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四川省
成都市
中学
2023
学年
物理
上学
开学
考试
试题
解析
四川省成都市棠湖中学2023学年高二物理上学期开学考试试题(含解析)
一、选择题
1.关于重力加速度,下列说法正确的是:
A. 重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢
B. 重力加速度表示自由下落的物体速度变化的大小
C. 重力加速度表示自由下落的物体速度变化的快慢
D. 轻、重物体在同一地点的重力加速度不同
【答案】C
【解析】
【详解】根据加速度定义可以知道,加速度描述速度变化的快慢,所以重力加速度描述的是自由下落物体速度变化的快慢,而不论轻重,同一地点的重力加速度相同,ABD错误C正确。
2.下列有关现象,分析正确的是( )
A. 草地上滚动的足球会停下来,是因为运动要靠力来维持
B. 汽车启动时乘客向后倒,是因为人在此刻才具有惯性的缘故
C. 100m比赛中运动员跑到终点后会继续向前跑一段距离,这样做是为了减小惯性
D. 刷牙用力甩牙刷能把水甩走,是因为水具有惯性
【答案】D
【解析】
【详解】A、草地上滚动的足球会停下来,说明力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原因,故A错误;
B、汽车任何时刻都具有惯性,与运动状态无关,故B错误;
C、100m比赛中运动员跑到终点后会继续向前跑一段距离,是由于惯性的原因,质量是惯性的唯一量度,故C错误;
D、当用力去甩时,牙刷突然静止,水由于惯性,水保持原速度不变,从而与牙刷分离,故D正确;
3.关于作用力与反作用力,下列说法中正确的是:
A. 物体相互作用时,先有作用力,后有反作用力
B. 作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,因而这二力平衡
C. 作用力与反作用力可以是不同性质的力,例如,作用力是弹力,其反作用力可能是摩擦力
D. 作用力和反作用力总是同时分别作用在相互作用的两个物体上
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体相互作用时,作用力和反作用力是同时产生,同时消失的,选项A错误;
B.作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,因作用在两个物体上,则这二力不能平衡,选项B错误;
C.作用力与反作用力是相同性质的力,例如,作用力是弹力,其反作用力一定也是弹力,选项C错误;
D.作用力和反作用力总是同时分别作用在相互作用两个物体上,选项D正确。
4.如图所示,人在岸上用轻绳拉船,若要使船匀速行进,则人拉的绳端将做( )
A. 减速运动
B. 匀加速运动
C. 变加速运动
D. 匀速运动
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知,人匀速拉船,根据运动的分解与合成,则有速度的分解,如图所示:
v1是人拉船的速度,v2是船行驶的速度,设绳子与水平夹角为θ,则有:v1=v2cosθ,随着θ增大,由于v2不变,所以v1减小,且非均匀减小;故A正确,B,C,D错误.故选A.
