2019-2020学年高二物理上学期开学试题(含解析).doc

2019-2020学年高二物理上学期开学试题(含解析)一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分1-7题在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的，8-10题有多个选项是正确的全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不答的得0分）1. 物理关系式不仅反映了物理量之间数量的关系，也确定了它们之间的单位关系如关系式U=IR既反映了电压、电流和电阻之间的关系，也确定了V（伏）与A（安）和（欧）的乘积等效则引力常量G用国际单位制（简称SI）中的基本单位可等效表示为（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】试题分析：由万有引力公式变形得，所以引力常量G的单位可表示为，B正确。考点：万有引力定律的应用【名师点睛】此题主要是根据万有引力定律来推导万有引力常数的单位；注意物理单位之间的关系都是通过物理公式推导而来的，注意单位之间的换算关系2. 如图所示，a、b两个质量相同的球用线连接，a球用线挂在天花板上，b球放在光滑斜面上，系统保持静止，以下图示哪个是正确的（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】对b球受力分析，受重力、斜面对其垂直向上的支持力和细线的拉力，由于三力平衡时三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故细线拉力向右上方，故A图错误；再对ab两个球整体受力分析，受总重力、斜面垂直向上的支持力和上面细线的拉力，再次根据共点力平衡条件判断上面的细线的拉力方向斜向右上方，故C、D图均错误；B正确.点晴：先对b球受力分析，受重力、支持力和拉力，根据共点力平衡条件先判断下面的细线的方向；再对ab两个球整体受力分析，受重力、支持力和拉力，再次根据共点力平衡条件判断上面的细线的方向3. 以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的vt图象可能正确的是（）A. B. C. D. 【答案】D【解析】试题分析：竖直上抛运动是初速度不为零的匀变速直线运动，加速度恒定不变，故其v-t图象是直线；有阻力时，根据牛顿第二定律判断加速度情况，v-t图象的斜率表示加速度.4. 如图所示，在竖直放置的半圆形容器的中心O点分别以水平初速度v1、v2抛出两个小球（可视为质点），最终它们分别落在圆弧上的A点和B点，已知OA与OB互相垂直，且OA与竖直方向成角，则两小球初速度之比为（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】由几何关系可知，A的竖直位移为：hA=Rcos，水平位移为：xA=Rsin； B的竖直位移为：hB=Rcos（90）=Rsin，水平位移为：xB=Rsin（90）=Rcos由平抛运动的规律可知：h=，x=v0t解得：v0=x则=tan 点晴：由几何关系可知两球下落高度及水平位移的关系，再由平抛运动的规律可求得初速度之比5. 我国已发射许多颗不同用途的地球卫星这些不同用途的卫星，其绕地运行轨道高度也不同卫星绕地运行轨道（可视为圆轨道）的高度是从其上所安装的高度传感器（高度仪）显示屏上测出的其原理为：如图所示，卫星在其运行轨道上，关闭发动机，由地球的引力提供向心力，卫星距地面的高度h和地球质量M、地球半径R、引力常量G、卫星速度v存在对应关系把M、R、G的数值输入连接传感器的计算机中，卫星上速度表的示数与高度就一一对应，把速度读数改成高度读数，就可以直接读出高度，这样速度表就变成了高度仪下列关于M、R、G、v和h的对应关系正确的是（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】根据万有引力定律和牛顿第二定律，卫星在其轨道上所受地球的引力提供向心力： 解得：，所以选项A正确，BCD错误点晴：根据卫星运动过程中，万有引力提供向心力进行分析求解各个量之间关系6. 