卷子答案网-一个不只有答案的网站2023-2024学年湖南省株洲市炎陵县高二（上）开学物理试卷
一、选择题（本大题共11小题，共44分）
1. 在距水平地面高度处，同时分别将质量相同的、两小球以初速度、水平抛出，则以下判断正确的是( )
A. 、两小球运动时间之比为： B. 两小球落地速度方向相同
C. 两小球落地速度大小相同 D. 、两小球水平位移之比为：
2. 如图所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的。其原理可简化为图所示模型，齿轮大小相同，大小齿轮数分别为、个。则、两点为大小齿轮边缘两点则( )
A. ，两点线速度之比为： B. ，两点角速度之比为：
C. ，两点周期之比为： D. ，两点转速之比为：
3. 木块在水平恒力的作用下，沿水平路面由静止出发前进了米，随即撤去此恒力，木块又沿原方向前进了米才停下来，设木块运动全过程中地面情况相同，则摩擦力的大小和木块所获得的最大动能分别为( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示，摆球质量为，悬线的长为，把悬线拉到水平位置后放手设在摆球从点运动到点的过程中空气阻力的大小不变，则下列说法正确的是( )
A. 重力做功为
B. 悬线拉力做负功
C. 空气阻力做功为
D. 空气阻力做功为
5. 假设地球是一半径为，质量分布均匀的球体，一矿井深度为，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示，绷紧的传送带两端点、间距离为，传送带以的速度匀速运行，现将一质量的小物块可视为质点轻轻地放在传送带左端，经过小物块运动到传送带的右端，已知小物块与传送带之间的动摩擦因数，取。下列判断正确的是( )
A. 此过程小物块始终做匀加速运动 B. 此过程中因摩擦产生的热量为
C. 此过程中因摩擦产生的热量为 D. 此过程摩擦力对小物块做功
7. 如图所示，某段滑雪雪道倾角为，总质量为包括雪具在内的滑雪运动员从距底端高为处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为。在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法中正确的是( )
A. 运动员减少的重力势能为 B. 运动员获得的动能为
C. 运动员克服摩擦力做功为 D. 下滑过程中系统减少的机械能为
8. 一质量为的质点静止于光滑水平面上，从时刻开始，受到水平外力作用，如图所示。下列判断正确的是( )
A. 第内外力所做的功是
B. 内外力的平均功率是
C. 第末外力的瞬时功率最大
D. 第末与第末外力的瞬时功率之比为：
9. 组三个等质量的带电小球、、依次沿一直线固定在光滑绝缘的水平面上如图所示，相邻两球间距为与相比，小球半径可忽略不计。若移开球后释放，则释放瞬间，球获得大小为的加速度；若移开球后释放，则释放瞬间，球获得大小为的加速度；若、两球都在其固定位置时，释放球，则释放后，球的平衡位置可能位于( )
A. 连线上，的左侧与距处 B. 连线上，的右侧与距处
C. 连线上，的右侧与距处 D. 以上答案都不对
10. 如图所示，质量为的物块，沿着半径为的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为，若物体与球壳之间的摩擦因数为，则物体在最低点时，下列说法正确的是( )
A. 受到向心力为 B. 受到的摩擦力为
C. 受到的摩擦力为 D. 受到的合力方向斜向上
11. 年月日，我国首次火星探测任务“天问一号”火星探测卫星顺利实施近火制动，完成火星捕获，正式踏入环绕火星轨道。假设火星可视为半径为的均匀球体，探测卫星沿椭圆轨道绕火星运动，如图所示。椭圆轨道的“近火点”离火星表面的距离为，“远火点”离火星表面的距离为，万有引力常量为。下列说法正确的是( )
A. 若已知“天问一号”在椭圆轨道运行的周期为，火星的质量为
B. 若已知“天问一号”在椭圆轨道运行的周期为，火星的第一宇宙速度为
C. “天问一号”在“近火点”和“远火点”的加速度大小之比为：
D. “天问一号”在“近火点”和“远火点”的速率之比为：
二、非选择题（共56分）
12. 某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。
对于本实验操作的说法正确的是______。
A.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上
B.应用秒表测出重物下落的时间
C.重物的密度和质量选用的大些，有利于减小误差
D.重物的密度和质量选用的小些，有利于减小误差
若实验中所用重物的质量某同学选取了一条前两个点间距接近的纸带，是打下的第一个点，打点时间间隔为，则在纸带上打下点时的速度______，此时重物的动能______，从打下点到至打下点的过程中重物的重力势能减少量______由此可得出的结论是 取，结果均保留三位有效数字
