湖南省娄底市高二（下）入学考试物理试题（word版含答案）

湖南省娄底市高二（下）入学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．如图所示，质量为m的物块A静置在水平桌面上，通过足够长的轻绳和轻质滑轮悬挂着质量为4m的物块B。现由静止释放物块A、B，以后的运动过程中物块A不与定滑轮发生碰撞。已知重力加速度大小为g，不计所有摩擦阻力，下列说法正确的是（　　）
A．在相同时间内物块A、B运动的路程之比为1∶2
B．物块A、B的加速度之比为2∶1
C．轻绳的拉力为
D．B下落高度h时速度为
2．将一个石子水平抛出，石子做平抛运动，设石子在运动过程中速度方向与水平方向的夹角为θ。tanθ﹣t图象如图所示。空气阻力忽略不计，平抛高度足够长，g取10m/s2。下列选项正确的是（　　）
A．石子做平抛运动的初速度大小为
B．2s时石子速度的大小为15.77m/s
C．0～1s内石子的位移大小为
D．1s时石子位移方向与水平方向夹角的正切值为
3．在电影《地心引力》中，一颗俄罗斯报废卫星的碎片引起了连锁性的碰撞，造成了宇宙飞船的毁灭。尽管这是一部科幻电影，但它让人们认识到了太空垃圾对人造卫星造成的威胁，随着各国发射卫星数量的增多，报废卫星成为太空垃圾，对在轨正常卫星产生很大威胁，目前比较常用的处理方式有两种。第一种：使位于低轨的废弃航天器快速转移到更低的轨道上，最终一头扎入稠密大气层，与大气摩擦燃烧殆尽。另一种是将功能失灵的卫星推入更高的所谓“墓地轨道”上去，从而避开正常在轨卫星的轨道带。则下列说法正确的是（　　）
A．正常在轨卫星从原轨道进入“墓地轨道”后速率变大
B．“墓地轨道”上卫星的运行周期比同步卫星的运行周期大
C．发现卫星功能失灵，会启动卫星上的发动机将卫星加速，推入“墓地轨道”
D．当卫星失修后速度减小，进入大气层，在大气层中受空气阻力的作用，机械能减少
二、单选题
4．物体运动状态发生改变时，则（ ）
A．加速度一定发生了改变 B．所受的外力一定变化
C．速度一定发生了变化 D．一定从静止变为运动
5．如图所示，传送带以恒定速率v运动，现将质量都是m的小物体甲、乙（视为质点）先后轻轻放在传送带的最左端，甲到达A 处时恰好达到速率v，乙到达B处时恰好达到速率v．则下列说法正确的是
A．甲、乙两物块在传送带上加速运动时具有的加速度相同
B．甲、乙两物块在传送带上加速运动时间相等
C．传送带对甲、乙两物体做功相等
D．传送带对甲、乙两物体做功不相等
6．高空坠物极易对行人造成伤害．若一个质量为50g的鸡蛋从一居民楼的25层落下，与地面的撞击时间约为2×10－3 s，试估算该鸡蛋对地面的冲击力约为(　　)
A．1000 N B．500 N C．100 N D．50 N
7．如图所示是月球绕地球运动的示意图。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，月球在远地点距地面的高度为h1，在近地点距地面的高度为h2。下列说法不正确的是（　　）
A．地心与月心的连线在相同时间内扫过相同的面积
B．月球在远地点的速度大于
C．月球在远地点和近地点的速率的比值为
D．月球在远地点和近地点的加速度大小的比值为
8．如图所示，在光滑水平冰面上，一蹲在滑板上的小孩推着冰块一起以速度向左匀速运动。某时刻小孩将冰块以相对冰面的速度向左推出，冰块与竖直墙发生碰撞后原速率弹回。已知冰块的质量为，小孩与滑板的总质量为，小孩与滑板始终无相对运动。取。则（　　）
A．冰块与竖直墙发生碰撞过程中，墙对冰块的冲量大小为
B．小孩推完冰块后，自己的速度没有反向
C．小孩受到冰块给的冲量大小为60
D．冰块不会与小孩再一次相遇
9．地球同步卫星相对地面静止不动，犹如“悬挂”在天空中，若其轨道可视作圆，下列说法正确的是：（ ）
A．同步卫星处于平衡状态 B．同步卫星的周期大于24小时
C．同步卫星距地面的高度是一定的 D．同步卫星的速度是不变的
10．两个质量不等的小铅球A和B，分别从两个高度相同的光滑斜面和光滑1/4圆弧的顶端由静止滑到底部，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．下滑过程中重力所做的功相等
