2020-2021学年安徽省淮南一中高二（上）开学物理试卷
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1．（4分）关于曲线运动，下列说法正确的是（ ） A．曲线运动的速度大小一定变化 B．曲线运动的加速度一定不变
C．一段时间内，做曲线运动的物体的位移可能为零 D．在平衡力作用下，物体可能做曲线运动 2．（4分）关于重力势能，下列说法正确的是（ ） A．重力势能的大小只由重物本身决定
B．一物体的重力势能从﹣6J变为﹣2J，重力势能变小了 C．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零 D．距地面有一定高度的物体，其重力势能可能为零
3．（4分）体育课结束后，小聪捡起一楼地面上的篮球并带到四楼教室放下。已知篮球的质量为600g，教室到一楼地面的高度为10m，则该过程中，小聪对篮球所做的功最接近于（ ） A．10J
B．60J
C．100J
D．6000J
4．（4分）如图所示，在同竖直面内，两位同学分别以初速度va和vb，将两个小球分别从高度为h1和h2的（h1＞h2）a、b两点沿水平方向同时抛出，两小球均落到与两抛出点水平距离相等的P点。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．两球同时落地 C．
＝
B．a球先落地 D．
＝
5．（4分）为使物体脱离星球的引力束缚，不再绕星球运行，从星球表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系为v2＝
v1，已知某星球的半径为R，其表面的重力加速度为
地球表面重力加速度g的，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为（ ） A．2
B．
C．
D．
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6．（4分）如图所示，轻质杆Oa的a端固定一小球，在无其他外力情况下，杆带动小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动。在图中a、b、c、d四个点中，细杆Oa受到小球的拉力最大的点是（ ）
A．a
B．b
C．c
D．d
7．（4分）如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个质量为m的物体，物体随圆筒一起转动，圆筒的半径为r，物体与圆筒内壁间的动摩擦因数为μ，可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力要使物体随圆筒一起转动，则圆筒转动一周所用时间的最大值为（ ）
A．2π
B．2π
C．
D．
8．（4分）如图所示a、b两物块质量分别为m、3m，用不计质量的细绳相连接，悬挂在定滑轮的两侧。开始时a、b两物块距离地面高度相同，用手托住物块b，然后由静止释放，直至a、b物块间高度差为h时，不计滑轮质量和一切摩擦，重力加速度为g。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物块a的机械能守恒
B．物块b的机械能减少了mgh
C．物块b机械能的减少量大于物块a机械能的增加量 D．物块a、b此时速度大小均为
9．（4分）图示为肩关节、手关节训练器，是中老年喜爱的户外健身器材．当健身爱好者用手转动把手时，某时刻圆盘上P、Q两点绕中心O点匀速转动的角速度大小分别为ωP、ωQ，周期分别为TP、TQ，线速度大小分别为
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vP、vQ，向心加速度大小分别为aP、aQ，则（ ）
A．ωP＜ωQ
B．TP＝TQ
C．vP＞vQ
D．aP＜aQ
10．（4分）一条河宽90m，船在静水中的速度为3m/s，水流速度是4.5m/s，则（ ） A．该船不可能垂直河岸横渡到对岸
B．当船头垂直河岸横渡时，船的位移最小，为90m C．当船头垂直河岸横渡时，过河所用的时间最短，为30s D．当水流速度增大时，横渡时间也一定增大
11．（4分）如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极（轨道可视为圆轨道），该极地轨道卫星从北纬60°的正上方，按图示方向第一次运动到南纬60°正上方的过程中，所用的时间为t。已知该卫星距地面的高度为h，地球视为质量均匀分布的球体，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球的自转。由上述信息可求出（ ）
A．该卫星的质量 C．该卫星的运行周期
B．地球的质量 D．地球的半径
12．（4分）如图所示，倾角为的斜面体静置在粗糙的水平地面上，与斜面平行的轻弹簧下端固定在地面上。一质量为m的小滑块（视为质点）从斜面顶端A以大小为v0的速度沿斜面向下匀速运动，碰到弹簧上端B后将弹簧压缩到最低位置C，返回后离开弹簧，最终停在A处。下列说法正确的是（ ）
A．滑块从A运动到C的过程中，斜面体不受地面的静摩擦力
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B．滑块下压弹簧的过程中做匀减速直线运动 C．滑块压缩弹簧过程中弹簧弹性势能的最大值为mv02
D．滑块从C运动到A的过程，弹簧的弹性势能全部转化为滑块的重力势能 二、实验题（本题共2小题，共12分）
13．（6分）某同学用图示装置探究功与物体动能变化的关系，配套器材有长木板，橡皮筋（若干）、小车、打点计时器、纸带、复写纸等。
（1）实验中，平衡摩擦力后，发现打点的纸带上相邻各点间的间隔先增大后均匀，则应选择该纸带上间隔 （填“增大”或“均匀”）的部分来计算小车的速度
（2）该同学采用图象法进行数据处理，为使得到的图线是直线，若用纵坐标表示功，则横坐标应表示 （填“速度”或“速度的平方”）。
14．（6分）某研究性学习小组利用图示装置验证机械能守恒定律，P1处与P2处的光电门间的高度差为h。直径为d的小球从图示位置由静止释放后依次通过P1、P2光电门。重力加速度大小为g。
