2023-2024學(xué)年甘肅省蘭州五十五中高二（上）開學(xué)物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學(xué)年甘肅省蘭州五十五中高二（上）開學(xué)物理試卷一、選擇題（本大題共8小題，共48分）1.在同一點(diǎn)O水平拋出的三個物體，做平拋運(yùn)動的軌跡如圖所示，則三個物體做平拋運(yùn)動的初速度vA、vB、vC的關(guān)系和三個物體做平拋運(yùn)動的時間tA、tB、tA.vA>vB>vC，tA>tB>tC 2.如圖所示，一質(zhì)量為2.0×103kg的汽車在水平公路上行駛，路面對輪胎的徑向最大靜摩擦力為1.4×104N。當(dāng)汽車經(jīng)過半徑為80mA.汽車轉(zhuǎn)彎時受到重力、彈力、摩擦力和向心力

B.汽車安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過7.0m/s2

C.汽車轉(zhuǎn)彎速度為20m/s時汽車會發(fā)生側(cè)滑

D.汽車轉(zhuǎn)彎速度為20m/s3.我國首顆量子科學(xué)實(shí)驗衛(wèi)星“墨子”已于酒泉成功發(fā)射，將在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信?！澳印睂⒂苫鸺l(fā)射至高度為500千米的預(yù)定圓形軌道。此前6月在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了第二十三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星G7.G7屬地球靜止軌道衛(wèi)星(高度約為36000千米)，它將使北斗系統(tǒng)的可靠性進(jìn)一步提高。關(guān)于衛(wèi)星以下說法中正確的是(

)A.這兩顆衛(wèi)星的運(yùn)行速度可能大于7.9

km/s

B.通過地面控制可以將北斗G7定點(diǎn)于西昌正上方

C.量子科學(xué)實(shí)驗衛(wèi)星“墨子”的周期比北斗G7小

D.量子科學(xué)實(shí)驗衛(wèi)星“墨子”的向心加速度比北斗G7小4.以v0=30m/s的水平初速度拋出的物體，飛行一段時間后，打在傾角θ為30°的斜面上，此時速度方向與斜面的夾角α為60°，如圖所示，則物體在空中飛行的時間為(不計空氣阻力，取g=10m/s2A.1.5s B.3s C.35.一質(zhì)量為m的小球，用長為L的輕繩懸掛于一點(diǎn)，小球在水平拉力的作用下，從平衡位置P點(diǎn)很緩慢地移到Q點(diǎn)，如圖所示，則F所做的功為(

)A.mgLcosθ B.FLsinθ C.FLcosθ D.mgL(1?cosθ)6.如圖為表演雜技“飛車走壁”的示意圖．演員騎摩托車在一個圓桶形結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁上飛馳，做勻速圓周運(yùn)動．圖中a、b兩個虛線圓表示同一位演員騎同一輛摩托，在離地面不同高度處進(jìn)行表演的運(yùn)動軌跡．不考慮車輪受到的側(cè)向摩擦，下列說法中正確的是(

)A.在a軌道上運(yùn)動時角速度較大

B.在a軌道上運(yùn)動時線速度較大

C.在a軌道上運(yùn)動時摩托車和運(yùn)動員所受的向心力較大

D.在兩個軌道上運(yùn)動時摩托車對側(cè)壁的壓力大小相等7.2012年2月8日，歐洲航天局的“火星快車”號探測飛船利用雷達(dá)探測到火星表面有海床沉積物的跡像，為證明火星表面曾經(jīng)被海洋覆蓋提供了有力證據(jù).如圖所示，“火星快車”號探測飛船到達(dá)火星附近后，先沿橢圓軌道Ⅰ運(yùn)動，P是近地點(diǎn)、Q是遠(yuǎn)地點(diǎn)，變軌后沿圓形軌道Ⅱ運(yùn)動，則(

)A.飛船在軌道Ⅰ上從P到Q的過程中，速度減小

B.飛船沿軌道Ⅰ運(yùn)行的周期小于沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期

C.飛船沿軌道Ⅰ經(jīng)P點(diǎn)時的速度大于沿軌道Ⅱ經(jīng)P點(diǎn)時的速度

D.飛船沿軌道Ⅰ經(jīng)P點(diǎn)時的加速度大于沿軌道Ⅱ經(jīng)P點(diǎn)時的加速度8.如圖所示，高?=2m的曲面固定不動．一個質(zhì)量為1kg的物體，由靜止開始從曲面的頂點(diǎn)滑下，滑到底端時的速度大小為4m/s.取g=10m/s2.在此過程中，下列說法正確的是(

)

A.物體克服重力做功20J B.物體的動能增加了8J

C.物體的重力勢能減少了20J D.曲面對物體的支持力對物體不做功二、非選擇題（共52分）9.在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗中采用的裝置如圖1所示，打點(diǎn)計時器所用電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80m/s2，測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg。實(shí)驗中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖2所示，把第一個點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的4個點(diǎn)A、B、C、D作為測量的點(diǎn)。A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)重力勢能的減少量等于______J，動能的增量等于______J(保留3位有效數(shù)字)。

