河南省鄭州市宇華實驗學(xué)校2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期開學(xué)物理試題（解析版）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

1.答題前，考生務(wù)必用黑色碳素筆將自己的姓名、準(zhǔn)考證號、考場號、座位號在答題卡上填寫清楚。
2.每道選擇題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號。在試題卷上作答無效。
3.非選擇題必須用黑色字跡鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)位置上；如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新的答案；不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答的答案無效。
4.考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。
一、選擇題：本題共10小題，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1至7小題只有一項符合題目要求，每小題4分。第8至10小題有多項符合題目的要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分。
1. 如圖所示，某同學(xué)用x-t圖像研究無人機從地面啟動在豎直方向上的運動情況，圖像中Oa段為拋物線，其方程為 ab段和cd段為直線，其直線方程分別是：則無人機（）
A. 在a點對應(yīng)的位移為8m
B. 在bc段的速度變化量為6m/s
C. 在bc段的加速度方向先向上后向下
D. 在cd段減速上升
【答案】A
【解析】
【詳解】A．a(chǎn)點為Oa段和ab段的交點，將兩段的方程代入
解得a點對應(yīng)的時刻為
代入到Oa段方程中，解得a點對應(yīng)的位置為
所以，在a點對應(yīng)的位移為
故A正確；
B．圖線的斜率表示無人機運動的速度，ab段為直線說明此過程無人機為勻速直線運動，由方程可知，此過程的速度為，cd段直線說明此過程無人機為勻速直線運動，由方程可知，此過程的速度為，所以，在bc段的速度變化量為
故B錯誤；
C．圖線的斜率表示無人機運動的速度，由圖可知，在bc段圖線的斜率先為正值變小后為負(fù)值變大，則無人機先向上減速，后向下加速。所以加速度始終向下，故C錯誤；
D．cd段直線且斜率為負(fù)值，說明此過程無人機勻速下降，故D錯誤。
故選A。
2. 甲、乙兩質(zhì)點在相鄰平行直線軌道上運動的圖像如圖所示，其中甲的圖線是直線，乙的圖線是拋物線。在0~12s內(nèi)，下列說法正確的是（）
A. 乙做曲線運動
B. 甲的平均速度等于乙的平均速度
C. 某一時刻甲、乙的速度不相同
D. 乙先做勻減速運動再反向做勻加速運動
【答案】D
【解析】
【詳解】A．圖像是矢量圖，只能夠描述直線運動，即乙做直線運動，故A錯誤；
B．甲的平均速度大小
乙的平均速度大小
可知，甲的平均速度大于乙的平均速度，故B錯誤；
C．圖像的斜率表示速度，將甲圖像向右上方平移至與乙圖像相切，該時刻兩者圖像的斜率相等，即該時刻甲、乙的速度相同，故C錯誤；
D．乙的圖線是拋物線，乙做勻變速直線運動，由于圖像斜率的絕對值表示速度大小，斜率的正負(fù)表示速度方向，乙圖斜率的絕對值先減小后增大，斜率先為正值后為負(fù)值，表明乙先做勻減速運動再反向做勻加速運動，故D正確。
故選D。
3. 如圖，風(fēng)對帆面的作用力垂直于帆面，它能分解成兩個分力，其中垂直于航向，會被很大的橫向阻力平衡，沿著航向，提供動力。若帆面與航向之間的夾角為，下列說法正確的是（）

