2019-2020学年高二物理上学期第一次统考试题(含解析).doc

2019-2020学年高二物理上学期第一次统考试题(含解析)一、选择题： 1. 甲、乙两车在平直公路上行驶，其v-t图象如图所示。t=0时，两车间距为s0；t0时刻，甲、乙两车相遇。0to时间内甲车发生的位移为s，下列说法正确的是 ( )A. 0t0时间内甲车在前，t02t0时间内乙车在前B. 02t0时间内甲车平均速度的大小是乙车平均速度大小的2倍C. 2t0时刻甲、乙两车相距s0D. s0=s【答案】D【解析】由图知在0t0时间内甲车速度大于乙车的速度，故是甲车在追赶乙车，所以A错误；02t0时间内甲车平均速度的大小，乙车平均速度，所以B错误；由题意知，图中阴影部分面积即为位移S0，根据几何关系知，三角形ABC的面积对应位移S03，所以可求三角形OCD的面积对应位移S06，所以0to时间内甲车发生的位移为s=S0+ S06，得s0=67s，故D正确；2t0时刻甲、乙两车间的距离即为三角形ABC的面积即S03，所以C错误。2. 一长木板静止在倾角为 的斜面上,长木板上一人用力推长木板上物块,使物块与长木板间的摩擦力刚好为零,已知人、物块、长木板的质量均为m,人、物块与长木板间的动摩擦因数为1,长木板与斜面间的动摩擦因数为2,则下列说法正确的是( )A. 斜面对长木板的摩擦力为mgsinB. 斜面对长木板的摩擦力为32mgcosC. 长木板对人的摩擦力为2mgsinD. 长木板对人的摩擦力为21mgcos【答案】C【解析】试题分析：先对整体进行受力分析，根据平衡条件可明确摩擦力的大小，再对人和物块整体进行分析，根据平衡条件可求得人受到的摩擦力大小对人，物块，长木板三者整体研究，斜面对它们的摩擦力为静摩擦力，其大小为f=3mgsin，故AB错误；对人，物块整体研究，由于物块与长木板间的摩擦力刚好为零，因此长木板对人的静摩擦力大小为f=2mgsin，故C正确D错误3. 如图所示，一条小船位于200m宽的河正中A点处，从这里向下游1003m处有一危险区，当时水流速度为4m/s，为了使小船避开危险区沿直线到达对岸，小船在静水中的速度至少是（ ）A. 433m/s B. 833m/sC. 2m/s D. 4m/s【答案】C【解析】试题分析：要使小船避开危险区沿直线到达对岸，则有合运动的最大位移为1002+(1003)2因此已知小船能安全到达河岸的合速度，设此速度与水流速度的夹角为，即有tan=1001003=33，所以=30，又已知流水速度，则可得小船在静水中最小速度为v船=v水sin=124m/s=2m/s，C正确；考点：考查了小船渡河问题分析【名师点睛】本题属于：一个速度要分解，已知一个分速度的大小与方向，还已知另一个分速度的大小且最小，则求这个分速度的方向与大小值这种题型运用平行四边形定则，由几何关系来确定最小值4. 如图所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，O为圆心，且AB为沿水平方向的直径，圆弧上有一点C，且COD=600。若在A点以初速度v1沿AB方向平抛一小球，小球将击中坑壁上的最低点D；若在C点以初速度v2沿BA方向平抛的小球也能击中D点。重力加速度为g，下列说法正确的是( )A. 抛出时，两球的速度大小之比为v1v2=23B. 抛出时，两球的速度大小之比为v1v2=63C. 运动到D点时，两球的速度方向的夹角为60D. 若两球同时抛出且速度大小合适，则两球可能在空中相遇【答案】B【解析】设圆半径为r,根据平抛运动规律v1=r2rg=22gr，v2=rsin600rg=32gr抛出时，两球的速度大小之比为v1:v2=6:3，B正确，A错误，两球球与水平方向的夹角tan1=2tan450,tan2=2tan300，所以两球在D点的速度方向大于60，C错误，如果要使两球在空中相遇在相同的时间内在竖直方向上必须满足，A球下落高度必须大于r2，而B球的高度小于r2，所以是不可能的，无论抛出速度大小如何，都不会满足相遇条件的，D错误，5. 