卷子答案网-一个不只有答案的网站安徽省皖江名校2023-2024学年高二上学期开学联考
物 理
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区城内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:必修1、必修2。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.在安徽南部地区分布着白墙青瓦,刀笔生姿的民居建筑,是中国传统民居建筑的一个重要流派,也称徽派民居,如图甲所示,屋顶结构可简化为如图乙模型，瓦片静止在倾斜椽子上。若瓦与椽子间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则椽子与水平面的最大夹角θ满足的关系式为
A. tan=μ B. cos=μ C. cos D. tan
2.2023年7月16日,东航在上海正式接收第二架国产C919大型客机。前期国产大飞机C919商业首飞成功,在北京首都国际机场,获得象征民航最高礼仪的“水门”仪式迎接如图甲。“过水门”仪式可简化如图乙物理模型:水平地面.上a、b、c不同位置的三条水柱斜向上射出,沿三条不同的路径运动最终落在水平地面同-一点,三条路径的最高点是等高的,若忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是
A.沿路径a射出的水在空中运动时间最长
B.沿三条路径射出水的初速度竖直分量相等
C.沿三条路径射出水的初速度水平分量相等
D.沿路径a射出的水落地的速率最小
3.如图所示,水平圆盘桌面上放有质量为0.14kg的小铁碗A(可视为质点),一小孩使圆盘桌面在水平面内由静止开始绕过圆盘中心O的轴转动并逐渐增大圆盘转动的角速度,直至小铁碗从圆盘的边缘飞出，飞出后经过0. 4s落地，落地点距空中飞出点在地面投影点的距离为200cm。若不计空气阻力,该过程中,摩擦力对小铁碗所做的功为
A.0.38J B.1.12J C.1.75J D.2.16J
4.2023年8月27日发生土星冲日现象，如图所示，土星冲日是指土星、地球和太阳几乎排列成-一线,地球位于太阳与土星之间。此时土星被太阳照亮的一-面完全朝向地球，所以明亮而易于观察。地球和土星绕太阳公转的方向相同,轨迹都可近似为圆,地球一年绕太阳一周,土星约29.5年绕太阳一周。则
A.在相同时间内，土星、地球与太阳中心连线扫过的面积相等
B.土星的运行速度比地球的运行速度大
C.土星表面重力加速度的数值比地球表面的大
D.下一次出现土星冲日现象是在2024年
5.一辆静止的货车装载着相同的圆柱形空油桶,在水平底板上四个油桶平整排列，四个油桶间、及与两侧竖直挡板间相互接触但不挤压，上层再放一只桶C,摆放在桶A、B之上,如图所示,不计一切摩擦。若货车以某一加速度向左做匀加速直线运动,且A、B、C与货车仍保持相对静止,则与货车静止时相比
A.油桶A对油桶C的支持力增大
B.油桶B对油桶C的支持力增大.
C.油桶A与油桶C之间一定有弹力作用
D.在油桶A、B、C中,油桶C所受合力最大
6.最近,超级跑车品牌布加迪在著名的Ehra-Lessien椭圆形测试赛道上以全新的Chiron Super Sport Prototype跑出490. 48km/h的最高速度,再度刷新此前由Veyron Super Sport 创下的431km/h纪录,成为新任:最快量产车”。假设质量为m=1.2×103kg的超级跑车由静止开始沿平直公路行驶,超级跑车所受牵引力F随时间t变化关系如图所示,8s时超级跑车功率达到额定值,此后保持此功率不变继续行驶,24s后可视为匀速。受到的阻力大小恒定,则
A.超级跑车先做匀加速运动.然后再做匀速直线运动
B.超级跑车匀加速运动阶段的加速度大小为8m/s2
C.超级跑车的额定功率为4×105 W
D.超级跑车从静止开始运动24s内位移大小是340m .
