1、 首师大附中首师大附中 2020-2021 学年度第一学期入学测试试题学年度第一学期入学测试试题 高二物理高二物理 一、单选题一、单选题 1如图所示，固定斜面 AO、BO与水平方向夹角均为 45 ，现由 A 点以某一 初速度水平抛出一个小球(可视为质点)，小球恰能垂直于 BO落在 C 点，则 OA与 OC 的比值为( ) A2 1 B21 C31 D41 2人通过滑轮将质量为 m的物体，沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底 端拉上斜面，物体上升的高度为 h，到达斜面顶端的速度为 v，如图所示，则 在此过程中 A物体所受的合外力做功为 mgh 1 2 mv2 B人对物体做的功为 mgh C物体所受
2、的合外力做功大于 1 2 mv2 D人对物体做的功大于 mgh 3关于曲线运动，下列说法正确的是（ ） A曲线运动一定是变速运动 B曲线运动的物体加速度一定变化 C曲线运动的物体所受合外力一定为变力 D曲线运动的物体所受合力方向一定变化 4河宽 420m，船在静水中速度为 4m/s，水流速度是 3m/s，则船过河的最 短时间（ ） A140s B105s C84s D60s 5关于重力势能，下列说法中正确的是（ ） A重力势能的大小只由物体本身决定 B重力势能恒大于零 C在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零 D重力势能是物体和地球所共有的 6如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图像
3、，Oa为过原点的倾 斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与 ab 段相切的水 平直线，则下述说法正确的是（ ） A0t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定 Bt1t2时间内汽车牵引力逐渐增大 Ct1t2时间内的平均速度为 1 2 （v1v2） D在全过程中 t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2t3时间内牵引力最 小 7假设地球和金星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离大于 金星到太阳的距离，那么（ ） A地球公转周期小于金星的公转周期 B地球公转的线速度大于金星公转的线速度 C地球公转的加速度小于金星公转的加速度 D地球公转的角速度大于金星公转的角速度 8如图所示，
4、一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上距圆盘中心一定距离 处放有一个小木块随圆盘一起转动，木块受哪些力作用（ ） A木块受重力、圆盘的支持力和向心力 B圆盘对木块的支持力、静摩擦力和重力 C圆盘对木块的静摩擦力、支持力和重力以及向心力作用 D圆盘对木块的支持力和静摩擦 9 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动， 假如卫星的线速度减小到原来的 1 2 ， 卫星仍然做匀速圆周运动，则 A卫星的向心加速度减小到原来的 1 4 B卫星的周期增大到原来的 8倍 C卫星的角速度减小到原来的 1 2 D卫星的周期增大到原来的 2倍 10如图所示,竖直固定的半径为 R的光滑圆形轨道内,一可视为质点的小球 通过轨道最低
5、点 P 时,加速度大小为 6g,不计空气阻力,下列说法正确的是 A小球过 P点时速度大小为gR B小球能沿轨道做完整的圆周运动 C小球运动的最小加速度为零 D小球运动的最小速度为零 11在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以v和 4 v 的速度沿同一方向水平抛 出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的 （ ） A2倍 B4倍 C6 倍 D8倍 12我国发射的某卫星，其轨道平面与地面赤道在同一平面内，卫星距地面 的高度约为 500km，而地球同步卫星的轨道高度约为 36000km，已知地球半 径约为 6400km，关于该卫星，下列说法中正确的是 A该卫星的线速度小于同步卫星
