湖北省武漢市常青第一中學(xué)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期開學(xué)考物理復(fù)習(xí)卷二（解析版）

武漢市常青第一中學(xué)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期開學(xué)考物理復(fù)習(xí)卷二一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求。每小題全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。1．滑冰運(yùn)動(dòng)員在水平冰面上轉(zhuǎn)彎時(shí)可近似看成做半徑為的圓周運(yùn)動(dòng)。已知冰鞋與冰面間的最大徑向靜摩擦力與運(yùn)動(dòng)員重力的比值為0.8，重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是（）

A．運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)彎時(shí)，支持力分力提供向心力B．運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)彎時(shí)，重力與支持力的合力提供向心力C．運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)彎時(shí)，最大速度為4m/sD．運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)彎時(shí)，最大速度為8m/s【答案】D【詳解】AB．滑冰運(yùn)動(dòng)員在水平冰面上轉(zhuǎn)彎時(shí)，支持力垂直接觸面，與重力均在豎直方向，所以摩擦力提供向心力，故AB錯(cuò)誤；CD．摩擦力最大，運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)彎時(shí)，速度最大，根據(jù)牛頓第二定律可得解得最大速度為故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。2．某型號(hào)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為60kW，質(zhì)量為1600kg的該汽車在水平路面上啟動(dòng)的過程中，保持發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率恒為最大功率，假定汽車受到的總阻力大小恒為1800N，則汽車啟動(dòng)過程中，速度為20m/s時(shí)的加速度大小為（）A．1.875m/s2 B．1.25m/s2 C．0.75m/s2 D．0.25m/s2【答案】C【詳解】根據(jù)速度為20m/s時(shí)，牽引力加速度大小為故選C。3．A、B兩物體的質(zhì)量之比mA：mB=2：1，它們以相同的初速度v0在水平面上僅在摩擦力作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到停止，其v-t圖像如圖所示．此過程中，A、B兩物體受到的摩擦力分別為FA、FB，A、B兩物體受到的摩擦力做的功分別為WA、WB，則（）

A． B．C． D．【答案】D【詳解】AB．由動(dòng)能定理可知由于A、B兩物體僅受摩擦力做功，質(zhì)量之比mA：mB=2：1，因此兩物體受到的摩擦力做的功之比為AB錯(cuò)誤；CD．根據(jù)v-t圖像的斜率可知兩物體加速度之比為2:1，根據(jù)牛頓第二定律可得可得C錯(cuò)誤，D正確。故選D。4．如圖甲所示是一種速度傳感器的工作原理圖，在這個(gè)系統(tǒng)中，B為一個(gè)能發(fā)射超聲波的固定小盒子，工作時(shí)小盒子B向被測(cè)物體發(fā)出短暫的超聲波脈沖，脈沖被運(yùn)動(dòng)的物體反射后又被B盒接收，從B盒發(fā)射超聲波開始計(jì)時(shí)，經(jīng)時(shí)間t0再次發(fā)射超聲波脈沖，圖乙是連續(xù)兩次發(fā)射的超聲波的x﹣t圖象。則下列說法正確的是（）A．超聲波的速度v聲＝B．超聲波的速度v聲＝C．物體的平均速度D．物體的平均速度【答案】C【詳解】AB．由圖乙可知，超聲波的速度為或者故AB錯(cuò)誤；CD．由題可看出，物體通過的位移為時(shí)，所用時(shí)間為則物體的平均速度為故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。5．如圖所示為一衛(wèi)星變軌過程的示意圖。衛(wèi)星開始時(shí)在半徑為R的近地圓形軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)，周期為T，到達(dá)軌道A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，到達(dá)軌道Ⅱ遠(yuǎn)地點(diǎn)B時(shí)，再次點(diǎn)火進(jìn)入軌道半徑為6R的圓形軌道Ⅲ繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。引力常量為G，下列說法正確的是（）

