2024-2025学年黑龙江省龙东十校高二（上）开学物理试卷（含解析）

2024-2025学年黑龙江省龙东十校高二（上）开学物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.可视为质点的乒乓球的运动轨迹如图所示，乒乓球依次经过、、三点，且速度逐渐增大，则乒乓球经过点时受到的合力可能为( )
A. B. C. D.
2.大型游乐装置“大摆锤”的简图如图所示，摆锤和配重锤分别固定在摆臂两端，并可绕摆臂上的转轴在纸面内转动。若、到的距离之比为，在摆臂匀速转动的过程中，下列说法正确的是( )
A. 、的线速度大小之比为 B. 、的角速度大小之比为
C. 、的向心加速度大小之比为 D. 、的向心加速度大小之比为
3.科学的发展离不开科学家的不断探索。关于科学家及其贡献，下列说法正确的是( )
A. 托勒密否定了地心说，提出了日心说
B. 第谷利用大量天文数据归纳出了行星运动三定律
C. 爱因斯坦提出的相对论没有全面否定牛顿力学
D. 牛顿利用万有引力定律推算并观察到了海王星的存在
4.某架飞机盘旋时在水平面内做匀速圆周运动，此时飞机仅受空气对飞机的升力方向与机翼平面垂直和重力，下列说法正确的是( )
A. 飞机受到的合力沿水平方向 B. 飞机的速度大小不变，因此合力为
C. 飞机机翼可能与水平面平行 D. 飞机的加速度方向竖直向上
5.汽车在水平路面上启动过程中的速度一时间图像如图所示，为过原点的倾斜直线，段表示以额定功率行驶时的加速阶段，段是与段相切的水平直线。已知汽车在启动过程中受到的阻力恒定，汽车的功率达到额定功率后维持额定功率不变，则下列说法正确的是( )
A. 时间内，汽车的牵引力逐渐增大
B. 时间内，汽车的牵引力恒定
C. 时间内，汽车的牵引力增大
D. 时刻汽车的牵引力大于时间内汽车的牵引力
6.如图甲所示，质量为的物块静止放在水平地面上，现对物块施加水平向右的外力，随时间变化的关系如图乙所示。已知物块与水平地面间的动摩擦因数为，接触面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A. 内，物块受到的支持力冲量为
B. 内，物块受到的合力冲量大小为
C. 内，物块受到的摩擦力冲量大小为
D. 末，物块的动量大小为
7.如图所示，长为的轻质细线一端固定在水平天花板上点，另一端拴一个可视为质点、质量为的小球。点正下方点固定一光滑钉子粗细不计。现使细线偏离竖直方向后，从点处无初速度释放小球，小球做圆周运动到最低点时细线碰到钉子。已知，重力加速度大小为，下列说法正确的是( )
A. 小球运动到点时的速度大小为
B. 细线碰到钉子前瞬间，细线上的弹力大小为
C. 细线碰到钉子后瞬间，细线上的弹力大小为
D. 细线碰到钉子后，小球恰好能绕钉子做完整的圆周运动
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.年月日时分，长征四号乙运载火箭在太原卫星发射中心点火升空，随后将高分十一号星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。图为高分十一号星发射过程的示意图，高分十一号星先沿椭圆轨道Ⅰ运行，、点分别为椭圆轨道Ⅰ上的远地点、近地点，再从点变轨到圆轨道Ⅱ上绕地球做匀速圆周运动，不考虑卫星变轨时的质量变化。下列说法正确的是( )
A. 高分十一号星在轨道Ⅰ上运行时相同时间内与地球中心连线扫过的面积相等
B. 高分十一号星在轨道Ⅰ上运行的周期大于在轨道Ⅱ上运行的周期
C. 高分十一号星在轨道Ⅰ上经过点时的速度大于在轨道Ⅱ上经过点时的速度
D. 高分十一号星在轨道Ⅰ上运行时的机械能小于在轨道Ⅱ上运行时的机械能
9.一小球从空中某点以初速度被水平抛出，先后经过、两点，已知小球在点的速度方向与水平方向的夹角为，小球在点的速度方向与水平方向的夹角为。不计空气阻力，重力加速度大小为，下列说法正确的是( )
A. 小球从被抛出至运动到点的时间为 B. 小球从点运动到点的时间为
C. 点到点的高度为 D. 点到点水平方向上的距离为
10.如图所示，静置于光滑水平面上的木块与木块用一根轻质弹簧相连，弹簧处于原长。质量为的子弹以的初速度水平向右击中木块时间极短并留在其中。已知木块的质量为，木块的质量为，弹簧始终在弹性限度内．下列说法正确的是( )
A. 子弹击中木块的过程中，两者构成的系统动量守恒，机械能守恒
B. 弹簧压缩至最短时，弹簧的弹性势能为
C. 弹簧压缩至最短时，木块的速度大小为
D. 弹簧处于原长时，木块的速度大小可能为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某实验小组采用如图甲所示的实验装置来完成“验证动量守恒定律实验”，用天平测得、球的质量分别为和，点是轨道末端在白纸上的投影点，、、为三个落点的平均位置，测出，、与的距离，如图乙所示。
实验时球的质量一定要大于球的质量的原因是_____。