6、的线速度 B该卫星的加速度小于同步卫星的加速度 C一年内，该卫星被太阳光照射时间小于同步卫星被太阳光照射时间 D该卫星的发射速度小于第一宇宙速度 13已知地球质量大约是月球质量的 81倍，地球半径大约是月球半径的 4 倍如图所示，甲、乙两个完全相同的斜面分别固定在地球和月球的水平地 面上，将相同的小球从斜面上的同一高度 O点处，以相同初速度 0 v沿水平方 向抛出，分别落在甲、乙斜面上的 AB两点（图中未画出） 不计空气阻力 且忽略地球和月球自转影响，则下列说法正确的是（ ） A不可以求出 OA 之间距离和 OB之间距离之比 B小球落到 A点与落到 B点的速率不相同 C小球从抛出到落在 B点所
7、用时间大于小球从抛出到落在 A点所用时间 D小球从抛出到落在 A点与小球从抛出到落在 B点过程中，合力对小球做 功不同 14土卫六叫“泰坦”（如图） ，它每 16天绕土星一周，经测量其公转轨道半 径约为 6 1.26 10 km， 已知引力常量 1122 6.67 10N m /kgG ， 1天为 86400s， 则土星的质量约为（ ） A 23 5 10kg B 26 5 10kg C 29 5 10kg D 32 5 10kg 二、解答题二、解答题 15如图所示，光滑轨道 ABCD由倾斜轨道 AB和半圆轨道 BCD 组成。倾 斜轨道 AB与水平地面的夹角为 ，半圆轨道 BCD的半径为 R，
8、BD 竖直且 为直径，B为最低点，O是 BCD的圆心，C 是与 O等高的点。一个质量为 m 的小球在斜面上某位置由静止开始释放，小球恰好可以通过半圆轨道最高点 D。小球由倾斜轨道转到圆轨道上时不损失机械能。重力加速度为 g。求： （1）小球在 D点时的速度大小 （2）小球开始下滑时与水平地面的竖直高度与半圆半径 R 的比值。 （3）小球滑到斜轨道最低点 B时（仍在斜轨道上），重力做功的瞬时功率 16我国月球探测计划嫦娥工程已经启动，“嫦娥 1号”探月卫星也已发射。 设想“嫦娥 1号”登月飞船靠近月球表面做匀速圆周运动，测得飞行 n 圈所用 的时间为 t， 已知月球半径为 R， 万有引力常量为
9、G， 月球质量分布均匀。 求： (1)嫦娥 1号绕月球飞行的周期； (2)月球的质量； (3)月球表面的重力加速度。 17如图所示，半径为 R、圆心为 O的大圆环固定在竖直平面内，两个轻质 小圆环固定在大圆环上竖直对称轴的两侧 =45 的位置上，一根轻质长绳穿 过两个小圆环， 它的两端都系上质量为 m的重物， 小圆环的大小、 绳子与大、 小圆环间的摩擦均可忽略当在两个小圆环间绳子的中点 C 处，挂上一个质 量 M的重物，M恰好在圆心处处于平衡 （重力加速度为 g）求： （1）M与 m质量之比 （2）再将重物 M托到绳子的水平中点 C 处，然后无初速释放重物 M，则重 物 M到达圆心处的速度是多
10、大？ 18如图所示，长度为 L 的细绳上端固定在天花板上 O点，下端拴着质量为 m的小球当把细绳拉直时，细绳与竖直线的夹角为 =60 ，此时小球静止 于光滑的水平面上 （1） 当球以角速度 1= g L 做圆锥摆运动时， 水平面受到的压力 N 是多大？ （2）当球以角速度 2= 4g L 做圆锥摆运动时，细绳的张力 T 为多大？ 19质量为 m5 103 kg的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的 0.1倍。 让车保持额定功率为 60 kW，从静止开始行驶，求： （g取 10 m/s2） (1)汽车达到的最大速度 vm； (2)汽车车速 v12 m/s 时的加速度大小。 20长为 0 L的轻弹簧
11、K上端固定在天花板上，在其下端挂上质量为m的物块 P。让弹簧处于原长且P从静止释放，P最大下落高度为 0 h（未超过弹性限 度） 。斜面ABC固定在水平面上， 00 ABLh ， 0 AOL ， 0 DOOBh ，O点 上方斜面部分粗糙，P与这部分的动摩擦因数 2 8 ，O点下方斜面部分光 滑。现将轻弹簧K一端固定在斜面上A处，用外力使P压缩弹簧并静止于D 点，P与弹簧未栓接，然后突然撤去外力。 （重力加速度为g，30） （1）试通过计算说明：撤去外力后，在弹簧作用下，P不会滑离斜面； （2）计算P在OB部分运动的总路程。 参考答案参考答案 1C 【解析】 以 A 点为坐标原点，AO 为 y