A．據(jù)以上信息可以計(jì)算出衛(wèi)星的質(zhì)量B．衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的周期為C．衛(wèi)星在A點(diǎn)時(shí)的向心加速度小于在B點(diǎn)時(shí)的向心加速度D．衛(wèi)星在軌道Ⅱ上A點(diǎn)的動(dòng)能一定大于在軌道Ⅱ上B點(diǎn)的動(dòng)能【答案】D【詳解】A．衛(wèi)星在圓形軌道Ⅰ上時(shí)，其萬有引力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由上述式子可知，代表衛(wèi)星的質(zhì)量m計(jì)算時(shí)約去，所以無法計(jì)算出衛(wèi)星的質(zhì)量，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．依據(jù)開普勒第三定律，衛(wèi)星在圓軌道Ⅰ和圓軌道Ⅲ上有解得故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．衛(wèi)星在A點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有解得衛(wèi)星在B點(diǎn)有解得由上述式子可知衛(wèi)星在A點(diǎn)時(shí)的向心加速度大于在B點(diǎn)時(shí)的向心加速度，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．衛(wèi)星從軌道Ⅱ上A點(diǎn)向軌道Ⅱ上B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中，其引力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理可知，合外力做負(fù)功，物體的動(dòng)能減小，所以衛(wèi)星在軌道Ⅱ上A點(diǎn)的動(dòng)能一定大于在軌道Ⅱ上B點(diǎn)的動(dòng)能，故D項(xiàng)正確。故選D。6．2019年8月。“法國哪吒”扎帕塔身背燃料包，腳踩安裝了小型渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的“飛板”，僅用22分鐘就飛越英吉利海峽35公里的海面。當(dāng)扎帕塔及裝備懸浮在空中靜止時(shí)。發(fā)動(dòng)機(jī)將氣體以的恒定速度從噴口向下噴出，此時(shí)扎帕塔及裝備的總質(zhì)量為120kg。不考慮噴出氣體對(duì)總質(zhì)量的影響，取，則發(fā)動(dòng)機(jī)每秒噴出氣體的質(zhì)量為（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】對(duì)扎帕塔（及裝備）由平衡條件得F=mg根據(jù)牛頓第三定律得扎帕塔（及裝備）對(duì)噴出的氣體的力為F′=F設(shè)△t時(shí)間內(nèi)噴出的氣體的質(zhì)量為△m，由動(dòng)量定理得F′?△t=△mv-0聯(lián)立解得所以發(fā)動(dòng)機(jī)每秒噴出氣體的質(zhì)量為0.40kg，故選B。7．如圖所示，長(zhǎng)直輕桿兩端分別固定小球A和B，兩球質(zhì)量均為m，兩球半徑忽略不計(jì)，桿的長(zhǎng)度為L(zhǎng)。先將桿AB豎直靠放在豎直墻上，輕輕撥動(dòng)小球B，使小球B在水平面上由靜止開始向右滑動(dòng)，當(dāng)小球A沿墻下滑距離為時(shí)，下列說法正確的是（不計(jì)一切摩擦，重力加速度為g）（）A．桿對(duì)小球A做功為mgLB．小球A、B的速度都為C．小球A、B的速度分別為和D．桿與小球A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少了mgL【答案】C【詳解】BCD．對(duì)A、B組成的系統(tǒng)，整個(gè)過程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得mg·＝又有vAcos60°＝vBcos30°解得vA＝vB＝故C正確，BD錯(cuò)誤；A．對(duì)A，由動(dòng)能定理得mg＋W＝解得桿對(duì)小球A做的功W＝－mg·＝－mgL故A錯(cuò)誤。故選C。8．圖1、2分別是生活中常見的臺(tái)階式扶梯和傾斜式扶梯，兩扶梯的傾角均為，高度均為h，某同學(xué)體重為m，先后站在兩扶梯上，隨扶梯以大小相同的速度v勻速從一層上到二層，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，下列說法正確的是（

）

A．兩種情況下該同學(xué)的重力勢(shì)能均增加了B．兩種情況下，該同學(xué)受到的支持力均不做功C．圖1中該同學(xué)不受摩擦力，所以該同學(xué)的機(jī)械能守恒D．圖2中該同學(xué)受到的摩擦力做了的正功，所以該同學(xué)的機(jī)械能增加了【答案】AD【詳解】A．兩種情況下該同學(xué)重力做功均為可知該同學(xué)的重力勢(shì)能均增加了，故A正確；B．圖1中支持力方向豎直向上，與速度方向夾角小于，支持力對(duì)該同學(xué)做正功；圖2中支持力方向垂直斜面向上，與速度方向垂直，支持力不做功，故B錯(cuò)誤；C．圖1中該同學(xué)不受摩擦力，但支持力對(duì)該同學(xué)做正功，該同學(xué)的機(jī)械能增加，故C錯(cuò)誤；D．圖2中支持力不做功，該同學(xué)克服重力做功，由于該同學(xué)動(dòng)能不變，則該同學(xué)受到的摩擦力做了的正功，所以該同學(xué)的機(jī)械能增加了，故D正確。故選AD。9．如圖所示，質(zhì)量為M、長(zhǎng)為L(zhǎng)=7m的木板Q放在光滑的水平面上，可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的物塊P放在木板的最左端。T=0時(shí)刻給物塊水平向右的初速度，當(dāng)物塊P滑到木板Q的最右端時(shí)木板Q的位移為x=4m。則下列說法正確的是（

