河南省洛阳市洛阳市第一高级中学2024-2025学年高二上学期开学物理试题（有解析）

洛阳一高2024—2025学年高二（上）摸底考
物 理
考生注意：
1.答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号在答题卡上填写清楚；
2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，在试卷上作答无效；
3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1.如图所示，在竖直的转动轴上，a、b两点间距为40 cm，细线ac长50 cm，bc长30 cm，在c点系一质量为m的小球，在转动轴带着小球转动过程中，下列说法不正确的是(　 )
A.转速小时，ac受拉力，bc松弛
B.bc刚好拉直时ac中拉力为1.25mg
C.bc拉直后转速增大，ac拉力增大
D.bc拉直后转速增大，ac拉力不变
2.甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶，在t=0到t=t1的时间内，它们的v-t图象如图所示.在这段时间内（ ）
A.汽车甲的平均速度大于
B.汽车乙的平均速度等于
C.甲乙两汽车的位移相同
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D.汽车甲的加速度大小逐渐减小，汽车乙的加速度大小逐渐增大
3.如图所示为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA、FB，灯笼受到的重力为G.下列表述正确的是（ ）
A.FA一定小于G
B.FA与FB大小相等
C.FA与FB是一对平衡力
D.FA与FB大小之和等于G
4.如图所示，带支架的平板小车沿水平面向右做直线运动，质量为m的小球A用轻质细线悬挂于支架，小车右端质量为M的物块B始终相对于小车静止。物块B与小车平板间的动摩擦因数为μ。若某段时间内观察到轻质细线与竖直方向夹角为θ，且保持不变，则在这段时间内（　）
A.小车一定正在做加速运动
B.轻质细线对小球A的拉力大小为
C.物块B所受摩擦力大小为μMg，方向水平向左
D.小车对物块B的作用力大小为，方向为斜向左上方
5.2023年5月，据中科院力学所的消息，我国JF-22超高速风洞研制成功。作为研制新一代飞行器的摇篮，JF-22超高速风洞可以复现几十千米高空、速度最高达约三十倍声速的飞行条件。 若将一小球从风洞中地面上的A点竖直向上弹出，小球受到大小恒定的水平风力作用，到达最高点B时的动能与A点的动能之比为9: 16。小球最后落回到地面上的C点。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　）
A.小球运动的加速度大小为
B.小球从A到B的过程中动能持续减小
C.小球在空中的最小动能与A点的动能之比为9:16
D.小球从A到B与从B到C的过程中所受风力做功相同
6.如图所示，质量为m=0.1kg的木块，静置于离转轴0.6m水平转动的转盘上.木块用一轻绳拴着，轻绳穿过转盘中央的细管，与质量也为m=0.1kg的小球相连，
木块与转盘间的最大静摩擦力为其重力的倍（=0.2），木块随转盘一起匀速转动。以下说法正确的是（　）
A.木块受到的摩擦力总是指向圆心
B.在转速一定的条件下，木块受到的摩擦力跟木块到转轴的距离成正比
C.转盘以角速度=4rad/s 匀速转动时木块受到摩擦力为0.04N
D.转盘转速越大，细线拉力越大
7.我国计划在2030年前实现载人登陆月球并开展科学探索，其后将探索建造月球科研试验站。如果我国宇航员登月后，称得宇航员在月球表面的重力大小为。已知该宇航员在地球表面的重力大小为，月球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，万有引力常量为G，忽略月球的自转，则（ ）
A.月球表面的重力加速度大小为
B.月球的质量为
C.月球的平均密度为
D.月球的第一宇宙速度大小为
8.为了减轻学生的学习压力，某中学举行了趣味运动会，在抛沙包比赛中，两个质量相同的沙包运动轨迹如图所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时沙包1和沙包2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两沙包在空中的运动，下列说法正确的是（　）
A.从O到P沙包1的平均速度大
B.沙包2在最高点的速度等于
C.从O到P沙包2重力做的功大于沙包1重力做的功
D.在P点，沙包1重力的瞬时功率小于沙包2重力的瞬时功率
9.如图，杂技表演“飞车走壁”的演员，骑着摩托车飞驶在圆台形筒壁内，圆台筒固定不动，其轴线沿竖直方向。演员驾驶摩托车先后在a、b两处紧贴着内壁，分别在图中虚线所示的水平面内做匀速圆周运动，如果此时不计车轮与筒壁间的摩擦力，则下列说法中正确的是（　）
A.摩托车在a处对筒壁的压力一定等于b处对筒壁的压力
B.摩托车在a处的线速度一定小于b处线速度
C.摩托车在a处的运动周期一定等于b处的运动周期
D.摩托车在a处的角速度一定小于b处的角速度
10.2023年10月26日，神舟十七号载人飞船与天和核心舱进行了对接，“太空之家”迎来汤洪波、唐胜杰、江新林3名中国航天史上最年轻的乘组入驻。如图为神舟十七号的发射与交会对接过程示意图。图中①为飞船的近地圆轨道，其轨道半径为，②为椭圆变轨轨道，③为天和核心舱所在的圆轨道，其轨道半径为，、分别为②轨道与①、③轨道的交会点。关于神舟十七号载人飞船与天和核心舱交会对接过程，下列说法正确的是（　）
A.飞船从①轨道变轨到②轨道需要在点点火加速
B.飞船在③轨道上运行的速度大于第一宇宙速度
C.飞船在③轨道上运行的周期大于其在②轨道上运行的周期
D.若飞船在①轨道运行周期为，则飞船在②轨道上运行的周期为
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.（10分）某同学利用如图甲所示的装置探究物体的加速度a与所受合力F的关系.
