保定市容大中學(xué)2020-2021學(xué)年高二物理上學(xué)期開(kāi)學(xué)考試試題含解析

河北省保定市容大中學(xué)2020_2021學(xué)年高二物理上學(xué)期開(kāi)學(xué)考試試題含解析河北省保定市容大中學(xué)2020_2021學(xué)年高二物理上學(xué)期開(kāi)學(xué)考試試題含解析PAGE26-河北省保定市容大中學(xué)2020_2021學(xué)年高二物理上學(xué)期開(kāi)學(xué)考試試題含解析河北省保定市容大中學(xué)2020—2021學(xué)年高二物理上學(xué)期開(kāi)學(xué)考試試題（含解析）命題人：王博審題人：容大中學(xué)物理教研組注意事項(xiàng)：1。答題前填寫(xiě)好自己的姓名、班級(jí)、考號(hào)等信息;2.請(qǐng)將答案正確填寫(xiě)在答題卡上；卷I（選擇題)一、單項(xiàng)選擇題(本題共計(jì)8小題,每題4分，共計(jì)32分)1。如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的兩個(gè)小球A、B從坐標(biāo)為（0,2y0）、（0,y0）的兩點(diǎn)分別以速度vA和vB水平拋出,兩個(gè)小球都能垂直打在傾角為45°的斜面上，由此可得vA∶vB等于A?！? B。2∶1C.4∶1 D.8∶1【答案】A【解析】【詳解】小球垂直擊中斜面,速度與斜面垂直，由速度分解可知：又豎直方向速度：可得:根據(jù)幾何關(guān)系得：聯(lián)立以上可得：據(jù)題小球A、B從坐標(biāo)分別為（0、2y），（0，y)，即hA=2y，hB=y,可得：故A正確，BCD錯(cuò)誤．2.如圖所示，在高處有個(gè)小球A，以速度水平拋出，與此同時(shí)，地面上有個(gè)小球B，以速度豎直向上拋出，兩小球在空中相遇,則（）A.從拋出到相遇所需的時(shí)間為 B。從拋出到相遇所需的時(shí)間為C。兩球拋出時(shí)的水平距離為 D.兩球拋出時(shí)的水平距離為無(wú)法確定【答案】B【解析】【詳解】AB．設(shè)相遇的時(shí)間為,此時(shí)A球在豎直方向上的位移，B球在豎直方向上的位移根據(jù)解得故A錯(cuò)誤，B正確；CD．相遇時(shí)，A球在水平方向上位移該位移為兩球拋出時(shí)的水平距離故CD錯(cuò)誤。故選B。3.如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的直棒一端可繞固定軸O轉(zhuǎn)動(dòng),另一端擱在升降平臺(tái)上，平臺(tái)以速度v勻速上升，當(dāng)棒與豎直方向的夾角為α?xí)r，棒的角速度為A. B。C. D?！敬鸢浮緽【解析】【詳解】棒與平臺(tái)接觸點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)即合運(yùn)動(dòng)方向是垂直于棒指向左上,如圖所示，合速度，沿豎直向上方向上的速度分量等于v,即,所以，故B正確．4.如圖所示，質(zhì)量的小物體放在長(zhǎng)直的水平地面上,水平細(xì)線一端連接小物體，另一端繞在半徑的薄圓筒上。時(shí)刻，圓筒由靜止開(kāi)始繞豎直的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其角速度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，小物體和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度取,則(）A.小物體的速度隨時(shí)間的變化關(guān)系滿足B。細(xì)線的拉力大小為C。細(xì)線拉力的瞬時(shí)功率滿足D。在內(nèi)，細(xì)線拉力對(duì)小物體做的功為【答案】C【解析】【詳解】A.據(jù)圖像可知,圓筒做勻加速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度隨時(shí)間變化的關(guān)系式為：圓筒邊緣線速度與物塊前進(jìn)速度大小相同，根據(jù)得：故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.物體運(yùn)動(dòng)的加速度根據(jù)牛頓第二定律得:，解得：故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C。細(xì)線拉力的瞬時(shí)功率故選項(xiàng)C正確；D.物體在內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移：在內(nèi),細(xì)線拉力做功為：故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。5.兩個(gè)小球固定在一根長(zhǎng)的桿的兩端，繞桿的點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,當(dāng)小球的速度為時(shí),小球的速度為，則轉(zhuǎn)軸到小球的距離是()A. B. C。 D.【答案】B【解析】【詳解】?jī)汕虻慕撬俣认嗟?，根?jù)＝知又=所以則故選B。6。如圖所示,為一皮帶傳動(dòng)裝置，右輪的半徑為，是它的邊緣上的一點(diǎn),左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為，小輪的半徑為,點(diǎn)在小輪上，到小輪中心距離為，點(diǎn)和點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上,若在傳動(dòng)過(guò)程中，皮帶不打滑，則（)A.