河南省安阳市林州一中2020学年高二物理上学期开学试题（含解析） 10页

河南省安阳市林州一中2020学年高二（上）开学物理试卷 ‎ 一、选择题 ‎1. 质点由静止开始做直线运动，加速度与时间关系如图所示，t2=2t1，则（　　）‎ A. 质点一直沿正向运动 B. 质点在某个位置附近来回运动 C. 在0～t2时间段内，质点在t1时刻的速度最大 D. 在0～t2时间段内，质点在t2时刻的速度最大 ‎【答案】AC 考点：运动图像 ‎【名师点睛】考查了加速度的图象，会根据图象分析质点的运动情况；注意加速度改变方向时，速度方向不一定改变。‎ ‎2. 如图，在倾角为α的固定光滑斜面上，有一用绳子栓着的长木板，木板上站着一只猫．已知木板的质量是猫的质量的 2 倍．当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上 跑，以保持其相对斜面的位置不变．则此时木板沿斜面下滑的加速度为（　　）‎ A. 1.5gsinα B. sinα C. gsinα D. 2gsinα ‎【答案】A ‎【解析】【试题分析】对猫和木板受力分析受力分析，可以根据各自的运动状态由牛顿第二定律分别列式来求解，把猫和木板当做一个整体的话计算比较简单．‎ 木板沿斜面加速下滑时，猫保持相对斜面的位置不变，即相对斜面静止，加速度为零．将木板和猫作为整体，由牛顿第二定律，受到的合力为F木板=2ma，猫受到的合力为F猫=0‎ 则整体受的合力等于木板受的合力：F合=F木板=2ma（a为木板的加速度），‎ 又整体受到的合力的大小为猫和木板沿斜面方向的分力的大小（垂直斜面分力为零）‎ 即F合=3mgsinα，解得a=1.5gsinα ‎【点睛】本题应用整体法对猫和木板受力分析，根据牛顿第二定律来求解比较简单，当然也可以采用隔离法，分别对猫和木板受力分析列出方程组来求解．‎ ‎3. 人在距地面高h、离靶面距离L处，将质量m的飞镖以速度v0水平投出，落在靶心正下方，如图所示．只改变h、L、m、v0四个量中的一个，可使飞镖投中靶心的是（　　）‎ A. 适当减小v0 B. 适当提高h C. 适当减小m D. 适当减小L ‎【答案】BD ‎【解析】水平方向，减小m对时间没有影响，竖直高度不变，C错；如果水平位移不变，初速度不变，运动时间不变，竖直高度不变，B错；适当减小初速度，运动时间增大，竖直高度增大，A对；减小水平位移，时间减小，竖直高度减小，D错 ‎4. 如图所示的直角三角板紧贴在固定的刻度尺上方，现假使三角板沿刻度尺水平向右匀速运动的同时，一支铅笔从三角板直角边的最下端，由静止开始沿此边向上做匀加速直线运动，下列关于铅笔尖的运动及其留下的痕迹的判断中，正确的有（　　）‎ A. 笔尖留下的痕迹是一条倾斜的直线 B. 笔尖留下的痕迹是一条抛物线 C. 在运动过程中，笔尖运动的速度方向始终保持不变 D. 在运动过程中，笔尖运动的加速度方向始终保持不变 ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做匀加速直线运动，合力沿竖直方向，轨迹为一条抛物线，A错误B正确；在运动过程中，由于做曲线运动，笔尖的速度方向时刻变化着，但是由于合力恒定，所以加速度恒定，方向不变，D正确；‎ 考点：考查了运动的合成 ‎5. 冥王星绕太阳的公转轨道是个椭圆，公转周期为T0，其近日点到太阳的距离为a，远日点到太阳的距离为b，半短轴的长度为c，如图所示．若太阳的质量为M，万有引力常量为G，忽略其他行星对它的影响，则（　　）‎ A. 冥王星从A→B→C的过程中，机械能逐渐增大 B. 冥王星从A→B所用的时间等于 C. 冥王星从B→C→D的过程中，万有引力对它先做正功后做负功 D. 冥王星在B点的加速度为 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：冥王星从A→B→C的过程中，万有引力做负功，速率逐渐变小，所以A错误；由于太阳在椭圆的焦点，不在椭圆中心，故冥王星从A→B所用的时间不等于，所以B错误；冥王星从B→C→D的过程中，万有引力对它做负功后做正功，所以C错误；根据几何关系可求B点到太阳的距离 ‎，冥王星受万有引力为，联立可求加速度，所以D正确。‎ 考点：本题考查天体运动 ‎6. 运动员从悬停在空中的直升机上跳伞，伞打开前可看做是自由落体运动，打开伞后减速下降，最后匀速下落．