山東省臨沂市蘭山區(qū)2021-2022學年高二上學期開學檢測物理 word版含解析.docx

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2021-2022學年度高二第一學期開學考測試物理試題本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分。滿分100分?？荚囉脮r90分鐘。注意事項：1.答題前，考生務必用0.5毫米黑色簽字筆將自己的姓名、座號、考生號、縣區(qū)和科類填寫到答題卡和試卷規(guī)定的位置上。2.第Ⅰ卷每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑；如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。3.第Ⅱ卷必須用0.5毫米黑色簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內相應的位置；如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新的答案；不能使用涂改液、膠帶紙、修正帶。不按以上要求作答的答案無效。第Ⅰ卷選擇題一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個選項符合題目要求。1.甲、乙兩位同學在同一地點，從相同的高度水平射出相同的箭，箭落地時插入泥土中的形狀分別如圖所示，若空氣阻力不計，則甲同學射出的箭（　?。〢.運動時間短B.運動的初速度大C.運動的水平距離短D.落地時的動能大【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．平拋運動的運動時間只與拋出高度有關，兩位同學在同一地點，從相同的高度水平射出相同的箭，則運動時間一樣，故A錯誤；B．根據題圖可知，甲同學射出的箭落地速度與水平方向夾角更大，由第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 因為運動時間一樣，則甲同學射出的箭的運動的初速度更小，故B錯誤；C．運動的水平距離故甲同學射出的箭運動的水平距離短，故C正確；D．落地時的動能故甲同學射出的箭落地時的動能小，故D錯誤。故選C。2.2021年6月17日上午9點22分我國“神舟”十二號載人飛船發(fā)射圓滿成功，不久前我國自主研發(fā)空間站“天和”核心艙成功發(fā)射并入軌運行，核心艙繞地球的運行可視為勻速圓周運動，航天員一天時間內可觀察到16次日出，已知引力常量為G，再知道下列那個物理量可計算出地球的質量（　　）A.核心艙的質量B.核心艙繞地半徑C.核心艙離地面的高度D.核心艙的角速度【答案】B【解析】【分析】【詳解】核心艙繞地球的運行可視為勻速圓周運動，可得解得依題意，航天員一天時間內可觀察到16次日出，故核心艙的周期可作為已知條件，所以只需要再知道核心艙繞地半徑就可以計算出地球的質量，故ACD錯誤，B正確。故選B。3.如圖所示，在勻強電場中a、b、c為同一直線上的三點，c為中點。a、b兩點電勢分別為、。下列敘述正確的是（　　）第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 A.c點處的電勢一定為B.負電荷在c點的電勢能小于在a點的電勢能C.正電荷由a點無初速釋放一定沿直線做勻加速運動D.在過c點與垂直的直線上移動電荷電勢能不變【答案】A【解析】【分析】【詳解】A．c點處的電勢故A正確；B．因為在a點的電勢大于c點的電勢，而負電荷在電勢低的地方電勢能大，故負電荷在c點的電勢能大于在a點的電勢能，故B錯誤；C．電場線的方向不一定是沿方向，正電荷由a點無初速釋放不一定沿直線做勻加速運動，故C錯誤；D．電場線的方向不一定是沿方向，過c點與垂直的直線不一定是等勢線，直線上移動電荷電勢能可能改變，故D錯誤。故選A。4.銀河系的恒星中大約四分之一是雙星。某雙星由質量不等的星體和構成，兩星在相互之間的萬有引力作用下繞兩者連線上某一定點C做勻速圓周運動。由天文觀察測得其運動周期為T，到C點的距離為，和的距離為r，已知引力常量為G。下列說法正確的是（　　）A.星體和的向心力之比為B.星體和的加速度之比為C.星體的質量為D.