1、甘肃省天水一中 2018-2019 学年高二上学期开学考试物理试题一、选择题1.下列说法正确的是（ ）A. 牛顿根据扭秤实验测出了万有引力常量 GB. 我国发射的同步卫星可以定位在首都北京的正上方C. 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的速度一定不大于D. 根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度小于在远日点的速度【答案】C【解析】A、卡文迪许根据扭秤实验测出了万有引力常量 G，故 A 错误；B、同步卫星若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步” ，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的所以我国发射的同步卫星不可以定位在首都北京的上方，故 B 错误；C、人造
2、地球卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力 ，得 ，由此可知轨道半径越大，速度越小，轨道半径越小，速度越大，当轨道半径最小等于地球半径 R 时，速度最大为 ，所以绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星的速度一定等于或小于 7.9 km/s，故 C 正确；D、根据开普勒第二定律得行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，得远日点时速率小于近日点，故 D 错误；故选 C。2.下列说法正确的是（ ）A. 小朋友从滑梯上滑下的过程中机械能守恒B. 跳伞运动员在空中匀速下落的过程中机械能守恒C. 小球沿固定光滑斜面下滑的过程中机械能不守恒D. 神舟号载人飞船穿越大气层返回地球的过程中机械能不守恒
3、【答案】D【解析】【详解】A：小朋友从滑梯上滑下的过程中，摩擦力做负功，机械能不守恒。故 A 项错误。B：跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，动能不变，重力势能减小，两者之和即机械能减小。故 B 项错误。C：小球沿固定光滑斜面下滑的过程中，只有重力做功，小球的机械能守恒。故 C 项错误。D：神舟号载人飞船穿越大气层返回地球的过程中，要克服空气阻力做功，机械能不守恒。故 D 项正确。【点睛】物体机械能守恒的条件是除重力(弹簧弹力) 外其它力对物体做的功为零；有时也借助物体动能和重力势能(弹性势能 )的变化来判断机械能是否守恒。3.关于功和能，下列说法正确的是（ ）A. 支持力对物体一定不做功B.
4、重力做正功，物体动能一定增加C. 滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功D. 一对滑动摩擦力做功之和可以为零【答案】C【解析】【详解】A：若支持力与物体位移的夹角不为直角，则支持力对物体做功。例如人站在电梯里随电梯上升或者下降时，电梯的支持力会对人做功。故 A 项错误。B：据动能定理，动能的增加量等于合外力做的功，与重力做功没有直接关系。故 B 项错误。C：滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，与运动方向可以相同也可以相反；滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功。故 C 项正确。D：一对相互作用的滑动摩擦力大小相等，方向相反，作用的两个物体位移不同，伴随机械能的损耗（转化为内能） ，所以一对滑动摩擦力
5、做功的总和恒为负值。故 D 项错误。【点睛】一对相互作用的滑动摩擦力大小相等，方向相反，作用的两个物体位移不同，伴随机械能的损耗（转化为内能） ，一对滑动摩擦力做功的总和恒为负值。4.如题图所示，两个完全相同的小球 A、B，在同一高度处以相同大小的初速度 分别水平抛出和竖直向上抛出，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）A. 两小球落地时的速度大小和方向都相同B. 从开始运动至落地，重力对两小球做功相同C. 两小球落地时，重力的瞬时功率相同D. 从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同【答案】B【解析】【详解】A：两个小球在运动的过程中都是只有重力做功，机械能守恒，据机械能守恒可知两物体