點(diǎn)與點(diǎn)線速度大小相等B。點(diǎn)與點(diǎn)角速度大小相等C.點(diǎn)與點(diǎn)向心加速度大小不相等D.、、、四點(diǎn)，加速度最小的是點(diǎn)【答案】D【解析】【詳解】A．由于、兩點(diǎn)是傳送帶傳動(dòng)的兩輪子邊緣上兩點(diǎn),則、兩點(diǎn)為共軸的輪子上兩點(diǎn)，,則所以故A錯(cuò)誤；B．由于、兩點(diǎn)是傳送帶傳動(dòng)的兩輪子邊緣上兩點(diǎn),則、兩點(diǎn)為共軸的輪子上兩點(diǎn)，根據(jù)，則所以故B錯(cuò)誤；C．根據(jù),，則根據(jù)公式知，，所以故C錯(cuò)誤;D．由上分析可知，加速度最小的是點(diǎn)，故正確。故選D。7。關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是（)A.關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng),早期有“地心說(shuō)”與“日心說(shuō)”之爭(zhēng)，而“地心說(shuō)”容易被人們所接受的原因之一是相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得人們觀察到太陽(yáng)西升東落B。所有行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,且近地點(diǎn)速度小,遠(yuǎn)地點(diǎn)速度大C。開(kāi)普勒第三定律,式中的值僅與中心天體太陽(yáng)的質(zhì)量有關(guān)D.開(kāi)普勒三定律不適用于其他星系的行星運(yùn)動(dòng)【答案】C【解析】【詳解】A．關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)，早期有“地心說(shuō)”與“日心說(shuō)”之爭(zhēng)，而“地心說(shuō)”容易被人們所接受的原因之一是由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得人們觀察到太陽(yáng)東升西落，故A錯(cuò)誤；B．所有行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，且近地點(diǎn)速度大，遠(yuǎn)地點(diǎn)速度小，故B錯(cuò)誤;C．在太陽(yáng)系中，開(kāi)普勒第三定律，式中的值僅與中心天體太陽(yáng)的質(zhì)量有關(guān)，故C正確；D．開(kāi)普勒三定律也適用于其他星系的行星運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。故選C。8.太陽(yáng)系中的大行星的軌道均可以近以看成圓軌道。下列幅圖是用來(lái)描述這些行星運(yùn)動(dòng)所遵從的某一規(guī)律的圖像。這里、、分別是行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期、速度和相應(yīng)的圓軌道半徑，、和分別是水星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期、速度和圓軌道半徑。下列幅圖中正確的是（)A. B。 C. D。【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)開(kāi)普勒周期定律:運(yùn)動(dòng)天體的周期的平方與軌道半徑的三次方成正比可知兩式相除后取對(duì)數(shù),得整理得所以ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。二、多選題（本題共計(jì)5小題,每題9分，共計(jì)45分）9.年月，航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后,在點(diǎn)從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，為軌道Ⅱ上的一點(diǎn)，如圖所示。關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的有(）A.在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的速率小于經(jīng)過(guò)B的速率B.在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A速率等于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A的速率C.在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期D。在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A的加速度【答案】AC【解析】【詳解】A．根據(jù)開(kāi)普勒第二定律，近地點(diǎn)的速度大于遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度，故A項(xiàng)正確；B．由Ⅰ軌道變到Ⅱ軌道要減速，所以在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的速率小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A的速率，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．