A. B.
C. 船受到的橫向阻力為D. 船前進的動力為
【答案】B
【解析】
【詳解】A B．根據(jù)幾何關(guān)系可得
解得
故A錯誤，B正確；
C．根據(jù)題意可知，船受到橫向阻力與等大反向，即等于，故C錯誤；
D．根據(jù)題意可知，船前進的動力為沿著航向的分力，根據(jù)幾何關(guān)系可得
解得
故D錯誤。
故選B。
4. 如圖所示，置于粗糙水平面上的物塊A和B用輕質(zhì)彈簧連接，在水平恒力F的作用下，A、B以相同的加速度向右運動．A、B的質(zhì)量關(guān)系為mA>mB，它們與地面間的動摩擦因數(shù)相同．為使彈簧穩(wěn)定時的伸長量增大，下列操作可行的是( )
A. 僅減小B的質(zhì)量
B. 僅增大A的質(zhì)量
C. 僅將A、B的位置對調(diào)
D. 僅減小水平面的粗糙程度
【答案】C
【解析】
【詳解】設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為，伸長量為，加速度相同為，對B受力分析有，對A受力分析有，兩式消去，整理可得
A.減小，減?。蔄錯誤．
B增大，減?。蔅錯誤．
C.因為，所以，AB位置對調(diào)以后的表達式為，又因為，所以增大．故C正確．
D.的表達式中沒有動摩擦因數(shù)，因此與水平面的粗糙程度無關(guān)．故D錯誤．
5. 2023年10月，神舟十七號飛船成功與中國空間站對接，對接后的組合體運行周期約1.5小時，軌道平面與赤道平面的夾角約為42°。保證神舟十七號飛船正常通信的功臣是在地球同步軌道上運行的中繼衛(wèi)星，組合體與中繼衛(wèi)星繞地球的運動均可視為勻速圓周運動。下列說法正確的是（）
A. 組合體與中繼衛(wèi)星的軌道半徑之比為1∶16
B. 組合體與中繼衛(wèi)星的線速度大小之比為
C. 組合體與中繼衛(wèi)星的加速度大小之比為4：1
D. 24小時內(nèi)，組合體、中繼衛(wèi)星與地心三者共線30次
【答案】B
【解析】
【詳解】A．由地球的萬有引力提供向心力
設(shè)組合體的軌道半徑為，線速度為，周期為，中繼衛(wèi)星的軌道半徑為，線速度為，周期為，則
解得
A錯誤；
B．根據(jù)萬有引力提供向心力
解得
B正確；
C．根據(jù)
解得
C錯誤；
D．若不能同時出現(xiàn)在兩軌道面的交點上，則永遠不會共線，0次；若某時刻組合體、中繼衛(wèi)星與地心三者共線，12小時后會再次共線，則24小時內(nèi)，組合體、中繼衛(wèi)星與地心三者共線2次，D錯誤。
故選B。
6. 如圖所示，下列有關(guān)生活中的圓周運動實例分析說法正確的是（）
A. 圖甲中，汽車通過凹形橋的最低點的速度越大，汽車受到的支持力越小
B. 圖乙中，小球做圓周運動的角速度越大，細(xì)繩拉力越大
C. 圖丙中，“水流星”表演通過最高點時，水處于完全失重狀態(tài)，不受重力
D. 圖丁中，脫水桶的脫水原理是水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向甩出
【答案】B
【解析】
【詳解】A．圖甲中，汽車通過凹形橋的最低點，根據(jù)牛頓第二定律可得
可得
可知汽車速度越大，汽車受到的支持力越大，故A錯誤；
B．圖乙中，設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為，豎直方向根據(jù)受力平衡可得
根據(jù)牛頓第二定律可得
可得
，
可知小球做圓周運動的角速度越大，越小，細(xì)繩拉力越大，故B正確；
C．圖丙中，“水流星”表演通過最高點時，水處于完全失重狀態(tài)，仍受重力作用，故C錯誤；
D．圖丁中，脫水桶的脫水原理是水滴受到的實際力不足以提供所需的向心力，從而沿切線方向甩出，故D錯誤。
故選B
7. 2024年5月3日，搭載嫦娥六號探測器的長征五號遙八運載火箭，在中國文昌航天發(fā)射場點火發(fā)射。8日，嫦娥六號成功實施近月制動，順利進入環(huán)月軌道飛行，即將開啟世界首次月球背面采樣返回之旅。若嫦娥六號在月球附近軌道上運行的示意圖如圖所示，先在圓軌道上做勻速圓周運動，運動到A點時變軌為橢圓軌道，B點是近月點。下列有關(guān)嫦娥六號的說法正確的是（）