B．它们到达底部时速率相等
C．它们到达底部时动能相等
D．它们到达底部时重力的功率相同
11．2016年9月25日，北京航天飞行控制中心成功进行两次轨道控制，将天宫二号调整至距地面393公里的轨道上，使其正式进入交会对接准备阶段.10月19日3时31分，神舟十一号飞船与天宫二号自动交会对接成功.如果对接后整体可看成绕地球做匀速圆周运动，则下列说法正确的是
A．运行速度大于第一宇宙速度
B．属于完全失重状态，加速度为0
C．属于完全失重状态，加速度不为0，但小于地表重力加速度
D．属于完全失重状态，加速度不为0，但小于赤道上物体的向心加速度
12．如图所示，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，椭圆的半长轴为a，运行B周期为；C为绕地球沿圆周轨道运动的卫星，圆周的半径为r，运行周期为。下列说法或关系式中正确的是（ ）
A．地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上
B．卫星B和卫星C运动的速度大小均不变
C．，该比值的大小与地球和卫星有关
D．，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关
三、实验题
13．某同学用如图1所示的实验装置验证牛顿第二定律，请回答下列有关此实验的问题：
(1)该同学在实验前准备了图甲中所示的实验装置及下列辅助器材：其中不必要的器材是_______（填代号）．
A． 交流电源、导线 B． 天平（含配套砝码） C． 秒表 D． 刻度尺 E. 细线、砂和小砂桶
(2)打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况．其中一部分纸带上的点迹情况如图2所示，已知打点计时器打点的时间间隔为0.02s，测得A点到B、C点的距离分别为x1=5.99cm、x2=13.69cm，小车做匀加速直线运动的加速度a=______m/s2.（结果保留三位有效数字）
(3)在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图3所示的a-F图象，其中图线不过原点的原因是_______，图线在末端弯曲的原因是_____________．
14．如图所示为利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验装置。
（1）安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如下图所示（其中一段纸带图中未画出），图中O点为打出的起始点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点，其中测出D、E、F点距起始点O的距离如图所示，已知打点计时器打点周期为T=0.02s，由此可计算出物体下落到E点时的瞬时速度vE=______m/s（结果保留三位有效数字）。
（2）若已知当地重力加速度为g，代入上图中所测的数据进行计算，并将与______进行比较（用题中所给字母表示），即可在误差范围内验证，从O点到E点的过程中机械能是否守恒。
（3）某同学进行数据处理时不慎将纸带前半部分损坏，找不到打出的起始点O了，如下图所示，于是他利用剩余的纸带进行如下的测量：以A点为起点，测量各点到A点的距离h，计算出物体下落到各点的速度v，并作出v2-h图像，图中给出了a、b、c三条直线，他作出的图像应该是直线_________；由图像得出，A点到起始点O的距离为_________cm（结果保留三位有效数字）。
（4）某同学在家里做“验证机械能守恒定律”的实验，他设计的实验装置如图所示，用细线的一端系住一个较重的小铁锁（可看成质点），另一端缠系在一支笔上，将笔放在水平桌面的边上，用较重的书压住，将铁锁拉至与桌面等高处（细线拉直），然后自由释放。在笔的正下方某合适位置放一小刀，铁锁经过时，细线立即被割断，铁锁继续向前运动，落在水平地面上，测得水平桌面高度为H，笔到铁锁的距离为L，笔到铁锁落地的水平距离为s，若满足s2=___________（用L、H表示），即可验证铁锁从释放至运动到笔的正下方的过程中机械能守恒。
