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)卷三（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)卷三一、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。每小題全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1．高速公路的ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)如圖所示，ETC通道的長度是識別區(qū)起點(diǎn)到自動欄桿的水平距離。某汽車以的速度勻速進(jìn)入識別區(qū)，ETC天線用了的時間識別車載電子標(biāo)簽，識別完成后發(fā)出“滴”的一聲，司機(jī)發(fā)現(xiàn)自動欄桿沒有抬起，于是采取制動剎車，汽車剛好沒有撞桿。已知司機(jī)的反應(yīng)時間為，剎車的加速度大小為，則該ETC通道的長度約為（）

A． B． C． D．【答案】D【詳解】，汽車在前內(nèi)做勻速直線運(yùn)動，位移為：x隨后汽車做減速運(yùn)動，位移為：x所以該ETC通道的長度為：故選D。2．據(jù)史料記載，撥浪鼓最早出現(xiàn)在戰(zhàn)國時期，宋代小型撥浪鼓已成為兒童玩具?，F(xiàn)有一撥浪鼓上分別系有長度不等的兩根輕繩，繩一端系著小球，另一端固定在關(guān)于手柄對稱的鼓沿上?，F(xiàn)使鼓繞豎直放置的手柄勻速轉(zhuǎn)動，穩(wěn)定兩球在水平面內(nèi)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動。下列各圖中兩球的位置關(guān)系正確的是（圖中輕繩與豎直方向的夾角）（）A．

B．

C．

D．

【答案】B【詳解】設(shè)繩長為L，則由合力提供向心力得化簡得g可知，L長的，角度大；設(shè)繩的豎直分量為h，則由合力提供向心力得化簡得可知，角度大的，豎直分量大。綜上所述，故ACD錯誤，B正確。故選B。3．“天問一號”于2020年7月23日成功發(fā)射，經(jīng)過多次變軌，于2021年5月15日成功著陸火星，著陸后“祝融號”火星車成功傳回遙測信號。已知“天問一號”在距火星表面高度為的圓形軌道上運(yùn)行的周期為，火星的半徑為，引力常量為，忽略火星自轉(zhuǎn)的影響，則以下說法正確的是（）A．“天問一號”在地球上的發(fā)射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間B．“天問一號”在著陸火星的過程中，引力勢能增大，動能減少，機(jī)械能守恒C．火星的平均密度為D．火星的第一宇宙速度為【答案】D【詳解】A．由于“天問一號”飛到火星位置時，已經(jīng)脫離地球的束縛，但沒有脫離太陽的束縛，因此在地球上的發(fā)射速度介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之間，A錯誤；B．“天問一號”在著陸火星的過程中，火星引力做正功，因此引力勢能減少，動能增加，機(jī)械能守恒，B錯誤；C．由于①而可得火星的密度C錯誤；D．根據(jù)②①②聯(lián)立解得火星的第一宇宙速度D正確。故選D。4．如圖所示，質(zhì)量分別為m和3m的A、B兩物塊，用一輕彈簧相連，將A用輕繩懸掛于天花板上，用一木板托住物塊B。調(diào)整木板的位置，當(dāng)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，懸掛A物塊的懸繩恰好伸直且沒有拉力，此時輕彈簧的形變量為x，突然撤去木板，重力加速度為g，物塊運(yùn)動過程中，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則下列說法正確的是（）