12、轴，垂直于 AO 为 x 轴建立坐标系，分解速度和加 速度，则在 x 轴上做初速度为 0 2 2 v，加速度为 2 2 g的匀减速直线运动，末速度 刚好为零，运动时间为： 0 v t g ，在 y 轴上做初速度为做初速度为 0 2 2 v，加速 度为 2 2 g的匀加速直线运动，末速度为 00 22 2 22 cy vvgtv，利用平均速 度公式得位移关系： 000 22 2 22 :3:1 22 vvv OA OCtt ， 故 C 正确， ABD 错误 2D 【解析】 【详解】 A、 对物体受力分析可知， 物体受重力、 拉力及摩擦力的作用， 由动能定理可知， 合外力做功一定等于动能的改变量，
13、即等于 2 1 2 mv，故 AC 错误； B、由动能定理可知： 21 0 2 f mghm WWv 人 则人对物体做的功为： 21 2 f mghm WWv 人 可知人对物体做的功一定大于mgh，故 B 错误，D 正确。 3A 【解析】 【分析】 【详解】 A 曲线运动的速度的方向一定变化， 故曲线运动一定是变速运动， 选项 A 正确； B曲线运动的物体加速度不一定变化，例如平抛运动，选项 B 错误； C曲线运动的物体所受合外力可能为恒力，也可能为变力，例如平抛运动的物 体受恒力作用，做圆周运动的物体受变力作用，选项 C 错误； D曲线运动的物体所受合力方向不一定变化，例如平抛运动，选项 D
14、 错误； 故选 A. 4B 【解析】 【详解】 船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和沿水流方向的分运动，渡河时间等 于沿船头指向分运动的时间，当船头与河岸垂直时，沿船头方向的分运动的位移 最小，故渡河时间最短，则 420 s105s 4 c d t v 故选 B。 5D 【解析】 【分析】 【详解】 重力势能取决于物体的重力和高度；故 A 错误；重力势能的大小与零势能面的 选取有关，若物体在零势能面下方，则重力势能为负值；故 B 错误；重力势能 的大小与零势能面的选取有关；若选取地面以上为零势能面，则地面上的物体重 力势能为负；若选地面以下，则为正；故 C 错误；重力势能是由物体和地球共
15、有的；故 D 正确；故选 D 【点睛】 本题考查重力势能的决定因素，重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量 越大、高度越高，重力势能就越大；明确重力势能是由地球和物体共有的；其大 小与零势能面的选取有关 6D 【解析】 【分析】 【详解】 A 0t1时间内为倾斜的直线，故汽车做匀加速运动，因牵引力恒定，由 P=Fv 可知，汽车的牵引力的功率均匀增大，故 A 错误； B t1t2时间内汽车加速度逐渐减小， 根据牛顿第二定律可知， 牵引力逐渐减小， 故 B 错误； Ct1t2时间内，若图象为直线时，平均速度为 1 2 （v1v2） ，而现在图象为曲 线，故图象的面积大于图像为直线时的面积，即位
16、移大于图像为直线时的位移， 故平均速度大于 1 2 （v1v2） ，故 C 错误； D 由 P=Fv 及运动过程可知，t1时刻物体的牵引力最大，此后功率不变，而速 度增大，故牵引力减小，而 t2t3时间内，物体做匀速直线运动，物体的牵引力 最小，故 D 正确。 故选 D。 7C 【解析】 【分析】 【详解】 质量为m的行星围绕质量为M的太阳做圆周运动，运动轨迹半径为R，由万有 引力提供向心力可得 22 2 22 4GMmrv mmmamR rTr 化简可得 GM v r 3 GM r 3 2 r T GM 2 GM a r 即轨道半径越大，周期越大，线速度、加速度、角速度越小，因此地球公转周期