某同學(xué)利用打出的紙帶，測量出了各計數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計時器打下的第一個點(diǎn)的距離?，算出了各計數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度v，以12v2為縱軸，以?為橫軸，畫出了如圖3所示的圖線。

(1)如果操作無誤，圖線的斜率的值近似等于______。

A.19.6

B.9.80

C.4.90

D.2.45

(2)圖線未過原點(diǎn)O的原因是：10.某同學(xué)利用無人機(jī)玩“投彈”游戲。無人機(jī)以v=2m/s的速度水平向右勻速飛行，在某時刻釋放了一個小球。此時無人機(jī)到水平地面的距離?=20m，空氣阻力忽略不計，g取10m/s2。

(1)求小球下落的時間。

(2)求小球釋放點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的水平距離。11.光滑水平桌面上的O處有一光滑的圓孔，一根輕繩一端系質(zhì)量為m的小球，另一端穿過小孔拴一質(zhì)量為M的木塊．當(dāng)m以某一角速度在桌面上做勻速圓周運(yùn)動時，木塊M恰能靜止不動，這時小球做圓周運(yùn)動的半徑為r，求此時小球做勻速圓周運(yùn)動的角速度．12.如圖，豎直面內(nèi)的曲線軌道AB的最低點(diǎn)B的切線沿水平方向，且與一位于同一豎直面內(nèi)、半徑R=0.40m的光滑圓形軌道平滑連接．現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.10kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，從位于軌道上的A點(diǎn)由靜止開始滑下，滑塊經(jīng)B點(diǎn)后恰好能通過圓形軌道的最高點(diǎn)C.已知A點(diǎn)到B點(diǎn)的高度?=1.5m，重力加速度g=10m/s2，空氣阻力可忽略不計，求：

(1)滑塊通過圓形軌道B點(diǎn)時對軌道的壓力大??；

(2)滑塊從A點(diǎn)滑至B點(diǎn)的過程中，克服摩擦阻力所做的功．

答案和解析1.【答案】C

【解析】解：三個物體都做平拋運(yùn)動，取一個相同的高度，此時物體的下降的時間相同，水平位移大的物體的初速度較大，如圖所示

由圖可知：vA<vB<vC，

由?=12gt2可知，物體下降的高度決定物體運(yùn)動的時間，

所以t2.【答案】B

【解析】【分析】

汽車轉(zhuǎn)彎時做圓周運(yùn)動，重力與路面的支持力平衡，徑向靜摩擦力提供向心力，徑向最大靜摩擦力求得汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度最大值。如果車速達(dá)到20m/s，根據(jù)牛頓第二定律求出所需向心力，與徑向最大靜摩擦力比較判斷是否發(fā)生側(cè)滑。

本題關(guān)鍵找出向心力來源，將徑向最大靜摩擦力與所需向心力比較，若靜摩擦力不足以提供向心力，則汽車會做離心運(yùn)動，即發(fā)生側(cè)滑。

【解答】

A、汽車在水平面轉(zhuǎn)彎時做圓周運(yùn)動，所受的力有重力、彈力、靜摩擦力，重力與彈力平衡，徑向靜摩擦力提供向心力，故A錯誤；

B、汽車所受的最大靜摩擦力fmax=1.4×104N，由牛頓第二定律可得fmax=mamax，解得最大向心加速度amax=1.4×1043.【答案】C

【解析】解：A、根據(jù)GmMr2=mv2r，知道軌道半徑越大，線速度越小，第一宇宙速度的軌道半徑為地球的半徑，所以第一宇宙速度是繞地球做勻速圓周運(yùn)動最大的環(huán)繞速度，所以靜止軌道衛(wèi)星和中軌衛(wèi)星的線速度均小于地球的第一宇宙速度。故A錯誤；

B、地球靜止軌道衛(wèi)星即同步衛(wèi)星，只能定點(diǎn)于赤道正上方。故B錯誤；

C、根據(jù)GmMr2=mr4π2T2，得T=4π2r3GM，則軌道半徑越大，周期越大，所以量子科學(xué)實(shí)驗衛(wèi)星“墨子”的周期小。故4.【答案】B

【解析】解：小球打在傾角θ為30°的斜面上，速度方向與斜面夾角α為60°，由幾何關(guān)系可知，速度與水平方向的夾角為30°，將該速度分解，則有：tan30°=vyv0=gtv0

解得：t=3s，故B正確，ACD錯誤。

故選：B。

小球撞在傾角θ5.【答案】D

【解析】解：小球從平衡位置P點(diǎn)緩慢地移動到Q點(diǎn)的過程中，根據(jù)動能定理得：

W?mgL(1?cosθ)=0

得拉力F所做的功為：W=mgL(1?cosθ)

故選：D．

從平衡位置P點(diǎn)很緩慢地移到Q點(diǎn)，F(xiàn)不斷增大，而動能變化量為零，重力做負(fù)功，繩子拉力不做功，水平拉力F做功，根據(jù)動能定理求解F做的功．