13. 关于力学实验，下列说法正确的是( )
A. 在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，应将弹簧竖直悬挂测量不挂钩码时的长度
B. 在“验证力的平行四边形定则”的实验中，两次应将橡皮筋沿相同方向拉到相同长度
C. 在“探究加速度与质量、力的关系”的实验中，平衡摩擦力时应将装有砝码的小桶通过定滑轮拴在木块上
D. 在“研究平抛物体的运动”的实验中，小球可以从不同位置释放
E. 在“探究动能定理”的实验中，必须用完全相同的橡皮筋，且每次试验橡皮筋拉伸的长度也必须相同
14. 如图所示，有一质量为的小球在光滑的半球形碗内做匀速圆周运动，轨道平面在水平面内。已知小球与半球形碗的球心的连线跟竖直方向的夹角为，半球形碗的半径为，重力加速度为，求：
碗壁对小球的弹力大小；
小球做匀速圆周运动的线速度大小。
15. 如图所示，一个质量为、带电量为的带电小球，用绝缘细线悬挂在某水平方向的匀强电场中，图中实线为电场线。当小球静止时，测得悬线与竖直方向成角，取。
判断小球的电性；
该电场的场强大小为多少；
若仅改变场强的大小，使，则稳定后细线与竖直方向的夹角是多少。
16. 质量的物体静止放在粗糙水平地面上。现对物体施加一个随位移变化的水平外力时物体在水平面上运动，已知物体与地面间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等。若图象如图所示，且内物体匀速运动，时撤去外力，取，则：
物体与地面间的动摩擦因数为多少？
物体的最大速度为多少？
撤去外力后物体还能滑行多长时间？
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、两小球竖直方向做自由落体运动，则有，可得，两球的高度相等，则运动时间相等，
两球水平方向做匀速运动，则有：，时间相等，所以两球水平位移之比，故A错误，D正确；
、两球到达地面时竖直方向的速度，相等，则相等，落地速度大小，两球初速度不相等，所以落地速度大小不相等，
设小球落地速度与水平方向的夹角为，则，初速度不相等，则角不相等，所以两球落地速度的方向不同，故BC错误。
故选：。
、两球下落高度相等，根据可得时间相等，由可知两球的水平方向位移之比等于初速度大小之比；
、由可知两球落地时竖直方向速度相等，落地速度，根据初速度大小不相等可知落地速度大小不相等，根据可知两球落地速度与水平方向夹角不同，则速度方向不同。
本题考查了平抛运动，解题的关键是两球下落高度相等，则运动时间相等，落地时竖直方向的速度相等，水平方向速度不相等，则落地速度大小不相等，方向不同。
2.【答案】
【解析】解：、正带的传动属于齿轮传动，齿轮大小相同，大小齿轮数分别为、个，则、半径之比为：，与的线速度大小相等，二者的半径不同，由可知角速度之比等于半径的反比，即为：，故AB错误；
C、由公式可知，周期之比等于角速度反比，即为：，故C错误；
D、由公式可知转速之比等于角速度：，故D正确。
故选：。
同缘传动时，边缘点的线速度相等；同轴传动时，角速度相等；然后结合，，，列式求解。
本题关键明确同缘传动和同轴传动的特点，关键在于灵活应用向心加速度公式。
3.【答案】
【解析】解：在物体的整个运动过程中，由动能定理得：，；
撤去外力以后的过程中，由动能定理得：，解得：最大动能为；
故选：．
对物体运动的整个过程由动能定理可以求出摩擦力大小；当撤去拉力的瞬间，物体的速度最大，动能最大，由动能定理可以求出物体的最大动能．
本题中拉力对物体做正功，摩擦力对物体做负功，撤去拉力的瞬间物体的动能最大，关键要灵活选择研究的过程，由动能定理可以正确解题．
4.【答案】
【解析】解：、重力做功与初末位置的高度差有关，所以重力做功为故A正确。
B、因为绳的拉力始终与球的运动方向垂直，故不做功，故B错误。
、阻力做功时，阻力大小不变，方向与运动方向相反，阻力做功等于阻力与路程的乘积。阻力做的功故CD错误；
故选：。
重力做功与初末位置的高度差有关。根据功的计算公式可以求出重力、拉力与空气阻力的功。注意在求阻力做功时，要明确阻力大小不变，方向与运动方向相反，阻力做功等于力与路程的乘积。
本题考查功的计算，要明确各力做功的特点，如重力做功等于重力与竖直方向高度差的乘积，而空气阻力做功等于力与路程的乘积。
5.【答案】
【解析】解：令地球的密度为，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有：，
由于地球的质量为：，
所以重力加速度为
根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，固在深度为的井底，物体受到地球的万有引力即为半径等于的球体在其表面产生的万有引力，故井底的重力加速度
所以有
故ACD错误，B正确；