7.卸货弹簧防撞缓冲装置模型如图所示,在水平地面上固定- .倾角为=30°的斜面，一轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然伸长状态。滑块与斜面间动摩擦因数为μ=0.1,一质量为m=3kg的滑块从距弹簧上端d=lm处由静止释放,向下运动位移L=2m后停在最低点。已知弹簧始终在弹性限度内,滑块与弹簧接触过程中没有机械能损失,重力加速度为g=10m/s。则滑块向下运动过程
A.滑块与斜面摩擦产生的热量为J
B.滑块机械能的减少量为J
C.滑块刚滑到弹簧，上端具有的动能为15J
D.弹簧弹性势能的最大值为J
二、多项选择题:本题共3小题,每小题4分,共12分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
8.2023年5月11日,天舟六号货运飞船人轨后顺利完成状态设置,成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后,天舟六号将转人组合体飞行段。已知质量为m的组合体在距地面高为h处做匀速圆周运动,地球半径为R ,地球表面重力加速度大小为g。不考虑地球自转的影响,则下列关于组合体说法正确的是
A.组合体做匀速圆周运动的速度大于第一宇宙速度
B.组合体做匀速圆周运动两周所用的时间为
C.组合体做匀速圆周运动的角速度为
D.组合体做匀速圆周运动的向心加速度大小为
9.如图所示四幅图为物体做直线运动的图像，下列说法正确的是
A.甲图中，物体在0~5s这段时间内的平均速度大于6m/s
B.乙图中,物体的加速度大小为3m/s2
C.丙图中,阴影面积表示4s~6s时间内物体的加速度变化量
D.丁图中,物体的加速度大小为20m/s2
10.如图所示,质量M=2kg.上表面粗糙的长方形木板静止在光滑的水平面上,t=0时质量m=2kg表面粗糙的物块(可视为质点)以初速度v0=2m/s滑上长木板,物块做匀减速直线运动,长木板做匀加速直线运动,经过时间⊿t=1s物块和长木板以共同速度v=1m/s匀速运动。已知重力加速度大小为g= 10m/s2，则.
A.长木板做匀加速运动的加速度大小为1m/s2
B.物块与长木板之间动摩擦因数为0. 2
C.长木板长度至少为1m
D.物块与长木板组成系统损失机械能为2J
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
11.(7分)某物理兴趣小组用如图甲所示装置探究加速度与力、质量的关系。
(1)下面是实验操作步骤,请你整理出正确的操作顺序,从先到后依次是_______(填字母)。
A.平衡摩擦力,让小车做匀速直线运动
B.接通电源后释放小车,小车在细线拉动下运动,测出钩码的重力mg,作为细线对小车的拉力F，利用纸带测量出小车的加速度a.
C.将纸带穿过打点计时器并将一端固定 在小车上
D.把细线的一端固定在小车上,另一端通过定滑轮与钩码相连
E.更换纸带,通过改变钩码的个数改变小车所受的拉力,重复步骤B的操作
(2)某同学在实验中打出的一条纸带如图乙所示，他选择了几个计时点作为计数点，相邻两计数点间还有4个点没有标出,其中s1=7. 06cm、s2= 7.68cm、s3= 8.30cm、s4=8.92cm,已知交流电源频率为50Hz,则小车运动的加速度的大小是_____m/s。(保留两位有效数字)
(3)实验得到的理想a-F图象应是一条过原点的直线，但由于实验误差影响，常出现如图丙所示的三种情况。下列说法正确的是._______(填字母)。
A.图线①产生原因是不满足“钩码的总质量远小于小车质量”的条件
B.图线②产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过小
C.图线③产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过大
12. (10分)
图甲是验证m1、m2(m2>m1)组成的系统机械能守恒的实验装置图,图丙是验证单个重物机械能守恒定律的实验装置图。
