卷子答案网-一个不只有答案的网站2023-2024学年库尔勒市兵团第二师八一中学高二（上）开学
物理试卷
一、选择题（本大题共16小题，第1-12小题每题3分，第13-16小题每题4分，共52分）
1.物体做匀速圆周运动时，保持不变的量是( )
A. 向心力 B. 角速度 C. 线速度 D. 加速度
2.下列说法正确的是( )
A. 做曲线运动的物体，合力不为零
B. 平抛运动物体的速度、加速度都不断改变
C. 电梯加速上升的过程中，乘客受到的重力变大
D. 斜抛运动物体在单位时间内的速度变化量先减小后增大
3.如图所示，小物块可视为质点相对圆盘静止，随圆盘一起做匀速圆周运动，则给该物块提供向心力的是( )
A. 重力
B. 弹力
C. 静摩擦
D. 滑动摩擦力
4.关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是( )
A. 所受的合外力方向一定和速度方向相同 B. 所受的合外力方向一定和速度方向相反
C. 所受的合外力方向一定和速度方向垂直 D. 所受的合外力方向一定和速度方向不共线
5.投飞镖是深受人们喜爱的一种娱乐活动。如图所示，某同学将一枚飞镖从高于靶心的位置水平投向竖直悬挂的靶盘，结果飞镖打在靶心的正上方。忽略飞镖运动过程中所受空气阻力，在其他条件不变的情况下，为使飞镖命中靶心，他在下次投掷时应该( )
A. 换用质量稍大些的飞镖
B. 到稍近些的地方投飞镖
C. 适当减小投飞镖的高度
D. 适当增大投飞镖的初速度
6.一小船在静水中的速度为，它在一条河宽为、水流速度为的河流中渡河。下列说法正确的是( )
A. 小船不能到达正对岸
B. 若以最短位移渡河，小船相对河岸的速度为
C. 若以最短时间渡河，小船船头应垂直于河岸
D. 若以最短时间渡河，小船渡河的位移大小为
7.图为一重力为的汽车行驶到拱桥顶最高点时的示意图，若汽车受到拱桥桥面的弹力为，则汽车此时受到的向心力大小为( )
A. B. C. D.
8.如图所示，乒乓球在水平桌面上匀速运动，不计阻力。在与乒乓球路径相垂直的方向上放一个纸筒直径略大于乒乓球的直径，当乒乓球经过筒口的正前方时，沿球与筒口连线方向水平吹球，下列说法正确的是( )
A. 乒乓球仍沿原方向做直线运动 B. 乒乓球能沿吹气方向进入纸筒
C. 乒乓球将会运动至纸筒左侧 D. 乒乓球将会运动至纸筒右侧
9.如图所示，先将同步卫星发射到近地圆轨道Ⅰ，在其经过点时点火，使其沿椭圆轨道Ⅱ运行，在远地点再次点火，将卫星送入同步圆轨道Ⅲ。下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道Ⅰ运行的加速度大于在轨道Ⅲ运行的加速度
B. 卫星在轨道Ⅲ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期
C. 在远地点再次点火时，推进器向前喷气使卫星减速
D. 卫星在轨道Ⅲ上运行的线速度大于在轨道Ⅰ上运行的线速度
10.已知中国空间站的运行轨道可近似看作距离地球表面的圆形轨道，空间站运行速度约为。地球半径约为，万有引力常量根据以上物理量可估算地球质量约为( )
A. B. C. D.
11.如图所示的皮带传动装置，皮带轮和上有三点、、，和半径之比为：，是上某半径的中点，则皮带轮转动时，关于、、三点的线速度、角速度的比较，正确的是( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
12.学校举办“鸡蛋撞地球”的科技活动，小明将一个鸡蛋装入缓冲器，在空旷场地离地面米高处由静止释放，落地后鸡蛋完好无损。该过程中，鸡蛋重力做的功约为( )