根據(jù)開(kāi)普勒第三定律，及，有故C項(xiàng)正確;D．航天飛機(jī)在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A與在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A時(shí)所受萬(wàn)有引力相等，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度大小相等，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選AC.10。某人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是（）A.人造衛(wèi)星的最小周期為B.衛(wèi)星在距地面高度R處的繞行速度為C.衛(wèi)星在距地面高度為R處的重力加速度為D。地球同步衛(wèi)星的速率比近地衛(wèi)星速率小，所以發(fā)射同步衛(wèi)星所需的能量較少【答案】ACB【解析】【詳解】A．人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m、軌道半徑為r、地球質(zhì)量為M,有解得地球表面重力加速度公式得衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期為當(dāng)r=R時(shí)，T最小，為故A正確；B．由得到當(dāng)衛(wèi)星距地面高度為R時(shí)，即r=2R時(shí)故B正確；C．由得到當(dāng)衛(wèi)星距地面高度為R時(shí)a=故C正確；D．地球同步衛(wèi)星的速率比近地衛(wèi)星速率小，但要將衛(wèi)星發(fā)射到較高的軌道，需要克服引力做較多的功，故D錯(cuò)誤。故選ABC。11.一行星繞某恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。由天文觀測(cè)可得，恒星的半徑為R，行星運(yùn)行周期為T(mén),線速度大小為v，引力常量為G。下列說(shuō)法正確的是()A.恒星的質(zhì)量為 B。恒星的第一宇宙速度為C.行星的軌道半徑為 D.行星的向心加速度為【答案】BD【解析】【詳解】AC．萬(wàn)有引力提供向心力結(jié)合解得則質(zhì)量為選項(xiàng)AC錯(cuò)誤；B．當(dāng)軌道半徑為星球半徑時(shí)，圓周運(yùn)動(dòng)的環(huán)繞速度即為第一宇宙速度解得第一宇宙速度B正確；D．行星的向心加速度為D正確。故選BD.12。使物體成為衛(wèi)星的最小發(fā)射速度稱為第一字宙速度，而使物體脫離星球引力所需要的最小發(fā)射速度稱為第二宇宙速度與的關(guān)系是=，已知某星球半徑是地球半徑R的，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的，地球的平均密度為，不計(jì)其他星球的影響，則A。該星球上的第一宇宙速度為B。該星球上的第二宇宙速度為C。該星球的平均密度為D。該星球的質(zhì)量為【答案】BC【解析】【詳解】A．根據(jù)第一宇宙速度故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)題意,第二宇宙速度故B正確；C．根據(jù)公式且故所以故C正確；D．根據(jù)公式故D錯(cuò)誤.13.據(jù)報(bào)道，美國(guó)國(guó)家航天航天局（NASA)首次在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)“類地”行星。若宇航員乘坐宇宙飛船到達(dá)該行星，進(jìn)行科學(xué)觀測(cè):該行星自轉(zhuǎn)周期為,宇航員在該行星“北極”距該行星地面附近處自由釋放一個(gè)小球（引力視為恒力），落地時(shí)間為.已知該行星半徑為，萬(wàn)有引力常量為,則（）A。該行星的第一宇宙速度為B。該行星的平均密度為C.如果該行星存在一顆同步衛(wèi)星，其距行星表面高度為D。宇宙飛船繞該行星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期大于【答案】ABD【解析】【詳解】A．根據(jù)得,行星表面的重力加速度行星繞行星表面飛行時(shí)，有得行星的第一宇宙速度故A項(xiàng)正確；B．物體放在行星表面時(shí)，有解得:行星的質(zhì)量行星的平均密度故B項(xiàng)正確;C．如果該行星存在一顆同步衛(wèi)星，對(duì)同步衛(wèi)星有又解得：同步衛(wèi)星距行星表面高度故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．飛船繞行星表面飛行時(shí)，有解得：飛船繞行星表面飛行的周期據(jù)開(kāi)普勒第三定律知，飛船繞該星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期大于，故D項(xiàng)正確。故選ABD。卷II(非選擇題）三、解答題（本題共計(jì)4小題，共計(jì)43分）14.如圖所示，傾角的光滑且足夠長(zhǎng)的斜面固定在水平面上,在斜面頂端固定一個(gè)半徑和質(zhì)量均不計(jì)的光滑定滑輪，質(zhì)量均為的物體A和B用一勁度系數(shù)的輕彈簧連接,物體B被位于斜面底端且垂直于斜面的擋板P擋住。用一不可伸長(zhǎng)的輕繩使物體A跨過(guò)定滑輪與質(zhì)量為的小環(huán)C連接,小環(huán)C穿過(guò)豎直固定的光滑均勻細(xì)桿，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)靜止時(shí)，環(huán)C位于處，繩與細(xì)桿的夾角,且物體B對(duì)擋板P的壓力恰好為零。