如图甲所示，在粗糙的水平面上，质量分别为m和M（m：M=1：2）的物块A、B用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数相同.当用水平力F作用于B上且两块共同向右加速运动时，弹簧的伸长量为x1；当用同样大小的力F竖直加速提升两物块时（如图乙所示），弹簧的伸长量为x2，则x1：x2等于（ ）A. 1：1 B. 1：2 C. 2：1 D. 2：3【答案】A【解析】当用水平力拉物体B在水平面上加速运动时,对AB整体由牛顿第二定律得F-(m+M)g=(m+M)a1,对物体A由牛顿第二定律得kx1-mg=ma1,当用竖直向上的力拉物体B加速向上运动时,对AB整体由牛顿第二定律得F-(m+M)g=(m+M)a2,对物体A由牛顿第二定律得kx2-mg=ma2,联立解得x1x2=11,选项A正确.6. 小球由地面竖直上抛,上升的最大高度为H,设所受阻力大小恒定,地面为零势能面.在上升至离地面高度h处,小球的动能是势能的2倍,在下落至离地面高度h处,小球的势能是动能的2倍,则h等于（ ）A. H9 B. 2H9C. H3 D. 4H9【答案】D【解析】设小球受到的阻力大小恒为f，小球上升至最高点过程，由动能定理得：mgHfH=012mv02小球上升至离地高度h处时速度设为v1，由动能定理得：mghfh=12mv1212mv02又由题有：12mv12=2mgh小球上升至最高点后又下降至离地高度h处时速度设为v2，此过程由动能定理得：mghf（2Hh）=12mv2212mv02又由题有：212mv22=mgh以上各式联立解得：h=4H9,选项D正确，ABC错误。点睛：在应用动能定理解题时，要灵活选择研究的过程，各个力做功的分析非常重要，本题中要注意上升和下降过程中阻力始终做负功。7. 如图所示，倾角为30的斜面体置于水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的光滑支点O.已知A的质量为m，B的质量为4m现用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时物块B静止不动.将A由静止释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止，B相对于斜面体也始终保持静止，下列判断中正确的是（ ）A. 物块B受到的摩擦力先增大后减小B. 地面对斜面体的摩擦力方向一直向右C. 小球A摆到最低点时绳上的拉力大小为2mgD. 小球A的机械能不守恒、A、B系统的机械能守恒【答案】B【解析】试题分析：物块B一直保持静止，小球A摆下过程，只有重力做功，机械能守恒，细线的拉力从零增加到最大，再对物块B受力分析，根据平衡条件判断静摩擦力的变化情况对B与斜面整体受力分析，判断地面对斜面体摩擦力的方向由机械能守恒条件分析机械能是否守恒小球下摆时做圆周运动，下摆的速度越来越大，所需向心力越来越大，小球达到最低点时速度最大，绳子的拉力最大；小球A下摆过程中只受重力作用，机械能守恒，设绳子的长度是L，由机械能守恒定律得mgL=12mv2，在最低点，由牛顿第二定律得Fmg=mv2L，解得，绳子的拉力为F=3mg，即物块B受到绳子沿斜面向上的拉力为3mg，而B的重力沿斜面向下的分力为4mgsin30=2mg，所以，斜面对B的静摩擦力沿斜面向下为mg，而物块B在小球A还没有下摆时受到斜面的静摩擦力沿斜面向上为2mg，因此，物块B受到的摩擦力先减小后增大，AC错误；对物体B和斜面体整体受力分析，由于A球向左下方拉物体B和斜面体整体，故一定受到地面对其向右的静摩擦力，B正确；在小球下A摆过程中，只有重力做功，则小球A与地球组成的系统机械能守恒，在小球下A摆过程中，只有重力做功，则小球A、物块B与地球组成的系统机械能守恒，D错误8. 一个初动能为E的小物块从斜面底端冲上足够长的斜面，返回斜面底端时速度大小为v，该过程物体克服摩擦力做功为E2.若小物块冲上斜面的初动能变为2E，则（ ）A. 返回斜面底端时动能为3E4 B. 返回斜面底端时动能为3E2 C. 返回斜面底端时速度大小为2vD. 