6、落地时速度大小相等；两小球落地时速度方向不同。故 A 项错误。B：重力做功取决于物体的质量和始末位置的高度差，则从开始运动至落地，重力对两小球做功相同。故 B 项正确。C：到达地面时两物体的速率相同，重力也相同，但 A 物体重力与速度夹角为锐角，B 物体重力与速度方向相同，所以两小球落地时，B 物体重力的瞬时功率大于 A 物体重力的瞬时功率。故 C 项错误。D：从开始运动至落地，重力对两小球做功相同， A 运动的时间小于 B 运动的时间，则重力对 A 球做功的平均功率较大。故 D 项错误。5.月球与地球质量之比约为 有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕月地连线上某
7、点 O 做匀速圆周运动据此观点， 可知月球与地球绕 O 点运动的线速度之比约为（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】月球和地球绕月地连线上某点 O 做匀速圆周运动，设月球质量为 、转动的半径为，地球质量为 、转动的半径为 。月球和地球之间的万有引力提供各自的向心力，则地球和月球的向心力相等；月球、地球和 O 始终共线，说明地球和月球有相同的角速度。因此有 ，又 ，所以 。故 A 项正确，BCD 三项错误。6.据报道“嫦娥一号” 和“ 嫦娥二号 ”绕月飞行器的圆形工作轨道距月球表面分别约为 和，运行速率分别为 和 那么， 和 的比值为（ ） （月球半径取 ）A. B. C. D
8、. 【答案】D【解析】【详解】绕月飞行器绕月球做飞行时， ，解得： 。所以“嫦娥一号”和“嫦娥二号” 的运行速率之比 。故 D 项正确，ABC 三项错误。7.如题图所示是一汽车在平直路面上启动的速度-时间图像，其中 0 到 时刻图像为直线，从 时刻起汽车的功率保持不变，设汽车受到的阻力恒定不变，由图像可知（ ）A. 时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变B. 时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大C. 时间内，汽车的牵引力减小，加速度不变D. 时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变【答案】B【解析】【详解】AB：由速度时间图象知，0t 1 时间内，汽车做加速度不变的加速运动；汽车
9、受到的阻力恒定不变，则汽车的牵引力不变，汽车的功率 增加。故 A 项错误，B 项正确。CD：由速度时间图象知，0t 1 时间内，汽车做加速度减小的加速运动；t 1 时刻起汽车的功率保持不变，则汽车的牵引力 减小。故 CD 两项错误。8.某人从离地 350 米高的桥面一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完美结合 假设质量为 m 的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度为 ，在运动员下落 h 的过程中，下列说法正确的是( )A. 物体的重力势能增加了 mghB. 物体的动能增加了C. 物体克服阻力所做的功为D. 物体的机械能减少了【答案】B【解析】【详解】A：在运动员
10、下落 h 的过程中，物体的重力势能减少了 mgh。故 A 项错误。B：据牛顿第二定律，物体所受合力 ；在运动员下落 h 的过程中，据动能定理可得： 。故 B 项正确。C：据牛顿第二定律， ，解得： ；在运动员下落 h 的过程中，阻力做功，物体克服阻力所做的功为 。故 C 项错误。D：重力势能减少了 mgh，动能增加了 ，则机械能减少了 。故 D 项错误。【点睛】机械能的变化等于动能的变化加上重力（弹性）势能的变化；机械能的变化等于除重力（弹簧弹力）以外其它力做的功。9.一质量为 的物块在合外力 F 的作用下从静止开始沿直线运动。F 随时间 t 变化的图线如图所示，则（ ）A. 时物块的速率为B