星體和的線速度之比為【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．雙星系統(tǒng)通過相互作用的萬有引力提供向心力，所以星體和的向心力之比為1:1。故A錯誤；第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 B．依題意，雙星系統(tǒng)繞兩者連線上某一定點C做勻速圓周運動，可得二者周期或者角速度相同，根據向心加速度公式有所以星體和的加速度之比為故B正確；C．星體S1做勻速圓周運動的向心力由萬有引力提供，有解得故C錯誤；D．根據線速度與角速度關系，有星體和的線速度之比為故D錯誤。故選B。5.如圖所示，為等邊三角形，邊長為L。在A、B頂點上各固定一個點電荷，電荷量分別為、，靜電力常量為k。則中心處的場強大小為（　?。〢.B.C.D.【答案】C【解析】第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 【詳解】如圖所示，根據對稱性和幾何關系可知+q和-q在中心處激發(fā)的場強大小均為為合場強大小為故選C。6.摩天輪是游樂園中常見的大型游樂設施之一、繞中心軸在豎直平面內勻速轉動，如圖所示為摩天輪的簡化示意圖，圖中a、c分別表示座艙的最低點和最高點，已知小明的質量為m，在游樂園乘坐的摩天輪在豎直平面內沿逆時針方向做勻速圓周運動，線速度為v，座椅到中心軸半徑為R，重力加速度為g。當小明從a處轉動到c處的過程中，下列說法正確的是（　　）A.小明始終處于超重狀態(tài)B.在a、c處受到的合力相同C.在a、c處對座椅的壓力之差為D.在a、c處對座椅的壓力之差為【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．小明從a處轉動到c第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 處的過程中，豎直方向的速度先增大后減小，則豎直方向先是向上做加速運動后來向上做減速運動，則小明先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)，故A錯誤；B．小明做勻速圓周運動，在a、c處受到的合力大小相等，方向不相同，故B錯誤；CD．在a處，受力分析可得在c處，受力分析可得聯(lián)立，可得故C錯誤，D正確故選D。7.2021年5月15日中國“天文一號”探測器成功著陸火星?；鹦鞘翘栂抵芯嚯x地球較近、自然環(huán)境與地球最為類似的行星之一，一直以來都是人類深空探測的熱點。我國的航天科學家為了能使探測器登陸火星，在此之前做了大量的研究工作。如果將地球和火星繞太陽的公轉視為勻速圓周運動，并忽略行星自轉的影響。根據表中數據，綜合所學知識可以判斷（　?。┬行翘祗w質量/kg天體半徑/m公轉軌道半徑/m地球火星A.火星的公轉周期小于一年B.火星的公轉速度比地球公轉速度大C.火星表面的第一宇宙速度大于7.9km/sD.太陽對地球的引力比對火星的引力大【答案】D【解析】【分析】第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 【詳解】A．據解得由上式可知，行星的公轉周期隨半徑的增大而增大，則火星的公轉周期大于一年，所以A錯誤；B．據解得由上式可知行星的公轉速度隨半徑的增大而減小，則火星的公轉速度比地球公轉速度小，所以B錯誤；C．星表面的第一宇宙速度為地球表面的第一宇宙速度為7.9km/s，有代入數據可知所以C錯誤；D．據由于地球的質量比火星的質量大，公轉半徑又比火星的公轉半徑小，所以太陽對地球的引力比對火星的引力大，則D正確；故選D。8.第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 無縫鋼管的制作原理如圖所示，豎直平面內，管狀模型置于兩個支承輪上，支承輪轉動時通過摩擦力帶動管狀模型轉動，鐵水注入管狀模型后，由于離心作用，緊緊地覆蓋在模型的內壁上冷卻后就得到無縫鋼管。已知管狀模型內壁半徑為R，為使注入鐵水后管狀模型的各部分均對鐵水有彈力，則管狀模型轉動的角速度至少為（　?。〢.B.C.D.【答案】B【解析】【分析】【詳解】最高點，重力恰好提供向心力時，為臨界條件解得故選B。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.