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山西大学附中2020学年高二第一学期9月（总第一次）模块诊断物理试题 一、选择题 (本题共12题，18题只有一项与题意符合，每题3分，912题至少有一个选项与题意符合，选出与题意相符和的选项。每题4分，漏选得2分，错选得0分，共12题40分1. 小船横渡一条河，船相对静水的速度大小方向都不变。已知小船的运动轨迹如图所示，则河水的流速 ( )A. 越接近B岸水速越大 B. 越接近B岸水速越小C. 由A到B水速先增后减 D. 水流速度恒定【答案】B【解析】试题分析：从轨迹曲线的弯曲形状上可以知道，加速度的方向水平向左，知越靠近B岸水速越小故B正确，ACD错误故选B。考点：运动的合成【名师点睛】解决本题的关键知道小船参与了两个运动，有两个分速度，分别是静水速和水流速以及知道轨迹的弯曲大致指向合力的方向。2.一根不可伸长的细绳一端固定，另一端拴一小球。现把小球拉到水平位置静止释放，如图所示，则从A到B的过程中小球受重力的功率变化情况是（ ）A. 不断变大 B. 不断变小C. 先变大后变小 D. 先变小后变大【答案】C【解析】【详解】根据P=mgvcos可知，开始时v=0，则P=0；到达最低点时v与mg夹角为900，则P=0；可知从A到B的过程中小球受重力的功率先变大后变小，故选C.3.如图所示，一个可视为质点的质量为m的小球以初速度v飞出高为H的桌面，当它经过距离地面高为h的A点时，所具有的机械能是(以桌面为零势能面，不计空气阻力) （）A. mv2 B. mv2mghC. mv2+mgH D. mv2mg(Hh)【答案】A【解析】【详解】由题不计空气阻力，小球飞出后，只受重力，其机械能守恒。对于抛出点：以桌面为零势能面，小球的重力势能为零，则小球的机械能为 E=mv2；根据机械能守恒得知，经过A点时小球的机械能 EA=E=mv2，故选A。【点睛】本题关键要选择好研究的位置，确定出小球的机械能总量，即可轻松解答；注意零重力势能点的位置4.水平抛出在空中飞行的物体，不考虑空气阻力，则()A. 在相等的时间间隔内动量的变化相同B. 在任何时间内，动量变化的方向都是竖直向下C. 在任何时间内，动量对时间的变化率恒定D. 在刚抛出物体的瞬间，动量对时间的变化率为零【答案】ABC【解析】根据动量定理得，相等时间间隔内重力的冲量相等，则动量变化量相等，A正确；动量变化量的方向与冲量的方向相同，重力冲量的方向竖直向下，则动量变化量的方向向下，B正确；根据动量定理得，则动量的变化率，可知在任何时间内，动量对时间的变化率恒定，故C正确D错误5.如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，现用一枝铅笔贴着细线的左侧水平向右以速度v匀速移动，运动中始终保持铅笔的高度不变、悬挂橡皮的那段细线竖直，则运动到图中虚线所示位置时，橡皮的速度情况是（）A. 水平方向速度大小为vcosB. 竖直方向速度大小为vsinC. 合速度大小为vD. 合速度大小为vtan【答案】B【解析】【详解】将铅笔与绳子接触的点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳子方向，如图，则沿绳子方向上的分速度为vsin，因为沿绳子方向上的分速度等于橡皮在竖直方向上的分速度，则橡皮在竖直方向速度大小为vsin，橡皮在水平方向上的速度为v，合速度为v合=，故B正确，ACD错误。故选B。【点睛】解决本题的关键知道铅笔与绳子接触的点的速度在沿绳子方向上的分速度等于橡皮在竖直方向上的分速度，然后根据平行四边形定则进行求解6.如图所示为竖直平面内的直角坐标系。一质量为m的质点，在恒力F和重力的作用下，从坐标原点O由静止开始沿直线ON斜向下运动，直线ON与y轴负方向成角(90)。不计空气阻力，则以下说法错误的是（）A. 当F=mgtan时，拉力F最小B. 当F=mgsin时，拉力F最小C. 当F=mgsin时，质点的机械能守恒D. 