本題要求學(xué)生能正確理解功的定義式的含義及適用條件為恒力做功，對于變力，運(yùn)用動能定理求變力做功是常用的方法．6.【答案】BD

【解析】解：CD、運(yùn)動員做勻速圓周運(yùn)動，所以，豎直方向上的合外力為零，水平面內(nèi)合外力做向心力，所以，摩托車和運(yùn)動員受到的摩擦力為零，支持力的豎直分量等于重力，水平分量做向心力，又有重力相等，斜面傾斜角相等，所以，兩個軌道的支持力相等，向心力相等，故C錯誤，D正確；

AB、由CD可知，在兩軌道上向心力相等，又有a軌道的半徑大于b軌道的半徑，所以，在a軌道上運(yùn)動時線速度較大，角速度較小，故A錯誤，B正確；

故選：BD．

先對物體進(jìn)行受力分析，根據(jù)豎直面內(nèi)受力平衡，得到支持力和向心力相等；然后再根據(jù)向心力的求解公式，得到線速度、角速度與半徑的關(guān)系．

物體做圓周運(yùn)動，一般先對物體進(jìn)行受力分析求得合外力，然后根據(jù)向心力的計算公式得到物體的運(yùn)動狀態(tài)．7.【答案】AC

【解析】解：A、飛船在軌道Ⅰ上從P到Q的過程中萬有引力做負(fù)功，根據(jù)動能定理可知，飛船的動能減小，速度減小，故A錯誤；

B、軌道Ⅰ的半長軸大于軌道Ⅱ的半徑，由開普勒第三定律：r3T2=k，可知飛船沿軌道Ⅰ運(yùn)行的周期大于沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期，故B錯誤；

C、飛船從軌道Ⅰ變軌到軌道Ⅱ，要在P點(diǎn)減速做向心運(yùn)動，所以飛船沿軌道Ⅰ經(jīng)P點(diǎn)時的速度大于沿軌道Ⅱ經(jīng)P點(diǎn)時的速度，故C正確；

D、根據(jù)萬有引力提供向心力得：GMmr2=ma，可知無論在哪個軌道飛船在P處的加速度都為a=GMr2，加速度是相等的，故D錯誤。

故選：AC。

飛船從P到Q過程中萬有引力做負(fù)功，飛船的動能減?。桓鶕?jù)開普勒第三定律r3T2=k，軌道半長軸r越大周期越大；要在P點(diǎn)減速做向心運(yùn)動，才能從軌道Ⅰ變軌到軌道Ⅱ8.【答案】BCD

【解析】【分析】

由速度可求得初末狀態(tài)的動能，則可求得動能的改變量；由動能定理可求得合外力做的功；則可判斷是否有阻力做功，即可判斷機(jī)械能是否守恒．

本題考查功能關(guān)系，應(yīng)明確阻力做功等于機(jī)械能的減小量，重力做功等于重力勢能的減小量，合力做功等于動能的增加量．

【解答】

A、物體下降，重力做正功W=mg?=1×10×2J=20J，故A錯誤；

B、動能的增加量為12mv2=12×1×16=8J，故B正確；

C、重力做正功W=mg?=1×10×2J=20J，故重力勢能減小20J，C正確；

9.【答案】6.88

6.80

B

該同學(xué)做實(shí)驗時先釋放了紙帶，然后再合上打點(diǎn)計時器的開關(guān)

【解析】解：打B點(diǎn)的速度為：vB=xAC2T=OC?OA2T=(77.76?62.99)×10?22×0.02m/s=3.69m/s；

動能變化量：ΔEk=12mvc2=12×1.0×3.692=6.80J；

從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能減少量：ΔEP=mg?B=1.00×9.8×70.18×10?2J=6.88J。

(1)下落過程若機(jī)械能守恒則有：12mv10.【答案】解：(1)小球離開無人機(jī)時，具有和無人機(jī)相同的水平速度，即v0=v=2m/s

根據(jù)小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動，有：?=12gt2

小球下落的時間為t=2?g=2×2010s=2s

(2)小球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，得：x=v0【解析】(1)小球拋出后做平拋運(yùn)動，根據(jù)下落的高度求解小球下落的時間；

(2)根據(jù)水平方向上的勻速直線運(yùn)動規(guī)律即可求出水平距離。

本題考查平拋運(yùn)動的規(guī)律，要知道平拋運(yùn)動可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動，靈活運(yùn)用運(yùn)動學(xué)公式處理。11.【答案】解：m受重力、支持力、輕繩拉力的共同作用，而重力與支持力平衡，所以輕繩拉力F充當(dāng)向心力，即F=mrω2．

木塊M靜止，所以輕繩拉力F=Mg，即Mg=mrω2，所以ω=Mg【解析】對M，受力平衡，繩子的拉力等于重力，對m受力分析，繩子的拉力提供A所需的向心力，根據(jù)向心力公式T=mω2r即可求解．

解決本題的關(guān)鍵知道繩子的拉力提供m12.【答案】解：(1)因滑塊恰能通過C點(diǎn)，對滑塊在C點(diǎn)，

根據(jù)牛頓第二定律有：mg=mvC2R，代入數(shù)據(jù)解得：vC=2m/s，

對于滑塊從B點(diǎn)到