返回斜面底端时速度大小为2v【答案】D【解析】根据题意由动能定理：，上滑的距离：.9. 如图所示，小球沿足够长的斜面向上做匀变速运动，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 ( ) A. vb=8m/s B. vc=3m/s C. de=3m D. 从d到e所用时间为4s【答案】BD解：A、B由题，小球从a到c和从c到d所用的时间都是2s，根据推论得知，c点的速度等于ad间的平均速度，则有：，ac间中点时刻的瞬时速度为，cd间中点时刻的瞬时速度为v2=，故物体的加速度大小为 a=，由得，故A错误，B正确设c点到最高点的距离为S，则：S=，则de=Scd=9m5m=4m故C错误D、设d到e的时间为T，则de=，代入数据解得T=4s，故D正确故选：BD【点评】本题对运动学公式要求较高，要求学生对所有的运动学公式不仅要熟悉而且要熟练，要灵活，基本方法就是平时多练并且尽可能尝试一题多解10. 如图所示，小车上有固定支架，一可视为质点的小球用轻质细绳拴挂在支架上的O点处，且可绕O点在竖直平面内做圆周运动，绳长为L.现使小车与小球一起以速度v0沿水平方向向左匀速运动，当小车突然碰到矮墙后，车立即停止运动，此后小球上升的最大高度可能是( )A. 大于v022g B. 小于v022gC. 等于v022g D. 等于2L【答案】BCD【解析】考点：牛顿第二定律；向心力。分析：小球在运动的过程中机械能守恒，由机械能守恒可以求得小球能到达的最大高度；如果小球可以达到最高点做圆周运动的话，那么最大的高度就是圆周运动的直径。解答：如果小球的速度不能使小球做圆周运动，由机械能守恒可得，1/2 mV2=mgh，所以最大高度可能是v02/2g，所以C正确。如果有空气的阻力的话，机械能不守恒，最大高度就要小于v02/2g，所以B正确。如果小球的速度能使小球做圆周运动，那么最大的高度就是圆周运动的直径2 L，所以D正确。故选：A。点评：本题由多种可能性，在分析问题的时候一定要考虑全面，本题考查的就是学生能不能全面的考虑问题，难度不大。11. 宇宙中有这样一种三星系统，系统由两个质量为m的小星体和一个质量为M的大星体组成，两个小星体围绕大星体在同一圆形轨道上运行，轨道半径为r，关于该三星系统的说法中正确的是（ ）A. 在稳定运行情况下，大星体提供两小星体做圆周运动的向心力 B. 小星体运行的线速度为v=GMrC. 在稳定运行情况下，大星体应在小星体轨道中心，两小星体在大星体相对的两侧 D. 小星体运行的周期为T=4r32G(4M+m)【答案】CD【解析】A、在稳定运行的情况下，某一个环绕星而言，受到两个星的万有引力，两个万有引力的合力提供环绕星做圆周运动的向心力，故A错误；B、小星体受到大星体和另一个小星体的万有引力，两个力的合力提供圆周运动向心力，故B结论是由大星体提供小星体圆周运动向心力得出，故B错误；C、在稳定运行的情况下，大星体应在小星体轨道中心，两小星体在大星体相对的两侧，故C正确；D、对某一个小星体：GmMr2+Gmm(2r)2=mr42T2 解得：小星体的周期T=4r32G4M+m，故D正确。点睛：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，两个万有引力的合力提供环绕星做圆周运动的向心力，难度不大。12. 在光滑的水平地面上静置一个质量为M倾角为的斜劈，在斜劈上有一个质量为m的光滑物块，现用水平推力推动斜劈水平向右运动，并使物块与斜劈始终保持相对静止，如图所示，下列叙述中正确的是（ ）A. 在斜劈起动t秒内，推力F对斜劈做的功是M+mg2t2tan22B. 在斜劈起动t秒内，斜劈对物块的弹力所做的功是mg2t2sin2cos2C. 在斜劈起动t秒内，斜劈对物块的弹力与物块所受重力的合力所做功的平均功率是mg2ttan22D. 