把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆叫做动车而动车组就是几节自带动力的车辆（动车）加几节不带动力的车辆（也叫拖车）编成一组，就是动车组，如图所示假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等若1节动车加4节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h；则6节动车加4节拖车编成的动车组的最大速度为（）A. 120km/h B. 240km/h C. 360km/h D. 480km/h【答案】C【解析】设每节车厢所受的阻力为f，若1节动车加4节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h，则P=Fvm=5fvm设6节动车加4节拖车编成的动车组的最大速度为vm，牵引力等于阻力时速度最大，则有：6P=10fvm联立两式解得vm=360km/h故C正确，A、B、D错误点晴：当牵引力与阻力相等时，速度最大，求出功率与阻力和最大速度的关系6节动车加4节拖车编成的动车组运动时，牵引力与阻力相等时速度最大，结合6P=10fvm求出最大速度的大小7. 如图所示，木板可绕固定水平轴O转动木板从水平位置OA缓慢转到OB位置，木板上的物块始终相对于木板静止在这一过程中，物块的重力势能增加了2J用FN表示物块受到的支持力，用Ff表示物块受到的摩擦力在此过程中，以下判断正确的是（）A. FN和Ff对物块都不做功B. FN对物块做功为2 J，Ff对物块不做功C. FN对物块不做功，Ff对物块做功为2 JD. FN和Ff对物块所做功的代数和为0【答案】B【解析】由受力分析知，支持力FN的方向是垂直于木板向上的，物体的位移也是向上的，所以支持力做正功，但摩擦力Ff方向是沿斜面向上的，摩擦力的方向始终和速度方向垂直，所以摩擦力不做功由动能定理可知，WNmgh=0，故支持力FN做功为mgh=2J，所以B正确点晴：当力和位移的夹角为锐角时，力对物体做正功，当力和位移的夹角为钝角时，力对物体做负功，当力的方向与物体运动的方向垂直时力对物体不做功8. 如图所示，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速运转，则传送带对物体做功情况可能是（）A. 始终不做功 B. 先做负功后做正功C. 先做正功后不做功 D. 先做负功后不做功【答案】ACD【解析】A项：当物体到达传送带上时，如果物体的速度恰好和传送带的速度相等，那么物体和传送带将一起在水平面上运动，它们之间没有摩擦力的作用，所以传送带对物体始终不做功，所以A正确；B项：若物体速度大，则受向后的摩擦力，做负功直至速度一致为止，摩擦力消失，不做功，不会出现再做正功的情况，所以B错误；C项：若物体速度小，则受向前的摩擦力，做正功到速度一致时，摩擦力又变为零，不做功，所以C正确；D项：若物体速度大，则受向后的摩擦力，做负功直至速度一致为止，摩擦力消失，不做功，所以D正确点晴：当物体到达传送带上时，物体的速度可能大于、等于和小于传送带的速度，分三种情况讨论即可得出结论9. 一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向运动，运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图象如图所示，其中0s1过程的图线为曲线，s1s2过程的图线为直线根据该图象，下列判断正确的是（）A. 0s1过程中物体所受合力一定是变力，且不断减小B. s1s2过程中物体可能在做匀速直线运动C. s1s2过程中物体可能在做变加速直线运动D. 0s1过程中物体的动能可能在不断增大【答案】BDB项：由于物体在s1s2内Ex图象的斜率的绝对值不变，故物体所受的拉力保持不变如果拉力等于物体所受的重力，故物体做匀速直线运动故B正确；C项：由于物体在s1s2内所受的拉力保持不变，故加速度保持不变，故物体不可能做变加速直线运动，故C错误；D项：如果物体在0s1内所受的绳子的拉力小于物体的重力，则物体加速向下运动，故物体的动能不断增大，故D正确点晴：由于除重力和弹簧的弹力之外的其它力做多少负功物体的机械能就减少多少，所以Ex图象的斜率的绝对值等于物体所受拉力的大小；如果拉力等于物体所受的重力，故物体做匀速直线运动；如果拉力小于物体的重力，则物体加速向下运动，故物体的动能不断增大10. 如图所示，在倾角为的斜面上，轻质弹簧一与斜面底端固定，另一端与质量为M的平板A连接，一个质量为m的物体B靠在平板的右测，A、B与斜面的动摩擦因数均为开始时用手按住物体B使弹簧处于压缩状态，现放手，使A和B一起沿斜面向上运动距离L时，A和B达到最大速度v则以下说法正确的是（）A. A和B达到最大速度v时，弹簧是自然长度B. 