如果用h表示下落高度，t表示下落的时间，F表示人受到的合力，E表示人的机械能，Ep表示人的重力势能，v表示人下落的速度，在整个过程中，如果打开伞后空气阻力与速度平方成正比，则下列图象可能符合事实的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】A、图象不可能是直线，否则是匀速下降，而运动员先自由落体运动，打开降落伞后做减速运动，最后是匀速运动，矛盾，故A错误；‎ B、而运动员先自由落体运动，打开降落伞后做减速运动，最后是匀速运动；‎ 减速过程，根据牛顿第二定律，有：，故加速度是变化的，图不是直线，故B错误；‎ C、自由落体阶段，合力恒定，为，减速阶段，由于，故合力是变化的，匀速阶段，合力为零，故C正确；‎ D、由于图象不可能是直线，否则是匀速下降，而重力势能，故不是直线，故D错误。‎ 点睛：本题关键分三个阶段分析运动员的运动，注意减速过程是加速度不断减小的减速运动，当加速度减为零时，速度达到最小；最后是匀速。‎ ‎7. 游乐场中的一种滑梯如图所示．小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则（　　）‎ A. 下滑过程中支持力对小朋友做功 B. 下滑过程中小朋友的重力势能增加 C. 整个运动过程中小朋友的机械能守恒 D. 在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功 ‎【答案】D ‎【解析】下滑过程中小朋友在支持力方向没有发生位移，支持力不做功．故A错误．下滑过程中，小朋友高度下降，重力做正功，其重力势能减小．故B错误．整个运动过程中，摩擦力做功，小朋友的机械能减小，转化为内能．故C错误．在水平面滑动过程中，摩擦力方向与位移方向相反，摩擦力对小朋友做负功，故D正确．故选D.‎ 点睛：判断力是否做功，可根据做功的两个要素，也可根据动能定理．整个过程重力做正功，动能变化量为零，根据动能定理可判断出摩擦力做负功．‎ ‎8. 如图所示，光滑水平面上，质量为m的小球A和质量为m的小球B通过轻质弹簧相连并处于静止状态，弹簧处于自由伸长状态；质量为m的小球C以初速度v0沿AB连线向右匀速运动，并与小球A发生弹性正碰．在小球B的右侧某位置固定一块弹性挡板（图中未画出），当小球B与挡板发生正碰后立刻将挡板撤走，不计所有碰撞过程中的机械能损失，弹簧始终处于弹性限度以内，小球B与固定挡板的碰撞时间极短，碰后小球B的速度大小不变，但方向相反，则B与挡板碰后弹簧弹性势能的最大值Em可能是（　　）‎ A. mv02 B. C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】A、由题可知，系统的初动能为，而系统的机械能守恒，则弹簧的弹性势能不可能等于，故A错误；‎ B、由于小球C与小球A质量相等，发生弹性正碰，则碰撞后交换速度，若在A与B速度动量相等时，B与挡板碰撞，B碰撞后速度与A大小相等、方向相反，当两者速度同时减至零时，弹簧的弹性最大，最大值为，故B正确；‎ C、当B的速度很小（约为零）时，B与挡板碰撞时，当两球速度相等弹簧的弹性势能最大，设共同速度为，以C的初速度方向为正方向，则由动量守恒定律得：，得，由机械能守恒定律可知，最大的弹性势能为，解得：，则最大的弹性势能的范围为，故C正确，D错误。‎ 点睛：不计所有碰撞过程中的机械能损失，系统的机械能是守恒的．系统的合外力为零，总动量也守恒，根据两大守恒定律分析选择。‎ 二、非选择题 ‎9. 利用如图1实验装置探究重锤下落过程中重力势能与动能的转化问题．‎ ‎①图2为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点．分别测出若干连续点A、B、C…与 O点之间的距离h1、h2、h3…．已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，可得重锤下落到B点时的速度大小为______．‎ ‎②取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能Ep．建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示Ek和Ep ‎，根据以上数据在图3中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ．已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1=2.94J/m，请计算图线Ⅱ的斜率k2=______J/m（保留3位有效数字）．重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为________（用k1和k2表示）．‎ ‎【答案】 (1). (2). 2.80 (3). ‎ ‎【解析】（1）某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，那么B点的瞬时速度。