圖中水平且長(zhǎng)度為，位置與位置關(guān)于位置對(duì)稱，輕彈簧和定滑輪右側(cè)的繩均與斜面平行?，F(xiàn)讓環(huán)從位置由靜止釋放，，,取.求（1)小環(huán)C的質(zhì)量;（2)小環(huán)C通過(guò)位置時(shí)的動(dòng)能及環(huán)從位置運(yùn)動(dòng)到位置的過(guò)程中輕繩對(duì)環(huán)做的功；（3)小環(huán)C運(yùn)動(dòng)到位置的速率?！敬鸢浮?1)；(2)，；(3）【解析】【詳解】(1）先以AB組成的整體為研究對(duì)象，AB系統(tǒng)受到重力、支持力和繩子的拉力處于平衡狀態(tài)，則繩子的拉力為以C為研究對(duì)象，則C受到重力、繩子的拉力和桿的彈力處于平衡狀態(tài),如圖則代入數(shù)據(jù)得（2）由題意,開(kāi)始時(shí)B恰好對(duì)擋板沒(méi)有壓力，所以B受到重力、支持力和彈簧的拉力，彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)；產(chǎn)生B沿斜面方向的受力彈簧的伸長(zhǎng)量由題圖中的幾何關(guān)系可知所以C由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中，彈簧將縮短可知彈簧將由開(kāi)始時(shí)的伸長(zhǎng)狀態(tài)變成壓縮狀態(tài)，壓縮量由于彈簧的壓縮量等于彈簧開(kāi)始時(shí)的伸長(zhǎng)量，所以當(dāng)C運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能與開(kāi)始時(shí)的彈性勢(shì)能是相等的。而A下降的距離等于彈簧縮短的距離，即，在C從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中，C受到的重力、A受到的重力對(duì)A與C組成的系統(tǒng)做功。當(dāng)C到達(dá)點(diǎn)時(shí)，C沿繩子方向的分速度是，所以A的速度是，A與C減小的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為C的動(dòng)能，由機(jī)械能守恒定律得代入數(shù)據(jù)求得環(huán)C的動(dòng)能環(huán)下降的過(guò)程中重力和繩子的拉力對(duì)環(huán)做功，由動(dòng)能定理得代入數(shù)據(jù)得（3)結(jié)合第二步的分析可知，當(dāng)環(huán)到達(dá)點(diǎn)時(shí)，由于，所以，物體A恰好又回到了開(kāi)始時(shí)的位置，彈簧的長(zhǎng)度又回到了最初的長(zhǎng)度，所以環(huán)從到的過(guò)程中，只有環(huán)的重力勢(shì)能減小，其他的物體的勢(shì)能保持不變,對(duì)環(huán)在點(diǎn)的速度進(jìn)行分解如圖,則

由圖可知,物體A上升的速度即沿繩子方向的速度,是環(huán)C的一個(gè)分速度，它們之間的關(guān)系所以由功能關(guān)系代入數(shù)據(jù)解得15.一個(gè)彈珠游戲簡(jiǎn)化如下圖所示．豎直安裝在高H=1m的桌面上的“過(guò)山車”軌道模型,水平軌道OB粗糙，長(zhǎng)為1m，BD光滑;光滑圓軌道半徑為R=0.4m．一彈簧左端固定，右端自由伸長(zhǎng)到A點(diǎn)，OA長(zhǎng)為0。1m．距桌子右邊緣線DF距離S=1.6m有一高度h=0。8m的豎直擋板．現(xiàn)在A點(diǎn)靜止放置一個(gè)質(zhì)量m=1kg的小球,并用力緩慢向左把小球推到O點(diǎn)，在這個(gè)過(guò)程中推力做功W=22。4J．已知小球與軌道OB的摩擦因數(shù)μ為0.4，重力加速度g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力．求：(1）小球推到O點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能EP.（2)該小球從O點(diǎn)靜止釋放后,運(yùn)動(dòng)到圓軌道最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的壓力大小.(3）為了使都從O點(diǎn)靜止釋放的小球能落在DF和擋板之間,小球的質(zhì)量m滿足的條件.【答案】(1）（2）(3)【解析】【詳解】(1)根據(jù)根據(jù)功能關(guān)系可知解得（2)研究O到C過(guò)程：由能量守恒小球到C點(diǎn)時(shí)解得(3)①小球從O點(diǎn)恰好到達(dá)C點(diǎn)②小球恰能夠過(guò)擋板最高點(diǎn)所以小球的質(zhì)量滿足16.細(xì)管內(nèi)壁光滑、厚度不計(jì)，加工成如圖所示形狀，長(zhǎng)的段固定在豎直平面內(nèi),其端與半徑的光滑圓弧軌道平滑連接，段是半徑的圓弧,段在水平面上，與長(zhǎng)、動(dòng)摩擦因數(shù)的水平軌道平滑相連，管中有兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球、,。開(kāi)始球靜止，球以速度向右運(yùn)動(dòng)，與球發(fā)生彈性碰撞之后,球能夠越過(guò)軌道最高點(diǎn)，球能滑出。(重力加速度取，）。求:（1）若，碰后球的速度大??；(2）若未知，碰后球的最大速度；(3）若未知，的取值范圍?！敬鸢浮浚?)；（2）;（3）【解析】【詳解