四、解答题
15．2020年7月23号，长征五号运载火箭将“天问一号”火星探测器送入太空，历经约7个月的长途跋涉，跨越5500万公里的距离，到达火星上空。随后进行了3个月的绕火轨道飞行之后，于5月15日7时18分成功着陆在火星北半球的乌托邦平原。设“天问一号”火星探测器在离火星表面高度为h的空中沿圆形轨道绕火星飞行，周期为T，若火星半径为R，引力常量为G，求：
（1）火星的质量；
（2）火星表面的重力加速度；
（3）火星的第一宇宙速度。
16．如图所示，在水平轨道上A点固定一弹簧发射器，D点与半径R=lm的竖直半圆形轨道相接，O为轨道圆心、D为最低点：粗糙部分BC段长l=lm，其余部分光滑．将质量kg的物块a压紧弹簧，释放后滑块a与静置于C点右侧的质量kg的物块b发生弹性正碰．已知物块与BC面的动摩擦因数μ=0. 25.物块均可看成质点．
(1)若物块b被碰后恰好能通过圆周最高点E，求其在平抛运动中的水平位移大小；
(2)在弹性势能J时弹出物块a，求b被碰后运动到D点时对圆弧轨道的压力；
(3)用质量kg的物块c取代a，问：弹性势能EP取值在什么范围内，才能同时满足以下两个条件（不考虑物块b脱离轨道后可能的碰撞）
①物块c能与b碰撞；②c与b的碰撞不超过2次.（已知碰撞是弹性正碰）
17．如图所示，质量为m＝5kg的物体放在水平面上，物体与水平面间的摩擦因数μ=0.5．物体受到与水平面成＝37斜向上的拉力F＝50N作用，从A点由静止开始运动，到B点时撤去拉力F，物体最终到达C点，已知AC间距离为L＝165m，（重力加速度g＝10m/s2）求：
（1）物体在AB段的加速度大小a；
（2）物体运动的最大速度大小vm；
（3）拉力F所做的功．
试卷第页，共页
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参考答案：
1．BD
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据动滑轮的特点可知B下降s，A需要走动2s，而，选项A错误；
B．因为都是从静止开始运动的，故有
解得
选项B正确；
C．对A分析有
对B分析有
解得
选项C错误；
D．对B，加速度为
根据速度位移公式，有
解得
选项D正确。
故选BD。
2．AC
【解析】
【详解】
A．由平抛运动规律和题图可知，1s时
解得
故A正确；
B．2s时石子速度的大小
故B错误；
C．0～1s内石子的位移大小为
故C正确；
D．1s时石子位移方向与水平方向夹角的正切值为
故D错误。
故选AC。
3．BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据万有引力提供卫星向心力与卫星做圆周运动的速度的关系
可知，正常在轨卫星从原轨道进入“墓地轨道”后轨道半径变大，速率变小，A错误；
B．根据万有引力提供卫星向心力与卫星做圆周运动的周期的关系
可知，“墓地轨道”上的卫星轨道半径大于正常在轨卫星的轨道半径，则周期更大，B正确；
C．“墓地轨道”上的卫星轨道半径更大，其机械能更大，所以失灵卫星要想进入高轨道，必须先加速，C正确；
D．当卫星失修后速度减小，进入大气层，在大气层中受空气阻力的作用，部分机械能转化为内能，机械能减少，D正确。
故选BCD。
4．C
【解析】
【详解】
物体运动状态发生改变时，则物体的速度一定发生了变化，但是加速度和合外力不一定变化，选项C正确，AB错误；物体也可能由运动变静止，选项D错误；故选C.
5．C
【解析】
【详解】
试题分析：因甲乙达到与传送带共速时向右的位移不同，根据可知，甲乙的加速度不同，选项A错误；根据v=at可知，甲、乙两物块在传送带上加速运动时间不相等，选项B错误；根据动能定理，传送带对甲、乙两物体做功都等于，选项C正确，D错误；
考点：匀变速运动的规律；动能定理.