故选：。
根据题意知，地球表面的重力加速度等于半径为的球体在表面产生的加速度，矿井深度为的井底的加速度相当于半径为的球体在其表面产生的加速度，根据地球质量分布均匀得到加速度的表达式，再根据半径关系求解即可。
抓住在地球表面重力和万有引力相等，在矿井底部，地球的重力和万有引力相等，要注意在矿井底部所谓的地球的质量不是整个地球的质量而是半径为的球体的质量。
6.【答案】
【解析】解：、物块的加速度
解得
当物块的速度等于皮带的速度时所用的时间为
代入数据解得
设物块速度达到皮带速度时用时为，运动的位移为，则
代入数据得
所以物块在皮带上先匀加速后匀速运动，故A错误；
、皮带在时间内运动的位移为
此过程中因摩擦产生的热量
代入数据得，故BC错误；
D、此过程摩擦力对小物块做功
代入数据得，故D正确。
故选：。
A、假设到达共同速度，由动能定理求出发生的位移与传送带的长度比较可判断始终加速还是先加速后匀速；
B、由动能定理可求解；
、求出滑块做匀加速时传送带的位移，由摩擦力与相对位移的乘积可求产生的热量。
在处理皮带类问题时要注意物块和皮带是否能共速，所以在此类题时一般要假设能共速，然后计算共速时发生的位移，从而判断出是否共速。
7.【答案】
【解析】解：、运动员减少的重力势能等于重力所做的功，为，故A错误；
B、由动能定理知运动员获得的动能等于合力做的功，则有：，故B正确；
C、由动能定理得：，解得克服摩擦力做功为，故C正确；
D、根据功能关系得下滑过程中系统减少的机械能等于克服摩擦力做的功，即：，故D正确。
故选：。
运动员减少的重力势能等于重力做的功；由牛顿第二定律可求得合外力，再求得合力所做的功，由动能定理可求得运动员获得的动能；由动能定理可求解克服摩擦力做功；由功能关系求解机械能的变化量。
本题考查了牛顿第二定律及功能关系在实际问题中的应用，在理解功能关系时应抓住：除重力之外其它力做的功等于机械能的变化量，而合力做功等于动能的变化量。
8.【答案】
【解析】解：、内，物体的加速度，则质点在内的位移，末的速度．
第内物体的加速度，第内的位移，
第内外力做功的大小，物体在内外力做功的大小 ，可知内外力的平均功率．
故A错误，B正确．
、第末外力的功率，第末的速度，则外力的功率，可知第末功率不是最大，第末和第末外力的瞬时功率之比为：，故C错误，D正确．
故选：
根据牛顿第二定律求出内和内的加速度，结合位移时间公式分别求出两段时间内的位移，从而得出两段时间内外力做功的大小，结合平均功率的公式求出外力的平均功率．根据速度时间公式分别求出第末和第末的速度，结合瞬时功率的公式求出外力的瞬时功率．
本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，要注意分析物体的运动情况，知道平均功率和瞬时功率的区别，掌握这两种功率的求法．
9.【答案】
【解析】解：由题意可知，根据库仑定律，则有：对于来说，，而
对于来说，，而
解得，：；，
当处于连线间时，根据库仑定律与受力平衡，则有，
当处于连线左侧时，根据库仑定律与受力平衡，则有，故AB正确，CD错误；
故选：。
每两个球都存在作用力和反作用力，根据三个球所受的合力等于，求出球的加速度大小和方向。
解决本题的关键抓住库仑定律中库仑力与电量的乘积成正比，与距离的平方成反比，同时根据牛顿第二定律求出加速度。
10.【答案】
【解析】解：、在最低点，物体受到的向心力，故A错误．
B、根据牛顿第二定律得，，则，摩擦力，故B正确，C错误．
D、因为重力和支持力的合力竖直向上，摩擦力水平向左，根据平行四边形定则知，物体所受的合力方向斜向左上方，故D正确．
故选：
根据牛顿第二定律求出小球所受的支持力，根据滑动摩擦力公式求出摩擦力的大小，从而确定合力的大致方向．
解决本题的关键确定物体做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解
11.【答案】
【解析】解：已知探测卫星在椭圆轨道运行的周期为，可根据开普勒第三定律，计算近地卫星周期
第一宇宙速度
根据
可以计算火星质量，故A错误，B正确；
D.根据开普勒第二定律
探测卫星在“近火点”和“远火点”的速率之比为：，故D错误；
C.根据，解得：，则卫星在“近火点”和“远火点”的加速度大小之比为：，故C正确；
故选：。
根据万有引力提供向心力可计算火星质量和卫星加速度之比，根据开普勒第二定律求得“近火点”和“远火点”的速率之比。
本题考查开普勒第二定律与万有引力提供向心力，需注意向心加速度与轨道半径平方成反比。
12.【答案】；；，，在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒。
【解析】解：、安装打点计时器时，两纸带限位孔应在同一竖直线上，有利于减小误差，故A正确；
B、打点计时器能算出时间，不需要秒表测出重物下落的时间，故B错误；
、重锤质量选用得大些，有利于减小误差，故C正确，D错误。
故选：。