）

A．P、Q所受的摩擦力之比為m:MB．摩擦力對(duì)P、Q所做的功的絕對(duì)值之比為11:4C．P減小的動(dòng)能與P、Q間因摩擦而產(chǎn)生的熱量之比為11:7D．Q增加的動(dòng)能與系統(tǒng)損失的機(jī)械能之比為11:4【答案】BC【詳解】A．P對(duì)Q的摩擦與Q對(duì)P的摩擦是作用力、反作用力，即P、Q所受的摩擦力之比為，故A錯(cuò)誤；B．摩擦力對(duì)物體P所做的功為摩擦力對(duì)物體Q所做的功為摩擦力對(duì)P與摩擦力對(duì)Q所做的功的絕對(duì)值之比為，故B正確；CD．對(duì)P由動(dòng)能定理得對(duì)Q由動(dòng)能定理得P、Q組成的系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量為即系統(tǒng)損失的機(jī)械能為fL，則故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。10．如圖甲所示，在光滑水平面上兩個(gè)物塊A與B由彈簧連接（彈簧與A、B不分開）。初始時(shí)彈簧被壓縮，同時(shí)釋放A、B，此后A的圖像如圖乙所示（規(guī)定向右為正方向）。已知，，彈簧質(zhì)量不計(jì)。A、B及彈簧在運(yùn)動(dòng)過程中，在A物塊速度為時(shí)，則（）A．物塊B的速度大小為，方向向右 B．A物塊加速度是B物塊加速度的2倍C．此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為 D．此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為最大彈性勢(shì)能的一半【答案】BC【詳解】A．兩物塊組成的系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒，可得解得可知物塊B的速度大小為，方向向左，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)牛頓第二定律可得，可得B正確；C．當(dāng)?shù)乃俣茸畲髸r(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，由圖像可知的最大速度為，根據(jù)動(dòng)量守恒可得解得的最大速度為根據(jù)能量守恒可得解得A物塊速度為時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為C正確；D．當(dāng)兩物塊的速度為零時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大，則有D錯(cuò)誤。故選BC。二、非選擇題：本題共5小題，共60分。11．（7分）驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律也可以有其他多種的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。甲同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，細(xì)線的一端拴一個(gè)金屬小球，另一端連接固定在天花板上的拉力傳感器，傳感器可記錄小球在擺動(dòng)過程中細(xì)線拉力的大小。將小球拉至圖示位置，由靜止釋放小球，發(fā)現(xiàn)細(xì)線拉力在小球擺動(dòng)的過程中做周期性變化。

（1）若細(xì)線的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于小球的直徑，為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，該小組不需要測(cè)出的物理量是。A．釋放小球時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角B．細(xì)線的長(zhǎng)度C．小球的質(zhì)量D．細(xì)線拉力的最大值E．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?）根據(jù)上述測(cè)量結(jié)果，小球動(dòng)能的最大值的表達(dá)式為。（3）小球從靜止釋放到最低點(diǎn)過程中，滿足機(jī)械能守恒關(guān)系式為（用上述測(cè)定的物理量的符號(hào)表示）。【答案】B【詳解】（1）［1］小球下擺過程機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得在最低點(diǎn)，細(xì)線的拉力與小球的重力的合力提供向心力，由牛頓第二定律得聯(lián)立解得實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量釋放小球時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角，小球的質(zhì)量m，細(xì)線拉力的最大值F，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭，不需要測(cè)量細(xì)線的長(zhǎng)度L。故選B。（2）［2］在最低點(diǎn)，細(xì)線的拉力與小球的重力的合力提供向心力，由牛頓第二定律得則小球動(dòng)能的最大值的表達(dá)式為（3）［3］根據(jù)（1）問分析可知小球從靜止釋放到最低點(diǎn)過程中，滿足機(jī)械能守恒的關(guān)系式為12．（10分）聰聰同學(xué)用如圖所示裝置來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。

