【精品解析】四川省自贡市荣县中学2024-2025学年高二上学期入学考试物理试题

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名称 【精品解析】四川省自贡市荣县中学2024-2025学年高二上学期入学考试物理试题
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2025-08-11 14:46:10

文档简介

四川省自贡市荣县中学2024-2025学年高二上学期入学考试物理试题
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1.(2024高二上·荣县开学考)2024年8月樊振东斩获巴黎奥运会乒乓球男单冠军,实现大满贯!这样的夺冠现场让人动容。关于乒乓球运动中蕴含的力学知识,下列说法正确的是(  )
A.乒乓球在空中飞行时受到了向前的推力
B.乒乓球的质量小,所以容易被快速抽杀
C.空中飞行的乒乓球,如果所受的力全部消失,它将立即停止
D.球拍击球时,只能改变乒乓球的运动方向
【答案】B
【知识点】牛顿第一定律;惯性与质量
【解析】【解答】A.乒乓球在空中飞行,是因惯性保持运动状态(离开球拍后,无向前的推力 ),力是物体对物体的作用,飞行时无施力物体提供 “向前推力”,故A错误;
B.由牛顿第一定律可知,乒乓球的质量小,惯性小,所以容易被快速抽杀,故B正确;
C.根据牛顿第一定律(惯性定律 ):物体不受力时,保持匀速直线运动或静止状态,空中飞行的乒乓球(有初速度 ),若受力全部消失则保持原有速度做匀速直线运动(不会立即停止 ),故C错误;
D.球拍击球时,不但可以改变乒乓球的运动方向,而且还可以改变乒乓球的速度大小,故D错误。
故答案为:B。
【分析】A:惯性维持运动,无施力物体则无推力。
B:惯性仅由质量决定,质量小→惯性小→易改变运动状态。
C:牛顿第一定律,有初速度时不受力做匀速直线运动。
D:力可同时改变速度大小和方向。
2.(2024高二上·荣县开学考)京津城际铁路是中国建成的第一条高速铁路,它于2008年8月1日正式开通运营。在该铁路上,动车组运行的最高速度可达。在某次试验中,动车组的速度从增加到所用时间为。假设动车组在这内做匀加速直线运动,则这段时间内动车组的加速度大小为(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】加速度
【解析】【解答】根据加速度的公式
故答案为:D。
【分析】加速度是速度变化量与时间变化量的比值,适用于匀变速直线运动,直接代入初末速度和时间,计算速度变化量与加速度。
3.(2024高二上·荣县开学考)结合下图,关于机械能守恒说法正确的是(忽略空气阻力)(  )
A. 将箭搭在弦上,拉弓的整个过程,弓和箭组成的系统机械能守恒
B. 在动力作用下从轨道上缓慢上行的过山车,过山车机械能守恒
C. 蹦床比赛中运动员某次离开床垫在空中完成动作的过程,运动员机械能守恒
D. 滑草运动中,某段时间内人与滑板车一起匀速下滑,人与滑板车机械能守恒
【答案】C
【知识点】动能和势能的相互转化;机械能守恒定律
【解析】【解答】A.拉弓时,人对弓和箭组成的系统做功,系统机械能不只是自身动能与势能转化,有外界能量输入,机械能不守恒,A错误;
B.动力对过山车上行做功,过山车机械能因外力做功增加,不满足只有重力或弹力做功的守恒条件,机械能不守恒,B错误;
C.蹦床比赛中运动员某次离开床垫在空中完成动作的过程,运动员减小的动能转化为重力势能,运动员机械能守恒,C正确;
D.滑草运动中,某段时间内人与滑板车一起匀速下滑,人与滑板的重力势能减小,人与滑板车机械能减小,D错误。
故答案为:C。
【分析】A:人做功,有外力参与能量转化,不守恒。
B:动力做功,机械能因外力输入改变,不守恒。
C:只有重力做功,动能和重力势能相互转化,守恒。
D:有摩擦力做功消耗机械能,且势能减小、动能不变,机械能减小,不守恒。
4.(2024高二上·荣县开学考)消防员在一次用高压水枪灭火的过程中,消防员同时启动了多个喷水口进行灭火。如果有甲、乙靠在一起的高压水枪,它们的喷水口径相同,所喷出的水在空中运动的轨迹如图所示,已知两曲线在同一竖直面内,忽略空气阻力,则由图可得出结论正确的是(  )
A.甲乙水枪喷出水的速度相等
B.乙水枪喷出的水在空中运动的时间较长
C.乙水枪喷出的水在最高点的速度较大
D.甲水枪喷水的速度大
【答案】C
【知识点】运动的合成与分解;平抛运动;斜抛运动
【解析】【解答】AD.喷出水的速度是合速度,竖直分速度:最大高度相同→竖直 相同(由 竖直 ),水平分速度:乙更大,合速度乙甲:,A、D错误;
B.竖直方向:最大高度相同( 相同 ),由 上(上升时间 ),且下落时间 下上→总时间 上 相同。
故甲乙运动时间相等,B错误;
C.最高点时,竖直速度为0,速度等于水平分速度(水平 ),水平方向:水的水平位移 水平( 为总时间 ),
由图知,乙的水平位移更大(从最高点到落地点更远 ),且 相同,乙的 水平 更大,最高点速度更大,C正确。
故答案为:C。
【分析】AD:竖直分速度相同,水平分速度乙更大则合速度乙更大。
B:竖直高度决定运动时间,高度相同则时间相等。
C:最高点速度等于水平分速度,水平位移大的水平分速度大。
5.(2024高二上·荣县开学考)我国北斗导航系统又被称为“双星定位系统”,具有导航、定位等功能。如图所示,北斗导航系统中的两颗工作卫星均绕地心做匀速圆周运动,且轨道半径均为r,某时刻工作卫星1、2分别位于轨道上的A、B两个位置,若两卫星均沿顺时针方向运行,地球表面的重力加速度为g,地球半径为R,不计卫星间的相互作用力,下列判断正确的是(  )
A.这两颗卫星的加速度大小相等,均为