为正确完成本实验，球每次_____填“需要”或“不需要”从同一位置由静止释放，斜槽_____填“需要”或“不需要”确保光滑。
某次实验时测得、球的质量之比，则在实验误差允许范围内，当关系式_____用、表示成立时，可证明两球碰撞时动量守恒。
12.某实验小组利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。主要实验步骤如下：
测量遮光片的宽度
用手托住滑块，使其保持静止，测出遮光片到光电门的距离、垫块的厚度、气垫导轨左端到垫块左端的距离
接通气泵，将滑块由静止释放
记录遮光片经过光电门的时间。
改变滑块的位置，重复实验。
遮光片通过光电门时的速度大小__________用题中所给物理量符号表示。
关于本实验的说法正确的是__________。
实验时必须测出含遮光片的滑块质量
实验时选用宽些的遮光片可以减小误差
将滑块从离光电门更远的位置释放可以减小误差
若已知含遮光片的滑块质量为，重力加速度大小为，滑块从释放到经过光电门的过程中减小的重力势能__________，增加的动能__________，在实验误差范围内，可证明滑块下滑过程中机械能守恒。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.从倾角的斜面底端的正上方点处，以大小、方向水平向右的初速度抛出一个可视为质点的小球，小球恰好垂直击中斜面。不计空气阻力，取重力加速度大小，，。求：
小球击中斜面时的速度大小；
小球的水平位移大小；
点到斜面底端的高度。
14.如图所示，一水平圆盘绕竖直中心轴做匀速圆周运动，紧贴在一起的、两物体均可视为质点随圆盘做圆周运动，物体与圆盘未接触。已知两物体与转轴间的距离，特殊材料制作的物体与圆盘面间的动摩擦因数，物体、间的动摩擦因数，各接触面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。
为了使物体不下滑，求圆盘转动的最小角速度；
为了使物体、整体不相对于盘面滑动，求圆盘转动的最大角速度。
15.如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，上端与质量的物块连接，质量的物块叠放在上，系统处于静止状态。现用大小、方向竖直向上的恒力作用在物块上，直至物块与分离。已知弹簧的劲度系数，弹簧的弹性势能，其中为弹簧的形变量，弹簧始终在弹性限度内，物块、均可视为质点，取重力加速度大小。求：
施加恒力的瞬间，物块的加速度大小；
从物块开始运动到物块与分离的过程中，物块的位移大小；
物块与分离时，物块的速度大小。
答案解析
1.
【解析】乒乓球做曲线运动，受到的合力位于轨迹的凹侧，由于乒乓球的速度逐渐增大，则合力与速度方向的夹角小于 ，则乒乓球经过点时受到的合力可能为 。
故选B。
2.
【解析】、两点同轴转动，角速度大小相等；、到的距离之比为 ，根据
，
可得、的线速度大小之比为 ，、的向心加速度大小之比为 。
故选A。
3.
【解析】A.哥白尼否定了托勒密的地心说，哥白尼提出了日心说，A错误；
B.开普勒利用大量天文数据归纳出了行星运动三定律，B错误；
C.爱因斯坦提出的相对论没有全面否定牛顿力学，C正确；
D.牛顿提出了万有引力定律，亚当斯和勒维耶利用万有引力定律计算出了海王星的轨道，伽勒在勒维耶预言的位置发现了海王星，D错误。
故选C。
4.
【解析】飞机盘旋时在水平面内做匀速圆周运动，可知飞机受到的合力提供所需的向心力，则飞机受到的合力沿水平方向，飞机的加速度方向沿水平方向指向圆心，故A正确，BD错误；
C.飞机受到空气对飞机的升力和重力的合力沿水平方向，则升力斜向上，所以飞机机翼不可能与水平面平行，故C错误。
故选A。
5.
【解析】A.时间内汽车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有
由于汽车在启动过程中受到的阻力恒定，故汽车的牵引力为定值，故A错误；
B.时间内，汽车保持功率恒定而做变加速直线运动， 增大，根据
知汽车的牵引力 逐渐减小，故B错误；
C. 时间内，车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，为定值，故C错误；
D.根据项分析知， 时间内牵引力恒定但大于阻力，功率从增大到额定功率， 时间内牵引力减小， 时间内牵引力等于阻力，此时牵引力最小，故 时刻汽车的牵引力大于 时间内汽车的牵引力，故D正确。
故选D。
6.
【解析】A.根据
可知内，物块受到的支持力冲量不为，故A错误；
B.物块与水平地面间的最大静摩擦力为
由 图像可知，在 内物块处于静止状态，在 时物块开始运动，则内，物块受到的合力冲量大小为
故B正确；
C.在 内物块受到静摩擦力作用，则内，物块受到的摩擦力冲量大小为
故C错误；
D.在 时物块开始运动，则内，对物块根据动量定理可得
其中
，
解得末，物块的动量大小为
故D错误。
故选B。
7.