(1)为减少阻力对实验的影响，下列操作可行的是________。(填入 相应的字母)
A.图甲中,所用物体应选用密度大、体积小的重锤
B.图丙中,释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直
C.图丙中,重锤下落中手始终提住纸带上端,保持纸带竖直
D.两个实验安装打点计时器时都应使两限位孔在同一竖直线上
(2)利用图甲进行实验。将m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点。重复多次实验,选择一条较为满意的纸带，如图乙所示，舍弃前面密集的点,以O为起点,从A点开始选取纸带上连续点A、B、C..测出O到A、B、C、.的距离分别为h1、h2、h3....,已知电源的频率为f。打点计时器打下计时点B时，瞬时速度vB=________,在打点计时 器打下计时点O和B的过程中,系统重力势能的变化量大小为△Ep=_______,系统动能的变化量大小为△Ek=______,若它们近似相等,则可知系统的机械能守恒。(当地的重力加速度为g)
(3)利用图示丙装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案,其中只有一种正确,正确的是____________。 (填人相应的字母)
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=计算出瞬时速度v
C.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v
D.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过计算出高度h
13. (10分)
跳跳鞋是一种适合运动、休闲和潮流场合的鞋类，如图所示。直接将弹簧固定安装在运动鞋的底部,利用人体自身的重量和腿部向下的压力,使得弹簧变形后产生一个竖直向上的弹力,将人向上弹起，最终带离地面。某运动员质量为m= 60kg,他穿着跳跳鞋从距地面H=1. 8m高处由静止自由落下,与地面撞击的时间为2s,撞击过程中损失的机械能为△E=330J,忽略空气阻力以及跳跳鞋的质量和大小,不考虑人体生物能与机械能的转换,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)运动员与水平地面撞击后反弹上升的最大高度;
(2)地面对运动员的平均撞击力。
14. (15分)
如图所示,倾角为θ=37°足够长的传送带以速度v0=5m/s逆时针匀速转动,小物块(可视为质点)
在传送带底端A点以初速度v1=8m/s滑上传送带,小物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2 )求:
(1)小物块在传送带上运动的加速度大小;
(2)小物块向.上运动的时间和向上滑行的最远距离。
15. (18分)
如图所示,轨道MPS在竖直平面内,直轨道P端与半径为R= 2m的光滑竖直圆轨道PQS相切，
Q点与圆心O等高,圆心O在S的正下方。一轻弹簧原长也为R,其一端固定在倾角为37°的固定直轨道MP的底端M处,MP长为2R,另一端与质量可调的滑块A(可视为质点)接触,滑块与弹簧不相连，弹簧处于轻微压缩状态。用外力推动滑块A,每次都将弹簧压缩至原长的一半,然后由静止放开,A开始沿轨道MP运动。已知滑块A与直轨道MP间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度大小为g= 10m/s2。(取sin37°=0. 6,cos37°=0. 8)(计算结果均保留到小数点后一位)。
(1)当A的质量为m1= 2kg时刚好能到达圆轨道的最高点s,求轻弹簧压缩至原长的一半时的弹性势能Ep;
(2)若改变滑块A的质量使之能滑上圆轨道且仍能沿圆轨道滑下,求改变后滑块A的质量m2的可能值;