B.卫星1由A 位置运动到B位置所需的时间是
C.卫星1向后喷气就一定能够追上卫星2
D.卫星1由A位置运动到B位置的过程中万有引力做正功
【答案】A
【知识点】向心力;离心运动和向心运动;万有引力定律;卫星问题
【解析】【解答】A.在地球表面重力与万有引力大小相等,有
可得
卫星在轨道上运动,万有引力提供圆周运动的加速度,有
解得卫星的加速度,A正确;
B.根据万有引力提供圆周运动向心力,有
可得卫星运行周期为
所以卫星从位置1到位置2所需时间,B错误;
C.卫星1向后喷气,卫星做加速运动,在轨道上做圆周运动所需向心力增加,万有引力不足以提供向心力,卫星将做离心运动,轨道半径变大,所以卫星不能追上同轨道运行的卫星2,选项C错误;
D.卫星绕地球做匀速圆周运动的过程中,万有引力提供圆周运动的向心力,故从位置1运动到位置2的过程中,万有引力始终指向圆心与卫星运动的速度方向垂直,此过程中万有引力对卫星不做功,选项D错误。
故答案为:A。
【分析】A:利用黄金代换 ,结合万有引力提供向心力,推导得加速度 。
B:由周期公式推导转过 的时间,发现B选项时间表达式错误。
C:喷气后卫星离心运动,轨道半径变化,周期改变,无法追及。
D:万有引力与速度垂直,不做功。
6.(2024高二上·荣县开学考)如图甲所示,吊车是建筑工地常用的一种大型机械。为了便于研究问题,将它简化成如图乙所示的模型:硬杆OB的一端装有定滑轮,另一端固定在车体上;质量不计的绳索绕过定滑轮吊起质量为m的物体匀速上升。不计定滑轮质量和滑轮与轴承之间的摩擦,重力加速度为g,∠BOC=45°,∠AOC=60°,,下列说法正确的是(  )
A.OA段绳索受到的拉力小于mg B.OB杆受定滑轮的弹力沿杆向下
C.OB杆对定滑轮的弹力大小是 D.OB杆对定滑轮的弹力大小是
【答案】C
【知识点】受力分析的应用;共点力的平衡
【解析】【解答】A.物体匀速上升,处于平衡状态,绳索拉力与物体重力相等,即每段绳索的拉力都等于物体重力mg,OA段作为绳索的一部分,拉力同样为mg,并非小于mg,A错误。
B.以定滑轮为研究对象,钢丝绳索对定滑轮的作用力方向如图所示,
两个力F的夹角为,即图中,根据定滑轮受力平衡,可知OB杆对定滑轮的弹力与等大反向,则OB杆受定滑轮的弹力不沿杆向下,故B错误;
C.合力大小等于2倍的单力乘以夹角一半的余弦值,即:,代入,可得合力为,硬杆的弹力与该合力大小相等,因此弹力大小为,C正确。
D.由上述计算可知,硬杆弹力大小为,而非,D错误。
故答案为:C。
【分析】
解答A:物体匀速运动时,绳索拉力等于重力,OA段拉力与重力相等,A错误。
B:硬杆弹力需平衡两段绳索拉力的合力,合力方向不沿杆,故弹力方向也不沿杆,B错误。
CD:利用力的合成公式(夹角60度),计算得合力为,硬杆弹力与此相等,C正确,D错误。
7.(2024高二上·荣县开学考)如图所示,质量均为m的物块A、B放在光滑的水平面上,中间用轻弹簧相连,弹簧处于原长,一颗质量为的子弹以水平速度射入木块A并留在木块中(时间极短),下列说法正确的是(  )
A.子弹射入木块A的过程中,子弹的动量变化量为
B.子弹射入木块A的过程中,木块A的动能增加量为
C.弹簧第一次压缩到最短的过程中,木块B的动量大小为
D.弹簧第一次压缩到最短的过程中,弹簧具有的最大弹性势能为
【答案】C
【知识点】动量守恒定律;动能定理的综合应用;碰撞模型
【解析】【解答】A.子弹射入物块A的过程中,子弹与物块A组成的系统动量守恒,则有
求得
子弹动量的变化量,选项A错误;
B.物块A的动能增加量为,选项B错误;
C.当弹簧第一次压缩到最短时,两物块共速,则有子弹与物块A、B、弹簧组成的系统动量守恒,则有
求得
物块B的动量大小为,选项C正确;
D.弹簧第一次压缩到最短的过程中,弹簧具有的最大弹性势能为,选项D错误。
故答案为:C。
【分析】A:动量守恒求共同速度,计算动量变化量。
B:用共同速度计算动能,与选项对比。
C:弹簧最短时系统共速,动量守恒求速度,再算 B 的动量。
D:动能损失等于弹性势能,推导后与选项对比。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.(2024高二上·荣县开学考)电动车绕如图所示的车道运动,车上的时速表指针一直指在36 km/h处不动,下列说法中正确的是(  )
A.电动车的速度一直保持不变
B.电动车沿弯道BCD运动过程中,车一直具有加速度
C.电动车绕跑道一周需40 s,此40 s内的平均速度等于零
D.电动车在弯道BCD上运动时的合外力方向不可能沿切线方向
【答案】B,C,D
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】A.电动车时速表指针不动,速度大小不变,但沿弯道运动时方向时刻变化,速度改变(矢量变化 ),故A错误;
B.电动车沿弯道BCD运动过程中,速度方向一直在变化,加速度一定不为零,故B正确;
C.电动车绕跑道一周位移为零,所以平均速度等于零,故C正确;
D. 电动车在弯道 BCD 上做曲线运动,速度方向沿切线,合外力方向不可能沿切线 ,故D正确。
故答案为:BCD。
【分析】A:速度是矢量,方向变化则速度变化。
B:速度方向变化,存在加速度。
C:位移为零,平均速度为零。
D:曲线运动合外力与速度不共线,切线方向是速度方向,合外力不可能沿切线。
9.(2024高二上·荣县开学考)2022年北京冬奥会自由式滑雪女子空中技巧决赛在张家口云顶滑雪公园举行,中国选手徐梦桃夺得冠军。她在一次滑行中沿“助滑区”坡道保持同一姿态下滑了一段距离,重力对她做功1900J,她克服阻力做功100J。徐梦桃在此过程中(  )
A.动能增加了2000J B.动能增加了1800J
C.重力势能减小了2000J D.重力势能减小了1900J