11、. 时物块的动量大小为C. 时物块的动量大小为D. 时物块的速度为零【答案】AB【解析】【详解】A：据动量定理， ，代入数据解得： 时物块的速率。故 A 项正确。B：据动量定理， ，代入数据解得： 时物块的动量大小。故 B 项正确。C：据动量定理， ，代入数据解得： 时物块的动量大小。故 C 项错误。D：据动量定理， ，代入数据解得： 时物块的速度大小。故 D 项错误。10.如图所示，轻弹簧一端固定在墙上 ，另一端连一挡板，挡板的质量为 m，一物体沿光滑水平面以一定的速度撞向挡板，物体质量为 M，物体与挡板相接触的一面都装有尼龙搭扣，使得它们相撞后立即粘连在一起，若碰撞时间极短（即极短时间内完
12、成粘连过程），则对物体 M、挡板 m 和弹簧组成的系统，下面说法中正确的是（ ）A. 在 M 与 m 相撞瞬间，系统的动量守恒而机械能不守恒B. 从 M 与 m 粘连后到弹簧被压缩到最短的过程中，系统的动量不守恒而机械能守恒C. 从 M 与 m 刚开始接触到弹簧恢复原长的过程中，系统的动量守恒而机械能不守恒D. 从 M 与 m 刚开始接触到弹簧恢复原长的过程中，系统的动量不守恒而机械守恒【答案】AB【解析】【详解】A：M 与 m 相撞瞬间，由于相撞的时间极短，内力远大于外力，系统动量守恒；M 与 m 相撞，是完全非弹性碰撞，有能量损失，系统机械能不守恒。故 A 项正确。B：从 M 与 m 粘连
13、后到弹簧被压缩到最短的过程中，由于墙壁对系统有外力作用，系统动量不守恒；由于此过程中只有弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒。故 B 项正确。CD：从 M 与 m 刚开始接触到弹簧恢复原长的过程中，墙壁对系统有作用力，系统动量不守恒；由于碰撞过程有能量损失，系统机械能不守恒。故 CD 两项错误。二、实验题11.如图所示的实验装置，可用于探究力对静止物体做功与物体获得的速度的关系选用同样的橡皮筋，每次在同一位置释放小车，如果用 1 条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为 W；用 3 条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为_小车运动中会受到摩擦阻力，在实验中应如何操作以消除这种影响_【答案】 (1
14、). 3W (2). 应调整木板倾斜程度，直到放开拖着纸带的小车，轻推小车，小车能够匀速下滑。【解析】【详解】选用同样的橡皮筋，每次在同一位置释放小车，如果用 1 条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为 W；用 3 条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为 3W。小车运动中会受到摩擦阻力，实验中应使木板适当倾斜来平衡摩擦力，应调整木板倾斜程度，直到放开拖着纸带的小车，轻推小车，小车能够匀速下滑。12.某同学在验证机械能守恒定律的实验中，使重物自由下落 ，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示O 为纸带下落的起始点，A 、B、C 为纸带上选取的三个连续点已知实验中
15、所用重物的质量 ，打点计时器每隔打一个点，当地的重力加速度为 。根据题图可知，记录 B 点时，重物的速度 _ ，重物动能 _J从开始下落到至 B 点，重物的重力势能减少量是_J（以上三空均保留三位有效数字），由此可得到的结论是_。该同学进一步分析发现重物动能的增量略小于重力势能减少量，则造成这现象的原因可能是_。根据纸带算出相关各点的速度 v，量出下落距离 h，则以 为纵轴，以 h 为横轴画出的图线应是图中的_。若该同学不慎将上述纸带从 OA 之间扯断，他仅利用 A 点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的?_ （填“能”或“不能”）【答案】 (1). 1.92 (2). 3.69 (3)
