直反弹高度为。已知篮球在运动过程中所受空气阻力的大小是所受重力的0.2倍，重力加速度。
（1）求篮球与地面碰撞时的恢复系数e的大小；
（2）若篮球每次与地面碰撞时的恢复系数e不变，现使篮球从距地面1.8m高度处由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球，篮球落地后反弹的高度也为1.8m，运动员拍球时对篮球的作用力为恒力，作用距离为，求运动员拍球时对篮球的作用力的大小。
15. 如图所示，足够长的光滑水平杆离地的高度为2L，滑块A套在水平杆上，通过长度为L的细线连接质量为m的小球B。将小球B拉至与滑块A等高，细线水平伸直，由静止释放小球，当细线运动到竖直方向时，细线刚好断裂，此时滑块向右运动了。重力加速度为g，求：
（1）滑块质量M；
（2）细线承受拉力的最大值F；
（3）小球落地时到滑块M的距离d。

2023-2024（下）创新部高二开学考物理试卷
一、单选题（每小题4分，共32分）
1. 如图所示是甲、乙两个物体沿同一直线运动的图像，已知甲、乙两个物体的质量均为2kg，下列说法正确的是（ ）
A. 0~5s内，乙物体的加速度均匀减小
B. 甲、乙两物体的运动方向相同
C. 甲、乙两物体在0~5s内的位移大小之比为
D. 0~5s内，甲物体所受合外力的冲量为
【答案】C
【解析】
【详解】A．图像的斜率表示加速度，0~5s内，图像斜率不变，乙物体加速度不变，故A错误；
B．由图可知，甲物体向正方向运动，乙物体向负方向运动，甲、乙两物体的运动方向相反，故B错误；
C．图像与坐标轴围成的面积表示位移，甲、乙两物体在0~5s内的位移大小之比为
故C正确；
D．0~5s内，根据动量定理，甲物体所受合外力的冲量等于动量的减小量，即
故D错误。
故选C。
2. 在8月3日进行的东京奥运会女子链球决赛中，中国选手王峥以77.03m获得一枚宝贵的银牌；我们可以把投掷的过程简化为图所示模型，运动员双手紧握链条的一端，另一端拴一重球，绕一竖直轴做圆周运动。在转速不断增大的过程中，某时刻突然松手后链球飞出。下列说法中正确的是（ ）
A. 松手前链条的拉力总是与球的速度方向垂直
B. 松手时球在重力和离心力作用下向外飞出
C. 在转速不断增大的过程中，链球的机械能不断增大
D. 球飞出的水平距离仅由松手时球的速率决定
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．若松手前链条的拉力总是与球的速度方向垂直，则球做匀速圆周运动，而题目中重球的速度越来越大，故A错误；
B．松手后只在重力作用下做平抛运动，故B错误；
C．在转速不断增大的过程中，链球的线速度增加，动能增加，链球不断被抬高，则重力势能增加，则机械能不断增大，选项C正确；
D．球飞出的水平距离由松手时球所处的高度及球的速率决定，故D错误。
故选C。
3. 如图，在虎年春节晚会上，舞蹈《只此青绿》凭借优美舞姿使我国山水画传世佳作《千里江山图》重回大众视野。甲图中舞蹈演员正在做一个后仰身体的舞蹈动作，静止时的简化模型如图乙所示，肌肉对头部的拉力与水平方向成角，脖颈弯曲与水平方向夹角为，已知，，据此可估算脖颈受到的压力约为直立时脖颈受到压力的多少？（ ）
A. 2倍B. 5倍C. 8倍D. 11倍
【答案】B
【解析】
【详解】设肌肉对头的拉力为F1，颈椎支持力为F2，根据平衡条件
水平方向竖直方向
解得
结合牛顿第三定律和题意可知颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的5倍。
故选B。
4. 如图所示，轻质弹簧一端固定在足够长的光滑斜面的顶端，另一端与物块A连接，物块B叠放在A上，两物块质量均为m，斜面倾角为θ，O点为弹簧原长位置。将两物块从O点上方x0处由静止释放，下滑过程中A、B始终相对静止，则在下滑至最低点过程中（ ）
A. 物块A在O点的速度最大
B. 最低点到O点的距离为x0
C. 物块B在最低点时加速度大小为