【答案】B,D
【知识点】动能定理的综合应用;重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】AB.由题意,根据动能定理有
代入数据得
故A错误,B正确;
CD.重力做正功,重力势能减小,根据题意可知,其重力势能减小1900J,故C错误,D正确。
故选BD。
【分析】 克服阻力做功即阻力对其做负功,根据动能定理确定其动能变化量,根据重力做功与重力势能的关系确定其重力势能变化情况。
10.(2024高二上·荣县开学考)安全带是汽车行驶过程中生命安全的保障带。如图,在汽车正面碰撞测试中,汽车以的速度发生碰撞。车内假人的质量为50kg,使用安全带时,假人用时0.8s停下;不使用安全带时,假人与前方碰撞,用时0.2s停下。以下说法正确的是(  )
A.两次碰撞过程中,汽车和假人的动量变化量不同
B.安全带的作用是延长冲击力作用时间,减小冲击力大小
C.安全带的作用是减小假人受到的冲量
D.无论是否使用安全带,假人受到的冲量相同
【答案】B,D
【知识点】动量定理;动量守恒定律
【解析】【解答】A.碰撞过程中,无论是否使用安全带,汽车和假人的动量变化量是相同的,故A错误;
B.使用安全带时,假人用时0.8s停下;不使用安全带时,用时0.2s停下,可知安全带的作用是延长冲击力作用时间;由动量的定义可知,冲量相同时,延长力的作用时间可以减小冲击力的大小,故B正确。
C假人初末动量变化量相同所以冲量I 相同(与是否使用安全带无关 ),故C错误
D.由动量定理,假人动量变化量相同则冲量I 相同,故C错误,D正确;
故答案为:BD。
【分析】A:初末动量相同,变化量相同。
B:冲量相同,延长时间,减小冲击力。
CD:冲量等于动量变化量,变化量相同,冲量相同。
三、实验题(共14分,每空2分)
11.(2024高二上·荣县开学考)某学习小组在验证动量守恒定律时设计了一种方案,原理如图所示。将一透明玻璃管水平固定在木架上,中间处开一小孔(图中未画出)。选择两个大小相同,质量分别为、的带孔小球(直径均略小于玻璃管的内径),通过细绳将弹簧压缩后置于管的中间。烧断细绳,两小球在弹簧弹力的作用下从玻璃管的两端水平射出,分别落到水平台面的A、B两点。回答下列问题:
(1)为尽可能减小实验误差,以下操作正确的是______。
A.两小球的质量、一定要相等
B.玻璃管一定要水平放置
C.玻璃管与小球间的动摩擦因数近似为零
(2)为了完成本实验,除了测量两小球的质量、外,还必须测量   。
(3)利用上述测得的实验数据,验证动量守恒定律的表达式为   。
【答案】(1)B;C
(2)小球落地点A、B到管口的水平距离、
(3)
【知识点】验证动量守恒定律;平抛运动
【解析】(1)A.两小球的质量、不一定要相等,故A错误;
B.实验要求两小球在弹簧弹力的作用下从玻璃管的两端水平射出,实验过程中要保证是平抛运动,故玻璃管一定要水平放置,故B正确;
C.要验证系统动量守恒,要保证系统合力为零,故玻璃管与小球间的动摩擦因数近似为零,故C正确。
故答案为:BC。
(2)实验方案中两小球的初状态静止,弹簧弹开的过程动量守恒,离开玻璃管后做平抛运动,验证的原理为

高度相同,时间相同,位移与速度成正比,即验证动量守恒定律的表达式为
即只需要测量小球的质量和小球落地点A、B到管口的水平距离、。
故答案为:小球落地点A、B到管口的水平距离、
(3)利用上述测得的实验数据,验证动量守恒定律的表达式为。
故答案为:
【分析】(1)系统合外力为零(玻璃管水平、摩擦力可忽略 )。
(2)下落时间相同,水平速度与水平位移成正比。
(3)利用动量守恒的 “速度关系” 转化为 “位移关系”,简化测量。
(1)A.两小球的质量、不一定要相等,故A错误;
B.实验要求两小球在弹簧弹力的作用下从玻璃管的两端水平射出,实验过程中要保证是平抛运动,故玻璃管一定要水平放置,故B正确;
C.要验证系统动量守恒,要保证系统合力为零,故玻璃管与小球间的动摩擦因数近似为零,故C正确。
故选BC。
(2)实验方案中两小球的初状态静止,弹簧弹开的过程动量守恒,离开玻璃管后做平抛运动,验证的原理为
高度相同,时间相同,位移与速度成正比,即验证动量守恒定律的表达式为
即只需要测量小球的质量和小球落地点A、B到管口的水平距离、。
(3)利用上述测得的实验数据,验证动量守恒定律的表达式为
12.(2024高二上·荣县开学考)用图示装置完成“探究单摆周期与摆长的关系”:
(1)用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径,结果如图甲所示,可读出摆球的直径为   cm;
(2)实验时,摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置激光光源与光敏电阻,如图乙所示,光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丙所示,则该单摆的周期为   。
(3)若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中,用完全相同的操作重新完成实验,图像中将   (选填“变大”“不变”或“变小”),图像中将   (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】1.87;2t0;变小;变小
【知识点】单摆及其回复力与周期;探究单摆的运动
【解析】【解答】(1)摆球的直径为
d=1.8×10mm+0.1mm×7=18.7mm=1.87cm
故答案为:
(2)由图可知,该单摆的周期为
T=2t0
故答案为:2t0
(3)若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中,则等效重力加速度变为g'=g+a>g