A. 發(fā)射速度大于地球的第二宇宙速度
B. 要想從圓軌道進入橢圓軌道必須在A點減速
C. 運行至B點時的速度等于月球的第一宇宙速度
D. 在圓軌道上運行的周期和在橢圓軌道上運行的周期相等
【答案】B
【解析】
【詳解】A．嫦娥六號的發(fā)射速度應(yīng)大于地球的第一宇宙速度，小于地球的第二宇宙速度，故A錯誤；
B．衛(wèi)星從高軌道變軌到低軌道，需要在變軌處點火減速，則嫦娥六號要想從圓軌道進入橢圓軌道必須在A點減速，故B正確；
C．如果嫦娥六號在近月點B點繞月球做勻速圓周運動，則線速度等于月球的第一宇宙速度，實際上嫦娥六號是在橢圓軌道運動經(jīng)過B點時做離心運動，所以運行至B點時的速度大于月球的第一宇宙速度，故C錯誤；
D．根據(jù)開普勒第三定律
由于圓軌道的半徑大于橢圓軌道的半長軸，所以在圓軌道上運行的周期大于在橢圓軌道上運行的周期，故D錯誤。
故選B。
8. 如圖所示，半徑為的光滑金屬圓環(huán)懸掛在豎直面內(nèi)，可繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動。質(zhì)量為的帶孔小球穿于環(huán)上，同時有一長為的輕繩一端系于球上，另一端系于圓環(huán)最低點。繩能承受的最大拉力為，重力加速度的大小為。當(dāng)圓環(huán)轉(zhuǎn)動的角速度逐漸增大時，下列說法正確的是（）
A. 圓環(huán)角速度等于時，小球受到2個力的作用
B. 圓環(huán)角速度等于時，小球受到2個力的作用
C. 圓環(huán)角速度等于時，圓環(huán)對小球的彈力大小為
D. 圓環(huán)角速度足夠大，小球能達到與圓環(huán)圓心等高處
【答案】AC
【解析】
【詳解】A．設(shè)角速度在0～范圍時繩處于松弛狀態(tài)，球受到重力與環(huán)彈力兩個力的作用，彈力與豎直方向夾角為，則有
即
當(dāng)繩恰好伸直時有，則
可知圓環(huán)角速度等于時，小球受到2個力的作用。故A正確；
BC．設(shè)在時繩中有張力且小于mg，此時有
當(dāng)取最大值mg時代入可得
即當(dāng)時繩將斷裂，小球又只受到重力、環(huán)的彈力兩個力的作用，由此可知圓環(huán)角速度等于時，小球受到3個力的作用。圓環(huán)角速度等于時，繩已斷裂，小球又只受到重力、環(huán)的彈力兩個力的作用，則有
解得
即圓環(huán)對小球的彈力大小為。故B錯誤；C正確；
D．依題意，小球能達到與圓環(huán)圓心等高處時，圓環(huán)的彈力沿水平方向指向圓環(huán)的圓心，此外小球還受重力作用，二者的合力不可能指向圓心了，即圓環(huán)角速度不論增大到多少，小球均不能達到與圓環(huán)圓心等高處。故D錯誤。
故選AC。
9. 我國首次執(zhí)行火星探測任務(wù)的“天問一號”探測器實施近火捕獲制動成功，成為我國第一顆人造火星衛(wèi)星，實現(xiàn)“繞、著、巡”目標(biāo)的第一步——環(huán)繞火星成功。如圖所示，P為“天問一號”探測器，P到火星表面的高度為h，環(huán)繞周期為，Q為靜止在火星赤道表面的物體，Q到火星中心的距離為R?；鹦亲赞D(zhuǎn)周期為，已知萬有引力常量為G，則（）
A. 火星的第一宇宙速度大小為
B. 火星的密度
C. P與Q的線速度之比
D. P與Q的向心加速度之比
【答案】BC
【解析】
【詳解】A．設(shè)近火衛(wèi)星的周期，則火星的第一宇宙速度大小為
由于
故A錯誤；
B．根據(jù)萬有引力提供向心力
火星體積為
火星的密度為
解得火星的密度為
故B正確；
C．線速度大小為
P與Q的線速度之比
故C正確；
D．根據(jù)向心力加速度公式
可得P與Q的向心加速度之比
故D錯誤。
故選BC。
10. 滑板運動是一項驚險刺激的運動，深受青少年的喜受。如圖是滑板運動的軌道，AB和CD 是兩段光滑圓弧形軌道，BC是一段長l=7m的水平軌道。一運動員從AB 軌道上的P點以的速度下滑，經(jīng) BC軌道后沖上CD 軌道，到Q點時速度減為零，隨后繼續(xù)從Q開始無初速度自然滑下，如此往復(fù)在軌道中滑行，運動員不再通過蹬地等動作加速或者減速。已知P、Q距水平軌道的高度分別為，，運動員的質(zhì)量，不計圓弧軌道上的摩擦，取（）