6．A
【解析】
【分析】
由题意可知考查动量定理应用，据此分析计算可得。
【详解】
设每层楼高3m，从25层落下总的高度为
鸡蛋做自由落体运动，由运动学公式可得
代入数值可求得
从鸡蛋落地到速度减为零，取向下为正，由动量定理可得
代入数值可得 接近1000N
说明A正确，BCD错误。
故选择A。
【点睛】
应用动量定理解题时注意先选择正方向，将矢量表达式变为标量表达式，合力的冲量等于物体动量的变化量，只有重力比合力小得多时才能忽略掉重力。
7．B
【解析】
【详解】
A．根据开普勒第二定律知，地心与月心连线在相同时间内扫过的面积相等，故A正确，不符合题意；
B．根据
GM=gR2
得，月球在远地点若做匀速圆周运动，线速度
做椭圆运动时，在远地点的速度小于，故B错误，符合题意；
C．根据开普勒第二定律得，在相等时间内扫过的面积相等，有
则
故C正确，不符合题意；
D．根据
得
月球在远地点和近地点到地心的距离之比为（R+h1）：（R+h2），则月球在远地点和近地点的加速度大小之比为，故D正确，不符合题意。
故选B。
8．C
【解析】
【详解】
A根据动量定理可得墙对冰块的冲量大小
A错误；
B．根据动量守恒
解得
因此小孩推完冰块后，自己的速度反向，B错误；
C．根据动量定理，可得小孩受到冰块给的冲量大小
C正确；
D．由于冰块返回后的速度大于小孩的速度，因此冰块一定会与小孩再一次相遇，D错误。
故选C。
9．C
【解析】
【详解】
同步卫星受到地球的万有引力提供向心力做匀速圆周运动，加速度不为零，故A错误．因为同步卫星要和地球自转同步，所以周期一定等于24小时，故B错误．根据，因为ω是一定值，所以 r 也是一定值，所以它运行的轨道半径是确定的值，所以同步卫星的高度是唯一的，故C正确．同步卫星做匀速圆周运动，线速度的大小不变，但方向不断变化．故D错误．
10．B
【解析】
【详解】
A、重力做功与质量和竖直高度有关，由于两个小球质量不相等，所以下降相同高度重力做功也不相等，故A错误；
B、根据动能定理 ，运动到低端时速率相等，故B正确；
C、根据动能定理，由两个球的质量不相等，所以它们到达底部时动能相等也不相等，故C错误；
D、到达底部时速率相等，但速度在竖直方向的分量不相等，所以它们到达底部时重力的功率也不相同，故C错误；
故选B
点睛：根据重力做功的公式比较重力做功的大小,根据动能定理求出到达底端的动能和速度,从而进行比较.
11．C
【解析】
【详解】
根据万有引力提供向心力有： ，解得 得轨道高度越高，卫星的线速度越小，第一宇宙速度为最大环绕速度，天宫二号的线速度一定小于第一宇宙速度．故A错误．“天宫二号”运行时，其受到的万有引力全部提供向心加速度，所以处于失重状态，其加速度： ．故B错误，C正确；天空二号运行的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，由 可知，天空二号的向心加速度大于同步卫星的向心加速度；同步卫星与地球赤道上的物体具有相等的周期，它们的向心加速度： ，同步卫星的比较大，所以同步卫星的向心加速度大于赤道上物体的向心加速度．所以天宫二号的向心加速度大于赤道上物体的向心加速度．故D错误；故选C.