質量為m的物體，從靜止出發(fā)以的加速度豎直下降h的過程，下列說法正確的是（　?。〢.下落的平均速度為B.下落用的時間為C.物體的機械能減少了D.重力的最大功率為【答案】AC【解析】【詳解】AB．物體下降h時的末速度為第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 下落用的時間為下落的平均速度為故A正確，B錯誤；C．物體受到豎直向上的外力作用，其大小為物體機械能的減少量等于克服f所做的功，為故C正確；D．重力的最大功率為故D錯誤。故選AC。10.如圖所示水平面粗糙程度相同，物體A、B經光滑的輕質定滑輪用細線連在一起。當A物體受水平向右的力F在水平面上向右勻速運動時，下列說法正確的是（　?。〢.物體B的動能不變B.力F的功率變大C.繩拉力做功大于B物體重力勢能的增加D.力F做的功等于B物體機械能的增加【答案】BC【解析】【詳解】A．設與A連接的繩子與水平方向的夾角為θ，A物體沿繩方向的分速度大小等于物體B的速度大小，即第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 因為vA不變，但θ變小，所以物體B的速度變大，即動能變大，故A錯誤；B．設繩中的張力大小為T，對A根據平衡條件有當θ趨于0時，有當θ趨于90°時，有即所以在θ逐漸減小的過程中，F逐漸增大，根據可知力F的功率變大，故B正確；C．B物體重力勢能的增加量等于克服重力所做的功，因為物體B做加速運動，動能增大，根據動能定理可知繩拉力做的功一定大于B物體克服重力所做的功，即繩拉力做功大于B物體重力勢能的增加，故C正確；D．根據能量守恒定律可知，力F做的功等于B物體機械能的增加與A物體克服摩擦力做功之和，故D錯誤。故選BC。11.質量為的物體以某一初速度在水平面上滑行，由于摩擦力的作用，其動能隨位移變化的關系圖線如圖所示，重力加速度，以下說法中正確的是（　?。〢.物體與水平面間的動摩擦因數為0.25B.物體與水平面間的動摩擦因數為0.2C.物體滑行的總時間為D.物體滑行的總時間為【答案】BD第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 【解析】【分析】【詳解】AB．根據動能定理由圖像可知解得μ=0.2故A錯誤，B正確；CD．物體的初速度加速度則物體滑行的總時間為選項C錯誤，D正確。故選BD。12.如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源連接，下極板接地，靜電計所帶電荷量很少，可被忽略，開關閉合穩(wěn)定時一帶電的油滴靜止于兩極板間的P點，若打開開關k，將平行板電容器的上極板豎直向下平移一小段距離，則下列說法正確的是（　?。〢.靜電計指針的張角變小B.P點電勢升高C.帶電油滴向上運動D.帶電油滴的電勢能不變【答案】AD【解析】第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 【分析】【詳解】A．將平行板電容器的上極板豎直向下平移一小段距離，極板間距減小，根據可知，電容器的電容增大，當開關打開后，兩極板的電荷量不變，又所以，極板間的電勢差減小，則靜電計指針的張角變小，A正確；BCD．根據場強公式，即當打開開關后，極板的電荷量不變，故可得場強不變，故帶電液滴不會移動，根據電勢與場強的關系可知，P點的電勢不變，電勢能不變，BC錯誤，D正確。故選AD。第Ⅱ卷非選擇題二、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.用如圖所示的實驗裝置來探究小球做圓周運動所需向心力的大小F與質量m、角速度和半徑r之間的關系，轉動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉動，槽內的球就做勻速圓周運動。橫臂的擋板對球的壓力提供了向心力，球對擋板的反作用力通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒下降，從而露出標尺，標尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值。