①打点计时器使用的电源是 （选填选项前的字母）.
A.交流电源 B.直流电源
②他用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是平衡摩擦力.具体操作是：把木板垫高后，小车放在木板上，在不挂小桶且计时器 （选填“打点”或“不打点”）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响.
实验时保持小桶和砝码的总质量远小于小车的质量，其目的是 （选填选项前的字母）.
A.小车所受的拉力近似等于小车所受的合力
B.小车所受的拉力近似等于小桶和砝码的总重力
C.保证小车运动的加速度不超过当地重力加速度
③图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.相邻的计数点之间的距离分别为：.已知打点计时器的工作频率为50Hz，则小车的加速度a= （结果保留两位有效数字）.
④另一位同学也利用图甲所示的装置做实验.他保持小桶和砝码的质量不变，改变放在小车中砝码的质量m，测出对应的加速度a.假设已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响.他没有测量小车的质量，而是以为纵坐标，m为横坐标，画出图像.从理论上分析，下列图像正确的是 .
12.（10分）有一如图所示的装置，轻绳上端系在竖直杆的顶端O点，下端P连接一个小球(小球可视为质点)，轻弹簧一端通过铰链固定在杆的A点，另一端连接在P点，整个装置可以在外部驱动下绕OA轴旋转.刚开始时，整个装置处于静止状态，弹簧处于水平方向.现在让杆从静止开始缓慢加速转动，整个过程中，绳子一直处于拉伸状态，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力.已知：OA=4m，OP=5m，小球质量m=1kg，弹簧原长l=5m，重力加速度g取10m/2.求：
(1)弹簧的劲度系数k；
(2)当弹簧弹力为零时，整个装置转动的角速度ω.
13.（12分）如图所示，光滑水平面AB与竖直面内粗糙的半圆形导轨在B点衔接，导轨半径R=0.6m。一个质量m=2kg的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下获得某一向右速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍，之后沿半圆形轨道向上运动恰能到达C点。重力加速度g=10m/s2。求：
(1)物体到达C点的速度大小vc；
(2)弹簧压缩至A时的弹性势能Ep；
(3)物体从B至C运动过程中克服阻力做的功W。
14.（13分）如图所示的离心装置中，光滑水平轻杆固定在竖直转轴的O点，小圆环A和轻质弹簧套在轻杆上，长为2L的细线和弹簧两端分别固定于O和A，质量为m的小球B固定在细线的中点，装置静止时，细线与竖直方向的夹角为37°，现将装置由静止缓慢加速转动，当细线与竖直方向的夹角增大到53°时，A和B间细线的拉力恰好减小到零，弹簧弹力与静止时大小相等、方向相反，重力加速度为g，取，，求：
（1）装置静止时，O和B间细线的张力大小；
（2）当细线与竖直方向的夹角为53°时，该装置转动的角速度；
（3）小圆环A的质量。
15.（15分）国家快递大数据平台实时监测数据显示，我国快递年业务量首次突破千亿级别，已连续8年稳居世界第一。如图甲所示是某快递点分拣快递装置的部分简化示意图，可视为质点的某快递质量m=0.3kg，从倾角为θ=53°的斜面顶端A点由静止释放，沿斜面AB下滑，进入水平传送带BC传送，最后能从水平末端C点水平抛出，落到水平地面，斜面与传送带之间由一小段不计长度的光滑圆弧连接。已知斜面AB长L1=2m，该快递与斜面间动摩擦因数，与传动带间动摩擦因数，传送带以某一恒定速度顺时针转动，不考虑传送带滑轮大小，g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：
（1）快递刚滑到传送带上时速度的大小；
（2）若传送带足够长，快递以传送带的速度从C点抛出，且快递与传送带摩擦产生的热量为0.6J，则快递抛出速度大小；
（3）若在传送带右侧加装一个收集装置，其内边界截面为四分之一圆形，如图乙为传送带右半部分和装置的示意图，C点为圆心，半径为，调整传送带的速度，使该快递从C点抛出后落到收集装置时的动能最小，则该快递即将落到收集装置时重力的瞬时功率多大。
物理参考答案
一、选择题：本题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1.【答案】C
【解析】若不转时，ac为重垂线，当转速由零逐渐增加时，ac与竖直方向的夹角逐渐增加，当转速小时，ac受拉力，bc松弛，A正确；
B、bc刚好拉直时，且此时刻bc绳子的拉力为零，此时球受重力和ac绳子的拉力，合力指向圆心，如图：
，B正确；
C、bc拉直后转速增大，小球受重力，bc绳子的拉力，ac绳子的拉力，将ac绳子拉力沿着水平和竖直方向正交分解，由于竖直方向平衡，有：，ac绳子拉力不变，C错误，D正确.
