2024-2025学年四川省泸县第五中学高二（上）开学物理试卷（含解析）

2024-2025学年四川省泸县第五中学高二（上）开学物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于速度、速度改变量、加速度，正确的说法是( )
A. 物体运动的速度改变量越大，加速度一定越大
B. 速度很大的物体，其加速度可能很小，但不能为零
C. 某时刻物体速度为零，其加速度可能很大
D. 加速度很大时，运动物体的速度一定变大
2.如图所示是我国时速公里高速磁悬浮试验样车，不久将下线调试。因为采用了磁悬浮原理，所以阻力比普通的高铁小很多，其速度可达，高速磁悬浮列车拥有“快起快停”的技术优点，能发挥出速度优势，也适用于中短途客运。下列说法正确的是( )
A. 的速度已经超过声音在空气中的传播速度
B. 能“快起快停”，意味着“起”、“停”过程加速度较大
C. 因阻力比普通的高铁小很多，所以磁悬浮列车惯性比较小
D. 考查磁悬浮列车在两城市间的运行时间时可视为质点，这种研究方法叫“微元法”
3.质点做匀速圆周运动时，下列说法正确的是( )
A. 因为，所以线速度大小与轨道半径成正比
B. 因为，所以角速度与轨道半径成反比
C. 因为，所以角速度与转速成正比
D. 因为，所以线速度大小与周期成反比
4.随着祖国航天事业的不断发展，在未来的某一天，中国宇航员必将登上月球。若宇航员在月球上将纸片从高度为的位置由静止释放，经时间落地宇航员返回地球后，再将纸片从相同高度处由静止释放，经时间落地。地球表面重力加速度取，月球表面处的重力加速度为，月球表面没有空气。下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
5.如图所示，有两个质量均为、半径为的密度均匀的实心大球体，从每个球体中挖去一个半径为的小球体，把两个空腔紧密接触，两个大球球心和两个空腔中心在一条直线上，则两个大球体的剩余部分之间的万有引力大小为已知引力常量为( )
A. B. C. D.
6.暑假期间李华去爬山，该山高，已知李华质量为，上山用时，下山用时，重力加速度为。下列叙述正确的是( )
A. 上山过程李华克服重力做功，其重力势能减小
B. 重力做功的多少与李华爬山的路径有关
C. 从山顶至山底的过程，重力对李华做功的功率为
D. 上山过程中，由于未选定参考平面，故无法判断李华重力势能的变化
7.某电场的电场线分布如图中实线所示，虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹，、、是轨迹上的三个点，则( )
A. 粒子带负电
B. 粒子一定是从点运动到点
C. 粒子在点的加速度大于在点的加速度
D. 粒子在点的动能大于在点的动能
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.一质量为、额定功率为的汽车由静止开始以恒定的牵引力启动做匀加速直线运动，经过其发动机的功率达到额定功率，再经开始匀速直线行驶。汽车在行驶过程所受阻力恒为车重的倍，重力加速度大小取。下列说法正确的是( )
A. 汽车加速阶段的平均速度大小为
B. 汽车匀加速阶段的加速度大小为
C. 汽车启动后时，其发动机的功率为
D. 汽车加速阶段的位移大小为
9.两个点电荷、固定在轴上，一带负电粒子的电势能随位置的变化规律如图所示，当粒子只在静电力作用下在之间运动时，以下判断正确的是( )
A. 之间的电场强度沿轴正方向 B. 处的电场强度为零
C. 从到带电粒子的速度一直减小 D. 从到带电粒子的加速度一直增大
10.年冬奥会将在北京举行，冰壶是冬奥会的传统比赛项目。在冰壶运动中运动员可以通过冰壶刷摩擦冰面来控制冰壶的运动。在某次训练中，壶与静止的壶发生对心碰撞，碰后运动员用冰壶刷摩擦壶运动前方的冰面。碰撞前后两壶运动的图线如图中实线所示，已知与平行，且两冰壶质量相等，由图像可得
A. 碰后壶的加速度大小为
B. 碰后至停止的过程中，、两壶的运动时间之比为
C. 两冰壶发生的碰撞为弹性碰撞
D. 碰后至停止的过程中，、两壶所受摩擦力的冲量大小之比为