则用完全相同的操作重新完成实验,则摆球经过最低点时的速度变大,则遮光时间变短,即图像中将变小;
单摆的周期
变小,可知图像中将变小。
故答案为:变小;变小
【分析】1. 游标卡尺读数:主尺+游标尺(精度×对齐格数 )。
2. 单摆周期判断:周期是完成一次全振动的时间,对应两次同向通过最低点的时间差(或挡光间隔 )。
3. 超重对周期的影响:电梯加速上升,等效重力加速度 增大,周期 变小;挡光时间 与摆球速度有关。
四、计算题(本题共43分。解答时要求写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤,若只有最后答案而无演算过程的不得分。若用其它方法,只要原理正确,过程清楚,结果无误就应评满分;部分正确则按分段评分的原则评分)
13.(2024高二上·荣县开学考)临近春节,一位家政工人用不计重力的拖把杆推动质量为0.26kg的拖把头在竖直玻璃上擦灰尘。假设拖把头与玻璃之间的动摩擦因数恒定,该工人始终用沿拖把杆方向的力推动拖把使拖把头竖直向上匀速运动,当拖把杆与竖直玻璃夹角为θ=37°时,工人对拖把的推力大小为F=10N。(,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)拖把头对玻璃的压力大小;
(2)拖把头与玻璃接触面间的动摩擦因数;
(3)擦玻璃时有这样的现象:灰尘位置太高时,已经用力较大却还是不容易擦干净,请用物理知识简要解释。
【答案】(1)解:根据力的分解可知拖把头对玻璃的压力大小为
(2)解:对拖把头,在竖直方向根据平衡条件可得
解得
(3)解:灰尘位置太高时,拖把杆与竖直玻璃夹角较小,推力的水平分力较小,对玻璃的压力较小,拖把头对玻璃的摩擦力就很小,不容易擦干净玻璃。
【知识点】力的分解;共点力的平衡
【解析】【分析】(1)将推力沿垂直和沿玻璃方向分解,垂直分力等于对玻璃的压力(牛顿第三定律 )。
(2)竖直方向匀速,推力分力、重力、摩擦力平衡,列方程求解动摩擦因数。
(3)夹角减小,压力减小,摩擦力减小,导致擦不净。
14.(2024高二上·荣县开学考)如图所示,人坐在滑车上在冰面上以速度向右滑行,人与滑车总质量,与冰面摩擦不计,在O点静止一质量的木箱,木箱与冰面间动摩擦因数,当人到达O点时,将木箱相对地以速度水平向右推出。此后人在A点再次追上木箱,人迅速抓住木箱并水平推着木箱一起运动,最后停在B点。g取。
(1)推出木箱后,人的速度为多少?
(2)B点离O点距离x为多少?
【答案】(1)解:对人与木箱系统列动量守恒

(2)解:此后木箱向前匀减速运动,加速度大小为a,则有
经时间t人追上木箱,则有


此时木箱速度为
人抓住木箱后,共同速度为,系统动量守恒

此后二者共同匀减速运动
解得
又因为
所以
【知识点】动量守恒定律;加速度;碰撞模型
【解析】【分析】(1)推出木箱时,系统水平动量守恒,直接求人的速度。
(2)人匀速、木箱匀减速,通过位移相等求追及时间,人抓木箱后动量守恒,再用动能定理求共同减速位移,总位移为木箱从 O 到 A 的位移加共同减速位移。
15.(2024高二上·荣县开学考)如图所示,质量为10kg的物体M放在倾角为的斜面上,M与斜面间摩擦因数,M用平行于斜面的轻绳绕过光滑定滑轮与质量为5kg的物块m相连。劲度系数k=200N/m的弹簧与m相连,也与地面相连,设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。
(1)若M静止在斜面上,弹簧伸长量为8cm,求此时绳子上的拉力大小;
(2)在第一问的基础上,求M所受到的摩擦力的大小和方向;
(3)若M刚要开始运动,求此时弹簧弹力的大小。
【答案】(1)解:对物块m分析受力:
根据平衡条件可得
根据胡克定律可得
其中
解得
联立解得轻绳的拉力为。
(2)解:以物体M为研究对象,受到重力、支持力、轻绳拉力,假设摩擦力方向沿斜面向下,沿斜面方向根据平衡条件可得
代入数据解得
假设正确,所以摩擦力方向沿斜面向下。
(3)解:物体M与斜面间的最大静摩擦力为
①物体M刚要向上运动时,设轻绳的拉力为,对物体M沿斜面方向根据平衡条件可得:
对物块m,根据平衡条件可得
解得
此时弹簧处于伸长状态;
②物体M刚要向下运动时,设轻绳的拉力为,对物体M沿斜面方向根据平衡条件可得:
对物块m,根据平衡条件可得
解得,此时弹簧处于压缩状态。
【知识点】整体法隔离法;胡克定律;受力分析的应用;力的合成与分解的运用;共点力的平衡
【解析】【分析】(1)对m 用平衡条件(重力 + 弹簧弹力 = 拉力 ),结合胡克定律计算。
(2)对M 沿斜面列平衡方程,判断方向并计算大小。
(3)先求最大静摩擦力,分 “向上运动”和 “向下运动”两种情况,对m 列平衡方程求弹簧弹力。
1 / 1四川省自贡市荣县中学2024-2025学年高二上学期入学考试物理试题
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1.(2024高二上·荣县开学考)2024年8月樊振东斩获巴黎奥运会乒乓球男单冠军,实现大满贯!这样的夺冠现场让人动容。关于乒乓球运动中蕴含的力学知识,下列说法正确的是(  )
A.乒乓球在空中飞行时受到了向前的推力
B.乒乓球的质量小,所以容易被快速抽杀
C.空中飞行的乒乓球,如果所受的力全部消失,它将立即停止
D.球拍击球时,只能改变乒乓球的运动方向
2.(2024高二上·荣县开学考)京津城际铁路是中国建成的第一条高速铁路,它于2008年8月1日正式开通运营。在该铁路上,动车组运行的最高速度可达。在某次试验中,动车组的速度从增加到所用时间为。假设动车组在这内做匀加速直线运动,则这段时间内动车组的加速度大小为(  )