在斜劈起动t秒末，合力对斜劈的瞬时功率为Mg2ttan2【答案】ACD【解析】A、对物块做受力分析，因为木块与物块保持物块相对斜面静止，且物块与斜面的接触是光滑的，所以物块在重力和斜面对物体的斜向上的支持力的共同作用下做加速度运动，设这个加速度为a，所受合力为F由力的分解不难算出：F=mgtan=ma 即a=gtan，将木块与物块看成是一个整体，它们的共同的加速度即为a对于整体，水平力为：F=（M+m)a 解得：F=（M+m)gtan 斜劈起动t秒内，位移的大小为：x=12at2=12gtant2，则推力F的功为：W=Fx=（M+m)gtan12gtant2=M+mg2t2tan22，故选项A正确；B、斜劈起动t秒内，速度的大小是v=at，对于物体，只有斜劈对物块的弹力做功，由动能定理可得：W=12mv2=12m（at）2=12mg2tan2t2，故B错误；C、斜劈对物块的弹力与物块所受重力的合力所做功的平均功率是：P=Wt=12mg2tan2t，故C正确；D、根据瞬时功率：P=Mav=Mgtanat=Mgtangtant=Mg2ttan2，故D正确。点睛：当遇到多个物体共同运动时，通常可以采用整体法和隔离法，通过整体法可以求得系统的加速度的大小，再由隔离法可以求得物体的受力等情况。二、实验题： 13. 在做“研究平抛物体的运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置实验时用了如图所示的装置先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；又将木板再向远离槽口平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C若测得木板每次移动距离x=10.00cm，A、B间距离y1=5.02cm，B、C间距离y2=14.82cm请回答以下问题（g=9.80m/s2）： 根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0=_（用题中所给字母表示）小球初速度的值为v0=_m/s【答案】 (1). xgy2y1 (2). 1.0【解析】在竖直方向上：y=y2y1=gt2，水平方向上：x=v0t 联立方程解得：v0=xgy2y1。（3）根据：v0=xgy2y1，代入数据解得：v0=1.00m/s。点睛：本题主要考查了匀变速直线运动中基本规律以及推论的应用，平时要加强练习，提高应用基本规律解决问题能力。14. 在验证机械能守恒定律的实验中，质量m为1.0kg的重物自由下落，带动纸带打出一系列的点，如图所示相邻计数点间的时间间隔为0.02s，距离单位为cmg取9.8m/s2（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=_m/s；（2）从起点O到打下计数点B的过程中物体的动能增加量EK=_J，重力势能减少量EP=_J（结果保留两位有效数字）（3）实验的结论是_【答案】 (1). 0.98 (2). 0.48 (3). 0.49 (4). 在实验误差范围内，重力势能的减少量与动能的增加量相等，机械能守恒。【解析】（1）物体通过B点的速度vB=xAC2T=(7.063.14)1020.04m/s=0.98m/s（2）从起点O到打下计数点B的过程中物体的动能增加量：EK=12mvB2=1210.982J=0.48J；重力势能减小量Ep=mgh=19.80.0501J=0.49J。（3）在误差允许的范围内，重力势能的减小量与动能的增加量相等，知物体在下落过程中机械能守恒。点睛：解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量。三、计算题： 15. “嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似圆周，距月球表面的高度为H，飞行周期为T，月球的半径为R，万有引力常量为G求：（1）月球的质量M是多大？（2）假设宇航员在飞船上，飞船在月球表面附近竖直平面内做半径为r的圆周运动（宇航员质量为m，飞船经过最低点时的速度为v）求：经过最低点时，座位对宇航员的作用力多大？【答案】(1)M=42R+H2GT2 (2) F=42R+H3mR2T2+mv2r【解析】(1)设嫦娥一号的质量为m1,则：GMm1(R+H)2=mR+H(2T)2解得：M=42(R+H)3GT2。 (2)设月球表面的重力加速度为g，则GMmR2=mg， Fmg=mv2r 解得：F=42(R+H)3mR2T2+mv2r 。点睛：解决本题的关键知道线速度与周期的关系，掌握万有引力提供向心力这一理论，并且对物体正确受力分析，应用牛顿第二定律列方程即可正确解题。16. 如图所示，A、B两个材料相同的物体用长为L且不可伸长的线连结在一起放在水平面上在水平力F作用下以速度v做匀速直线运动A的质量是B的两倍，某一瞬间线突然断裂，保持F不变，仍拉A继续运动距离s后再撤去，则当A、B都停止运动时，A和B相距多远？【答案】L+32s0【解析】解：设物体与水平面的动摩擦因数为，B从断线到停止运动前进s1，A从断线到停止运动前进s2对B由动能定理，有-mgs2=-12mv22 对A由动能定理，有Fs0-2mgs1=-122mv2断线前，系统处于平衡状态，有F=3mg由上述三个方程可得；s1-s2=32s0 则A、B两物相距s=L+s1s2=L+32s0。点睛：解答本题的关键是知道涉及力与距离关系，运用动能定理研究这上常用的思路，并结合条件进行分析。17. 如图，竖直平面内固定一半径为R的半圆形圆柱截面，用轻质不可伸长且足够的细线连接A、B两球，质量分别为M、m，且M=2m现将球从圆柱边缘处由静止释放，已知A球始终不离开球面且不计一切摩擦求：（1）A球沿圆柱面滑到最低点时的速度大小？（2）A球沿圆柱面运动的最大位移的大小？【答案】(1) vA=222gR5（2）x=3R【解析】 (1)A球滑到最低点时，两球的速度不等，将A球的速度进行分解如图，A球沿绳子方向的分速度等于B球的速度，即有：vAsin45=vB对AB小球整体运用动能定理得：2mgR2mgR=122mvA2+12mvB2 联立以上两式得：vA=222gR5当A球的速度为0时，A球沿圆柱面运动的位移最大，设为x，则据机械能守恒定律可得：2mgx2R2R2-x2-mgx=0，解得：x=3R。点睛：本题主要考查了动能定理的直接运用，做题时结合几何关系求解，注意AB球的速度的关系。18. 下图是某传送装置的示意图。其中PQ为水平的传送带，传送带长度L=6m，与水平地面的高度为H=5m。MN是光滑的曲面，曲面与传送带相切于N点，现在有一滑块质量为m=3kg从离N点高为h=5m处静止释放，滑块与传送带间的摩擦系数为=03重力加速度为g=10m/s2。（1）滑块以多大的速度进入传送带？（2）若传送带顺时针转动，请求出滑块与传送带摩擦产生的热量Q与传送带的速度v的大小关系?（3）若传送带逆时针转动，请求出物体从Q点抛出后距Q点的水平的距离与传送带的速度v的关系。（认为滑块以水平速度离开传送带）【答案】（1）10m/s（2）54+6v（3）传送带速度v08m/s，水平位移x=v2t=8m若传送带速度v0234m/s，水平距离x=vmt=234m传送带速度，水平距离【解析】（1）滑块从高h处静止释放，滑到传送带的过程，根据动能定理有解得速度：。（2）滑块到达传送带时速度水平向左，而传送带速度水平向右，所以滑块做匀减速运动加速度,传送带长度为，当物块滑到到传送带最左端时，根据匀变速直线运动有,求得速度,运动时间. 已知传送带速度为，则传送带向右的位移为摩擦生热 。（3）若传送带速度大于，物块在传送带上加速，若一直加速可达到最大速度 ，解得若传送带速度，物块将以从Q端水平抛出，平抛运动时间，水平距离 。若传送带速度，物块将加速到传送带速度后匀速，最终以从Q端抛出，水平距离：若传送带速度小于，物块在传送带上匀减速。若一直匀减速可减到最小速度 。 如传送带速度，物块将以从Q端离开平抛。水平位移。 如传送带速度，物块匀减速到等于传送带速度最终以速度从Q端抛出，水平距离综上:传送带速度v08m/s，水平位移x=v2t=8m若传送带速度v0234m/s，水平距离x=vmt=234m传送带速度8m/sv0234m/s，水平距离x=v0t=v0。点睛：传送带问题，关键要根据物体的受力情况分析物体的运动过程，要注意分情况讨论要知道摩擦生热等于滑动摩擦力大小与物体间相对位移大小的乘积。