A．撤去木板瞬間，B物塊的加速度大小為gB．撤去木板瞬間，B物塊的加速度大小為0.5gC．撤去木板后，B物塊向下運(yùn)動3x時速度最大D．撤去木板后，B物塊向下運(yùn)動4x時速度最大【答案】D【詳解】AB．撤去木板瞬間，B物塊受到的合力為4mg，由牛頓第二定律可知解得故AB錯誤；CD．當(dāng)B物塊受到的合外力為零時，速度最大，此時又所以彈簧此時的伸長量即B物塊向下運(yùn)動4x時速度最大，故D正確，C錯誤。故選D。故選D。5．如圖所示是陜西黃土高原上的一個實(shí)景斜坡，簡化為兩個傾角不同的斜面，某物體由靜止開始下滑，物體與兩個斜面之間的動摩擦因數(shù)均為μ=，兩個斜面傾角分別為α=53°，β=30°。圖中，v、a、s、t、E、Ek分別表示物體速度大小、加速度大小、路程、時間、機(jī)械能和動能，下列圖中可能正確的是A． B．C． D．【答案】B【分析】物體的運(yùn)動分為兩個階段，第一階段加速度恒定的加速運(yùn)動；第二階段加速度為零的勻速運(yùn)動?！驹斀狻緼．由于在兩個階段物體都受摩擦力的作用，摩擦力做負(fù)功，機(jī)械能減小，故A項(xiàng)錯誤；BD．物體在第一階段聯(lián)立得Ek與s呈線性關(guān)系。第二階段，代入值得a=0，速度不變，Ek為常數(shù)故B正確，D錯誤；C．第一階段即所以v2與t成非線性關(guān)系，故C項(xiàng)錯誤。故選B。6．視為質(zhì)點(diǎn)的甲、乙兩個小球先后在同一水平面相鄰的兩個位置以相同的初速度做豎直上拋運(yùn)動，小球與出發(fā)位置的高度差與時間的圖像如圖所示，重力加速度為，根據(jù)圖像所給的信息，下列說法正確的是（）A．甲回到拋出點(diǎn)的時刻為B．乙回到拋出點(diǎn)的時刻為C．甲距拋出點(diǎn)的最大高度為D．甲、乙在同一水平線上時離拋出點(diǎn)的高度為【答案】B【詳解】A．設(shè)甲回到拋出點(diǎn)的時刻為，兩個圖像具有對稱性，則有解得故A錯誤；B．乙回到拋出點(diǎn)的時刻為故B正確；C．設(shè)豎直上拋運(yùn)動的最大高度為，根據(jù)豎直上拋運(yùn)動對稱性結(jié)合可得故C錯誤；D．設(shè)甲運(yùn)動到最高點(diǎn)的時刻為，由圖像的對稱性可得至，甲下落的高度為甲、乙在同一水平線時的高度為綜合可得故D錯誤。故選B。7．如圖所示，兩小滑塊P、Q的質(zhì)量分別為、m，P、Q用長為L的輕桿通過鉸鏈連接，P套在固定的豎直光滑桿上，Q放在光滑水平地面上，原長為的輕彈簧水平放置，右端與Q相連，左端固定在豎直桿O點(diǎn)上，輕桿與豎直方向夾角。P由靜止釋放，下降到最低點(diǎn)時變?yōu)椋麄€運(yùn)動過程中，P、Q始終在同一豎直平面內(nèi)，彈簧在彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦，重力加速度為g。則P下降過程中（）A．P、Q組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 B．下降過程中P的速度始終比Q的速度大C．彈簧彈性勢能最大值為 D．P達(dá)到最大動能時，Q受到地面的支持力大小為【答案】D【詳解】A．P、Q和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，因此P、Q組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，A錯誤；B．兩物體在沿著桿的方向上速度相等，因此可得當(dāng)時當(dāng)時B錯誤；C．P下降到最低點(diǎn)時，彈性勢能最大，整個系統(tǒng)機(jī)械能守恒，因此彈簧彈性勢能最大值為C錯誤；D．P達(dá)到最大動能時，在豎直方向上的加速度為零，整個系統(tǒng)豎直方向合力為零，因此Q受到地面的支持力大小為，D正確。