‎ ‎（2）取打下O点时重物的重力势能为零，因为初位置的动能为零，则机械能为零，每个位置对应的重力势能和动能互为相反数，即重力势能的绝对值与动能相等，而图线的斜率不同，原因是重物和纸带下落过程中需要克服阻力做功．‎ 根据图中的数据可以计算计算图线Ⅱ的斜率．‎ 根据动能定理得，，则，‎ 图线斜率，图线斜率，‎ 知，则阻力，所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为。‎ 点睛：解决本题的关键知道实验的原理，验证重力势能的减小量与动能的增加量是否相等．以及知道通过求某段时间内的平均速度表示瞬时速度。‎ ‎10. 如图所示，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，从水平飞出时开始计时，经t=3.0s落到斜坡上的A点．已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角θ=37°，运动员的质量m=50kg，不计空气阻力．取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：‎ ‎（1）A点与O点的距离L；‎ ‎（2）运动员离开O点时的速度v1和落到A点时的速度v2的大小．‎ ‎【答案】（1）75m；（2）20m/s， 36.06m/s．‎ ‎【解析】（1）运动员从O到A，在竖直方向做自由落体运动，有：‎ 代入数据解得：；‎ ‎（2）运动员从O到A，在水平方向做匀速直线运动，有：‎ 代入数据，联解得：；‎ 运动员落到斜坡上的A点时，根据运动的分解有：‎ 根据平行四边形定则知，‎ 联解得：。‎ 点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解。‎ ‎11. 滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱．如图是滑板运动的轨道，AB和CD是一段圆弧形轨道，BC是一段长7m的水平轨道．一运动员从AB轨道上P点以6m/s的速度下滑，经BC轨道后冲上CD轨道，到Q点时速度减为零．已知运动员的质量50kg．h=1.4m，H=1.8m，不计圆弧轨道上的摩擦．（g=10m/s2）求：‎ ‎（1）运动员第一次经过B点、C点时的速度各是多少？‎ ‎（2）运动员与BC轨道的动摩擦因数．‎ ‎（3）运动员最后停在BC轨道上距B为多少米处？‎ ‎【答案】（1）8 m/s 6 m/s． （2）0.2．（3）2 m．‎ ‎.........‎ 代入数据，解得 从C到Q的过程中，有：mv＝mgH 代入数据，解得 ‎（2）在B至C过程中，由动能定理有 ‎－μmgs＝mv－mv 代入数据，解得 ‎（3）由能量守恒知，机械能的减少量等于因滑动摩擦而产生的内能，则有 μmgs总＝mv＋mgh 代入数据，解得 n＝＝2‎ 故运动员最后停在距B点的地方．‎ 考点：动能定理的应用、能量守恒定律 名师点睛：本题运用动能定理时，关键是灵活选择研究的过程，要抓住滑动摩擦力做功与总路程有关。‎ ‎12. 如图所示，粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的S形轨道．光滑半圆轨道半径为R，两个光滑半圆轨道连接处CD之间留有很小空隙，刚好能够使小球通过，CD之间距离可忽略．粗糙弧形轨道最高点A与水平面上B点之间的高度为h．从A点静止释放一个可视为质点的小球，小球沿翘尾巴的S形轨道运动后从E点水平飞出，落到水平地面上，落点到与E点在同一竖直线上B点的距离为s．已知小球质量m，不计空气阻力，求：‎ ‎（1）小球从E点水平飞出时的速度大小；‎ ‎（2）小球运动到半圆轨道的B点时对轨道的压力；‎ ‎（3）小球沿翘尾巴S形轨道运动时克服摩擦力做的功．‎ ‎【答案】（1）（2），方向竖直向下；（3）‎ ‎【解析】试题分析：（1）小球从E点水平飞出做平抛运动，设小球从E点水平飞出时的速度大小为vE，由平抛运动规律得：s=vEt ‎4R＝gt2‎ 联立解得：‎ ‎（2）小球从B点运动到E点的过程，机械能守恒，根据机械能守恒定律得：mvB2＝mg4R+m vE2‎ 解得：‎ 在B点，根据牛顿第二定律得：‎ 得：‎ 由牛顿第三定律可知小球运动到B点时对轨道的压力为，方向竖直向下 ‎（3）设小球沿翘尾巴的S形轨道运动时克服摩擦力做的功为W，则 mg（h−4R）−W＝m vE2‎ 得W＝mg（h−4R）−‎ 考点：牛顿第二定律的应用；动能定理 ‎【名师点睛】解决本题的关键理清运动的过程，把握每个过程和状态的规律，知道竖直平面内的圆周运动在最高点和最低点由合外力提供向心力，综合运用牛顿定律和动能定理进行解题。‎