A. B. C. D.
3.(2024高二上·荣县开学考)结合下图,关于机械能守恒说法正确的是(忽略空气阻力)(  )
A. 将箭搭在弦上,拉弓的整个过程,弓和箭组成的系统机械能守恒
B. 在动力作用下从轨道上缓慢上行的过山车,过山车机械能守恒
C. 蹦床比赛中运动员某次离开床垫在空中完成动作的过程,运动员机械能守恒
D. 滑草运动中,某段时间内人与滑板车一起匀速下滑,人与滑板车机械能守恒
4.(2024高二上·荣县开学考)消防员在一次用高压水枪灭火的过程中,消防员同时启动了多个喷水口进行灭火。如果有甲、乙靠在一起的高压水枪,它们的喷水口径相同,所喷出的水在空中运动的轨迹如图所示,已知两曲线在同一竖直面内,忽略空气阻力,则由图可得出结论正确的是(  )
A.甲乙水枪喷出水的速度相等
B.乙水枪喷出的水在空中运动的时间较长
C.乙水枪喷出的水在最高点的速度较大
D.甲水枪喷水的速度大
5.(2024高二上·荣县开学考)我国北斗导航系统又被称为“双星定位系统”,具有导航、定位等功能。如图所示,北斗导航系统中的两颗工作卫星均绕地心做匀速圆周运动,且轨道半径均为r,某时刻工作卫星1、2分别位于轨道上的A、B两个位置,若两卫星均沿顺时针方向运行,地球表面的重力加速度为g,地球半径为R,不计卫星间的相互作用力,下列判断正确的是(  )
A.这两颗卫星的加速度大小相等,均为
B.卫星1由A 位置运动到B位置所需的时间是
C.卫星1向后喷气就一定能够追上卫星2
D.卫星1由A位置运动到B位置的过程中万有引力做正功
6.(2024高二上·荣县开学考)如图甲所示,吊车是建筑工地常用的一种大型机械。为了便于研究问题,将它简化成如图乙所示的模型:硬杆OB的一端装有定滑轮,另一端固定在车体上;质量不计的绳索绕过定滑轮吊起质量为m的物体匀速上升。不计定滑轮质量和滑轮与轴承之间的摩擦,重力加速度为g,∠BOC=45°,∠AOC=60°,,下列说法正确的是(  )
A.OA段绳索受到的拉力小于mg B.OB杆受定滑轮的弹力沿杆向下
C.OB杆对定滑轮的弹力大小是 D.OB杆对定滑轮的弹力大小是
7.(2024高二上·荣县开学考)如图所示,质量均为m的物块A、B放在光滑的水平面上,中间用轻弹簧相连,弹簧处于原长,一颗质量为的子弹以水平速度射入木块A并留在木块中(时间极短),下列说法正确的是(  )
A.子弹射入木块A的过程中,子弹的动量变化量为
B.子弹射入木块A的过程中,木块A的动能增加量为
C.弹簧第一次压缩到最短的过程中,木块B的动量大小为
D.弹簧第一次压缩到最短的过程中,弹簧具有的最大弹性势能为
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.(2024高二上·荣县开学考)电动车绕如图所示的车道运动,车上的时速表指针一直指在36 km/h处不动,下列说法中正确的是(  )
A.电动车的速度一直保持不变
B.电动车沿弯道BCD运动过程中,车一直具有加速度
C.电动车绕跑道一周需40 s,此40 s内的平均速度等于零
D.电动车在弯道BCD上运动时的合外力方向不可能沿切线方向
9.(2024高二上·荣县开学考)2022年北京冬奥会自由式滑雪女子空中技巧决赛在张家口云顶滑雪公园举行,中国选手徐梦桃夺得冠军。她在一次滑行中沿“助滑区”坡道保持同一姿态下滑了一段距离,重力对她做功1900J,她克服阻力做功100J。徐梦桃在此过程中(  )
A.动能增加了2000J B.动能增加了1800J
C.重力势能减小了2000J D.重力势能减小了1900J
10.(2024高二上·荣县开学考)安全带是汽车行驶过程中生命安全的保障带。如图,在汽车正面碰撞测试中,汽车以的速度发生碰撞。车内假人的质量为50kg,使用安全带时,假人用时0.8s停下;不使用安全带时,假人与前方碰撞,用时0.2s停下。以下说法正确的是(  )
A.两次碰撞过程中,汽车和假人的动量变化量不同
B.安全带的作用是延长冲击力作用时间,减小冲击力大小
C.安全带的作用是减小假人受到的冲量
D.无论是否使用安全带,假人受到的冲量相同
三、实验题(共14分,每空2分)
11.(2024高二上·荣县开学考)某学习小组在验证动量守恒定律时设计了一种方案,原理如图所示。将一透明玻璃管水平固定在木架上,中间处开一小孔(图中未画出)。选择两个大小相同,质量分别为、的带孔小球(直径均略小于玻璃管的内径),通过细绳将弹簧压缩后置于管的中间。烧断细绳,两小球在弹簧弹力的作用下从玻璃管的两端水平射出,分别落到水平台面的A、B两点。回答下列问题:
(1)为尽可能减小实验误差,以下操作正确的是______。
A.两小球的质量、一定要相等
B.玻璃管一定要水平放置
C.玻璃管与小球间的动摩擦因数近似为零
(2)为了完成本实验,除了测量两小球的质量、外,还必须测量   。
(3)利用上述测得的实验数据,验证动量守恒定律的表达式为   。
12.(2024高二上·荣县开学考)用图示装置完成“探究单摆周期与摆长的关系”:
(1)用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径,结果如图甲所示,可读出摆球的直径为   cm;