2.【答案】A
【解析】AB.若甲和乙都做匀变速直线运动，其速度时间图像如图中红色和蓝色虚线所示，
其位移，但是从图中可知甲的位移大于做匀变速直线运动时的位移，乙的位移小于做匀变速直线运动时的位移，汽车甲的平均速度大于，汽车乙的平均速度小于，A正确，B错误；
C.从图中围成的面积可知甲的位移大于乙的位移，C错误；
D.图线的斜率表示加速度，可知两者的斜率都在减小，即加速度都在减小，D错误.选：A
3.【答案】B
【解析】对结点O点受力分析，作出平行四边形，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，设∠AOB=2θ，由几何关系可知：，B正确；轻绳AO、BO的拉力大小相等，但没有作用在一条直线上，不能成为一对平衡力，
C错误；当2θ=120°时有，当0°<2θ<120°时有，当120°<2θ<180°时有，A错误；当2θ=0°时有，即，但FA与FB大小之和不一定等于mg，D错误.
4.【答案】D
【解析】A.对A受力分析，由牛顿第二定律得，解得，方向水平向左，则小车向右做减速运动，A错误；
B.细绳的拉力为，B错误；
CD.由题意可知，A与小车相对静止，则小车与A具有相同的加速度，即小车的加速度大小为gtanθ，方向水平向左，此刻物块B的加速度与小车相同，根据牛顿第二定律，方向水平向左，小车对物体B的作用力为，方向为斜向左上方，C错误，D正确。选D。
5.【答案】A
【解析】如图
A.到达最高点B时的动能与A点的动能之比为9：16，则速度之比为，在最高点竖直方向速度为0，设从A到B需要时间t，则，，运动的加速度大小为，联立得，A正确；
B.小球从A到B的过程中，水平方向速度一直增大，竖直方向速度一直减小直至0，所以风力的功率一直增大，重力功率一直减小，当风力功率大于重力功率时，风力做功大于重力做功，根据动能定理，小球动能增大，B错误；
C.小球在重力和风力的合力场中做类斜抛运动，当小球速度方向与合力方向垂直时动能最小，根据前面分析可知合力与竖直方向的夹角的正切值为，根据速度的合成与分解可得小球运动过程中的最小速度为
，小球在空中的最小动能与A点的动能之比为，C错误；
D.小球上升和下降的时间相等，小球从A到B水平距离小于从B到C水平距离，风力做功大小不同，D错误；选A。
6.【答案】C
【解析】A.当转盘转动速度较小时，转盘上的木块需要向心力较小时，摩擦力背离圆心，A错误；
B.在转速一定的条件下，根据牛顿第二定律有，木块受到的摩擦力跟木块到轴的距离不是正比关系，B错误；
C.转盘以角速度匀速转动时，根据牛顿第二定律有，解得木块受到摩擦力为，摩擦力大小为，C正确；
D.木块随转盘一起匀速转动，对小球受力分析，根据平衡条件，所以绳子的拉力始终不变，D错误。选C。
7.【答案】B
【解析】A.设登月宇航员的质量为m，月球表面的重力加速度为，宇航员质量不变，在月球表面，在地球表面，解得，A错误；
B.设月球质量为，在月球表面上则有，解得，B正确；
C.月球的平均密度为，C错误；
D.对质量为的月球近地卫星有，解得，即第一宇宙速度为，D错误。选B。
8.【答案】AD
【解析】A.根据题意可知，沙包1做平抛运动，沙包2做斜抛运动，沙包1和沙包2运动到P点的时间由高度决定，沙包2先上升再下降到P点，运动时间大于沙包1的运动时间，从O到P两沙包位移相等，由平均速度公式知，沙包1的平均速度大于沙包2的平均速度，A正确；
B.由于沙包2的运动时间大于沙包1的运动时间，且两抛体运动水平位移相同，沙包2在最高点的速度等于水平分速度大小，可知沙包2在最高点的速度小于，B错误；
C.两沙包质量相等，下落高度相同，则从O到P沙包2重力做的功等于沙包1重力做的功，C错误；
D.根据题意，由公式可知，由于沙包2运动的最高点在沙包1的抛出点之上，则运动到点时，沙包2的竖直分速度大于沙包1的竖直分速度，由公式可知，由于两沙包质量相等，则在P点，沙包1重力的瞬时功率小于沙包2重力的瞬时功率，D正确。选AD。