当F=mgtan时，质点的机械能可能减小也可能增大【答案】A【解析】【详解】质点只受重力G和拉力F，质点做直线运动，合力方向与ON共线，如图；当拉力与ON垂直时，拉力最小，根据几何关系，有F=Gsin=mgsin故A错误，B正确。当F=mgsin时，F与速度方向垂直，F不做功，质点的机械能是守恒的。故C正确。若F=mgtan，由于mgtanmgsin，故F的方向与ON不再垂直，有两种可能的方向，F与物体的运动方向的夹角可能大于90，也可能小于90，即拉力F可能做负功，也可能做正功，重力做功不影响机械能的变化，则根据功能关系，物体机械能变化量等于力F做的功，即机械能可能增加，也可能减小，选项D正确；本题选错误的，故选A.【点睛】本题关键是对物体受力分析后，根据三角形定则求出拉力F的大小和方向，然后根据功能关系判断，因为物体机械能的变化取决于除重力以外的其它力的功7.一辆汽车从拱桥桥顶开始沿桥面匀速率驶下轿的过程中（）A. 汽车所受合外力为零 B. 重力对汽车做功的功率保持不变C. 汽车和机械能保持不变 D. 外力做功的代数和为零【答案】D【解析】【详解】因为是曲线运动，根据曲线运动条件，汽车所受合外力不为零，故A错误；因汽车驶下时，重力与速度方向的夹角逐渐减小，根据PG=mgvcos可知，重力对汽车做功的功率逐渐变大，选项B错误；因为是沿拱形桥匀速率驶下，故轨迹是曲线，动能保持不变，势能减小，机械能不守恒，选项C错误。因为动能保持不变，根据动能定理可知，合外力对汽车做的功等于汽车动能的变化，故合外力做功为零，故D正确。故选D。【点睛】本题抓住汽车匀速率驶下，根据机械能定义判断机械能如何变化，根据合外力做功与动能变化的关系确定合外力做功情况掌握动能定理是关键8.我国的国土范围东西方向大致分布在东经70度到东经137度，所以我国发射的通信卫星一般定点在赤道上空3.6m、东经100度附近。若某通信卫星计划定点在赤道上空东经104度的位置，但测得该卫星刚入轨时位于赤道上空的3.6m，东经101度处。为了把它调整到计划定点位置，可以先分两次短时间启动卫星上的小型喷气发动机调整卫星园轨道的高度（称为漂移轨道）使其漂移到预定经度后再分两次时间启动卫星的小型喷气发动机使它回到原来的圆轨道（称为静止轨道）。则卫星在漂移轨道上运动与在静止轨道上运动相比较()A. 高度较低，速度较大 B. 高度较高，速度较大C. 高度较低，速度较小 D. 高度较高，速度较小【答案】A【解析】【详解】把同步卫星从赤道上空3.6万千米、东经101处，调整到104处，相对于地球沿前进方向移动位置，需要增大相对速度，即卫星的速度需增大，根据万有引力提供向心力，有卫星运行的线速度v=，增大线速度需降低轨道高度，故A正确，BCD错误。故选A。9.如图所示，两个相同小球A、B分别拴在细绳的两端，绳子穿过一根光滑管子，B球在水平面上作半径为r的匀速圆周运动，A球静止不动，则（）。A. B球受到绳的拉力等于A球受到绳的拉力B. 若A球静止在较高位置时，B球角速度较小C. 若A球静止在较低位置时，B球角速度较小D. B球角速度改变时，A球可以不升高也不降低【答案】AB【解析】【详解】两球用同一条绳子连接，则B球受到绳的拉力等于A球受到绳的拉力，选项A正确；若A球静止在较高位置时，B球的轨道半径较大，根据F=mAg=mB2r可知，B球的角速度较小，选项B正确，C错误；因向心力一定，则根据F=mAg=mB2r可知，B球角速度改变时，轨道半径必然改变，即A球的高度必然变化，选项D错误；故选AB.10.同步卫星离地心距离为r，运行速率为u1，加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为u2，地球的半径为R，则下列比值正确的是（ ）。A. B. C. D. 【答案】BD【解析】【详解】对于地球同步卫星和以第一宇宙速度运动的近地卫星，由万有引力提供做匀速圆周运动所需向心力，得：，得则得 ，故A错误，B正确。因为地球同步卫星的角速度和地球赤道上的物体随地球自转的角速度相同，由a1=2r，a2=2R可得，故D正确，C错误； 故选BD。