若运动过程中A和B能够分离，则A和B恰好分离时，二者加速度大小均为C. 从释放到A和B达到最大速度v的过程中弹簧对A所做的功等于D. 从释放到A和B达到最大速度v的过程中，B受到的合力对它做的功等于【答案】BD【解析】A项：A和B达到最大速度v时，A和B的加速度应该为零对AB整体：由平衡条件知kx（m+M）gsin（m+M）gcos=0，所以此时弹簧处于压缩状态故A错误；B项：A和B恰好分离时，AB间的弹力为0，对B受力分析：由牛顿第二定律知，沿斜面方向，mgsin+mgcos=ma，得a=gsin+gcos，由牛顿第二定律知，A，B的加速度相同，故B正确；C项：从释放到A和B达到最大速度v的过程中，对于AB整体，根据动能定理得：（m+M）gLsin（m+M）gcosL+W弹=（m+M）v2，弹簧对A所做的功W弹=（m+M）v2+（m+M）gLsin+（m+M）gcosL，故C错误；D项：从释放到A和B达到最大速度v的过程中，对于B，根据动能定理得B受到的合力对它做的功W合=Ek=，故D正确点晴：AB速度最大时，对应的加速度为零，即弹簧的弹力恰好与AB重力沿斜面的分力和AB受到的滑动摩擦力平衡A和B恰好分离时，AB间的弹力为0，A和B具有共同的加速度从释放到A和B达到最大速度v的过程中，根据动能定理求解弹簧对A所做的功从释放到A和B达到最大速度v的过程中，对于B，根据动能定理求解B受到的合力对它做的功二、实验题（本题共2小题，共18分）11. 某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有_（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是_，实验时首先要做的步骤是_（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1v2）则本实验最终要验证的数学表达式为_（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）【答案】 (1). （1）刻度尺，天平； (2). （2）沙和沙桶的质量远小于滑块的质量； (3). 平衡摩擦力； (4). （3） .【解析】（1）实验要验证动能增加量和总功是否相等，故需要求出总功和动能，故还要天平和刻度尺； （2）沙和沙桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，有对沙和沙桶，有 mgT=ma对小车，有 T=Ma则故当mM时，有Tmg；实验时首先要做的步骤是平衡摩擦力（3）合力功为mgL，实验探究合力功与动能变化的关系，所以本实验最终要验证的数学表达式为mgL=M（v22v12）点晴：根据实验原理，得到需要验证的表达式，从而确定需要的器材；实验要测量滑块动能的增加量和合力做的功，用沙和沙桶的总质量表示滑块受到的拉力，对滑块受力分析，受到重力、拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，必须使重力的下滑分量等于摩擦力；同时重物加速下降，处于失重状态，故拉力小于重力，可以根据牛顿第二定律列式求出拉力表达式分析讨论.12. 某同学为探究加速度与合外力的关系，设计了如图甲所示的实验装置一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，用轻绳绕过定滑轮及轻滑轮将小车与弹簧测力计相连实验中改变悬挂的钩码个数进行多次测量，记录弹簧测力计的示数F，并利用纸带计算出小车对应的加速度a（1）实验中钩码的质量可以不需要远小于小车质量，其原因是_A小车所受的拉力与钩码的重力无关B小车所受的拉力等于钩码重力的一半C小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出（2）图乙是实验中得到的某条纸带的一部分已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，由纸带数据求出小车的加速度a=_m/s2（3）根据实验数据绘出小车的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图象，图丙图象中最符合本实验实际情况的是_【答案】 (1). （1）C； (2). （2）0.75； (3). （3）B【解析】（1）根据实验原理可知，弹簧测力计的读数为小车所受合外力，则不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件，故AB错误，C正确；故选：C；（2）在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，即：x=aT2，解得：a=0.75m/s2（3）由题意可知，小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是成线性关系，即为不是过原点的一条倾斜直线，实验存在阻力，故B符合；点晴: 根据实验原理，弹簧测力计的读数为小车所受合外力，则不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件；在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，根据作差法求解加速度；数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，应该是过原点的一条倾斜直线三、论述计算题（本题共4小题，共42分，解答时写出必要的文字说明、公式或表达式有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位）13. 如图所示，小球沿足够长的斜面向上做匀变速直线运动，依次经a、b、c、d到达最高点e已知ab=bd=6m，bc=1m，小球从a到c和从c到d所用的时间都是2s，设小球经b、c时的速度分别为vb、vc，则：（1）vb、vc分别为多少？（2）Xde=？（3）从d到e所用时间为多少？【答案】(1）vb、vc分别为3m/s， m/s ；（2）Xde=4m；（3）从d到e所用时间为4s【解析】试题分析：从a到c和从c到d所用时间都是2s，运用匀变速直线运动的中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度可以直接求出C点的速，根据x=aT2可以求出小球的加速度a，在从b到c的过程中已知小球的加速度a和位移及c点的速度，根据匀变速直线运动的速度位移关系可以求出小球在b的速度，已知c点的速度，和加速度可以求出ce的距离以及从c到e所用的时间（1）因为c是从a到d的时间中点，根据知，小球在c点的瞬时速度为：=根据匀变速直线运动的规律的推论有：x=aT2，知小球运动的加速度：a=根据匀变速直线运动的速度位移关系有： 得：=（2）从c至e小球做匀减速直线运动，根据速度位移关系有：得：=，因为cd=5m，所以de=4m；（3）从c到e所用时间为： .14. 如图所示，一倾角为37的斜面固定在水平地面上，质量m=1kg的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下，从A点由静止开始运动，到达B点时立即撤去拉力F此后，物体到达C点时速度为零每隔0.2s通过速度传感器测得物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据（取 sin37=0.6cos37=0.8）试求：t/s0.00.20.42.22.4v/ms10.01.02.03.31.2（1）斜面的摩擦系数；（2）恒力F的大小；（3）t=1.6s时物体的瞬时速度【答案】(1）斜面的摩擦系数为0.5；（2）恒力F的大小为15N；（3）t=1.6s时物体的瞬时速度为8m/s【解析】试题分析：利用表中的数据，根据加速度的定义求加速度先由匀变速运动求出加速度的大小，再由受力分析和牛顿第二定律求出力的大小利用匀变速直线运动中速度与时间的关系求出F作用的时间，进行判断1.6s处于哪个阶段，再进行求解（1）减速时，根据加速度定义，有 由根据牛顿第二定律，有 mgsin+mgcos=ma2代入数据，解得=0.5（2）加速时，根据加速度定义，有=再受力分析，根据牛顿第二定律，有Fmgsinmgcos=ma1，代入数据F1100.60.51100.8=15，F=15N（3）设第一价段运动的时间为t1，在B点时二个价段运动的速度相等，所以，有5t1=1.2+10（2.4t1），t1=1.68s，可见，t=1.6s的时刻处在第一运动价段，因此，v=a1t=51.6=8m/s点晴：先由匀变速运动求出加速度的大小，再由受力分析和牛顿第二定律求出力的大小利用匀变速直线运动中速度与时间的关系求出F作用的时间，进行判断1.6s处于哪个阶段，再进行求解15. 