17、 大于金星的公转周期，地球公转的线速度、加速度、角速度小于金星公转的线速 度、加速度、角速度，故 ABD 错误，C 正确。 故选 C。 8B 【解析】 小木块做匀速圆周运动，合力指向圆心，对木块受力分析，受重力、支持力和静 摩擦力，如图： 重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力，故 B 正确，A、C、D 错误 点睛：该题主要考查向心力的来源，要明确圆周运动都需要向心力，向心力是由 其他的力来充当的，向心力不是一个单独力 9B 【解析】 【详解】 卫星绕地做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力， 得： 22 2 22 4Mmv Gmmamrmr rrT ， 得 GM v r ， 2 GM a r
18、， 3 2 r T GM ， 3 GM r ；由 GM v r 可得，当卫星的线速度减小到原来的 1 2 时，轨道半径增 大为原来的4倍 由 2 GM a r ， 得知， 向心加速度减小到原来的 1 16 由 3 2 r T GM ， 得知，卫星的周期增大到原来的 8 倍由 3 GM r 得知，卫星的角速度减小到 原来的 1 . 8 故 ACD 错误，B 正确故选 B. 【点睛】 解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一思路， 知道线速度、 角速度、 周期、 加速度与轨道半径的关系，要能熟练运用比例法 10B 【解析】 【详解】 A在最低点，由牛顿第二定律有： 2 6 P v ag R 解得：
19、 6 P vgR 故 A 错误； B小球能通过最高点的最小速度 min vgR，根据动能定理得 22 11 2 22 P mgRmvmv 高 解得： min 2vgRvgR 高 所以小球能沿轨道做完整的圆周运动，故 B 正确； CD小球能通过最高点的最小速度 min vgR，则最小加速度为 2 min min v ag R 最小速度为 min vgR，故 CD 错误。 11B 【解析】 【分析】 【详解】 设斜面倾角为，小球落在斜面上速度方向偏向角为，甲球以速度 v 抛出，落 在斜面上，根据平抛运动的推论可得 tan2tan 所以甲乙两个小球落在斜面上时速度偏向角相等 对甲有 cos v v
20、甲末 对乙有 4cos v v 乙末 所以 =4 v v 甲末 乙末 故 ACD 错误 B 正确。 故选 B。 12C 【解析】 根据 GM v r 可知，该卫星的线速度大于同步卫星的线速度，选项 A 错误；根 据 a= 2 GM r 知该卫星的加速度大于同步卫星的加速度，故 B 错误由开普勒第三 定律知，该卫星的周期小于同步卫星的周期，则一年内，该卫星被太阳光照射时 间小于同步卫星被太阳光照射时间，故 C 正确第一宇宙速度是卫星最小的发 射速度，知该卫星的发射速度大于第一宇宙速度，故 D 错误故选 C 13C 【解析】 【分析】 【详解】 设地球质量为 81M，月球质量为 M，地球半径为 4
21、R，月球半径为 R，则根据： 2 81 4 GMm mg R 地， 2 GMm mg R 月，可得到： 81 16 g g 地 月 ；小球从斜面顶端平抛，则： 2 0 1 2 tan gt v t ，则： 0 2tanv t g ，由于在月球的重力加速度小，故小球从抛出到 落在 B 点所用时间大于小球从抛出到落在 A 点所用时间，故 C 正确；根据几何 关系，小球落地斜面上的距离： 2 00 2tan coscos v tv L g ，所以可以求出 OA 之间距 离和 OB 之间距离之比，故 A 错误；小球落到斜面上的速度： 22 2222 0000 2tan y vvvvgtvv，故小球落到
22、 A 点与落到 B 点的速 率相同，故 B 错误；小球从抛出到落在 A 点与小球从抛出到落在 B 点过程中， 由于重力加速度不同，故合力即重力对小球做功不同，故 D 错误 故选 C。 14B 【解析】 【分析】 【详解】 卫星受到的万有引力提供向心力，得 2 22 4Mm Gmr rT 其中 r=1.2 106km=1.2 109m；T=16 天=162436001.4106s，G=6.67 10-11Nm2/kg2 代入数据可得 M51026kg B 正确，ACD 错误 故选 B。 15 （1）vgR （2）2.5hR （3）5sinPmggR 【解析】 试题分析：本题中，小球经历了沿斜面向