A. B. C. D.
13.如图所示，运动员把质量为的足球从水平地面踢出，足球在空中达到最高点的高度为，不计空气阻力，重力加速度为，取地面为零势能面，下列说法正确的是( )
A. 足球在最高点的重力势能为
B. 足球运动到最高点时的重力势能为零
C. 足球从被踢出至运动到最高点的过程中，机械能不守恒
D. 足球从被踢出至运动到最高点的过程中，重力势能增加了
14.下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析，其中说法错误的是( )
A. 汽车通过凹形桥的最低点时，速度越快越容易爆胎
B. 铁路的转弯处，外轨比内轨高是为了利用轮缘与内轨的侧压力来帮助火车转弯
C. “水流星”表演中，在最高点处水对桶底一定有压力
D. 洗衣机的脱水是利用了失重现象
15.如图所示，的速度水平抛出的小球，飞行一段时间，垂直地撞在倾角的斜面上。，则( )
A. 增大将使飞行时间变长 B. 物体飞行的时间是
C. 物体的位移大小为 D. 物体撞击斜面时的速度大小为
16.年月日“北斗三号”全球卫星导航系统正式开通。其中一颗卫星轨道近似为圆，轨道半径为，周期为，地球表面的重力加速度为，地球半径为，引力常量为，下列说法正确的是( )
A. 该卫星运动的线速度为 B. 地球的质量为
C. 地球的质量为 D. 地球的密度为
二、非选择题（共48分）
17.用如图甲所示的实验装置验证、组成的系统机械能守恒。从高处由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带，是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有个点图中未标出，所用电源频率为。已知、。则：结果均保留两位有效数字
在纸带上打下计数点时的速度______；
在打下点到打下计数点的过程中系统动能的增加量______，系统重力势能的减少量______；在误差允许的范围内，，则系统的机械能守恒。取
大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是______。
A.利用公式计算重物速度
B.利用公式计算重物速度
C.没有采用多次实验取平均值的方法
D.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
若某同学作出图象如图丙所示，则当地的实际重力加速度______。
18.一小型无人机在距地面高处沿水平方向匀速飞行，某时刻，无人机上释放了一个小球，小球落地时距释放点的水平距离为，不计空气阻力，重力加速度取。求：
无人机飞行速度大小；
小球落地时的速度大小。
19.如图所示，半径的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点与水平面相切于点，质量的小滑块从圆弧顶点由静止释放，不计空气阻力，取，求：
小滑块到达点的速度大小。
小滑块在点受到的支持力大小和方向。
20.预计在年之前中国将实现载人火星探测。未来宇航员乘飞船来到火星，假设飞船先绕火星做半径为的匀速圆周运动，圆周运动的周期为，已知引力常量为。
求火星的质量；
宇航员来到火星表面，在火星表面某处测得重力加速度为，求火星的第一宇宙速度。
21.如图，光滑水平轨道与竖直面内的半圆形光滑轨道相连，半圆形轨道的连线与垂直，半圆形的半径为。质量为的小滑块在恒定外力作用下从水平轨道上的点由静止开始向右运动到达水平轨道的末端点时撤去外力，已知间的距离为，滑块经过点从点水平抛出，取。
求物体在段运动时外力做功的大小；
求物体在点的速度大小；
求小物块在点时对圆弧面的压力大小；
求小物块从点抛出后在水平地面的落点与的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、物体做匀速圆周运动时，合外力提供向心力，向心力方向始终指向圆心，时刻改变，故A错误；
B、物体做匀速圆周运动时，角速度的大小和方向都不变，故B正确；
C、物体做匀速圆周运动时，线速度方向是切线方向，时刻改变，故C错误；
D、物体做匀速圆周运动时，向心加速度的方向始终指向圆心，时刻改变，故D错误。
故选：。
速度、向心力、加速度是矢量，有大小有方向，要保持不变，大小和方向都不变；在匀速圆周运动的过程中，速度的方向时刻改变，加速度、向心力的方向始终指向圆心，所以方向也是时刻改变。