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
11.同学们为了测自己的反应时间，进行了如下实验。如图所示，同学用手捏住直尺顶端，同学用一只手在直尺刻度位置做捏住直尺的准备，但手不碰到直尺。在同学放开手指让直尺下落时，同学立刻捏住直尺。读出捏住直尺的刻度，就是直尺下落的高度，重力加速度取。
某次实验时，同学捏住位置的刻度读数为，则乙同学的反应时间为______ ____用字母、表示；
同学要捏住图中直尺，允许他最大反应时间约为_____ ______保留位有效数字；
为简化计算，同学们将另一较长的直尺刻度进行改进，以相等时间间隔在直尺上标记反应时间的刻度线，制作了“反应时间测量仪”，下列四幅图中刻度线标度正确的是_____ ______。
12.如图甲所示，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力，使小车能在木板上做匀速直线运动。小车前端贴有橡皮泥，后端连一打点计时器纸带，接通打点计时器电源后，让小车以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为，得到的纸带如图乙所示，已将各计数点之间的距离标在图上。

图中的数据有四段，计算小车碰撞前的速度大小应选_______________段，计算两车碰撞后的速度大小应选_______________段。
若小车的质量为，小车的质量为，根据纸带数据，碰前两小车的总动量_______________，碰后两小车的总动量_______________。定义相对误差，则_______________。
四、计算题：本大题共3小题，共37分。
13.质量为的汽车在水平公路上行驶，轮胎与路面间的动摩擦因数，汽车以的速度经过半径为的弯路时，已知当地重力加速度取，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，求：
汽车转弯时所需要向心力的大小；
为了行车安全，此弯道所允许的最大转弯速度的大小结果可保留根式。
14.我国发射的嫦娥六号是执行人类首次月背采样并返回任务的探测器。嫦娥六号探测器在月背着陆前，在距月球表面高度为的轨道上绕月球做匀速圆周运动，在时间内绕月球转了圈。已知引力常量为，月球的半径为，忽略其他天体对探测器的引力作用，求：
探测器绕月做匀速圆周运动的线速度大小；
月球的质量；
月球表面的重力加速度大小。
15.科技馆有一套儿童喜爱的机械装置，其结构简图如下：传动带部分水平，其长度，传送带以的速度顺时针匀速转动，大皮带轮半径，其下端点与圆弧轨道的点在同一水平线上，点为圆弧轨道的最低点，圆弧对应的圆心角且圆弧的半径，点和倾斜传送带的下端点平滑连接，倾斜传送带长为，其倾角某同学将一质量为且可以视为质点的物块静止放在水平传送带左端处，物块经过点后恰能无碰撞地从点进入圆弧轨道部分，随即进入圆弧轨道，当经过点时，物体克服重力做功的瞬时功率为，然后物块滑上倾斜传送带已知物块与两段传送带的动摩擦因数均为，重力加速度取，，，求：
物块由到所经历的时间；
物块在点对圆弧的压力大小；
若要物块能被送到端，倾斜传动带顺时针运转的速度应满足的条件。
答案解析
1.
【解析】解：、根据可知加速度由速度的变化量和速度发生改变所需要的时间共同决定，虽然大，但更大时，可以很小。故A错误。
B、根据可知物体的加速度就是速度的变化率，与物体的速度的大小无关。所以即使物体的速度很大，但速度的变化率很小，其加速度也很小；若保持匀速，则加速度为零。故B错误
C、当物体的速度为时，若物体所受的合外力不为且很大，其加速度不为且很大，若合力为，则加速度为，如火箭刚点火时，速度为零而加速度不为零。故C正确。
D、物体的加速度很大，代表物体速度的变化率很大，当加速度与速度方向相反时，速度减小。故D错误。
故选：。
根据加速度的定义式可知加速度与物体的速度的变化率成正比，与速度的变化量不成正比例关系，与速度的大小也不成正比例关系
把握加速度的定义式中各个物理量的含义以及各个物理量之间的关系是解决此类问题的关键，是正确理解加速度的定义的基础．
2.