23、下的匀加速运动，还有平面内的圆周运 动。考查了学生利用已知物理模型，灵活处理实际问题的能力。题目中小球运动 过程中，满足机械能守恒。 （1）小球恰好可以通过半圆轨道最高点 D，则在最高点满足： 2 D v mgm R 故小球在 D 点的速度 D v= gR （2）设小球开始下滑时与水平地面的高度为 h 则从开始下滑，一直到圆弧轨道最高点 D，根据动能定理可知： 2 1 2 2 D mg hRmv 解得：2.5hR （3）设小球到达最低点 B 时的速度大小为B v ，则滑到最低点 B 的过程中 满足方程： 2 1 2 B mghmv= 解得25 B vghgR 所以在 B 点，小球重力的瞬时功率
24、 sin B Pmg v= 5sinPmggR 【点睛】（1） 小球恰好通过圆弧轨道的最高点， 这是一个轻绳模型， 由此可判断， 此时在 D 点，只有重力充当向心力，可以求出小球在 D 点的速度。 （2）确定好 物理过程的初、末位置及状态后，根据机械能守恒，或利用动能定理，均可求解 相关量； （3）重力的瞬时功率，应等于重力与重力方向分速度的乘积。 16(1)= t T n ；(2) 232 2 4 R n M Gt ；(3) 22 2 4 Rn g t 【解析】 【分析】 【详解】 (1)由题意可知，测得飞行 n 圈所用的时间为 t，则嫦娥 1 号绕月球飞行的周期 = t T n (2)由万
25、有引力提供向心力有 2 22 4GmM mR RT 得 23232 22 44RR n M GTGt (3)在月球表面物体的重力等于万有引力则 2 GMm mg R 得 22 22 4GMRn g Rt 17 （1） 2:1 （2） 212gR 【解析】 【详解】 (1)以 M 为研究对象，受力分析： Mg=2mgcos45 2 1 M m (2)M 与 2 个 m 组成的系统机械能守恒： MgRsin-2mg(R-Rcos)= 1 2 MV12+ 1 2 2 mV22 V2=V1cos 解得： 1 212VgR 18(1) 2 mg (2) 4mg 【解析】 【分析】 【详解】 (1)对小球
26、受力分析，作出力图如图 1 球在水平面内做匀速圆周运动，由重力、水平面的支持力和绳子拉力的合力提供 向心力，则 根据牛顿第二定律，得 水平方向有 FTsin60 =m12lsin60 竖直方向有 FN+FTcos60 -mg=0 又 1 g l 解得 1 2 N Fmg； (2) 设小球对桌面恰好无压力时角速度为 0，即 FN=0 代入解得 0 2g l 由于 20 4g l 故小球离开桌面做匀速圆周运动，则此时小球的受力如图 2 设绳子与竖直方向的夹角为 ，则有 mgtan=m22lsin mg=FTcos 联立解得 FT=4mg 点晴：本题是圆锥摆问题，分析受力，确定向心力来源是关键，要注
27、意分析隐含 的临界状态，运用牛顿运动定律求解 19(1)12 m/s；(2)5 m/s2。 【解析】 【分析】 【详解】 (1) 汽车达到的最大速度时，牵引力等于阻力，由 P=Fv 得 P=Fv=Ffvm 所以汽车达到的最大速度 vm= f P F = 0.1mg P = 3 3 60 10 0.1 5 1010 m/s=12m/s (2)由 P=Fv 得 F P v 当 v1=2m/s 时，有 F1= 1 P v = 3 60 10 2 N=3 104N 由牛顿第二定律得 F1Ff=ma 所以汽车车速 v1=2 m/s 时的加速度大小 a= 1 0.1Fmg m = 43 3 3 100.1
28、 5 1010 5 10 m/s2=5 m/s2 20 （1）见解析（2） 0 4 6 3 h 【解析】 【详解】 （1）当弹簧竖直时，P由静止释放，由能量守恒知，弹簧形变量为 0 h时，其弹 性势能为0p Emgh 设滑块P从斜面上释放后能沿斜面上升s，则： 00 sin30cos30 ()mghmgsmgsh 解得： 00 166 2 86 shh 即撤去外力后，在弹簧作用下，P不会滑离斜面； （2）滑块从D点释放后会在斜面上往复运动，最终它向上运动到O点速度减为 0，便不再运动到OB上，设P在部分运动的总路程为S，由动能定理知： 0 cossin00WmgSmgh 弹 得到： 0 4 6 3 Sh。