D. 物块B在最高点与最低点所受摩擦力大小相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．对A、B构成的整体进行分析，整体受到重力，弹簧的弹力与斜面的支持力，弹簧开始处于压缩状态，弹力方向沿斜面向下，A、B整体开始向下做加速度减小的加速直线运动，到达O点后，弹簧处于原长，弹力为0，加速度为，整体仍然向下做加速运动，随后弹簧处于拉伸状态，整体向下做加速度减小的加速运动，当加速度减小为0，时，速度达到最大值，之后向下做加速度向上，大小增大的减速直线运动，可知，物块A在O点的速度不是最大，故A错误；
B．A、B整体开始的速度为0，到达最低点的速度也为0，可知，整体运动到最低点过程，减小的动能转化为增大的弹性势能，由于在O点位置，弹簧处于原长，则A、B在O点上侧时，弹簧处于压缩状态，A、B在O点下侧时，弹簧处于拉伸状态，弹簧一定，弹性势能由弹簧的形变量大小决定，由于整体运动到最低点过程，减小的动能转化为增大的弹性势能，可知A、B整体在最低点的弹性势能大于整体在最高点的弹性势能，即整体在最低点的拉伸形变量大于整体在最高点的压缩形变量，可知，最低点到O点的距离大于x0，故B错误；
C．根据胡克定律有
即弹力与形变量成正比，根据功能关系可知弹簧的弹性势能为
令最低点到O点的间距为，则有
解得
根据牛顿第二定律有
解得
故C正确；
D．物块B在最高点，对A、B整体，根据牛顿第二定律有
物块B在最高点，对B分析有
解得
物块B在最高点，对B分析有
结合上述解得
可知
故D错误。
故选C。
5. 如图甲所示，半径为R的光滑圆轨道竖直固定，一小球（可视为质点）在轨道内做圆周运动，小球距离轨道最高点的竖直高度h与小球对轨道的压力F的关系如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度为g，为已知量，则小球的质量大小为（ ）
A B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设小球在最高点的速度为，当小球下降高度h，小球与圆心的连线与竖直方向的夹角为，由几何关系可知
根据机械能守恒有
由向心力公式有
联立可得
由图可知，直线方程为
故
解得
故选C。
6. 宇宙中存在一些离其它恒星较远的三星系统，其中一种三星系统如图所中示，三颗恒星位于同一直线上，两颗环绕星甲、丙绕中央星乙在同一半径的圆轨道上运行，假设甲、丙的质量均为m，圆周运动的轨道半径均为R，向心加速度的大小均为a，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. 甲对丙的引力大小为B. 甲的速度大小为
C. 乙的质量为D. 丙对乙的引力大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．甲对丙的引力大小
A项错误；
B．由
可得甲的速度大小为
B项错误；
C．对甲有
综合解得乙的质量为
C项正确；
D．设乙对丙的引力大小F2，对丙有
综合解得
由牛顿第三定律可知，丙对乙的引力大小
D项错误。
故选C。
7. 如图甲所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，一木块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜面足够长，上滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 木块上滑过程中，重力势能增加了4E0
B. 木块受到的摩擦力大小为
C. 木块的重力大小为
D. 木块与斜面间的动摩擦因数为
【答案】C
【解析】
【详解】A．机械能的变化量等于重力势能变化量和动能变化量的和，则
解得
故A错误；
B．木块上滑过程中，机械能的变化量等于摩擦力所做的功，则
解得
故B错误；
C．重力所做的功等于重力势能变化量，则
解得
故C正确；
D．滑动摩擦力为
解得
故D错误。
故选C。