故選D。8．汽車在彎道轉(zhuǎn)彎時，需減速慢行，否則會有發(fā)生側(cè)翻的危險，這是汽車發(fā)生離心運(yùn)動導(dǎo)致的。關(guān)于離心運(yùn)動，下列說法正確的是（）A．離心運(yùn)動對人的生活生產(chǎn)都是有害的B．物體發(fā)生離心運(yùn)動時，其所受合力一定為零C．物體發(fā)生離心運(yùn)動，是由于所受合外力不足以提供向心力導(dǎo)致的D．若物體所能提供的最大向心力、運(yùn)動半徑不變，則角速度越大，越可能發(fā)生離心運(yùn)動【答案】CD【詳解】A．離心運(yùn)動對人的生活有些是有益的，比如洗衣機(jī)甩干衣服，也有一些是有害的，A錯誤；BC．當(dāng)物體做圓周運(yùn)動所需的向心力得不到滿足時，即提供的向心力小于需要的向心力時，物體就會做離心運(yùn)動，不一定合外力為零，B錯誤，C正確；D．根據(jù)向心力公式，有可知若物體所能提供的最大向心力、運(yùn)動半徑不變，則角速度越大，越可能發(fā)生離心運(yùn)動，D正確。故選CD。9．如圖所示，一根輕質(zhì)彈簧一端固定于光滑豎直桿底部，另一端與質(zhì)量為m的滑塊P連接，P穿在桿上，一根輕繩跨過定滑輪將滑塊P和重物Q連接起來，重物Q的質(zhì)量。把滑塊從圖中A點(diǎn)由靜止釋放后沿豎直桿上下運(yùn)動，當(dāng)它經(jīng)過A、B兩點(diǎn)時彈簧對滑塊的彈力大小相等。已知OA與水平面的夾角，OB長為L，與AB垂直。不計(jì)滑輪的摩擦力，重力加速度為g，滑塊P從A到B的過程中，下列說法正確的是（）A．重物Q的重力功率先增大后減小B．滑塊P運(yùn)動到位置B處速度大小為C．輕繩對滑塊P做功為4mgLD．P與Q的機(jī)械能之和先減少后增加【答案】ABC【詳解】A．根據(jù)題意可知，滑塊P從A點(diǎn)開始運(yùn)動時，重物Q的速度為零，則重物Q重力的功率為零，當(dāng)滑塊到達(dá)B點(diǎn)時，重物Q的速度也為零，此時，重物Q重力的功率為零，則滑塊由A到B的過程中，重物Q的重力功率先增大后減小，故A正確；B．根據(jù)題意可知，滑塊P、重物Q和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，根據(jù)幾何關(guān)系可知，滑塊P上升的高度為重物Q下降的高度為設(shè)滑塊P運(yùn)動到位置B處速度大小為，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有聯(lián)立解得故B正確；C．對滑塊P，設(shè)輕繩對滑塊P做功為，由動能定理得解得故C正確；D．根據(jù)題意可知，滑塊P、重物Q和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，彈簧的彈性勢能先減小后增大，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，P與Q的機(jī)械能之和先增大后減小，故D錯誤。故選ABC。10．兩物塊A、B用輕彈簧相連，質(zhì)量均為2kg，初始時彈簧處于原長，A、B兩物塊都以v=6m/s的速度在光滑的水平地面上運(yùn)動，質(zhì)量4kg的物塊C靜止在前方，如圖所示，B與C碰撞后二者會粘在一起運(yùn)動，則下列說法正確的是（）A．B、C碰撞剛結(jié)束時BC的共同速度為3m/sB．彈簧的彈性勢能最大時，物塊A的速度為3m/sC．彈簧的彈性勢能最大值為12JD．彈簧再次恢復(fù)原長時A、B、C三物塊速度相同【答案】BC【詳解】A．由題意可知，B、C碰撞時B、C組成的系統(tǒng)動量守恒，設(shè)碰撞后瞬間B、C兩者的共同速度為vBC，規(guī)定向右為正方向，由動量守恒定律可得解得