解决本题的关键知道匀速圆周运动的特点，知道线速度、向心加速度、向心力是矢量，在运动的过程中方向在改变。
2.【答案】
【解析】解：、做曲线运动的物体，速度在发生变化，加速度不为零，则所受的合力一定不为零，故A正确；
B、平抛运动物体的速度在不断改变，但加速度不变，为自由落体加速度，故B错误；
C、电梯加速上升的过程中，乘客的加速度也竖直向上，处于超重状态，人对电梯的压力增大，但其受到的重力不变，故C错误；
D、斜抛运动的物体在单位时间内的速度变化量为，显然不变，故D错误。
故选：。
通过对题中做各种运动的物体进行正确的受力分析，即可解得本题。
本题考查电梯中的超重和失重现象分析、曲线运动概念和性质。难度较小。
3.【答案】
【解析】解：小物块可视为质点相对圆盘静止，随圆盘一起做匀速圆周运动，受重力、支持力、静摩擦力作用，静摩擦力提供向心力，故ABD错误，C正确；
故选：。
分析物块的受力情况，根据受力分析可知静摩擦力提供向心力。
本题考查向心力的分析问题，对于做匀速圆周运动的物体要正确分析其向心力来源。
4.【答案】
【解析】解：物体做曲线运动的条件是物体所受合外力方向和速度方向不共线，且所受合外力方向与速度方向的夹角是任意的，不见得非要是九十度，故ABC错误，D正确。
故选：。
物体做曲线运动的条件是物体所受合外力的方向与速度方向不共线。
注意熟练记忆物体做曲线运动的条件。
5.【答案】
【解析】解：飞镖做平抛运动，打在靶心的正上方，说明竖直位移偏小，根据平抛运动规律有：
A.由前面的两个表达式可知，能否击中靶心与飞镖的质量大小没有关系，故A错误；
B.用相同的速度，适当减小投飞镖的高度，由式可知运动时间一样，根据式可知飞镖下落的高度一样，故会使飞镖命中靶心，故B错误；
C.用相同速度，到稍近些的位置投飞镖，由式可知运动时间变小，则根据式可知飞镖下落的高度变小，故仍会打在靶心的正上方，故C正确；
D.在同一位置，适当增大投飞镖初速度，由式可知运动时间变小，则根据式可知飞镖下落的高度变小，故仍会打在靶心的正上方，故D错误。
故选：。
飞镖做的是平抛运动，根据平抛运动的规律，水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动，列方程求解即可。
本题就是对平抛运动规律的直接考查，掌握住平抛运动的规律就能轻松解决。
6.【答案】
【解析】解：、小船在静水中的速度大于水流速度，则小船能到达正对岸，故A错误；
B、若以最短位移渡河，小船的合速度方向垂直于河岸，如图
则小船相对河岸的速度为
故B错误；
、若小船以最短时间渡河，则小船船头应垂直于河岸，如图
小船渡河时间为
合速度为
渡河位移为
故C正确，D错误。
故选：。
当小船在静水中的速度大于水流速度时，小船能到达正对岸，小于水流速度时不能到达正对岸；小船以最短位移渡河时，合速度方向垂直于河岸，根据平行四边形定则求解合速度；小船以最短时间渡河时，船头垂直于河岸，根据平行四边形定则求解合速度，根据合运动与分运动的等时性求解渡河时间，进而求解渡河位移大小。
本题考查小船渡河问题，解题关键是知道小船以最短位移渡河和以最短时间渡河时速度方向的特点，知道合运动与分运动具有等时性，结合平行四边形定则和运动学公式求解即可。
7.【答案】
【解析】解：在最高点时，重力与支持力的合提供向心力，根据力的合成关系可知向心力，故ABC错误，D正确；
故选：。
在最高点时，对汽车受力分析，根据向心力的概念分析解答。
对于汽车过拱形桥问题，能通过受力分析找出向心力的来源是解题的关键所在。
8.【答案】
【解析】解：当乒乓球经过筒口时，对着球横向吹气，乒乓球沿着原方向做匀速直线运动的同时也会沿着吹气方向做加速运动，会使球偏离原来的运动方向，实际运动是两个运动的合运动，故一定不会进入纸筒，乒乓球会运动至纸筒左侧，故ABD错误，C正确。
故选：。
曲线运动的条件是合力与速度不共线；通常用正交分解法研究曲线运动。
本题关键明确乒乓球参与的两个分运动，然后合成得到合运动，基础题。
9.【答案】
【解析】解：、根据万有引力提供向心力有：
解得：，
所以卫星在轨道Ⅰ运行的加速度和线速度大于在轨道Ⅲ运行的加速度和线速度，故A正确，D错误；
B、轨道Ⅲ的半径大于在轨道Ⅱ的半长轴，根据开普勒第三定律可知，卫星在轨道Ⅲ上运行的周期大于在轨道Ⅱ上运行的周期，故B错误；