9.【答案】AD
【解析】A.对a、b两处演员和摩托车进行受力分析如图所示
两个支持力与竖直方向的夹角相等，均为，则有，，可得，根据牛顿第三定律，可知a处对筒壁的压力一定等于b处对筒壁的压力，A正确；
BCD.根据牛顿第二定律可得，解得，，，由于a处轨道半径大于b处轨道半径，则a处的线速度一定大于b处线速度，a处的角速度一定小于b处的角速度，a处的运动周期一定大于b处的运动周期，BC错误，D正确。选AD。
10.【答案】ACD
【解析】A.飞船从①轨道变轨到②轨道，飞船将由离心运动，所以需要在P点点火加速，A正确；
B.第一宇宙速度是最大的环绕速度，飞船绕地球运行的速度小于第一宇宙速度，B错误；
C.飞船在③轨道上运行的半径大于其在②轨道上运行的半长轴，根据开普勒第三定律可知，飞船在③轨道上运行的周期大于其在②轨道上运行的周期，C正确；
D.根据开普勒第三定律可得，解得，D正确。选ACD。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.（10分）【答案】① A；② 打点；B；③ 0.41～0.43；④ B
【解析】①打点计时器，接交流电源，选A；②在平衡摩擦力小车后面要挂上纸带并接通打点计时器，当纸带上的点间距是均匀的，则说明小车是匀速运动，即平衡了摩擦力；本实验中采用砂桶带动小车的运动，在数据的处理中，小车所受的拉力近似等于小桶和砝码的总重力；因桶本身有加速度，应减小桶的本身合力，应使桶的质量远小于车的质量，选B；③相邻的两个计数点之间还有四个点未
画出，则相邻的计数点之间的时间间隔为，根据，得：，代入数据解得：；④设小车的质量为M，所受的合外力为F，根据牛顿第二定律得：，变形得：，图象一条倾斜的直线，当m=0时，图象有纵截距，选B.
12.（10分）【答案】(1) (2)
【解析】（1）开始整个装置处于静止状态，对小球进行受力分析，如图所示：
根据平衡条件得：，，，联立并代入数据解得：
（2）当弹簧弹力为零时，小球上移至位置，绕中点C做匀速圆周运动，受力分析如图所示：
由图可得，轨道半径为，，其中，根据牛顿第二定律得：，联立解得：
13.（12分）【答案】(1)2.45m/s；(2)；(3)
【解析】(1)物体恰能运动到C点则有，解得=2.45m/s
(2)物体在B点由牛顿第二定律，根据牛顿第三定律，由机械能守恒定律，解得
(3)物体从B运动到C的过程，由动能定理，解得
14.（13分）【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）设O和B间，A和B间的张力分别为、，B受力平衡，可得水平方向和竖直方向的平衡式为，，解得。
（2）当细线与竖直方向的夹角为时，设装置转动的角速度为，B做匀速圆周运动的半径，此时A和B间细线的拉力恰好减小到零，则O和B间细线的拉力和B的重力提供向心力，即，则该装置转动的角速度。
（3）装置静止时对A进行分析，设弹簧的弹力为F，则，当细线与竖直方向的夹角增大到时，弹簧弹力与静止时大小相等、方向相反，设为，即，设小圆环A的质量为M，A和B属于同轴转动，则A和B做圆周运动的角速度相等，均为，A做圆周运动的半径，提供A做匀速圆周运动的向心力，解得小圆环A的质量。
15.（15分）【答案】（1）4m/s；（2）6m/s或2m/s；（3）
【解析】（1）快递沿斜面滑下过程，根据动能定理有，解得
（2）快递与传送带发生相对滑动产生热量，由于传送带足够长，则快递最终与传送带达到相等速度，即快递抛出速度大小等于传送带的速度大小，若快递速度小于传送带的速度，则快递在传送带上做加速运动，则有，达到共速时，相对位移，解得，若快递速度大于传送带的速度，则快递在传送带上减速，则达到共速时，相对位移，解得
（3）令快递落到装置上时的速度为，则有，竖直方向上有，，水平方向上有，根据几何关系有，解得，可知，当时，速度具有最小值，解得，此时有，则重力的功率，解得