河南省安阳市林州一中2020-2021学年高二(上)开学物理试题

河南省安阳市林州一中【最新】高二（上）开学物理试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、多选题

1．质点由静止开始做直线运动，加速度与时间关系如图所示，t2 = 2 t1，则( )

A．质点一直沿正向运动

B．质点在某个位置附近来回运动

C．在0～t2时间段内，质点在t1时刻的速度最大

D．在0～t2时间段内，质点在t2时刻的速度最大

2．人在距地面高为h、离靶面距离为L处将质量为m的飞镖以速度v0水平投出，飞镖落在靶心正下方，如图所示。只改变m、h、L、v0四个量中的一个，可使飞镖投中靶心的是（）

A．适当减小v0B．适当提高h

C．适当减小m D．适当减小L

3．如图所示，刻度尺水平放置并固定在竖直平面上，直角三角板紧贴在刻度尺上方．使三角板沿刻度尺水平向右匀速运动，同时一支铅笔的笔尖从三角板直角边的最下端由静止开始紧贴此边向上做匀加速直线运动．关于铅笔笔尖的运动及其所留下的痕迹的判断中，下列说法正确的是：

A．笔尖在竖直平面上留下的痕迹是一条抛物线

B．笔尖在竖直平面上留下的痕迹是一条倾斜的直线

C．在运动过程中，笔尖运动的速度方向始终保持不变

D．在运动过程中，笔尖运动的加速度方向始终不变

4．如图所示，在光滑水平面上，质量为m 的小球A 和质量为13

m 的小球B 通过轻弹簧拴接并处于静止状态，弹簧处于原长；质量为m 的小球C 以初速度v 0沿AB 连线向右勻速运动，并与小球A 发生弹性碰撞. 在小球B 的右侧某位置固定一块弹性挡板（图中未画出），当小球B 与挡板发生正碰后立刻将挡板撤走. 不计所有碰撞过程中的机械能损失，弹簧始终处于弹性限度内，小球B 与挡板的碰撞时间极短，碰后小球B 的速度大小不变，但方向相反，则B 与挡板碰后弹簧弹性势能的最大值E pm 可能是

A ．20mv

B ．2012mv

C ．2016mv

D ．20130

mv

二、单选题 5．如图，在倾角为α的固定光滑斜面上，有一用绳子栓着的长木板，木板上站着一只猫.已知木板的质量是猫的质量的2倍。当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变.则此时木板沿斜面下滑的加速度为（ ）

A ．sin 2g α

B ．sin g α

C ．32sin g α

D ．2sin g α 6．冥王星绕太阳的公转轨道是个椭圆，公转周期为T 0，其近日点到太阳的距离为a ，远日点到太阳的距离为b ，半短轴的长度为c ，如图所示．若太阳的质量为M ，万有引力常量为G ，忽略其他行星对它的影响，则（ ）

A ．冥王星从A →

B →

C 的过程中，机械能逐渐增大

B ．冥王星从A →B 所用的时间等于04

T C ．冥王星从B →C →D 的过程中，万有引力对它先做正功后做负功

D ．冥王星在B 点的加速度为22

4()4GM b a c -+

7．运动员从悬停在空中的直升机上跳伞，伞打开前可看做是自由落体运动，打开伞后减速下降，最后匀速下落．如果用h表示下落高度，t表示下落的时间，F表示人受到的合力，E表示人的机械能，E p表示人的重力势能，v表示人下落的速度，在整个过程中，如果打开伞后空气阻力与速度平方成正比，则下列图象可能符合事实的是（）

A．B．C．D．

8．游乐场中的一种滑梯如图3所示．小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则

A．下滑过程中支持力对小朋友做功B．下滑过程中小朋友的重力势能增加

C．整个运动过程中小朋友的机械能守恒D．在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功

三、实验题

9．利用如图1实验装置探究重锤下落过程中重力势能与动能的转化问题．

①图2为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点．分别测出若干连续点A、B、C…与O点之间的距离h1、h2、h3…．已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，可得重锤下落到B点时的速度大小为________．

②取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能

E k和重力势能E p．建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示E k和E p，根据以上数据在图3中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ．已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1=2.94J/m，请计算图线Ⅱ的斜率k2=________J/m（保留3位有效数字）．重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为________（用k1和k2表示）．

四、解答题

10．如图所示，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，从水平飞出时开始计时，经t=3.0s落到斜坡上的A点，已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角θ=37?，运动员看成质点，不计空气阻力。取重力加速度g=10m/s2，sin37?=0.6，cos 37?=0.8．求：

(1)A点与O点的距离L；

(2)运动员离开O点时的速度大小v1及落到A点时的速度大小v2。

11．滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱．如图是滑板运动的轨道，AB 和CD是一段圆弧形轨道，BC是一段长7m的水平轨道．一运动员从AB轨道上P点以6m/s的速度下滑，经BC轨道后冲上CD轨道，到Q点时速度减为零．已知运动员的质量50kg．h=1.4m，H=1.8m，不计圆弧轨道上的摩擦．（g=10m/s2）求：