【点睛】用已知物理量来表达未知的物理量时应该选择两者有更多的共同物理量的表达式。对于卫星类型，关键要抓住万有引力等于向心力进行列式分析；注意题目中涉及到两种模型.11.对于质量不变的同一物体，下面叙述正确的是（）A. 动能相等时，动量必然相同 B. 动量相同时，动能必然相同C. 动能发生变化时，动量必有变化 D. 动量发生变化时，动能必有变化【答案】BC【解析】【详解】动能相等时，只是速度的大小相同，方向不一定相同，即动量不一定相同，选项A错误；动量相同时，速度的大小和方向都相同，则动能必然相同，选项B正确；动能发生变化时，速度大小一定变化，则动量必有变化，选项C正确；动量发生变化时，可能是速度的方向发生了变化，速度大小不一定变化，则动能不一定变化，选项D错误；故选BC.【点睛】解决本题的关键掌握动量和动能的表达式，知道它们的联系和区别；动能是标量，只看速度的大小，动量是矢量，要看速度的大小和方向12.一质量为2kg的质点从静止开始沿某一方向作匀加速直线运动，它的动量P随位移的变化关系为，则关于此质点的说法中正确的是（）A. 加速度为2m/s2B. 2s内受以的冲量为8NsC. 在相等的时间内，动量的增量一定相等D. 通过相同的距离，动量的增量可能相等【答案】ABC【解析】【详解】根据v2=2ax得，v=，则动量P=mv=m，又P=4=，解得质点的加速度为a=2m/s2故A正确。2s内物体速度的变化量为v=at=4m/s，则动量的变化量P=mv=8kgm/s。故B正确。因为相同时间内速度的变化量相同，则动量的增量一定相等。故C正确。因为相等位移内速度变化量不同，则动量的增加量不等，故D错误；故选ABC。二、填空题(本题共2小题，每空调分，共18分)13.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图.（1）.实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线_.每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛_.（2）.图乙是正确实验取得的数据,其中为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为_. (取9.8)（3）.在另一次实验中将白纸换成方格纸,每个格的边长,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为_;点的竖直分速度为_.(取10)【答案】 (1). 水平 (2). 初速度相同 (3). 1.6 (4). 1.5 (5). 2.0【解析】（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同。（2）根据，代入数据解得：，所以初速度：。（3）在竖直方向上，2L=gT2，解得：，则平抛运动的初速度为：，B点竖直方向上分速度为。14.图甲为验证小球做自由落体运动时机械能守恒的装置图.（1）如图乙所示,用游标卡尺测得小球的直径_;实验时将小球从光电门正上方固定位置点由静止释放,小球恰能从光电门正中穿过,由数字计时器读出小球通过光电门的时间,就可知道物体通过光电门的速度大小,约为_(用字母表示).（2）.已知当地的重力加速度为,除了1中测得的数据外,要完成实验,还必须要测量的物理量是（ ）A.小球的质量B.小球的体积C.光电门与点之间的竖直距离D.小球自初始位置至下落到位置时所用的时间（3）.改变的位置,测得多组相应的数据,作出图象,由图象算出其斜率,当_时,可以认为小球在下落过程中机械能守恒.【答案】 (1). 0.455 (2). (3). C (4). g【解析】试题分析：物体通过光电门的速度大小约为；需要验证的表达式为：，即，故要完成实验，还必须要测量的物理量是光电门与O点之间的竖直距离h，故选C根据函数关系可得，作出v2/2-h图像，当斜率k=g时，可以认为小球在下落过程中机械能守恒考点：验证小球做自由落体运动时机械能守恒【名师点睛】本实验以小球做自由落体运动为例，验证机械能守恒定律，根据方程，分析v2-h图象斜率的意义是常用的方法。