C、在远地点再次点火，将卫星送入同步圆轨道Ⅲ，根据变轨原理可知在点推进器应向后喷气使卫星加速，故C错误；
故选：。
根据万有引力提供向心力可比较轨道Ⅰ和轨道Ⅲ线速度和加速度的关系；根据开普勒第三定律分析；根据卫星的变轨原理分析。
本题考查万有引力定律提供卫星做圆周运动的向心力，根据相关公式即可求解，难度不大，掌握卫星变轨的原理。
10.【答案】
【解析】解：根据万有引力提供向心力可知
将，，
代入解得：
故ABC错误，D正确。
故选：。
根据万有引力提供向心力，代入数据解答即可。
本题考查万有引力定律的应用，解题关键掌握空间站与地球的距离为。
11.【答案】
【解析】解：根据传动装置的特点可知，、两点的线速度大小相等，根据，可得：：：；又因为共轴转动特点，可知、两点的角速度相等，根据，可得：：：，则有，，故ABD错误，C正确。
故选：。
根据传动装置的特点，分析、两点的线速度的大小关系，根据分析与的大小关系；
再根据共轴转动，判断、两点的角速度关系，根据判断与的大小关系。
本题考查了传动模型，解决本题的关系是熟练掌握线速度和角速度的关系。
12.【答案】
【解析】解：一个鸡蛋的质量大约为，则鸡蛋重力做的功为：，故C正确，ABD错误。
故选：。
一个鸡蛋的质量大约为，根据重力做功公式计算即可。
知道一个鸡蛋的质量大约是克，是解题的关键，所以学生的日常生活体验也很重要。
13.【答案】
【解析】解：、取地面为零势能面，最高点相对于地面的高度为，则足球在最高点的重力势能为，则足球从被踢出至运动到最高点的过程中，重力势能增加了，故AD正确，B错误；
C、足球从被踢出运动到最高点的过程中，只有重力做功，其机械能守恒，故C错误。
故选：。
取地面为零势能面，根据最高点相对于地面的高度确定重力势能；不计空气阻力，足球从被踢出至运动到最高点的过程中，机械能守恒。
解答本题时，要知道重力势能是相对的，是相对于零势能面的，要注意重力势能的正负。
14.【答案】
【解析】解：汽车通过凹形桥的最低点时，由牛顿第二定律得：
解得：
速度越大，汽车轮胎所受地面支持力越大，越容易爆胎，故A正确；
B.在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是使火车自身重力与所受支持力的合力来提供转弯所需的向心力，减轻轮缘与轨道的挤压，故B错误；
C.表演“水流星”时，当“水流星”通过最高点时，若满足
则此时水对桶底的作用力为零，故C错误；
D.洗衣机的脱水是利用了离心现象，故D错误。
本题选择说法错误的，故选：。
汽车通过凹形桥的最低点时，对汽车受力分析，根据牛顿第二定律求解汽车轮胎所受支持力；铁路转弯处外轨比内轨高，是为了使火车自身重力与所受支持力的合力来提供转弯所需的向心力；“水流星”表演中，水到达最高点速度最小时，只受重力；洗衣机的脱水是利用了离心现象。
本题考查生活中的圆周运动，解决该题需要明确知道各个现象的原理，考查学生应用物理知识分析处理实际问题的能力，知道圆周运动向心力的来源。
15.【答案】
【解析】解：、增大，小球在斜面上的落点将上移，竖直方向位移变小，由可知，物体飞行时间变短，故A错误；
B、根据题意可知，小球垂直撞在斜面上，小球的速度方向如图所示。
根据平抛运动规律和几何关系有：，解得：，故B正确；
C、由公式可得，物体下降的距离是：
水平方向位移为：
位移为，解得：，故C错误。
D、物体撞在斜面上时竖直分速度为
则物体撞击斜面时的速度大小为
，故D正确。
故选：。
物体做平抛运动，根据竖直分位移公式分析增大时飞行时间的变化。物体垂直地撞在斜面上时，根据几何关系确定末速度方向，根据分速度关系求出小球垂直撞在斜面上时竖直分速度，从而求得运动时间，再求位移和速度。
本题是对平抛运动规律的考查，关键是要把握隐含的条件，确定末速度方向，同时要知道平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，能灵活运用运动学公式和几何关系进行研究。
16.【答案】
【解析】解：、根据圆周运动的规律可知，卫星运动的线速度为，故A错误；
B、在地球表面上，不考虑地球自转影响，质量为的物体受到的重力近似等于万有引力，即有
解得地球的质量为：，故B错误；
C、卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：