（1）运动员第一次经过B点、C点时的速度各是多少？

（2）运动员与BC轨道的动摩擦因数．

（3）运动员最后停在BC轨道上距B为多少米处？

12．如图所示，粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的S形轨道。光滑半圆轨道半径为R，两个光滑半圆轨道连接处CD之间留有很小空隙，刚好能够使小球通过，CD之间距离可忽略，粗糙弧形轨道最高点A与水平面上B点之间的高度为h。从A点静止释放一个可视为质点的小球，小球沿翘尾巴的S形轨道运动后从E点水平飞出，落到水平地面上，落点到与E点在同一竖直线上B点的距离为s。已知小球质量m，不计空气阻力，求：

(1)小球从E点水平飞出时的速度大小；

(2)小球运动到半圆轨道的B点时对轨道的压力；

(3)小球沿翘尾巴S形轨道运动时克服摩擦力做的功。

参考答案

1．AC

【解析】

试题分析：由图可知在t 1时间内质点做初速度为零的匀加速运动，在t 1～t 2时间内做匀减速运动，且加速度大小相等，时间相等，故质点一直沿正向运动，故A 正确，B 错误；由图可知在t 1时间内质点做初速度为零的匀加速运动，在t 1～t 2时间内做匀减速运动，且加速度大小相等，时间相等，故t 1时刻的速度最大，故C 正确，D 错误；故选AC ．

考点：运动图像

【名师点睛】考查了加速度的图象，会根据图象分析质点的运动情况；注意加速度改变方向时，速度方向不一定改变．

2．BD

【详解】

AD ．水平方向

x=L =v 0t

竖直方向，下降的高度

212

y gt =

解得 2

20

2gL y v = 为了飞镖投中靶心，则下降的竖直高度y 须减小。可以减小L 或增大v 0，故A 错误，D 正确；

B ．若L 不变，时间不变，也可以提高h ，故B 正确；

C ．而平抛运动规律和物体的质量无关，故C 错误。

故选BD 。

3．AD

【详解】

三角板沿刻度尺水平向右匀速运动，铅笔笔尖在水平方向上做匀速运动，铅笔的笔尖从三角板直角边的最下端由静止开始紧贴此边向上做匀加速直线运动．在竖直方向上做匀加速运动，这两个运动的合运动是类平抛运动，笔尖在竖直平面上留下的痕迹是一条抛物线，速度方向不断变化，在运动过程中，笔尖运动的加速度方向始终不变．

A. 笔尖在竖直平面上留下的痕迹是一条抛物线与上述分析相符，故A 正确；

B. 笔尖在竖直平面上留下的痕迹是一条倾斜的直线与上述分析不相符，故B 错误；

C. 在运动过程中，笔尖运动的速度方向始终保持不变与上述分析不相符，故C 错误；

D. 在运动过程中，笔尖运动的加速度方向始终不变与上述分析相符，故D 正确； 4．BC

【详解】

A ．由题可知，系统的初动能为2012k E mv =

，而系统的机械能守恒，则弹簧的弹性势能不可能等于20mv ，故A 错误；

B ．由于小球

C 与小球A 质量相等，发生弹性正碰，则碰撞后交换速度，若在A 与B 速度动量相等时，B 与挡板碰撞，B 碰撞后速度与A 大小相等、方向相反，当两者速度同时减至零时，弹簧的弹性最大，最大值为2012

P k E E mv ==，故B 正确； CD ．当B 的速度很小（约为零）时，B 与挡板碰撞时，当两球速度相等弹簧的弹性势能最大，设共同速度为v ，以C 的初速度方向为正方向，则由动量守恒定律得：

01)3mv m m v =+（，得034

v v =，由机械能守恒定律可知，最大的弹性势能为2200111)223P E mv m m v =-+（，解得：2018P E mv =，则最大的弹性势能的范围为220011 82