8. 如图所示，质量分别为4m和m的物块A和B通过轻质细绳连接，细绳绕过轻质动滑轮，滑轮中心通过细绳悬挂一质量为的物块C，开始时物块A、B均静止，细绳刚好拉直。动滑轮在竖直向上的拉力（为重力加速度）作用下由静止向上加速运动，经时间2t，力F做的功为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】假设细绳的拉力，此时物块A静止不动，设滑轮的加速度为，物块B的加速度为，则
对滑轮，根据牛顿第二定律有
对物块B，根据牛顿第二定律有
解得
，，
故假设成立，经时间2t滑轮的位移为
力F做的功为
故选A。
二、多选题（每小题6分，共12分，漏选3）
9. 跳水运动是一项具有观赏性且难度系数较大的运动，东京奥运会跳水比赛中我国跳水队收获7金5银。图中为我国跳水运动员的飒爽英姿。若只研究运动员竖直方向的运动，针对运动员跳水的整个过程，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 在最高点时其加速度零
B. 离开跳台前的起跳过程中处于超重状态
C. 离开跳台到手接触水面这一过程中处于完全失重状态
D. 运动员从手接触水面至入水后下落到最低点的过程中一直是减速运动
【答案】BC
【解析】
【详解】A．运动员上升至最高点时，只受重力作用，根据牛顿第二定律可知，其加速度为g，故A错误；
B．离开跳台前，运动员处于加速运动状态，具有向上的加速度，根据牛顿第二定律可知，台面给运动员的弹力大于运动员所受重力，处于超重状态，故B正确；
C．离开跳台后至入水前，运动员只受重力作用，加速度为g，处于完全失重状态，故C正确；
D．运动员从手入水开始，受到水向上的浮力和阻力作用，所以合力和加速度先向下后向上，运动员先加速再减速，故D错误。
故选BC。
10. 消防车从同一点M分别以不同初速度沿与水平方向成30°和60°的夹角喷出甲、乙两水柱，两水柱经过空间同一点N，M、N两点在同一水平线上，如图所示，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 甲、乙水柱喷出时的初速度大小之比为1∶2
B. 甲、乙水柱从M点运动到N点的时间之比为∶1
C. 甲、乙水柱上升的最大高度之比1∶3
D. 甲、乙水柱从M点运动到N点过程平均速度之比为∶1
【答案】CD
【解析】
【详解】A．水平方向
竖直方向
解得
因水平射程相同，则甲、乙水柱喷出时的初速度大小之比为
选项A错误；
B．根据
可知甲、乙水柱从M点运动到N点的时间之比为
选项B错误；
C．根据
可知，甲、乙水柱上升的最大高度之比
选项C正确；
D．根据
则甲、乙水柱从M点运动到N点过程平均速度之比为
选项D正确。
故选CD。
三、实验题（每空3分，共21分）
11. 某实验小组用以下方法探究木板沿水平方向运动的规律。在运动的木板正上方用细线悬挂一个除去了柱塞的小注射器，注射器内装上墨汁，做成秒摆（周期为），如图甲所示。注射器的平衡位置在木板中线的正上方，当注射器在竖直平面内摆动时，在木板上留下了墨汁图样，图样与中线各交点的距离关系如图乙所示。
（1）由图乙可知，木板向右做___________（选填“加速”或“减速”）直线运动；
（2）若木板的运动可视为匀变速直线运动，墨汁滴到木板A点时，木板的速度大小为___________，木板的加速度大小为___________。（计算结果均保留2位有效数字）
【答案】 ① 加速 ②. 0.23 ③. 0.078
【解析】
【详解】（1）[1]木板上的墨汁图样是由注射器摆动形成的，根据单摆的特点，虚线上相邻两个平衡位置的时间相同；越向左，相邻两个平衡位置间的距离越来越远，即木板运动的越快，因此木板向右做“加速”直线运动。
（2）[2]木板匀加速直线运动，相邻两平衡位置时间
中间时刻的速度等于平均速度
[3]木板匀变速直线运动，加速度
12. 为了测量两个质量不等的沙袋的质量，由于没有直接测量工具，某实验小组应用下列器材测量：轻质定滑轮（质量和摩擦可忽略）、砝码一套（总质量为）不可伸长的轻细线、米尺、秒表，他们根据已学过的物理学知识，改变实验条件进行多次测量，选择合适的变量得到线性关系，作出图线并根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量。实验过程如下：