点睛：解决卫星运行规律问题的核心原理是万有引力提供向心力，通过选择不同的向心力公式，来研究不同的物理量与轨道半径的关系，同时理解何时做离心运动，近心运动，及圆周运动的条件．
12．A
【解析】
【详解】
A．根据开普勒第一定律和行星运动规律可知地球位于B卫星的椭圆轨道的一个焦点上，位于C卫星圆轨道的圆心上，故A正确；
B．卫星B为椭圆轨道，不断的在做离心运动和近心运动，近地点的线速度最大，远地点的线速度最小；而卫星C为圆轨道，运动的速度大小均不变，故B错误；
CD．由开普勒第三定律可知
k值与中心天体地球的质量有关，而与环绕天体卫星无关，取椭圆轨道的半长轴或圆轨道的半径，故CD错误。
故选A。
13． C 1.71 木板角度太大，平衡摩擦力过度 砂和砂桶的质量太大
【解析】
【详解】
(1)[1]在实验中，打点计时器可以测量时间，所以不需要秒表．上述器材中不必要的为C．
(2)[2]因为计数点间时间间隔T=0.1s；根据△x=aT2得：
(3)[3]由图象可知小车的拉力为0时，小车的加速度大于0，说明合外力大于0，说明平衡摩擦力过度，即木板与水平面的夹角太大．
[4]该实验中当小车的质量远大于砂和小砂桶质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砂和小砂桶的总重力大小；随着砂和小砂桶质量增大，细线对小车的拉力大小小于砂和小砂桶的总重力大小，因此会出现较大误差，图象会产生偏折现象．
14． 3.04 a 10.0
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]根据匀变速直线运动过程中中间时刻速度等于该过程中的平均速度可得
（2）[2]从O点到E点的过程中，重力做功
动能的增量
若要验证机械能守恒，即需验证
故只需比较与大小关系即可，若二者在误差允许范围内相等，则机械能守恒。
（3）[3][4]以A点为起点，测量各点到A点的距离h，由于A点速度不为零，可知h=0时，纵轴坐标不为零，可知正确的图线为a。由v2-h图像可知，初始位置时，速度为零，可知A点到起始点O的距离为10.0cm。
（4）[5]铁锁平抛运动的高度为，根据
得
则绳断时，铁锁的速度
根据机械能守恒得
有
整理得
即若满足
可验证铁锁从释放至运动到笔的正下方的过程中机械能守恒。
【点睛】
解决本题的关键掌握实验的原理，能够结合平抛运动验证机械能守恒，以及掌握纸带的处理，会通过纸带求解瞬时速度。
15．（1）；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）设探测器质量为m，火星质量为M，探测器做圆周运动的向心力由万有引力提供
可得
（2）在火星表面，质量为的物体受到的重力近似等于其受到的万有引力，设火星表面重力加速为，则有
代入（1）问中的M可得
（3）卫星在火星表面运行时的速度等于第一宇宙速度，即
代入相关已知量，可得火星的第一宇宙速度大小
16．(1)x=2m (2)，方向竖直向下 (3)
【解析】
【详解】
（1）恰好过最高点：
得
做平抛运动：
，
得
所以，平抛运动的水平位移为：
x=vt=2R=2m
（2）由动能定理：
得
m/s
得：
va2= –4m/s，vb2=8m/s
得：
FN=74N
方向竖直向下
根据牛顿第三定律，N，方向竖直向下．
（3）情况1发生一次弹性碰撞：物块b在半圆形轨道上运动高度超过O点等高点，则
得
因为质量相等的两个物体发生弹性碰撞，交换速度，所以碰前c的速度；
得
J
情况2发生二次弹性碰撞：要碰
J
仅碰两次
J
且7. 5J<12. 5J
综上
17．(1) a＝6m/s2 (2) vm=30m/s (3) W＝3000J
【解析】
【详解】
( 1）在AB段，受力分析如图
由牛顿定律：Fcosθ－μN＝ma
Fsinθ＋N＝mg
得：Fcosθ－μ（mg－Fsinθ）＝ma
a＝（cosθ＋μsinθ）－μg
代入相应数据得 a＝6m/s2
（2）在BC段加速度的大小:
代入数据：
解得：vm=30m/s
（3）在AB段，拉力做功
拉力做功
代入数据得：W＝3000J
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