如图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成，两部分之间由一段圆弧面相连接在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道，斜面的倾角为现有10个质量均为m、半径均为r的均匀刚性球，在施加于1号球的水平外力F的作用下均静止，力F与圆槽在同一竖直面内，此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h现撤去力F使小球开始运动，直到所有小球均运动到水平槽内重力加速度为g求：（1）水平外力F的大小；（2）1号球刚运动到水平槽时的速度；（3）整个运动过程中，2号球对1号球所做的功【答案】（1）水平外力F的大小是10mgtan；（2）1号球刚运动到水平槽时的速度是；（3）整个运动过程中，2号球对1号球所做的功为9mgrsin【解析】试题分析：（1）以10个小球整体为研究对象，受力平衡，根据平衡条件求解水平外力F的大小；（2）以1号球为研究对象，下滑过程中只有重力做功，其机械能守恒，则可求出1号球刚运动到水平槽时的速度；（3）以整体为研究对象，求出所有球滚到水平槽中时的速度，再对1号球运用动能定理求解2号球对1号球所做的功解：（1）以10个小球整体为研究对象，由力的平衡条件可得Fcos=10mgsin得F=10mgtan（2）以1号球为研究对象，根据机械能守恒定律可得mgh=得v=（3）撤去水平外力F后，以10个小球整体为研究对象，利用机械能守恒定律可得10mg（h+）=得 v=以1号球为研究对象，由动能定理得mgh+W=得W=9mgrsin答：（1）水平外力F的大小是10mgtan；（2）1号球刚运动到水平槽时的速度是；（3）整个运动过程中，2号球对1号球所做的功为9mgrsin【点评】本题解题关键有两个：一要选择研究对象，二是明确解题规律当10个球都在斜面上下滑时，相互间没有作用力，机械能守恒16. 如图所示，一足够长的水平传送带以速度v0匀速运动，质量均为m的小物块P和小物块Q由通过滑轮组的轻绳连接，轻绳足够长且不可伸长某时刻物块P从传送带左端以速度2v0冲上传送带，P与定滑轮间的绳子水平已知物块P与传送带间的动摩擦因数=0.25，重力加速度为g，不计滑轮的质量与摩擦求：（1）运动过程中小物块P、Q的加速度大小之比；（2）物块P刚冲上传送带到右方最远处的过程中，PQ系统机械能的改变量；（3）若传送带以不同的速度v（0v2v0）匀速运动，当v取多大时物块P向右冲到最远处时，P与传送带间产生的摩擦热最小？最小值为多大？【答案】（1） ；（2） ；（3） 【解析】试题分析：（1）由图可知，P与Q的位移关系始终满足P的位移是Q的位移的2倍，结合：求得加速度的比值；（2）分别以P与Q为研究的对象，由牛顿第二定律求出加速度，然后结合运动学的公式，求出P与传送带的速度相等之前的位移；当P的速度与传送带相等后，分析摩擦力与绳子的拉力的关系，判断出P将继续减速，求出加速度，在结合运动学的公式求出位移，最后由功能关系求出机械能的该变量；（3）结合（2）的解答过程，写出物体P相对于传送带的位移的表达式以及Q=fx相对，然后即可求出产生的最小的热量解：（1）设P的位移、加速度大小分别为s1、a1，Q的位移、加速度大小分别为s2、a2，因s1=2 s2，故a1=2a2（2）对P有：mg+T=ma1对Q有：mg2T=ma2得：T=0.35mg，a1=0.6gP先减速到与传送带速度相同，设位移为x1，共速后，由于f=mgmg，P不可能随传送带一起匀速运动，继续向右减速，设此时P加速度为a1，Q的加速度为对P有：Tmg=ma1，对Q有：mg2T=ma2解得：a1=0.2g设减速到0位移为x2，PQ系统机械能的改变量等于摩擦力对P做的功，E=mgx1+mgx2=0（3）第一阶段P相对皮带向前，相对路程：第二阶段相对皮带向后，相对路程：摩擦产生的热Q=mg（S1+S2）=当时，摩擦热最小答：（1）运动过程中小物块P、Q的加速度大小之比是2：1；（2）物块P刚冲上传送带到右方最远处的过程中，PQ系统机械能的改变量；（3）若传送带以不同的速度v（0v2v0）匀速运动，当时物块P向右冲到最远处时，P与传送带间产生的摩擦热最小，最小值为【点评】本题考查牛顿第二定律及功能关系，要注意正确掌握功能的转化关系，明确热量等于摩擦力与相对位移的乘积