（1）實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為的入射小球和質(zhì)量為的被碰小球B的質(zhì)量關(guān)系是（填“大于”“等于”或“小于”）。（2）當(dāng)滿足關(guān)系式時(shí)，證明、B兩小球碰撞過程中動(dòng)量守恒；若碰撞前后系統(tǒng)無機(jī)械能損失，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒的表達(dá)式為。A．B．C．

D．【答案】大于AC【詳解】（1）[1]為防止碰撞過程入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量m1大于m2；（2）[2]小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)擋板與拋出點(diǎn)之間的距離為x，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：水平方向豎直方向解得，小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v越小，下落距離h越大兩球碰撞后，入射小球A的速度變小，小于碰撞前入射小球A的速度，且小于被碰小球B的速度，即被碰小球B的速度最大，入射小球碰撞后的速度最小，所以入射球碰撞前落點(diǎn)位置是，碰撞后落點(diǎn)位置是，被碰球的落點(diǎn)位置是，則碰撞前入射小球A的速度碰撞后入射球的速度碰撞后被碰球的速度兩球碰撞過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得整理可得A正確。[3]若碰撞前后系統(tǒng)無機(jī)械能損失，由機(jī)械能守恒定律得整理可得C正確。13．（10分）小物塊以一定的初速度沿斜面(足夠長(zhǎng))向上運(yùn)動(dòng)，由實(shí)驗(yàn)測(cè)得物塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的最大位移x與斜面傾角θ的關(guān)系如圖所示．取g＝10m/s2，空氣阻力不計(jì)，可能用到的函數(shù)值：，，求：(1)物塊的初速度；(2)物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(3)計(jì)算說明圖線中P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的斜面傾角為多大？在此傾角條件下，小物塊能滑回斜面底端嗎？說明理由(設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等)．【答案】(1)8m/s(2)0.5(3)37°，能滑回底端，理由見解析【詳解】（1）當(dāng)時(shí)，物塊做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，末速度為零由題圖得上升最大位移為由：得：；（2）當(dāng)時(shí)，物塊相當(dāng)于在水平面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，末速度為0由題圖得水平最大位移為：由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：由牛頓第二定律得：得：；（3）設(shè)題圖中P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的斜面傾角值為，物塊在斜面上做勻減速運(yùn)動(dòng)，末速度為0由題圖得物塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的最大位移為：由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：由牛頓第二定律有：得到：得到：因?yàn)椋阅芑匦泵娴锥耍?4．（15分）如圖，光滑水平面上有一具有光滑曲面的靜止滑塊B，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A從B的曲面上離地面高為h處由靜止釋放，且A可以平穩(wěn)地由B的曲面滑至水平地面。已知A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為3m，重力加速度為g，試求：（i）A從B上剛滑至地面時(shí)的速度大??；（ii）若A到地面后與地面上的固定擋板P碰撞，之后以原速率反彈，則A返回B的曲面上能到達(dá)的最大高度為多少？【答案】(i)；(ii)【詳解】(i)設(shè)A剛滑至地面時(shí)速度大小為v1，B速度大小為v2，由水平方向動(dòng)量守恒mv1=3mv2由機(jī)械能守恒mgh=mv12+3mv22由以上兩式解得v1=，v2=(ii)A與擋板碰后開始，到A追上B并到達(dá)最高高度hˊ，兩物體具有共同速度v，此過程系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒mv1+3mv2=4mv系統(tǒng)機(jī)械能守恒mgh=4mv2+mghˊ由以上兩式解得hˊ=h15．（18分）如圖所示，半徑的四分之一光滑圓弧軌道豎直固定，其末端B點(diǎn)切線水平，與B點(diǎn)等高的粗糙平面長(zhǎng)，靜止于光滑水平地面上質(zhì)量的足夠長(zhǎng)的長(zhǎng)木板的上表面與面齊平，左端緊靠D點(diǎn)。將一質(zhì)量的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從圓弧最高點(diǎn)A處由靜止釋放，當(dāng)滑塊剛滑至長(zhǎng)木板上表面的同時(shí)施加給長(zhǎng)木板一個(gè)大小為的水平向右的作用力。已知滑塊與粗糙平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，滑塊與長(zhǎng)木板上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，取重力加速