(2)实验时,摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置激光光源与光敏电阻,如图乙所示,光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丙所示,则该单摆的周期为   。
(3)若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中,用完全相同的操作重新完成实验,图像中将   (选填“变大”“不变”或“变小”),图像中将   (选填“变大”“不变”或“变小”)。
四、计算题(本题共43分。解答时要求写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤,若只有最后答案而无演算过程的不得分。若用其它方法,只要原理正确,过程清楚,结果无误就应评满分;部分正确则按分段评分的原则评分)
13.(2024高二上·荣县开学考)临近春节,一位家政工人用不计重力的拖把杆推动质量为0.26kg的拖把头在竖直玻璃上擦灰尘。假设拖把头与玻璃之间的动摩擦因数恒定,该工人始终用沿拖把杆方向的力推动拖把使拖把头竖直向上匀速运动,当拖把杆与竖直玻璃夹角为θ=37°时,工人对拖把的推力大小为F=10N。(,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)拖把头对玻璃的压力大小;
(2)拖把头与玻璃接触面间的动摩擦因数;
(3)擦玻璃时有这样的现象:灰尘位置太高时,已经用力较大却还是不容易擦干净,请用物理知识简要解释。
14.(2024高二上·荣县开学考)如图所示,人坐在滑车上在冰面上以速度向右滑行,人与滑车总质量,与冰面摩擦不计,在O点静止一质量的木箱,木箱与冰面间动摩擦因数,当人到达O点时,将木箱相对地以速度水平向右推出。此后人在A点再次追上木箱,人迅速抓住木箱并水平推着木箱一起运动,最后停在B点。g取。
(1)推出木箱后,人的速度为多少?
(2)B点离O点距离x为多少?
15.(2024高二上·荣县开学考)如图所示,质量为10kg的物体M放在倾角为的斜面上,M与斜面间摩擦因数,M用平行于斜面的轻绳绕过光滑定滑轮与质量为5kg的物块m相连。劲度系数k=200N/m的弹簧与m相连,也与地面相连,设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。
(1)若M静止在斜面上,弹簧伸长量为8cm,求此时绳子上的拉力大小;
(2)在第一问的基础上,求M所受到的摩擦力的大小和方向;
(3)若M刚要开始运动,求此时弹簧弹力的大小。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】牛顿第一定律;惯性与质量
【解析】【解答】A.乒乓球在空中飞行,是因惯性保持运动状态(离开球拍后,无向前的推力 ),力是物体对物体的作用,飞行时无施力物体提供 “向前推力”,故A错误;
B.由牛顿第一定律可知,乒乓球的质量小,惯性小,所以容易被快速抽杀,故B正确;
C.根据牛顿第一定律(惯性定律 ):物体不受力时,保持匀速直线运动或静止状态,空中飞行的乒乓球(有初速度 ),若受力全部消失则保持原有速度做匀速直线运动(不会立即停止 ),故C错误;
D.球拍击球时,不但可以改变乒乓球的运动方向,而且还可以改变乒乓球的速度大小,故D错误。
故答案为:B。
【分析】A:惯性维持运动,无施力物体则无推力。
B:惯性仅由质量决定,质量小→惯性小→易改变运动状态。
C:牛顿第一定律,有初速度时不受力做匀速直线运动。
D:力可同时改变速度大小和方向。
2.【答案】D
【知识点】加速度
【解析】【解答】根据加速度的公式
故答案为:D。
【分析】加速度是速度变化量与时间变化量的比值,适用于匀变速直线运动,直接代入初末速度和时间,计算速度变化量与加速度。
3.【答案】C
【知识点】动能和势能的相互转化;机械能守恒定律
【解析】【解答】A.拉弓时,人对弓和箭组成的系统做功,系统机械能不只是自身动能与势能转化,有外界能量输入,机械能不守恒,A错误;
B.动力对过山车上行做功,过山车机械能因外力做功增加,不满足只有重力或弹力做功的守恒条件,机械能不守恒,B错误;
C.蹦床比赛中运动员某次离开床垫在空中完成动作的过程,运动员减小的动能转化为重力势能,运动员机械能守恒,C正确;
D.滑草运动中,某段时间内人与滑板车一起匀速下滑,人与滑板的重力势能减小,人与滑板车机械能减小,D错误。
故答案为:C。
【分析】A:人做功,有外力参与能量转化,不守恒。
B:动力做功,机械能因外力输入改变,不守恒。
C:只有重力做功,动能和重力势能相互转化,守恒。
D:有摩擦力做功消耗机械能,且势能减小、动能不变,机械能减小,不守恒。
4.【答案】C
【知识点】运动的合成与分解;平抛运动;斜抛运动
【解析】【解答】AD.喷出水的速度是合速度,竖直分速度:最大高度相同→竖直 相同(由 竖直 ),水平分速度:乙更大,合速度乙甲:,A、D错误;
B.竖直方向:最大高度相同( 相同 ),由 上(上升时间 ),且下落时间 下上→总时间 上 相同。
故甲乙运动时间相等,B错误;
C.最高点时,竖直速度为0,速度等于水平分速度(水平 ),水平方向:水的水平位移 水平( 为总时间 ),