A. 運動員第一次經(jīng)過 B 點時的速率是
B. 運動員第一次經(jīng)過C 點時的速率是
C. 運動員與 BC軌道的動摩擦因數(shù)為μ=0.2
D. 運動員最終停在 BC軌道，且最終停在距B點2m的位置
【答案】ACD
【解析】
【詳解】A．運動員從P點到B點過程，由機械能守恒定律得
代入數(shù)據(jù)解得
故A正確；
B．運動員從C點到Q點過程，由機械能守恒定律得
代入數(shù)據(jù)解得
故B錯誤；
C．運動員從B點到C點過程，由動能定理得
代入數(shù)據(jù)解得
故C正確；
D．運動員從P點到最終停在BC軌道時，由動能定理有
代入數(shù)據(jù)解得
所以，運動員最終停在 BC軌道，且最終停在距B點2m的位置，故D正確。
故選ACD。
二、非選擇題：本題共5小題，共60分。
11. 填空
（1）某興趣小組先借助光電門，利用如圖甲所示的裝置來測量物體的速度，具體操作如下。
①將鐵架臺豎直放置在水平桌面上，上端固定電磁鐵M，在電磁鐵下方固定一個位置可上下調(diào)節(jié)的光電門；
②先用刻度尺測量小球的直徑d，測量結(jié)果如圖乙所示，則d=_____mm；
③閉合控制電磁鐵M的開關(guān)S，吸住小球，測出小球與光電門之間的高度差；斷開開關(guān)S，小球自由下落，記錄小球通過光電門的擋光時間。則小球通過光電門時的速度大小_____（用題中所給物理量的符號表示）。
（2）該興趣小組再借助打點計時器，利用如圖丙所示的實驗裝置測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮?。先將打點計時器固定在鐵架臺上，接通打點計時器電源開關(guān)，待打點穩(wěn)定后，使質(zhì)量的重錘帶動紙帶由靜止開始自由下落，得到的一條清晰的紙帶如圖丁所示，請完成以下內(nèi)容：
①紙帶的_____（選填“左端”或“右端”）與重錘相連；
②在如圖丁所示的紙帶中，每間隔一個點選取一個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的距離，，，，，。已知打點計時器的頻率，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=_____（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字），試分析實驗中產(chǎn)生的誤差可能來源于_____（至少寫一條原因）。
【答案】（1） ①. 12.5(12.4~12.6) ②.
（2） ①. 左端 ②. 9.62 ③. 空氣阻力、紙帶摩擦等
【解析】
【小問1詳解】
②[1] 考慮到系統(tǒng)誤差，小球的直徑為
③[2] 斷開開關(guān)S，小球自由下落，記錄小球通過光電門的擋光時間，小球通過光電門時的時間極短，可視為勻速直線運動，則小球通過光電門時的速度大小為
【小問2詳解】
①[1] 重錘做自由落體運動，下落的越來越快，相同時間內(nèi)的距離越來越大，則紙帶的左端與重錘相連。
②[2] 相鄰計數(shù)點時間間隔為
則由勻變速直線運動在相等時間間隔內(nèi)的位移之差是定值可得
代入數(shù)據(jù)解得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?br>[3] 實驗中可能產(chǎn)生誤差的來源為空氣阻力、紙帶摩擦等影響。
12. 在光滑水平地面上停放著一質(zhì)量的足夠長平板小車，質(zhì)量的小物塊靜置于小車上，如圖甲。時刻，小物塊以速度向右滑動，同時對物塊施加一水平向左、大小恒定的外力，物塊與小車在第內(nèi)運動的圖像如圖乙所示。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小取。求：
（1）物塊與小車間的動摩擦因數(shù)和恒力的大小；
（2）第內(nèi)物塊與小車間的相對位移。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【詳解】（1）由圖乙可知，小車的加速度為
根據(jù)牛頓第二定律
解得
由圖乙可知，物塊的加速度為