實驗用球分為鋼球和鋁球，請回答相關問題：（1）在研究向心力的大小F與質量m、角速度和半徑r之間的關系時，我們主要用到了物理學中的___________。A．理想實驗法B．等效替代法C．控制變量法D．演繹法（2）在某次實驗中，某同學把兩個質量相等的鋼球放在A、C位置，A、C到塔輪中心距離相同，將皮帶處于左右塔輪的半徑不等的層上。轉動手柄，觀察左右標出的刻度，此時可研究向心力的大小與___________的關系。第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 A．質量mB．角速度C．半徑r（3）在（2）的實驗中，某同學勻速轉動手柄時，左邊標尺露出4個格，右邊標尺露出1個格，則皮帶連接的左、右塔輪半徑之比為___________；其他條件不變若增大手柄轉動的速度，則左右兩標尺的示數將___________，兩標尺示數的比值___________（選填：變大、變小或不變）【答案】①.C②.B③.1∶2④.變大⑤.不變【解析】【分析】【詳解】（1）[1]在研究向心力的大小F與質量m的關系時，控制角速度和半徑r不變，在研究向心力的大小F與角速度的關系時，控制質量m和半徑r不變，在研究向心力的大小F與和半徑r之間的關系時，控制角速度和質量m不變，主要用到了物理學中的控制變量法。故選C。（2）[2]把兩個質量相等的鋼球放在A、C位置時，則控制質量相等、半徑相等，研究的目的是向心力的大小與角速度的關系。故選B。（3）[3]由題意可知左右兩球做圓周運動的向心力之比為則由可得由可知皮帶連接的左、右塔輪半徑之比為[4][5]其他條件不變若增大手柄轉動的速度，則角速度均增大，由則左右兩標尺的示數將變大，但半徑之比不變，由第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 則角速度比值不變，兩標尺的示數比值不變。14.某班同學用讓重錘自由下落的方法進行“驗證機械能守恒定律”的實驗。實驗裝置如圖所示。試回答以下問題：（1）除帶夾子的重錘、紙帶鐵架臺（含夾子）、打點計時器、導線及開關外，在下列器材中，還需要使用的器材是___________（選填選項前字母）A．直流電源B．天平（含砝碼）C．交流電源D．刻度尺（2）實驗過程中他們進行了如下操作，其中操作不當的步驟是___________（選填選項前字母）A．將打點計時器豎直固定在鐵架臺上B．先釋放紙帶，后接通電源C．在紙帶上選取適當的數據點，并測量數據點間的距離D．根據測量結果分別計算重錘下落過程中減少的重力勢能及增加的動能（3）甲同學按照正確的實驗步驟操作后，選出一條紙帶如圖所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數點，用刻度尺測得，在計數點A和B、B和C之間還各有一個點。打點計時器打點的周期為，當地重力加速度為，經過B點時的速度大小為___________。（結果保留三位有效數字）。（4）某同學根據另一紙帶算出相關各點速度v，量出下落的距離h，以為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線如圖所示，由圖象可知機械能損失占機械能的___________%（保留兩位有效數字），得到的結論是在誤差范圍內___________。第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 【答案】①.CD##DC②.B③.1.85④.4.08⑤.機械能守恒【解析】【分析】【詳解】（1）[1]需要交流電源為打點計時器供電，需要刻度尺測量點跡間的距離，不需要測出質量，故不需要天平。故選CD。（2）[2]A．將打點計時器豎直固定在鐵架臺上，符合實驗操作要求，故A正確，不符合題意；B．為充分利用紙帶，應先接通電源，后釋放紙帶，故B錯誤，符合題意；C．在紙帶上選取適當的數據點，并測量數據點間的距離，符合實驗操作要求，故C正確，不符合題意；D．根據測量結果分別計算重錘下落過程中減少的重力勢能及增加的動能，符合實驗要求，故D正確，不符合題意。故選B。（3）[3]根據題意，相鄰計數點間時間間隔為經過B點時速度大小為（4）[4]根據動能定理有故物體下落加速度為機械能損失占機械能的（5）[5]在誤差允許范圍內，機械能損失可忽略不計，重力勢能減少量等于動能增加量，機械能守恒。第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 15.