5.如图所示,x轴在水平方向,y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的,不计空气阻力,则( )
A. a的飞行时间比b的长
B. b的飞行时间比a的长
C. a的水平速度比b的小
D. b的初速度比c的小
【答案】B
【解析】
【详解】A、根据得,高度越高,运动的时间越长,则a的飞行时间比b短,b的飞行时间和c的飞行时间相等,故A错误,B正确;
C、a的运动时间短,水平位移大,则a的初速度大于b的初速度,故C错误;
D、b、c的运动的时间相等,b的水平位移大,则b的初速度大于c的初速度,故D错误。
6.如图所示,圆柱形转筒绕其竖直中心轴转动,小物体贴在圆筒内壁上随圆筒一起转动而不滑落。则下列说法正确的是( )
A. 小物体受到重力、弹力、摩擦力和向心力共4个力的作用
B. 小物体随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的
C. 筒壁对小物体的摩擦力随转速增大而增大
D. 筒壁对小物体的弹力随转速增大而增大
【答案】D
【解析】
【详解】A、橡皮块随圆筒一起做圆周运动,受重力、弹力和静摩擦力作用,故选项A错误;
BCD、水平方向上,弹力指向圆心提供向心力,据牛顿第二定律有:,可知角速度越大,则橡皮块所受的弹力越大,在竖直方向上,橡皮块所受的重力和静摩擦力平衡,故选项B、C错误,D正确。
7.如图所示,一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定于O点处。将小球拉至A处时,弹簧恰好无形变,由静止释放小球,它运动到O点正下方B点速度为v,AB间的竖直高度差为h,则
A. 由A到B过程合力对小球做的功等于mgh
B. 由A到B过程小球的重力势能减少
C. 由A到B过程小球克服弹力做功为mgh
D. 小球到达位置B时弹簧的弹性势能为
【答案】D
【解析】
【详解】根据动能定理,可求合外力做功,,故A错误;重力做功为mgh,故重力势能减少了mgh,所以B错误;根据动能定理,,所以从A到B的过程中,弹力做功为,小球克服弹力做功为,所以C错误;再根据可知,,又,所以小球到达位置B时弹簧的弹性势能为,故D正确。
8.质量为1 kg的物体在水平粗糙的地面上受到一水平外力F作用运动,如图甲所示,外力F做功和物体克服摩擦力做功与物体位移的关系如图乙所示,重力加速度g为10 m/s2。下列分析错误的是
A. s=9 m时,物体速度为3 m/s
B. 物体运动位移13.5 m
C. 前3 m运动过程中物体的加速度为3 m/s2
D. 物体与地面之间的动摩擦因数为0.2
【答案】A
【解析】
【详解】根据W-s图像的斜率表示力,由图乙可求物体受到的摩擦力大小为f=2N,设s=9m时物体的速度为v,根据动能定理:,代入数据可求,所以A错误;设物体运动的总位移为x,由乙图知,拉力的总功为27J,根据W=fx,可求x=13.5m,所以B正确;前3m拉力F=5N,根据牛顿第二定律:F-f=ma,代入得加速度a=3m/s2,所以C正确;摩擦力f=μmg,可求摩擦因数μ=0.2,所以D正确。
9.如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖直立在水平面上,其正上方A位置有一只小球。小球从静止开始下落,在B位置接触弹簧的上端,在C位置小球所受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零,在小球下降阶段中,下列说法正确的是( )
A. 从A→D位置小球先做匀加速运动后做匀减速运动
B. 从A→C位置小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
C. 在B位置小球动能最大
D. 在C位置小球动能最大
【答案】D
【解析】
【详解】A、小球下降过程中,重力不变,弹力逐渐变化,所以加速度是变化的,不可能做匀变速运动,故A错误;
B、小球下降过程中,重力和弹簧弹力做功,小球和弹簧系统机械能守恒,从A→C位置小球重力势能的减少等于动能增加量和弹性势能增加量之和,则重力势能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量,故B错误;
C、小球从B至C过程,重力大于弹力,合力向下,小球加速运动,C到D,重力小于弹力,合力向上,小球减速运动,故在C点动能最大,故C错误,D正确。
10.如图所示,质量为m = 245 g物块(可视为质点)放在质量为M = 0.5 kg的木板左端,足够长的木板静止在光滑水平面上,物块与木板间的动摩擦因数为μ = 0.4,质量为 m0 = 5 g的子弹以速度v0 = 300 m/s沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短),g = 10 m/s2,则在整个过程中
A. 物块和木板组成的系统动量守恒
B. 子弹的末动量大小为0.01 kg m/s
C. 子弹对物块的冲量大小为0.49 Ns
D. 物块相对木板滑行的时间为1 s
【答案】BD
【解析】
子弹进入木块的过程中,木块的动量增大,所以物块和木板组成的系统动量不守恒.故A错误;选取向右为正方向,子弹打入木块过程,由动量守恒定律可得:
m0v0=(m0+m)v1…①
木块在木板上滑动过程,由动量守恒定律可得:
(m0+m)v1=(m0+m+M)v2…②
联立可得:
所以子弹的末动量:P=m0v2=5×10−3×2=0.01kgm/s.故B正确;
由动量定理可得子弹受到的冲量:I=△P=P−P0=0.01−5×10−3×300=1.49kgm/s=1.49N•s.子弹与物块作用力的时间相等,相互作用力大小始终相等,而方向相反,所以子弹对物块的冲量大小也是1.49Ns.故C错误;对子弹木块整体,由动量定理得:
-μ(m0+m)gt=(m0+m)(v2-v1) ③
由①②③式可得,物块相对于木板滑行的时间 .故D正确.