16、. 3.76 (4). 在误差允许范围内，重物的机械能守恒。 (5). 纸带与打点计时器限位孔间的摩擦力对纸带做负功 (6). C (7). 能【解析】【详解】记录 B 点时，重物的速度记录 B 点时，重物动能从开始下落到至 B 点，重物的重力势能减少量由此可得到的结论：在误差允许范围内，重物的机械能守恒。该同学进一步分析发现重物动能的增量略小于重力势能减少量，则造成这现象的原因可能是纸带与打点计时器限位孔间的摩擦力对纸带做负功。 据机械能守恒有， ，则： 。所以以 为纵轴，h 为横轴画出的图线应是图中的 C 项。若该同学不慎将上述纸带从 OA 之间扯断，他可选取 A 点之后的纸带上的两点，据
17、来验证机械能守恒。三计算题13.雪橇是一种深受青少年喜爱的雪上运动器材在一次滑雪运动中，某同学坐在雪橇上，从静止开始沿着高度为 15m 的斜坡滑下，到达底部时速度为 ，人和雪橇的总质量为已知 求：（1）下滑过程中，合外力对人和雪橇做的功（2）下滑过程中，人和雪橇克服阻力做的功【答案】 （1）3000J（2）6000J【解析】【分析】(1)对人和雪橇的下滑过程， 应用动能定理，可求得下滑过程中合外力对人和雪橇做的功；(2)对人和雪橇的下滑过程， 应用动能定理，可求得下滑过程中阻力对人和雪橇做的功，进而求得下滑过程中人和雪橇克服阻力做的功。【详解】(1)对人和雪橇的下滑过程，应用动能定理可得：解得
18、：下滑过程中合外力对人和雪橇做的功(1)对人和雪橇的下滑过程， 应用动能定理可得：解得：下滑过程中阻力对人和雪橇做的功所以下滑过程中人和雪橇克服阻力做的功14.光滑水平轨道上有三个木块 A、B、C，质量分别为 、 ，开始时 B、C 均静止，A 以初速度 v0 向右运动，A 与 B 碰撞后分开， B 又与 C 发生碰撞并粘在一起，此后 A 与 B 间的距离保持不变求：（1）B 与 C 碰撞前 B 的速度大小。（2）整个过程中系统机械能的减少量。【答案】(1) (2) 【解析】【分析】(1)对 A 碰 B 和 B 碰 C 过程分别应用动量守恒列式，根据最终三者速度关系，求得 B 与 C碰撞前 B
19、的速度。(2)用开始时的机械能减去最终时的机械能可得整个过程中系统机械能的减少量。【详解】(1)设 A 与 B 相碰后， A 的速度为 、B 的速度为 ，B 与 C 相碰后粘在一起的速度为对 A 碰 B 的过程，由动量守恒得：对 B 碰 C 的过程，由动量守恒得：此后 A 与 B 间的距离保持不变，则联立解得： 、(2)整个过程中系统机械能的减少量15.如图所示，半径 的光滑圆弧轨道 BC 固定在竖直平面内 ，轨道的上端点 B 和圆心 O 的连线与水平方向的夹角 ，下端点 C 为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上，质量 的小物块（可视为质点）从空中 A 点以 的
20、速度被水平抛出， 恰好从 B 点沿轨道切线方向进入轨道， 经过 C 点后沿水平面向右运动至 D 点时，弹簧被压缩至最短，C 、D 两点间的水平距离 ，小物块与水平面间的动摩擦因数 ， 求：（1）小物块经过圆弧轨道上 B 点的速度 的大小；（2）小物块经过圆弧轨道上 C 点时对轨道的压力大小；（3）弹簧的弹性势能的最大值 【答案】(1)4m/s(2)8N(3)0.8J【解析】【分析】(1)小物块从 A 到 B 做平抛运动，恰好从 B 端沿切线方向进入轨道，速度方向沿切线方向，根据几何关系求得小物块在 B 点速度的大小；(2)小物块从 B 运动到 C，据机械能守恒求出小物块到达 C 点的速度，再由
21、牛顿运动定律求解小物块经过圆轨道上 C 点对轨道压力；(3)小物块从 B 运动到 D，据功能关系求解弹簧的弹性势能的最大值。【详解】(1)小物块恰好从 B 端沿切线方向进入轨道，将小物块在 B 点速度分解成水平方向和竖直方向，据几何关系得： (2)小物块由 B 到 C，由机械能守恒定律有：在 C 点处，对小物块受力分析，由牛顿第二定律得：解得：据牛顿第三定律，小物块经过圆弧轨道上 C 点时对轨道的压力大小为 8N.(3)小物块由 B 到 D，由功能关系得：解得：【点睛】本题是机械能与曲线运动相结合的综合题，考查的知识有平抛运动的规律、牛顿运动定律和机械能守恒定律，还要能正确分析运动过程中的能量关系。