(3)若滑块A能滑上圆轨道,且所在位置与O的连线与OQ方向的夹角为37°时恰好脱离圆轨道，求滑块A的质量m2。物理参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B C D B C D BD AD ACD
1.A 【解析】对瓦片进行受力分析,支持力方向垂直斜面向上,摩擦力方向沿斜面向上,当椽子受到静
摩擦力达到最大时,根据受力平衡可得mgsinα=μmgcosα,解得tanα=μ,只有选项A正确。
2.B 【解析】竖直方向上,因为高度一样,所以初速度的竖直分量一样,运动时间一样,选项A错误,B
正确;水平方向上,由于a 水平位移最大,而运动时间一样,所以a 的水平速度最大,选项C错误;a 初
速度最大,由于整个过程外力不做功,所以初末速度大小相等,所以落地速度a 最大,选项D错误。
x
3.C 【解析】小铁碗飞出后做平抛运动,由平抛运动规律v= ,v=5m/t s
,小铁碗由静止到飞出的过程
中,由动能定理 1W= mv2,摩擦力对小铁碗所做的功2 W=1.75J
,只有选项C正确。
4.D 【解析】根据开普勒第二定律可知,对同一行星而言,它与中心天体的连线在相等的时间内扫过的
面积相等,选项A错误;又由
GM
v= ,可知土星的运行速度比地球的小,选项B错误;行星表面的r
重力由万有引力提供,行星表面重力加速度 GMg= 2 ,火星和地球的质量以及半径未知,无法比较其R
表面重力加速度的数值的大小,选项C错误;T地=1年,则T木=29.5年,由(ω地-ω木)·t=2π,得距
下一次土星冲日所需时间 2πt= ≈1.04年,选项 正确。ω D地-ω火
5.B 【解析】对C 进行受力分析,设B 对C 的支持力与竖直方向的夹角为θ,根据几何关系可得sinθ=
R 1,所以 ;同理可得, 对 的支持力与竖直方向的夹角也为
2R=2 θ=30° A C 30°
;原来C 处于静止状态,
根据平衡条件可得 NBsin30°=NAsin30°,令C 的加速度为a,根据正交分解以及牛顿第二定律有
N'Bsin30°-N'Asin30°=ma,可见,A 对C 的支持力减小、B 对C 的支持力增大,油桶A 与油桶C 之
间可能没有弹力作用,选项A、C错误、B正确;根据牛顿第二定律可知,A、B、C 三油桶受到合力大小
相同,均为ma,油桶A、B、C 所受合力相同均为ma,选项D错误。
6.C 【解析】由图可知,超级跑车在前8s内的牵引力不变,超级跑车做匀加速直线运动,8~24s内超级
跑车的牵引力逐渐减小,则车的加速度逐渐减小,超级跑车做加速度减小的加速运动,直到车的速度
达到最大值,以后做匀速直线运动,选项A错误;超级跑车的速度达到最大值后牵引力等于阻力,所
以阻力f=4×103N,前8s内超级跑车的牵引力为F=10×103N,由牛顿第二定律F-f=ma,可得
a=5m/s2,选项B错误;超级跑车在8s末汽车的功率达到最大值,8s末超级跑车的速度v1=at1=5
×8m/s=40m/s,所以超级跑车的最大功率P=Fv1=10×103×40W=4×105W,选项C正确;超级
5
跑车在前8s内的位移
1 1 P 4×10
x1=2at
2
1= 2 ,超级跑车的最大速度为 /2×5×8m=160m vm= = mf 4×103
s=100m/s,超级跑车在
1 1
8~24s内的位移设为x2,根据动能定理可得Pt 2 22-fx2= mvm- mv1,代2 2
入数据可得x2=340m,所以超级跑车的总位移x=x1+x2=160m+340m=500m,选项D错误。
7.D 【解析】滑块向下运动的过程中,根据功能关系得摩擦产生的热量为Q=fΔx=μmgLcosθ=33
J,选项A错误;滑块从最高点运动到最低点,动能不变,则机械能的减少量即为重力势能的减少量,
所以滑块机械能的减少量为mgLsinθ=30J,选项B错误;滑块刚滑到弹簧上端具有的动能mgdsinθ
30-33
-μmgdcosθ= J,选项C错误;滑块运动过程中,根据能量守恒定律,滑块的重力势能减小,2
高二物理参考答案 第 1页(共4页)