A錯誤；B．當(dāng)A、B、C三物塊的速度相等時，彈簧的彈性勢能最大，A、B、C三物塊組成的系統(tǒng)動量守恒，規(guī)定向右為正方向，由動量守恒定律可得解得即物塊Ａ的速度為3m/s，B正確；

C．由能量守恒定律可得彈簧的彈性勢能最大值為C正確；D．設(shè)彈簧再次恢復(fù)原長時A的速度為v1，B、C速度為v2，從B、C碰撞后到彈簧再次恢復(fù)原長的運(yùn)動中，三物塊組成系統(tǒng)動量守恒，機(jī)械能守恒，則有

聯(lián)立解得v1=0v2=4m/s或v1=2m/sv2=6m/s（不合理，舍去）D錯誤。故選BC。二、非選擇題：本題共5小題，共60分。11．（7分）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的裝置探究平拋運(yùn)動。

（1）用不同的力擊打彈簧金屬片，可以觀察到。（填選項(xiàng)前的字母）A．A、B兩球同時落地B．A、B兩球的運(yùn)動路線相同C．擊打的力度越大，A、B兩球落地時間間隔越大（2）某次實(shí)驗(yàn)過程中用頻閃照相機(jī)獲得小球A連續(xù)三個時刻的位置如圖乙所示，頻閃照相機(jī)的頻率為f=10Hz。用刻度尺測得照片上。x1=x2=2.00cm，y1=1.24cm，y2=2.20cm，物體的實(shí)際大小與照片上物體影像的大小的比值為10，則小球平拋的初速度大小為m/s，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭為m/s2。（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）【答案】A2.09.6【詳解】（1）[1]該實(shí)驗(yàn)裝置可驗(yàn)證平拋運(yùn)動的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動，根據(jù)可知，改變打擊力度，A、B兩球仍同時落地，而平拋運(yùn)動水平方向做勻速直線運(yùn)動，改變打擊力度會使A球做平拋運(yùn)動的初速度變化，因此A、B兩球的運(yùn)動軌跡改變。故選A。（2）[2][3]圖乙中，小球從M點(diǎn)到N點(diǎn)，N點(diǎn)到P點(diǎn)的時間間隔則小球平拋的初速度大小，其中又解得12．（10分）某實(shí)驗(yàn)小組利用光電門等器材驗(yàn)證“機(jī)械能守恒定律”。

（1）實(shí)驗(yàn)中，直徑為d的金屬小球由A處靜止釋放，下落過程中經(jīng)過A處正下方固定的光電門1和光電門2，兩光電門分別與數(shù)字計(jì)時器連接。小球的擋光時間分別為、，則小球通過光電門1時的速度大小為=，小球通過光電門2時的速度大小為=（用物理量的符號表示）。（2）已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間，為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)中還一定需要測量的物理量是（選填選項(xiàng)前的字母）。A．金屬小球的質(zhì)量MB．金屬小球下落的時間TC．兩個光電門的高度差h（3）如果金屬小球下落過程中的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系式為（用題中字母表示）。【答案】C【詳解】（1）[1]小球通過光電門1時的速度[2]小球通過光電門2時的速度（2）[3]A．實(shí)驗(yàn)通過重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等來驗(yàn)證機(jī)械能守恒，即質(zhì)量可以約去，不需要測量。故A錯誤；BC．同理，需要測量兩個光電門的高度差h來計(jì)算重力勢能的減小量。金屬小球下落的時間T沒有測量的必要。故B錯誤；C正確。故選C。（3）[4]要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，應(yīng)滿足的關(guān)系式為即應(yīng)滿足的關(guān)系式為13．（10分）如圖所示，AC、BC兩繩系一質(zhì)量為的小球，AC繩長，兩繩的另一端分別固定于軸的A、B兩處，兩繩拉直時與豎直軸的夾角分別為和小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動時，若兩繩中始終有張力，求小球的角速度的取值范圍。g=10m/s2【答案】【分析】當(dāng)上繩繃緊，下繩恰好伸直但無張力時，由上繩子的拉力和重力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律列式求解出最小角速度；當(dāng)下繩繃緊，上繩恰好伸直但無張力時，由下繩子的拉力和重力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律列式求解出最大角速度；即可求得角速度的范圍．【詳解】當(dāng)上繩繃緊，下繩恰好伸直但無張力時，小球受力如圖由牛頓第二定律得：，又有，解得：；當(dāng)下繩繃緊，上繩恰好伸直無張力時，小球受力如圖由牛頓第二定律得：，解得：；故當(dāng)時，兩繩始終有張力，【點(diǎn)睛】本題中球做勻速圓周運(yùn)動，臨界情況下由拉力和重力的合力提供向心力，關(guān)鍵受力分析后根據(jù)牛頓第二定律列式求解．14．（15分）如圖甲所示，平臺ON上有一輕質(zhì)彈簧，其左端固定于豎直擋板上，右端與質(zhì)量m=0.50kg、可看作質(zhì)點(diǎn)的物塊A相接觸（不粘連），OP段粗糙且長度等于彈簧原長，PN段光滑，上面有靜止的小滑塊B、C，mB=kg，mC=kg，滑塊B、C之間有一段輕彈簧剛好處于原長，B與輕彈簧連接，滑塊C未連接彈簧，兩滑塊離N點(diǎn)足夠遠(yuǎn)。物塊A開始靜止于P點(diǎn)，與OP段的動摩擦因數(shù)μ=0.50?，F(xiàn)對物塊施加一個水平向左的外力F，大小隨位移x變化關(guān)系如圖乙所示。物塊A向左運(yùn)動x=0.40m到達(dá)Q點(diǎn)，到達(dá)Q點(diǎn)時速度為零，隨即撤去外力F，物塊A在彈簧彈力作用