mv mv ～，故C 正确，D 错误． 【点睛】

不计所有碰撞过程中的机械能损失，系统的机械能是守恒的．系统的合外力为零，总动量也守恒，根据两大守恒定律分析选择．

5．C

【详解】

木板沿斜面加速下滑时，猫保持相对斜面的位置不变，即相对斜面静止，加速度为零.将木板和猫作为整体，根据牛顿第二定律

02F F F ma +==+合猫板 (a 为木板的加速度)，

整体受到的合力的大小为猫和木板沿斜面方向的分力的大小，即

3sin F mg α=合，

解得

3sin 2

a g α=， A ．综上分析3sin 2

a g α=

，A 错误； B ．综上分析3sin 2

a g α=，B 错误； C ．综上分析3sin 2

a g α=，C 正确； D ．综上分析3sin 2a g α=，D 错误； 故选C 。

6．D

【详解】

冥王星从A→B→C 的过程中，只有万有引力做负功，机械能不变，故A 错误；由于太阳在椭圆的焦点，不在椭圆中心，故冥王星从A→B 所扫过的面积，不是椭圆面积的

14，根据开普勒第二定律，可知冥王星从A→B 所用的时间不等于04

T ，故B 错误；冥王星从B→C→D 的过程中，万有引力对它做负功后做正功，故C 错误；根据几何关系可求B 点到太阳的距

离r =，冥王星受万有引力为2Mm G ma r = ，联立可求加速度22

44()GM a c b a =+-，故D 正确．故选D ． 7．C

【解析】

A 、h t -图象不可能是直线，否则是匀速下降，而运动员先自由落体运动，打开降落伞后做减速运动，最后是匀速运动，矛盾，故A 错误；

B 、而运动员先自由落体运动，打开降落伞后做减速运动，最后是匀速运动；

减速过程，根据牛顿第二定律，有：2

mg kv ma -=，故加速度是变化的，v t -图不是直线，故B 错误；

C 、自由落体阶段，合力恒定，为mg ，减速阶段，由于2f kv =，故合力是变化的，匀速阶段，合力为零，故C 正确；

D 、由于h t -图象不可能是直线，否则是匀速下降，而重力势能p

E mgh =，故p E t -不是

直线，故D 错误。

点睛：本题关键分三个阶段分析运动员的运动，注意减速过程是加速度不断减小的减速运动，当加速度减为零时，速度达到最小；最后是匀速。

8．D

【详解】

A ．下滑过程中小朋友受到的支持力与运动方向垂直，支持力不做功，A 错误．

B ．下滑过程中，小朋友高度下降，重力做正功，其重力势能减小，B 错误．

C ．整个运动过程中，摩擦力做功，小朋友的机械能减小，转化为内能，C 错误．

D ．在水平面滑动过程中，摩擦力方向与位移方向相反，摩擦力对小朋友做负功，故D 正确．

9．（1）312h h T

-（2）121k k k - 【解析】

（1）某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，那么B 点的瞬时速度312B h h v T

-=． （2）取打下O 点时重物的重力势能为零，因为初位置的动能为零，则机械能为零，每个位置对应的重力势能和动能互为相反数，即重力势能的绝对值与动能相等，而图线的斜率不同，原因是重物和纸带下落过程中需要克服阻力做功．

根据图中的数据可以计算计算图线Ⅱ的斜率2 2.80?

/k J m =． 根据动能定理得，212mgh fh mv -=，则212mv mg f h

-=， 图线斜率1mgh k mg h ==，图线斜率222122mv mv k h h

==， 知12k f k -=，则阻力12f k k =-，所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为121

k k k -． 点睛：解决本题的关键知道实验的原理，验证重力势能的减小量与动能的增加量是否相等．以及知道通过求某段时间内的平均速度表示瞬时速度．

10．(1)75m ；(2)20m/s

，m/s ，方向与水平方向的夹角为α=arctan α

32

【详解】

(1)运动员从O 点水平飞出后，做平抛运动至A 点，在竖直方向上，根据自由落体运动规律可知，运动员下落的高度为

h =

212gt 根据图中几何关系可知

L =

sin h θ

联立解得A 点与O 点间的距离为 L =2

2sin gt θ

=75m (2)A 点与O 点间的水平距离为

x =

tan h θ 在水平方向上运动员做匀速运动，所以有

v 0=

x t 联立解得运动员离开O 点时的速率为

v 0＝

2tan gt θ

=20m/s 在竖直方向上

v y =gt =30m/s

所以运动员落到A 点时的速度大小为

m/s 设其方向与水平方向的夹角为α，则

tan α=

0y v v =32 即

α=arctan

32

11．（1）8 m/s 6 m/s ． （2）0.2．（3）2 m ．

【解析】

（1）以水平轨道为零势能面，运动员从A 到B 的过程，根据机械能守恒定律，有：

12mv P 2+mgh=12

mv B 2 代入数据解得：v B =8 m/s

从C 到Q 的过程中，有：12

mv C 2=mgH 代入数据解得：v C =6 m/s ． （2）在B 至C 过程中，由动能定理有：-μmgs=

12mv C 2-12mv B 2 代入数据解得：μ=0.2．

（3）设运动员在BC 滑行的总路程为s 总．

对整个过程，由能量守恒知，机械能的减少量等于因滑动摩擦而产生的内能，则有： μmgs 总=12

mv P 2+mgh 代入数据解得：s 总=16 m

227

s n s ==总 故运动员最后停在距B 点2 m 的地方．

12．（1 （2）2298mgs mg R +，方向竖直向下 （3）()2

416mgs mg h R R

-- 【详解】

(1)小球从E 点水平飞出做平抛运动，设小球从E 点水平飞出时的速度大小为v E ，由平抛运动规律得

E s v t =，2142

R gt =

联立解得

E v =(2)小球从B 点运动到E 点的过程，机械能守恒，根据机械能守恒定律得

2211422

B E mv mg R mv =+ 解得

2

2

88B

gs v gR R =+ 在B 点，根据牛顿第二定律得

2B v F mg m R

-= 由牛顿第三定律可知小球运动到B 点时对轨道的压力为F F '=，联立解得

2

298mgs F mg R

'=+ 方向竖直向下

(3)设小球沿翘尾巴的S 形轨道运动时克服摩擦力做的功为W ，则由动能定理

21(4)2

E mg h R W mv --=

解得 2

(4)16mgs W mg h R R

=--