（1）实验装置如图所示，设两沙袋A、B（均可视为质点）的质量分别为和，在外力作用下，它们均处于静止状态；
（2）从给定的砝码组中取出质量为的砝码放在沙袋A中，剩余砝码都放在沙袋B中，之后撤去外力，发现A下降、B上升；
（3）用米尺测出沙袋A从静止下降的距离h，用秒表测出沙袋A下降h所用的时间，则可知沙袋的加速度大小为___________；
（4）改变，测量相应的加速度，得到多组及的数据，作出_________（选填“”或“”）图线；
（5）若求得图线的斜率k=2（），截距，则两沙袋的质量=______kg、=______kg。（重力加速度g取10m/s²）
【答案】 ①. ②. ③. 6.0 ④. 3.0
【解析】
【详解】（3）[1]根据匀变速直线运动的位移时间公式得
解得
（4）[2]根据牛顿第二定律，对沙袋A及砝码有
对沙袋B及砝码有
联立解得
可见作“”图线较为合理。
（5）[3][4]由上一问知，图线斜率
图线截距
将代入计算，解得
，
四、解答题
13. 一台固定在水平地面上的机器连着一根细软管，可以从软管中向外发射小球，当软管水平放置在水平地面上时，小球以v0=10m/s的速度从软管中喷出。不计一切阻力，重力加速度g取10m/s2，小球可视为质点。现将软管出口水平抬起，改变软管出口距地面的高度，并保持软管的内径处处相等，求小球喷出后落在水平地面上的最大射程是多少？此时软管出口距水平地面的高度是多少？
【答案】，
【解析】
【详解】设软管出口距水平地面的高度为，根据动能定理有
小球喷出后做平抛运动，竖直方向有
小球喷出后落在水平地面上的射程为
根据数学关系可知当
时，小球喷出后落在水平地面上射程最大，为
14. 碰撞恢复系数e是两物体碰撞后同碰撞前沿碰撞面法向相对速度的比值，是衡量两个物体在碰撞后的反弹程度，假若，则此碰撞为弹性碰撞；假若，则此碰撞为非弹性碰撞。某小组想探究篮球碰撞地面的碰撞恢复系数e的大小，将一质量为的篮球从距地面高度为m处由静止释放，着地后竖直反弹高度为。已知篮球在运动过程中所受空气阻力的大小是所受重力的0.2倍，重力加速度。
（1）求篮球与地面碰撞时的恢复系数e的大小；
（2）若篮球每次与地面碰撞时的恢复系数e不变，现使篮球从距地面1.8m高度处由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球，篮球落地后反弹的高度也为1.8m，运动员拍球时对篮球的作用力为恒力，作用距离为，求运动员拍球时对篮球的作用力的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）篮球下落过程中，根据牛顿第二定律得
再根据匀变速直线运动的公式，下落的过程中有
篮球反弹后上升过程中，根据牛顿第二定律得
再根据匀变速直线运动的公式，上升的过程中有
则篮球与地面碰撞时的恢复系数
（2）用力作用于篮球，篮球下落的过程中，由动能定理可得
篮球反弹后向上运动的过程，由动能定理可得
则有
联立可得
15. 如图所示，足够长的光滑水平杆离地的高度为2L，滑块A套在水平杆上，通过长度为L的细线连接质量为m的小球B。将小球B拉至与滑块A等高，细线水平伸直，由静止释放小球，当细线运动到竖直方向时，细线刚好断裂，此时滑块向右运动了。重力加速度为g，求：
（1）滑块质量M；
（2）细线承受拉力的最大值F；
（3）小球落地时到滑块M的距离d。

【答案】（1）2m；（2）4mg；（3）
【解析】
【详解】（1）设滑块的质量为M，滑块、小球为系统水平方向动量守恒，则
可得
即
解得
（2）设细线运动到竖直方向时，滑块的速度为，小球的速度为，根据动量守恒有
根据能量守恒有
小球在最低点有
解得细线承受拉力的最大值
（3）设细线断后，小球运动到地面的时间为t，这段时间内小球的水平位移为，滑块的位移为，则
小球落地时到滑块M的距离为