故选:BD.
11.如图所示,平板小车停在光滑水平面上.甲、乙两人站在小车左、右两端,当他俩同时相向而行时,发现小车向右运动,下列说法中正确的是
A. 乙的速度必定大于甲的速度
B. 乙对小车的冲量必定大于甲对小车的冲量
C. 乙的动量必定大于甲的动量
D. 甲、乙的动量之和必定不为零
【答案】BCD
【解析】
【详解】ACD.甲、乙两人及小车组成的系统不受外力,系统动量守恒,根据动量守恒定律得:
甲甲乙乙车车=0
小车向右运动,则说明甲与乙两人的总动量向左,说明乙的动量大于甲的动量,即两人的总动量不为零,但是由于不知两人的质量关系,故无法确定两人的速度大小关系,故选项A不符合题意,C、D符合题意;
B.小车速度方向向右,即动量的变化量向右,根据动量定理知乙对小车的冲量方向向右,甲对小车的冲量方向向左,可知乙对小车的冲量大于甲对小车的冲量,故选项B符合题意。
12.一质量为m可视为质点的小球以某一初速度竖直上抛,上升过程中受到的空气阻力恒为重力的k倍,重力加速度为g,则小球在上升h的过程中( )
A. 小球的机械能减少了kmgh
B. 小球的动能减少了kmgh
C. 小球克服空气阻力所做的功为(k+1)mgh
D. 小球的重力势能增加了mgh
【答案】AD
【解析】
【详解】A、根据功能关系知:除重力外其余力做的功等于机械能的变化量。在上升过程中,物体克服阻力做功kmgh,故机械能减小kmgh;故A正确.
B、小球上升过程中,重力和阻力都做负功,根据动能定理得:-mgh-kmgh=△Ek,则得动能的减小量等于(1+k)mgh,故动能的减小量大于kmgh;故B错误.
C、根据W=FL得小球克服空气阻力所做的功为kmgh;故C错误.
D、小球上升h,故重力势能增加mgh;故D正确.
故选AD.
【点睛】本题关键是明确功的物理意义,即功是能量转化的量度;要掌握各种功能关系:①总功等于动能的变化量;②重力做功等于重力势能的减小量;③除重力外其余力做的功等于机械能的变化量,并能运用来分析问题.
二、实验题:
13.在“研究平抛物体的运动”的实验中:
(1)为减小空气阻力对小球的影响,选择小球时,应选择下列的______
A.实心小铁球 B.空心小铁球
C.实心小木球 D.以上三种球都可以
(2)高一某班某同学为了更精确的描绘出物体做平抛运动的轨迹,使用频闪照相机(每隔相等时间T拍一次照片)拍摄小球在空中的位置。如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分,图中背景方格的边长表示实际长度8mm,如果取g=10m/s2,那么:
①照相机的闪光周期T=______s;
②小球做平抛运动的水平初速度大小是______m/s;
【答案】 (1). A (2). 0.04 (3). 0.6
【解析】
【详解】解:(1)为了减小空气阻力对小球的影响,要选择体积较小质量较大的小球,故选实心小铁球,故选项A正确;
(2)在竖直方向上,根据得:
小球平抛运动的初速度大小为:
14.某同学利用如图甲装置探究弹簧的弹性势能EP