根據(jù)牛頓第二定律
解得
（2）第1s內(nèi)物塊的位移為
小車的位移為
所以，第1s內(nèi)物塊與小車間的相對位移
13. 如圖所示，摩托車做騰躍特技表演，沿曲面沖上高0.8m、頂部水平的高臺，摩托車沖上高臺到達平臺頂部后立即關(guān)閉油門，離開平臺后，恰能無碰撞地沿圓弧切線從A點切入光滑豎直圓弧軌道，并沿軌道下滑。A、B為圓弧兩端點，AB圓弧對應(yīng)圓心角為53°，圓弧的最低點B與水平傳送帶相切，傳送帶以的速度勻速率轉(zhuǎn)動，傳送帶B、C間長度，摩托車輪胎與傳送帶間為滑動摩擦，動摩擦因數(shù)為。已知圓弧半徑為，人和車的總質(zhì)量為150kg，特技表演的過程中到達傳送帶之前不計一切阻力，取重力加速度大小m/s，，求：
（1）人和車到達頂部平臺時的速度；
（2）人和車在傳送帶上因摩擦產(chǎn)生的熱量。
【答案】（1）3m/s；（2）1200J
【解析】
【詳解】（1）摩托車從高臺飛出后做平拋運動，由平拋運動規(guī)律得
代入數(shù)據(jù)解得
（2）由A點切向進入
設(shè)人和車在最低點速度為，則摩托車由圓弧軌道A到圓弧軌道最低點B的過程中，由動能定理得
人和車在傳送帶上做勻減速直線運動，由牛頓第二定律有
由運動學(xué)公式
得

所以人和車離開傳送帶前與傳送帶共速
傳送帶位移為
產(chǎn)生熱量為
得
14. 配重式拋石機出現(xiàn)于戰(zhàn)國初期，主要用于攻城和防守要塞。拋石機簡化為如圖所示，將石塊放在長臂A端的半球形凹槽內(nèi)，在短臂B端掛上重物，將A端拉至地面然后突然釋放，石塊過最高點P時就被水平拋出。已知轉(zhuǎn)軸O到地面的距離h=5m，OA=L=15m，石塊質(zhì)量為50kg，石塊從最高點飛出時距敵方城墻水平距離s為90m，城墻高度H為15m，城門高度為5m。不計空氣阻力和所有摩擦，忽略城墻厚度，取。
（1）若石塊恰好擊中城墻頂部，求石塊從P點飛出前瞬間對半球形凹槽的豎直方向壓力大?。?br>（2）若要石塊能擊中城門頂部，求石塊從P點飛出時的速度。（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）若要石塊能擊中城門，求石塊從P點飛出時的動能范圍。
【答案】（1）；（2）52m/s；（3）
【解析】
【詳解】（1）設(shè)石塊恰好擊中城墻頂部時，石塊從P點飛出時速度為，時間為t，則水平方向有
豎直方向有
在P點由牛頓第二定律有
聯(lián)立解得
根據(jù)牛頓第三定律知，石塊從P點飛出時對半球形凹槽的壓力大小為
（2）設(shè)石塊恰好擊中城門頂部時，石塊從P點飛出時速度為，時間為，水平方向有
豎直方向有
解得
（3）設(shè)石塊恰好擊中城門底部時，石塊從P點飛出時速度為，時間為，水平方向有
豎直方向有
解得
根據(jù)動能表達式
若要石塊能擊中城門，則石塊從P點飛出時的動能大小應(yīng)滿足
15. 傳送帶和放在水平地面上平板緊靠在一起，且上表面在同一水平面內(nèi)，傳送帶兩輪軸間長度為，平板長度。傳送帶始終保持以速度勻速運動。現(xiàn)將一滑塊（可視為質(zhì)點）無初速度輕放在傳送帶左端，然后平穩(wěn)地滑上平板（忽略傳送帶與平板對接處對速度的影響）。已知：滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)，滑塊與平板間動摩擦因數(shù)，忽略平板與水平地面間的摩擦?；瑝K的質(zhì)量為，平板的質(zhì)量，重力加速度。
（1）求滑塊通過傳送帶的時間；
（2）求因運送滑塊電動機多消耗的電能；
（3）求滑塊滑離平板時的速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【詳解】（1）根據(jù)牛頓第二定律得
與傳送帶共速時間
共速時滑塊位移
即恰好到通過傳送帶。
（2）相對位移
摩擦生熱
滑塊動能增加
電動機多消耗的電能為
（3）對滑塊在木板上運動，設(shè)經(jīng)間離開木板，對滑塊
解得
對木板
解得
滑離時位移滿足
解得
或（舍去）
則滑塊滑離平板時速度為

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