【解析】A.因为，所以的速度没有超过声音在空气中的传播速度，故A错误；
B.能“快起快停”，意味着“起”、“停”过程的速度变化快，即加速度较大，故B正确；
C.惯性是物体的固有属性，只与物体质量有关，与受力情况无关，故C错误；
D.考查磁悬浮列车在两城市间的运行时间时可视为质点，这种研究方法叫做理想模型法，故D错误。
故选：。
3.
【解析】A.根据，可知一定时，线速度才与轨道半径成正比，故A错误；
B.根据，可知一定时，角速度才与轨道半径成反比，故B错误；
C.根据，因为为常数，所以角速度与转速成正比，故C正确；
D.因为当一定时，线速度大小才与周期成反比，所以D错误。
故选C。
4.
【解析】纸片在月球上下落时做自由落体运动，，项错误，项正确
纸片在地球上下落时受到空气阻力，，故C、项错误。
故选A。
5.
【解析】两个大球间的万有引力为
两个小球间的万有引力为
所以两个大球体的剩余部分之间的万有引力大小为
故选C。
6.
【解析】A.上山过程李华克服重力做功，其重力势能增大，故A错误；
B.重力做功的多少与李华爬山的路径无关，与初末位置的高度差有关，故B错误；
C.从山顶至山底的过程，重力对李华做功的功率为
故C正确；
D.重力势能的变化与参考平面的选取无关，故D错误。
故选C。
7.
【解析】解：、粒子受力方向总是指向轨迹的凹侧，与电场线方向相同，所以粒子带正电，故A错误；
B、轨迹是对称的，所以无法判断粒子是从点运动到点，还是从点运动到点，故B错误；
C、电场线的疏密程度表示场强的大小，所以点的场强大于点的场强，所以粒子在点受到的电场力大于在点受到的电场力，根据牛顿第二定律可知粒子在点的加速度大于在点的加速度，故C正确；
D、粒子仅受电场力作用，能量守恒，即动能和电势能之和是一定值，由图可知点的电势最高，所以粒子在点具有的电势能最大，在点的动能最小，即粒子在点的动能小于在点的动能，故D错误。
故选：。
根据粒子的受力结合电场线方向分析；轨迹是对称的；根据电场线的疏密程度表示场强大小分析；根据能量守恒分析。
能够根据粒子的运动轨迹分析出粒子电性是解题的关键，另外要知道用电场线的疏密表示场强的大小，只有电场力做功时电势能和动能总和是守恒的。
8.
【解析】解：当牵引力等于阻力时，汽车达最大速度，汽车受到的阻力为：，
额定功率为：，则最大速度，
前内，设加速度为，由牛顿第二定律，，求得，
根据可得：，由，联立可得：，解得：舍去，，，
位移为：，
设后时间内位移为，根据动能定理可得：，代入数据可得：，解得：，
汽车加速阶段的位移大小为，汽车加速阶段的平均速度大小为：，故A错误，BD正确；
C.汽车启动后时，其发动机的功率为，故C错误；
故选：。
汽车经历三个运动过程：匀加速直线运动，加速度减小的变加速直线运动，最后做匀速直线运动，由牛顿第二定律和可求出前内汽车的加速度，从而求得末速度和内的位移，末汽车的功率就达到额定功率，由求出汽车最大速度，再由动能定理求出后的位移，根据求解汽车加速阶段的平均速度大小。
本题考查了有关机车启动的部分知识以及对于功率公式的应用。理解汽车运动过程是解题关键。
9.