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转化为内能和弹簧的弹性势能,即mgLsinθ=Q+Ep,解得弹簧弹性势能的最大值为Ep=mgLsinθ
-μmgLcosθ=(30-33)J,选项D正确。
8.BD 【解析】第一宇宙速度是在地面发射人造卫星所需的最小速度,也是圆行近地轨道的环绕速度,
GMm 2
也是圆形轨道上速度的最大值,选项A错误;根据 0 ,
GMm 4π
2 =mR 0g R+h 2
=m 2 R+h ,解得组T
3
合体做匀速圆周运动的周期 R+hT=2π ,组合体做匀速圆周运动两周所用的时间为4π
gR2
R+h 3
2 ,选项
2π R
B正确;角速度为ω= = g ,选项 错误;向心加速度大小为 2
gR T R+h R+h
C a=ωr
gR2= 2,选项D正确。 R+h
9.AD 【解析】题图甲中,若v-t图像为直线,匀加速运动时平均速度为
12
m/s=6m/s,由图中曲线可2
2
知物体在0~5s这段时间内平均速度大于
v
6m/s,选项A正确;题图乙中,根据v2=2ax 可知a=2x
25
= m/s2=2.5m/s2,即物体的加速度为2.5m/s2,选项B错误;题图丙中,根据Δv=aΔt可知,阴2×5
影面积表示4s~6s时间内物体的速度变化量,选项C错误;题图丁中,由
1 x
x=v 20t+ at 可得2 t=v0
1
+ at,由图像可知a=20m/s2,选项2 D
正确。
10.ACD 【解析】长木板做匀加速运动的加速度大小
Δv
a=Δt=1m
/s2,选项A正确;根据牛顿第二定
律,对长木板F=μmg=Ma,解得物块与长木板之间动摩擦因数为μ=0.1,选项B错误;前1s内长
木板的位移 0+v 0+1x1= ×Δt= ,
v0+v物块的位移 2+1 ,所
2 2 ×1m=0.5m x2= 2 ×t= 2 ×1m=1.5m
以长木板最小长度L=x2-x1=1m,选项C正确;物块与长木板组成系统损失机械能
1
ΔE= mv22 0-
1(
2 m+M
)v2=2J,选项D正确。
11.(7分)
(1)CADBE(2分) (2)0.62(3分) (3)A(2分)
【解析】(1)按照实验原理,题中五个步骤的先后顺序应该为:CADBE;(2)由于每两个计数点之间
, s +s -
(s +s )
还有四个计时点 则计数点之间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s,由逐差法得a= 4 3 2 1
4T2
=0.62m/s2;(3)图线①的上部弯曲,产生原因是当小车受力F 较大时,不满足“钩码的总质量远小于小
车质量”的条件,选项A 正确;图线②在a 轴的截距大于0,产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过
大,F=0(即不挂钩码)时小车就具有了加速度,选项B 错误;图线③在F 轴的截距大于0,产生原因是
平衡摩擦力时长木板的倾角过小,只有当F 增加到一定值时,小车才获得加速度,选项C错误。
12.(10分)
(1)ABD(2分)
(
()h3-h2 1
)f( 1
2 2
分) (m2-m1)gh 22(2分) (m1+m2)·( ) ( 分)8 h3 -h1 f 2
(3)C(2分)
【解析】(1)重锤的密度要大,体积要小,可以减小空气阻力,选项A正确;两限位孔在同一竖直线上
高二物理参考答案 第 2页(共4页)
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和手提纸带上端使纸带竖直,都可以减小纸带与打点计时器间的摩擦,选项B、D正确;手始终提着纸
带,纸带就不是落体运动,选项C错误。(2)重锤做匀变速直线运动,某段时间内中间时刻的速度等于
(h -h ) (h
这一段的平均速度,有v = 3 1 = 3
-h1)f
B 。在打点计时器打下计时点2T 2 O
和B 的过程中,系统
(