利用匀变速直线运动的推论
重力势能减小量 。
。
由于重力势能减小量略大于动能的增加量，在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒。
故答案为：；；，，在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒。
凡是使用打点计时器的试验，均要求先接通电源，再放开物体，解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项；
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能。根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值。
要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒，重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能。
13.【答案】
【解析】解：、在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，应将弹簧竖直悬挂测量不挂钩码时的长度，避免应弹簧的重力而产生的误差；故A正确；
B、在“验证力的平行四边形定则”的实验中，要使分力的效果与合力的效果相同，则需要两次将橡皮筋沿相同方向拉到相同长度。故B正确；
C、在“探究加速度与质量、力的关系”的实验中，平衡摩擦力时应应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，使小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动。故C错误；
D、在“研究平抛物体的运动”的实验中，为使小球抛出时的速度不变，小球要从同一个位置释放。故D错误；
E、在“探究动能定理”的实验中，必须用完全相同的橡皮筋，且每次试验橡皮筋拉伸的长度也必须相同，以保证各个橡皮筋做的功都相同。故E正确。
故选：。
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚，并根据各实验的注意事项即可正确解答．
该题是一道力学实验的实验原理与注意事项的汇总，通过本题让学生掌握各种实验关键的步骤，重要的方法，及实验原理．
14.【答案】解：对小球受力分析知，竖直方向合力为零，根据几何知识知：；
根据向心力公式可得：，
小球做匀速圆周运动的轨道半径为：，
解得：。
答：碗壁对小球的弹力大小为；
小球做匀速圆周运动的线速度大小为。
【解析】对小球受力分析，根据平衡条件求解碗壁对小球的弹力；
根据合力提供向心力，由牛顿第二定律求出小球运动的速度．
解决本题的关键受力分析，知道小球做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解．
15.【答案】解：小球受到水平向右的电场力，与电场线方向一致，所以小球带正电；
小球受到竖直向下的重力、水平向右的电场力和沿细绳向上的拉力
由平衡条件得
又
联立代入数据解得
根据平衡条件有
代入数据解得
则
答：小球带正电；
该电场的场强大小为；
若仅改变场强的大小，使，则稳定后细线与竖直方向的夹角是．
【解析】根据小球受到的电场力向确定小球的电性；
根据平衡条件列方程，即可得到电场强度的大小；
改变场强大小后，小球最终还是要处于静止状态，再次列出平衡方程即可。
对小球正确的受力分析，然后根据平衡条件列出平衡方程是解题的基础。
16.【答案】解：由图示图象可知，在内外力恒定，
在内物体匀速运动，由平衡条件得：
将数据代入解得：
由图示图象可知，前内物体做加速度逐渐增大的加速运动，内做加速度逐渐减小的加速运动，匀速运动时速度最大．
对位移的过程，由图象所围“面积”等于拉力做的功，
前内拉力做功：
由动能定理得：
代入数据解得：
前内外力和阻力共同作用，物体做变速运动，且图象围成的面积表示外力所做的功，
即
前内，由动能定理得：
代入数据得：
撤去后，水平方向只受摩擦力，由动量定理得：
代入数据解得：
答：物体与地面间的动摩擦因数为；
物体的最大速度为；
撤去外力后物体还能滑行。
【解析】内物体匀速运动，外力与滑动摩擦力相等，应用平衡条件求出动摩擦因数。
当外力大于滑动摩擦力时物体在加速，当物体所受合力为零时物体的速度最大，根据图象与轴所围的面积求外力做的功，应用动能定理求出物体的最大速度。
应用动能定理求出撤去外力时物体的速度，然后应用动量定理求出撤去外力后物体还能滑行的时间。
解决本题的关键是明确图象与轴所围的面积表示外力做的功，知道涉及力在空间效果时运用动能定理求速度是常用的方法。
第1页，共1页
转载请注明出处卷子答案网-一个不只有答案的网站 » 2023-2024湖南省株洲市炎陵县高二（上）开学物理试卷（含解析）