一行星探測器從所探測的行星表面垂直升空，探測器的質量是，發(fā)動機推力為恒力，升空途中發(fā)動機突發(fā)故障關閉。探測器速度隨時間的變化圖象如圖所示，此行星半徑為。求：（1）發(fā)動機突發(fā)故障后探測器落回該行星表面所需時間；（2）該行星的衛(wèi)星其第一宇宙速度大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【分析】【詳解】探測器上升的最大高度為該星球表面重力加速度大小為最高點開始做自由落體運動，自由落體運動時間為t，則有解得發(fā)動機故障后探測器落回地面總時間（2）行星表面的萬有引力等于重力，有衛(wèi)星所受萬有引力提供向心力，有第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 解得16.游樂場里的“飛天秋千”游戲開始前，座椅由鋼絲繩豎直懸吊在半空，鋼絲繩的長度為l，座椅和人的質量為m，繩到轉軸的距離為。秋千由靜止開始轉動，勻速轉動時鋼絲繩擺離豎直方向，座椅比靜止時升高，人和座椅可視為質點，其簡化模型如圖所示。已知重力加速度為g，求：（1）勻速轉動時繩的拉力大小；（2）人運動的線速大小；（3）由靜止到穩(wěn)定轉動過程繩對座椅做的功?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）設勻速轉動時繩的拉力大小為T，繩與豎直方向的夾角為θ，在豎直方向上根據平衡條件有由題意并根據幾何關系可得解得（2）座椅做勻速圓周運動的半徑為設人運動的線速大小為v，在水平方向上根據牛頓第二定律可得第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 解得（3）由功能關系可知，繩對座椅做功等于人和座椅機械能的增加量，即17.如圖所示，質量的金屬小球從距水平面高的光滑斜面上由靜止開始釋放，運動到A點時無能量損耗，水平面是長的粗糙平面，與半徑的光滑的半圓形軌道相切于B點，其中半圓形軌道在豎直平面內，D為軌道的最高點，小球恰能通過最高點D，取。求：（1）小球與面間的摩擦因數；（2）若改變釋放點高度，要使小球從D點飛出后能落到斜面上，釋放點離地高度H應為多大?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【分析】【詳解】（1）小球下滑至B點過程中，由動能定理得由B到D過程機械能守恒在D點由向心力公式解得第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 （2）要使小球從D點拋出后能落到斜面上，從D射出的最小速度為小球從D點飛出后做平拋運動，有水平位移為由釋放點到D的過程，由動能定理18.如圖所示，水平面內有一直角坐標系，在第二、三象限內存在沿x軸正方向、場強大小為E的勻強電場Ⅰ，在第一、四象限的至區(qū)間內存在沿y軸正方向的有理想邊界的勻強電場Ⅱ，場強大小未知。一帶正電的粒子（可視為點電荷）從P點由靜止開始僅在電場力作用下運動，從Q點離開電場Ⅱ。帶電粒子的質量為m，電荷量為q，不計帶電粒子的重力。求：（1）粒子從釋放到射出場區(qū)的時間；（2）電場Ⅱ的場強的大小；（3）若將帶電粒子從x軸負半軸上某一位置由靜止釋放，可使粒子飛出電場Ⅱ時動能最小，求該粒子飛出電場Ⅱ時的最小動能?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 【解析】【分析】【詳解】（1）粒子在電場Ⅰ中做初速度為0勻加速運動，從P點到O點，則有射入電場Ⅱ的速度為v，則有粒子在電場Ⅱ中做類平拋運動，由運動學公式可得粒子在電場中的運動時間（2）粒子在電場Ⅱ中的加速度為解得（3）設粒子在電場Ⅰ中x軸上距原點O為x的位置釋放，從釋放到O點，由動能定理得解得粒子進入電場Ⅱ中做類平拋運動，設偏移量為y，則有解得第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 由全過程動能定理得帶入y整理后得當即時，動能有最小值。且最小值為第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司 第22頁/共22頁學科網（北京）股份有限公司