【解析】A.小球从点到点过程，根据动能定理可得
解得小球运动到点时的速度大小为
故A错误；
B.细线碰到钉子前瞬间，根据牛顿第二定律可得
解得细线上的弹力大小为
故B错误；
C.细线碰到钉子后瞬间，根据牛顿第二定律可得
解得细线上的弹力大小为
故C正确；
D.细线碰到钉子后，设小球可以做完整圆周运动经过最高点，根据机械能守恒可得
解得
当小球刚好经过最高点时，有
解得
由于
可知细线碰到钉子后，小球能绕钉子做完整的圆周运动，但不是恰好绕钉子做完整的圆周运动，故D错误。
故选C。
8.
【解析】A.由开普勒第二定律可知高分十一号星在轨道Ⅰ上运行时相同时间内与地球中心连线扫过的面积相等，故A正确；
B.高分十一号星在轨道Ⅰ上运行的椭圆轨道的半长轴小于在轨道Ⅱ上运行的轨道半径，由开普勒第三定律 ，可知高分十一号星在轨道Ⅰ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期，故B错误；
C.高分十一号星在轨道Ⅰ上经过点时要加速才能进入轨道Ⅱ，所以高分十一号星在轨道Ⅰ上经过点时的速度小于在轨道Ⅱ上经过点时的速度，故C错误；
D.高分十一号星在轨道Ⅰ上运行时的机械能守恒，在轨道Ⅱ上运行时的机械能守恒；高分十一号星在轨道Ⅰ上经过点时势能与在轨道Ⅱ上经过点时的势能相等而动能小；所以高分十一号星在轨道Ⅰ上运行时的机械能小于在轨道Ⅱ上运行时的机械能，故D正确。
故选AD。
9.
【解析】已知小球在点的速度方向与水平方向的夹角为，则有
可得小球从被抛出至运动到点的时间为
小球在点的速度方向与水平方向的夹角为，则有
可得小球从被抛出至运动到点的时间为
则小球从点运动到点的时间为
点到点水平方向上的距离为
点到点的高度为
故选AC。
10.
【解析】A.子弹击中木块的过程中，两者构成的系统动量守恒，但系统产生热量，系统机械能不守恒，故A错误；
子弹击中木块的过程中，根据动量守恒可得
解得
弹簧压缩至最短时，子弹、木块、木块具有相同的速度，根据动量守恒可得
解得
根据能量守恒可知此时弹簧的弹性势能为
故B正确，C错误；
D.弹簧处于原长时，子弹、木块、木块组成的系统，由动量守恒可得
根据能量守恒可得
联立解得木块的速度大小为
，或
故D正确。
故选BD。
11.避免球碰撞后反弹
需要 不需要


【解析】实验时球的质量一定要大于球的质量的原因是：避免球碰撞后反弹。
为了保证小球每次抛出时的速度相同，球每次需要从同一位置由静止释放，但斜槽不需要确保光滑。
设碰撞前瞬间球的速度为 ，碰撞后瞬间、球的速度分别为 、 ，根据动量守恒可得
由于两球在空中下落高度相同，下落时间相等，则有
可得
由于 ，则当满足关系式
成立时，可证明两球碰撞时动量守恒。
12.；
；
；。
【解析】遮光片通过光电门时的速度大小：；
由于滑块动能的增加量和重力势能的减少量中都与质量成正比，故不需要测质量；因为让平均速度表示瞬时速度，则时间越短越接近瞬时，所以滑块从离光电门更远的位置释放可以减小误差故选C；
滑块从释放到经过光电门的过程中减小的重力势能得
根据几何关系可得：
滑块从释放到经过光电门的过程中减小的重力势能
得。
故答案为：；
；
；。
13.小球恰好垂直击中斜面，有
解得
则小球击中斜面时的速度大小为
解得
小球在空中做平抛运动，竖直方向上有
水平方向上有
联立解得
小球竖直方向上的位移
根据题图中几何条件可知，小球击中斜面位置到斜面底端的高度
点到斜面底端的高度为
联立解得

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.解：设物体的质量为，物体不下滑时对物体受力分析，
竖直方向上有，
水平方向上有，
其中，
解得。
设物体的质量为，对物体、整体受力分析，
竖直方向上有，
水平方向上有，
其中，
解得。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.施加恒力 前，对物块、整体受力分析有
施加恒力 的瞬间，对物块、整体受力分析有
解得
，
物块与分离时，物块、间的弹力为，对物块受力分析有
解得
方向竖直向下；由于 ，可知弹簧对物块的弹力向上，对物块受力分析有
解得
从物块开始运动到物块与分离的过程中，物块的位移大小
解得
对物块、构成的系统有
其中
解得

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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