由图知,乙的水平位移更大(从最高点到落地点更远 ),且 相同,乙的 水平 更大,最高点速度更大,C正确。
故答案为:C。
【分析】AD:竖直分速度相同,水平分速度乙更大则合速度乙更大。
B:竖直高度决定运动时间,高度相同则时间相等。
C:最高点速度等于水平分速度,水平位移大的水平分速度大。
5.【答案】A
【知识点】向心力;离心运动和向心运动;万有引力定律;卫星问题
【解析】【解答】A.在地球表面重力与万有引力大小相等,有
可得
卫星在轨道上运动,万有引力提供圆周运动的加速度,有
解得卫星的加速度,A正确;
B.根据万有引力提供圆周运动向心力,有
可得卫星运行周期为
所以卫星从位置1到位置2所需时间,B错误;
C.卫星1向后喷气,卫星做加速运动,在轨道上做圆周运动所需向心力增加,万有引力不足以提供向心力,卫星将做离心运动,轨道半径变大,所以卫星不能追上同轨道运行的卫星2,选项C错误;
D.卫星绕地球做匀速圆周运动的过程中,万有引力提供圆周运动的向心力,故从位置1运动到位置2的过程中,万有引力始终指向圆心与卫星运动的速度方向垂直,此过程中万有引力对卫星不做功,选项D错误。
故答案为:A。
【分析】A:利用黄金代换 ,结合万有引力提供向心力,推导得加速度 。
B:由周期公式推导转过 的时间,发现B选项时间表达式错误。
C:喷气后卫星离心运动,轨道半径变化,周期改变,无法追及。
D:万有引力与速度垂直,不做功。
6.【答案】C
【知识点】受力分析的应用;共点力的平衡
【解析】【解答】A.物体匀速上升,处于平衡状态,绳索拉力与物体重力相等,即每段绳索的拉力都等于物体重力mg,OA段作为绳索的一部分,拉力同样为mg,并非小于mg,A错误。
B.以定滑轮为研究对象,钢丝绳索对定滑轮的作用力方向如图所示,
两个力F的夹角为,即图中,根据定滑轮受力平衡,可知OB杆对定滑轮的弹力与等大反向,则OB杆受定滑轮的弹力不沿杆向下,故B错误;
C.合力大小等于2倍的单力乘以夹角一半的余弦值,即:,代入,可得合力为,硬杆的弹力与该合力大小相等,因此弹力大小为,C正确。
D.由上述计算可知,硬杆弹力大小为,而非,D错误。
故答案为:C。
【分析】
解答A:物体匀速运动时,绳索拉力等于重力,OA段拉力与重力相等,A错误。
B:硬杆弹力需平衡两段绳索拉力的合力,合力方向不沿杆,故弹力方向也不沿杆,B错误。
CD:利用力的合成公式(夹角60度),计算得合力为,硬杆弹力与此相等,C正确,D错误。
7.【答案】C
【知识点】动量守恒定律;动能定理的综合应用;碰撞模型
【解析】【解答】A.子弹射入物块A的过程中,子弹与物块A组成的系统动量守恒,则有
求得
子弹动量的变化量,选项A错误;
B.物块A的动能增加量为,选项B错误;
C.当弹簧第一次压缩到最短时,两物块共速,则有子弹与物块A、B、弹簧组成的系统动量守恒,则有
求得
物块B的动量大小为,选项C正确;
D.弹簧第一次压缩到最短的过程中,弹簧具有的最大弹性势能为,选项D错误。
故答案为:C。
【分析】A:动量守恒求共同速度,计算动量变化量。
B:用共同速度计算动能,与选项对比。
C:弹簧最短时系统共速,动量守恒求速度,再算 B 的动量。
D:动能损失等于弹性势能,推导后与选项对比。
8.【答案】B,C,D
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】A.电动车时速表指针不动,速度大小不变,但沿弯道运动时方向时刻变化,速度改变(矢量变化 ),故A错误;
B.电动车沿弯道BCD运动过程中,速度方向一直在变化,加速度一定不为零,故B正确;
C.电动车绕跑道一周位移为零,所以平均速度等于零,故C正确;
D. 电动车在弯道 BCD 上做曲线运动,速度方向沿切线,合外力方向不可能沿切线 ,故D正确。
故答案为:BCD。
【分析】A:速度是矢量,方向变化则速度变化。
B:速度方向变化,存在加速度。
C:位移为零,平均速度为零。
D:曲线运动合外力与速度不共线,切线方向是速度方向,合外力不可能沿切线。
9.【答案】B,D
【知识点】动能定理的综合应用;重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】AB.由题意,根据动能定理有
代入数据得
故A错误,B正确;
CD.重力做正功,重力势能减小,根据题意可知,其重力势能减小1900J,故C错误,D正确。
故选BD。
【分析】 克服阻力做功即阻力对其做负功,根据动能定理确定其动能变化量,根据重力做功与重力势能的关系确定其重力势能变化情况。
10.【答案】B,D
【知识点】动量定理;动量守恒定律
【解析】【解答】A.碰撞过程中,无论是否使用安全带,汽车和假人的动量变化量是相同的,故A错误;
B.使用安全带时,假人用时0.8s停下;不使用安全带时,用时0.2s停下,可知安全带的作用是延长冲击力作用时间;由动量的定义可知,冲量相同时,延长力的作用时间可以减小冲击力的大小,故B正确。
C假人初末动量变化量相同所以冲量I 相同(与是否使用安全带无关 ),故C错误
D.由动量定理,假人动量变化量相同则冲量I 相同,故C错误,D正确;
故答案为:BD。
【分析】A:初末动量相同,变化量相同。