解得地球的质量为，故C正确；
D、地球的密度为：，故D错误。
故选：。
根据圆周运动的规律，求卫星的线速度；在地面上，根据重力等于万有引力求解地球的质量；由万有引力提供向心力，由牛顿第二定律求得地球质量，再求地球的密度。
本题考查万有引力定律的应用，知道万有引力提供向心力是解题的前提，应用万有引力公式、牛顿第二定律即可解题。
17.【答案】
【解析】解：根据匀变速直线运动的规律可知，中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度，则
根据动能的计算公式可知：
系统重力势能的减小量为
、使用或计算重物速度的方法都是默认了重物做自由落体运动，而自由落体运动是必定遵循机械能守恒定律的，此计算方法无意义，故AB错误；
、本实验的误差来源是因为阻力的存在，用平均值的方法无法减小改变能量大小关系，故C错误，D正确；
故选：。
根据机械能守恒定律可得：
整理得：
即图像的斜率为
则有
故答案为：；；；；
根据匀变速直线运动的规律得出纸带的瞬时速度；
根据功能关系的出重力势能的减小量，根据动能的计算公式得出动能的增加量；
根据实验原理掌握正确的实验数据处理方法；
根据机械能守恒定律结合图像的斜率得出重力加速度的数值。
本题主要考查了机械能守恒定律的验证实验，理解功能关系，熟练应用运动学公式，结合图像的物理意义即可完成分析。
18.【答案】解：无人机飞行的速度与小球平抛的初速度相同，小球下落的时间设为，
竖直方向有
又
解得
小球落地瞬间，竖直方向上有
又
代入数据解得
答：无人机飞行速度大小为；
小球落地时的速度大小为。
【解析】小球做平抛运动，计算平抛运动的水平速度大小即可；
小球落地时的速度大小为水平和竖直速度的合速度。
本题主要考查了平抛运动的相关应用，理解平抛运动在不同方向上的运动特点，结合勾股定理和几何关系即可完成分析。
19.【答案】解：小滑块从点到点的过程，由动能定理得：
解得：
在点，对滑块，由牛顿第二定律得：
解得小滑块在点受到的支持力：，方向竖直向上
答：小滑块到达点的速度大小为。
小滑块在点受到的支持力大小为，方向竖直向上。
【解析】小滑块从点到点的过程，只有重力做功，根据动能定理求出小滑块滑到点时的速度。
小滑块经过点时，由重力和轨道的支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律求解支持力。
本题是动能定理与向心力的综合应用，关键要知道它们联系的桥梁是速度，运用动能定理或机械能守恒定律求出速度。分析向心力时，重力不能遗漏。
20.【答案】解：飞船先绕火星做半径为的匀速圆周运动时
整理解得
设火星的半径为，则在火星表面有
设火星的第一宇宙速度为，则
整理解得
答：火星的质量为；
火星的第一宇宙速度为。
【解析】根据圆周运动公式求出火星半径，根据万有引力提供向心力求出火星的质量；
根据重力和万有引力相等，和万有引力提供向心力求出火星的第一宇宙速度。
本题是万有引力定律在天体中的应用，关键是要掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个理论，并能灵活运用．
21.【答案】解：物块在段运动时外力做的功
从点到点利用动能定理则有：
代入数据解得：
在点对物块利用牛顿第二定律有：
代入数据解得：
由牛顿第三定律可知，物块在点时对圆弧面的压力大小等于圆弧面对物块的支持力大小，即
物块离开点，在竖直方向做自由落体运动，则有：
代入数据解得：
则物块从点抛出后在水平地面的落点与的距离
答：物体在段运动时外力做功的大小为；
物体在点的速度大小为；
小物块在点时对圆弧面的压力大小为；
小物块从点抛出后在水平地面的落点与的距离为。
【解析】根据功的计算式可得外力做功大小；
从点到点利用动能定理可得点速度大小；
在点利用牛顿第二定律可得物块受到的支持力大小，利用牛顿第三定律可得物块在点时对圆弧面的压力大小；
根据平抛运动竖直方向的位移可得运动时间，利用水平方向的速度和运动时间可得物块从点抛出后在水平地面的落点与的距离。
本题考查了动能定理，功、牛顿第二定律和牛顿第三定律，平抛运动，解题的关键是分析清楚物块在不同过程的运动特点。
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