三、计算题(共42分)15.如图所示，在一次红、蓝两军的对抗模拟演习中，红军飞机在蓝军上空飞行，飞行高度h= 500m，蓝军一高射炮A到飞机原飞行路径(直线MN)在水平面上的投影(直线MN)的距离为L0 =4000m。如果飞机在距A最近的B处发现了A，决定在h =500m的平面先作圆周运动再丢下一个和飞机速度相同的炸弹攻击A。飞机的速度大小为v飞= 200. 0m/s.试求飞机做圆周运动半径大小.【答案】【解析】【详解】设飞机运动半径为R，于是抛出炸弹飞行的水平距离为：对炸弹有： ；解得16.1969年7月20日,人类第一次登上月球,宇航员在月球表面做了这样一个实验:将一片羽毛和一个铁锤从同一个高度同时由静止释放,二者几乎同时落地。若羽毛和铁锤是从高度为处下落,经时间落到月球表面。已知引力常量为,月球的半径为。（1）.求月球表面的自由落体加速度大小;（2）.若不考虑月球自转的影响,求:a.月球的质量;b.在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动飞行器的周期。【答案】（1） （2）a.；b.【解析】（1）月球表面附近的物体做自由落体运动：h=g月t2月球表面的自由落体加速度大小： （2）a若不考虑月球自转的影响：月球的质量： b质量为m的飞行器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动：在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动飞行器的周期：17.如图所示，倾角为的足够长光滑、固定斜面的底端有一垂直斜面的挡板，A、B两物体质量均为m，通过劲度系数为k的轻质弹簧相连放在斜面上，开始时两者都处于静止状态。现对A施加一沿斜面向上的恒力F = 2mgsin ( g为重力加速度)，经过作用时间t，B刚好离开挡板，若不计空气阻力，求：(1)刚施加力F的瞬间，A的加速度大小；(2)B刚离开挡板时，A的速度大小；(3)在时间t内，弹簧的弹力对A的冲量IA。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】（1）刚施加力F的瞬间，弹簧的形变不发生变化，有：F弹=mgsin；根据牛顿第二定律，对A：F+F弹-mgsin=ma解得a=2gsin.（2）由题意可知，开始时弹簧处于压缩状态，其压缩量为；当B刚要离开挡板时，弹簧处于伸长状态，其伸长量此时其弹性势能与弹簧被压缩时的弹性势能相等；从弹簧压缩到伸长的过程，对A由动能定理：解得（3）设沿斜面向上为正方向，对A由动量定理： ，解得点睛：此题从力学的三大角度进行可研究：牛顿第二定律、动能定理以及动量定理；关键是先受力分析，然后根据条件选择合适的规律列方程；一般说研究力和时间问题用定量定理；研究力和位移问题用动能定理.18.（7分）如图6所示，质量为m的小球，用不可伸长的线悬于固定点O，线长为l，初始线与铅垂线有一个夹角，初速为0. 在小球开始运动后，线碰到铁钉O1. 铁钉的方向与小球运动的平面垂直. OO1=hl，且已知OO1与铅垂线夹角为. 假设碰后小球恰能做圆周运动. 求线与铁钉碰前瞬时与碰后瞬时张力的变化.【答案】【解析】假设碰后小球能作圆周运动，运动到最高点的速度可由（1分）得出设初始夹角为由机械能守恒得到：（2分）假设碰前瞬时速度为v1则：（1分）碰前：（1分）（1分）（1分）本题考查圆周运动和机械能守恒的综合应用，在最高点恰好通过，说明只有重力提供向心力，可求得最高点速度大小，小球碰后到最高点，绳子的拉力不做功，所以小球机械能守恒，规定最低点为零势面，列方程求解，根据碰前碰后拉力和重力分力提供向心力列式求解
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