【解析】A.由题图可得带负电的粒子从到电势能增大，由 可知电势降低，则之间电场强度沿轴正方向，故A正确；
B.图像中图线的切线的斜率的绝对值的大小表示静电力的大小，图线在处的切线的斜率不为零，则静电不为零，该处的电场强度也不为零，故B错误；
C.只在静电力作下的粒子的动能与电势能之和保持不变，从到，粒子的电势能一直增大，则动能一直减小，其速度一直减小，故C正确；
D.从到，图像中图线的切线的斜率渐减小，所以粒子受到的静电力逐渐减小，加速度也逐减小，故D错误。
故选AC。
10.
【解析】A.由图像可知，壶的加速度为，可知，则碰后壶的加速度大小为，故A错误；
B.由于、壶碰撞的过程中，动量守恒，则有，根据图像可得，则可得碰后至停止的过程中，壶的运动时间为，故碰后至停止的过程中，、两壶的运动时间之比为，故B正确；
C.设两壶的质量为，碰前两壶的动能为，碰后两壶的动能为，可得两冰壶发生的碰撞不为弹性碰撞，故C错误；
D.根据动量定理可得，故可得碰后至停止的过程中，、两壶所受摩擦力的冲量大小之比为，故D正确。
11.
【解析】解：松开后直尺做自由落体运动，由，
可知该同学的反应时间为；
图中直尺总长度为，允许他最大反应时间为；
由题意可知，手的位置在开始时放在刻度处，所以刻度要在下边，
物体做自由落体运动的位移，
位移与时间的二次方成正比，所以随着时间的增大，刻度尺上的间距增大，故ACD错误，B正确。
故选B。
12.
【解析】推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故段为匀速运动的阶段，故选计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而和碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选段来计算碰后共同的速度。
碰前小车的速度为
碰前的总动量为
碰后小车的共同速度为

碰后的动量为
相对误差
13.汽车转弯时所需向心力
当汽车与地面摩擦达到最大静摩擦力时，转弯速度达到最大

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.解：嫦娥六号探测器绕月运动的周期，
探测器绕月做匀速圆周运动的线速度大小，
解得；
探测器绕月球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有，解得；
在月球表面有，结合上述解得。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.解：
解：物体在水平传送带上，由牛顿第二定律得：
所以：
物体加速到的时间：
在加速阶段的位移：
物体做匀速直线运动的时间：
物块由到所经历的时间：
若物体能在点恰好离开传送带做平抛运动，则满足：
所以：
所以物体能够在点离开传送带做平抛运动，平抛的时间：
解得：
到达点时物体沿竖直方向的分速度：
点速度
到达点时物体的速度与水平方向之间的夹角：
所以：
在点由得
由牛顿第三定律可知物块对轨道的压力大小为
当经过点时，重力功率
计算得
设传送带速度至少为，则物体先向上以减速
减速到后因为，将继续以减速
则物体恰好到达顶端点有：
得，所以传送带速度应满足
答：
物块由到所经历的时间为；
物块在点对圆弧的压力大小；
若要物块能被送到端，倾斜传动带顺时针运转的速度应满足的条件为。

【解析】本题考查了匀变速直线运动单过程的综合应用。
对物体做受力分析可知，物体在传送带上在摩擦力的作用下做加速运动，由牛顿第二定律求出加速度，然后由运动学的公式求出时间；
先求出物体在点做平抛运动的临界条件，然后对点飞出后的平抛运动规律进行分析可求得弧对应的圆心角，在点由牛顿第二定律列出方程，结合牛顿第三定律求解物块在点对圆弧的压力大小；
当经过点时，由重力功率求解物体在该点的速度，设传送带速度至少为，则物体先向上以减速，根据牛顿第二定律求解加速度，减速到后因为，将继续以减速，根据牛顿第二定律求解加速度，；由物体恰好到达顶端的位移列出方程，求解传送带速度，即为倾斜传动带顺时针运转的速度应满足的最小速度。
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