( ) , h -h
)f2
重力势能的变化量ΔEp= m2-m1 gh2 动能的变化量
1
ΔEk= (m1+m2)·
3 1 。(3)该实验2 4
是验证机械能守恒定律的实验.因为我们知道自由落体运动只受重力,机械能就守恒.如果把重物的实
际运动看成自由落体运动,再运用自由落体的规律求解速度,那么就不需要验证。其中ABD三项都是
运用了自由落体的运动规律求解的,只有选项C正确。
13.(10分)
【解】(1)运动员从距地面 H=1.8m高处由静止落下
则碰撞前运动员具有的机械能为:mgH=60×10×1.8=1080J(1分)
设运动员与水平地面撞击后反弹上升的最大高度为h,则:mgh=mgH-ΔE(1分)
ΔE=330J,代入数值解得:h=1.25m(2分)
(2)设运动员从 H 高处下落刚接触地面时的速度大小为v1;反弹离地时的速度大小为v2,由动能
定理和运动学公式
下落过程: 1mgH= 2( 分)2mv1 1
代入数值解得:v1=6m/s(1分)
上升过程: 1-mgh=0- mv22(1分)2
代入数值解得:v2=5m/s(1分)
运动员与地面接触时间为Δt=2s
设地面对运动员的平均撞击力为F,取向上为正,根据牛顿第二定律
v -(-v )
F-mg=ma=m
2 1 (1分)Δt
代入数值得F=930N,方向向上(1分)
14.(15分)
【解】(1)对小物块由牛顿第二定律得:mgsin37°+μmgcos37°=ma2(2分)
解得a2=10m/s2(1分)
μ
解得a 23=2m/s(1分)
(2)由运动学公式:v2-v0=a2t1(1分)
得小物块从A 点向上运动到与传送带速度相同的时间t1=0.3s(1分)
又v0=a3t2(1分)
得小物块与传送带同速到速度为0的时间t2=2.5s(1分)
小物块向上运动的总时间t=t1+t2=2.8s(2分)
小物块先向上减速到0后,会反向加速下滑
v +v v
小物块向上滑行的最远距离为x = 0 2 02 2 t1+2t2
(2分)
解得x2=8.2m(1分)
15.(18分)
【解】(1)设滑块A 刚好能沿圆轨道运动到圆轨道的最高点时速度的大小vs,根据牛顿第二定律有
高二物理参考答案 第 3页(共4页)
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v2
m1g=m
S
1 (1分)R
解得vs= gR(1分)
滑块A 由静止运动到圆轨道最高点过程,由能量守恒定律可得
3 3 1
Ep=μm1gcos37°×2R+m1g
(
2Rsin37°+R+Rcos37°
)+2mv
2
1 S(2分)
联立解得Ep=3.8m1gR=152.0J(1分)
(2)设滑块A 的质量为m2,为使A 能滑上圆轨道,则它到达P 点时的速度应大于零,由能量守恒
定律可得 3 3Ep>μm2gcos37°×2R+m2g×2Rsin37°
(2分)
解得 38m2< m1(1分)15
要使滑块A 仍能沿圆轨道滑回,A 在圆轨道上升的高度不能超过与圆心等高处,由能量守恒定律
可得 3 3Ep≤μm2gcos37°×2R+m2g
(
2Rsin37°+Rcos37°
)(2分)
解得 38m2≥ ( 分)23m1 1
综上所述可得38 38 ( 分)
23m1≤m2<15m1 1
变后滑块A 的质量m2 的可能值3.3kg≤m2<5.1kg(1分)
(3)依题意滑块恰好脱离圆轨道时,应在OQ 水平线的上方与OQ 方向的夹角为37°处,此位置轨道
2
对滑块的弹力刚好为零,则 vm3gsin37°=m3 (1分)R
解得 3v= ( 分)5gR 1
由能量守恒定律可得
3 3 1
Ep=μm3gcos37°×2R+m3g
(
2Rsin37°+Rcos37°+Rsin37°
)+ 2( 分)2m3v 2
解得 19m3= m1≈16 2.4kg
(1分)
高二物理参考答案 第 4页(共4页)
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