B:冲量相同,延长时间,减小冲击力。
CD:冲量等于动量变化量,变化量相同,冲量相同。
11.【答案】(1)B;C
(2)小球落地点A、B到管口的水平距离、
(3)
【知识点】验证动量守恒定律;平抛运动
【解析】(1)A.两小球的质量、不一定要相等,故A错误;
B.实验要求两小球在弹簧弹力的作用下从玻璃管的两端水平射出,实验过程中要保证是平抛运动,故玻璃管一定要水平放置,故B正确;
C.要验证系统动量守恒,要保证系统合力为零,故玻璃管与小球间的动摩擦因数近似为零,故C正确。
故答案为:BC。
(2)实验方案中两小球的初状态静止,弹簧弹开的过程动量守恒,离开玻璃管后做平抛运动,验证的原理为

高度相同,时间相同,位移与速度成正比,即验证动量守恒定律的表达式为
即只需要测量小球的质量和小球落地点A、B到管口的水平距离、。
故答案为:小球落地点A、B到管口的水平距离、
(3)利用上述测得的实验数据,验证动量守恒定律的表达式为。
故答案为:
【分析】(1)系统合外力为零(玻璃管水平、摩擦力可忽略 )。
(2)下落时间相同,水平速度与水平位移成正比。
(3)利用动量守恒的 “速度关系” 转化为 “位移关系”,简化测量。
(1)A.两小球的质量、不一定要相等,故A错误;
B.实验要求两小球在弹簧弹力的作用下从玻璃管的两端水平射出,实验过程中要保证是平抛运动,故玻璃管一定要水平放置,故B正确;
C.要验证系统动量守恒,要保证系统合力为零,故玻璃管与小球间的动摩擦因数近似为零,故C正确。
故选BC。
(2)实验方案中两小球的初状态静止,弹簧弹开的过程动量守恒,离开玻璃管后做平抛运动,验证的原理为
高度相同,时间相同,位移与速度成正比,即验证动量守恒定律的表达式为
即只需要测量小球的质量和小球落地点A、B到管口的水平距离、。
(3)利用上述测得的实验数据,验证动量守恒定律的表达式为
12.【答案】1.87;2t0;变小;变小
【知识点】单摆及其回复力与周期;探究单摆的运动
【解析】【解答】(1)摆球的直径为
d=1.8×10mm+0.1mm×7=18.7mm=1.87cm
故答案为:
(2)由图可知,该单摆的周期为
T=2t0
故答案为:2t0
(3)若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中,则等效重力加速度变为g'=g+a>g
则用完全相同的操作重新完成实验,则摆球经过最低点时的速度变大,则遮光时间变短,即图像中将变小;
单摆的周期
变小,可知图像中将变小。
故答案为:变小;变小
【分析】1. 游标卡尺读数:主尺+游标尺(精度×对齐格数 )。
2. 单摆周期判断:周期是完成一次全振动的时间,对应两次同向通过最低点的时间差(或挡光间隔 )。
3. 超重对周期的影响:电梯加速上升,等效重力加速度 增大,周期 变小;挡光时间 与摆球速度有关。
13.【答案】(1)解:根据力的分解可知拖把头对玻璃的压力大小为
(2)解:对拖把头,在竖直方向根据平衡条件可得
解得
(3)解:灰尘位置太高时,拖把杆与竖直玻璃夹角较小,推力的水平分力较小,对玻璃的压力较小,拖把头对玻璃的摩擦力就很小,不容易擦干净玻璃。
【知识点】力的分解;共点力的平衡
【解析】【分析】(1)将推力沿垂直和沿玻璃方向分解,垂直分力等于对玻璃的压力(牛顿第三定律 )。
(2)竖直方向匀速,推力分力、重力、摩擦力平衡,列方程求解动摩擦因数。
(3)夹角减小,压力减小,摩擦力减小,导致擦不净。
14.【答案】(1)解:对人与木箱系统列动量守恒

(2)解:此后木箱向前匀减速运动,加速度大小为a,则有
经时间t人追上木箱,则有


此时木箱速度为
人抓住木箱后,共同速度为,系统动量守恒

此后二者共同匀减速运动
解得
又因为
所以
【知识点】动量守恒定律;加速度;碰撞模型
【解析】【分析】(1)推出木箱时,系统水平动量守恒,直接求人的速度。
(2)人匀速、木箱匀减速,通过位移相等求追及时间,人抓木箱后动量守恒,再用动能定理求共同减速位移,总位移为木箱从 O 到 A 的位移加共同减速位移。
15.【答案】(1)解:对物块m分析受力:
根据平衡条件可得
根据胡克定律可得
其中
解得
联立解得轻绳的拉力为。
(2)解:以物体M为研究对象,受到重力、支持力、轻绳拉力,假设摩擦力方向沿斜面向下,沿斜面方向根据平衡条件可得
代入数据解得
假设正确,所以摩擦力方向沿斜面向下。
(3)解:物体M与斜面间的最大静摩擦力为
①物体M刚要向上运动时,设轻绳的拉力为,对物体M沿斜面方向根据平衡条件可得:
对物块m,根据平衡条件可得
解得
此时弹簧处于伸长状态;
②物体M刚要向下运动时,设轻绳的拉力为,对物体M沿斜面方向根据平衡条件可得:
对物块m,根据平衡条件可得
解得,此时弹簧处于压缩状态。
【知识点】整体法隔离法;胡克定律;受力分析的应用;力的合成与分解的运用;共点力的平衡
【解析】【分析】(1)对m 用平衡条件(重力 + 弹簧弹力 = 拉力 ),结合胡克定律计算。
(2)对M 沿斜面列平衡方程,判断方向并计算大小。
(3)先求最大静摩擦力,分 “向上运动”和 “向下运动”两种情况,对m 列平衡方程求弹簧弹力。
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