（1）若小球中心通过P1、P2光电门时遮光时间分别为t1、t2，则小球通过P1、P2光电门时的速度大小分别为 、 。
（2）若该实验中等式gh＝ 成立，即可验证机械能守恒定律。
（3）实验室可提供的小球有木球和铁球，为了尽可能或小测量误差，下列做法正确的是 （填对应的字母序号）
A．释放小球时，只要P1、P2处光电门在同竖直线上即可
B．选用铁球，且释放铁球时尽可能让其球心与两个光电门在同一竖直线上 C．选用木球，且释放木球时尽可能让其球心与两个光电门在同一竖直线上
三、计算题（本题共4小题，共40分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答
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案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15．（8分）如图所示，在光滑水平桌面上有一光滑小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量m＝2kg的小球A，另一端连接质量M＝12kg的重物B，小球A沿半径r＝0.15m的圆做匀速圆周运动。取g＝10m/s2．求： （1）当小球A做匀速圆周运动的角速度ω＝10rad/s时，重物B所受地面的支持力大小F； （2）当重物B所受地面的支持力为零时，小球A做匀速圆周运动的线速度大小v。
16．（10分）曼岛TT摩托车大赛可以称为世界上最搏命、最壮观、最危险的赛车比赛。如图所示，某人骑摩托车在水平道路上行驶，要在A处越过宽x＝12m的壕沟，沟对面水平路面比A处低h＝1.8m。取g＝10m/s2，空气阻力不计。求：（结果可用根号表示） （1）摩托车在空中飞行的时间；
（2）摩托车开始飞越壕沟的初速度的最小值；
（3）摩托车落地时的最小速度及其方向与水平路面间夹角的正切值。
17．（10分）某汽车制造商研制开发了发动机额定功率P＝30kW的一款经济实用型汽车，在某次性能测试中，汽车连同驾乘人员的总质量m＝2000kg，在平直路面上以额定功率由静止启动，行驶过程中受到大小f＝600N的恒定阻力。
（1）求汽车的最大速度v；
（2）若达到最大速度v后，汽车发动机的功率立即改为P'＝18kW，经过一段时间后汽车开始以不变的速度行驶求这段时间内汽车所受合力做的功W。
18．（12分）图示为某弹射装置的示意图，光滑的水平导轨MN的左端M处固定一带有水平弹簧的竖直挡板，右端N处与长L＝4m的水平传送带平滑连接电动机带动皮带轮沿顺时针方向转动，使得传送带以v＝3m/s的速率匀速向右运动。弹簧原长小于MN的长度，一质量m＝1kg的滑块（可视为质点）置于水平导轨上，将滑块向左移动压缩弹簧，然后由静止释放，滑块脱离弹簧后以v0＝2m/s的速度滑上传送带，并从传送带的右端飞出滑块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，空气阻力不计，取g＝10m/s2。
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（1）求滑块从传送带右端飞出时的速度大小；
（2）由于滑块在传送带上的运动，求电动机多消耗的电能△E；
（3）改变弹簧的压缩量，重复以上的过程，要使滑块总是以（1）中的速度v′从传送带的右端飞出，求弹簧弹性势能的最大值Epm。
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2020-2021学年安徽省淮南一中高二（上）开学物理试卷
参与试题解析
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1．【答案】C
【解答】解：A、曲线运动速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，加速度一定不等于0，但速度大小不一定变化，如匀速圆周运动，故A错误；
B、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，加速度大小和方向可能变化，也可能不变受，故B错误；
C、匀速圆周运动的物体速度大小不变，方向时刻变化，当运动一周时位移为零，故C正确； D、在平衡力作用下的物体，物体处于静止或匀速直线运动状态，故D错误。 故选：C。 2．【答案】D
【解答】解：A．物体的重力势能与物体本身的重力和零势能面的选取有关，故A错误； B．重力势能是标量，重力势能从﹣6J变为﹣2J，表示物体重力势能增加，故B错误； C．地面上的物体只有以地面为零势能面时，重力势能才为零，故C错误；
D．以物体所在平面为零势能面，距离地面有一定高度的物体重力势能也可能为零，故D正确。 故选：D。 3．【答案】B
【解答】解：小聪从一楼到四楼对篮球做的功等于篮球克服重力做的功，W＝mgh＝0.6×10×10J＝60J，故B正确，ACD错误。 故选：B。 4．【答案】D
【解答】解：AB、两个小球都做平抛运动，竖直方向作自由落体运动，由h＝
，得t＝
，由于a、b
两个小球分别从高度为h1和h2（h1＞h2），则ta＞tb，因此小球b先落地，故AB错误； CD、小球水平方向都做匀速直线运动，由x＝v0t，由题意x相等，则故选：D。 5．【答案】C
＝
＝
，故C错误，D正确。
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【解答】解：根据重力等于向心力，得 m•g＝m由题意得该星球的第二宇宙速度为 v2＝故选：C。 6．【答案】C
v1＝
，得 v1＝
【解答】解：分析bd两点，杆的拉力提供向心力，ac点时，重力和拉力的合力提供向心力，由于a点的速度小，c点的速度大，且在c点时，F﹣mg＝m
，故c点时，小球受到杆的拉力最大，根据牛顿第三定律可知，此时
细杆Oa受到小球的拉力最大，故C正确，ABD错误。 故选：C。 7．【答案】A
【解答】解：物体做匀速圆周运动时受到重力、支持力以及摩擦力。其中支持力提供向心力。 由于竖直方向合力为零，有：f＝mg 若刚好满足：f＝μFN，则此时周期最大， 由牛顿第二定律得：FN＝m（解得最大周期：T＝2π故选：A。 8．【答案】D
【解答】解：A、物体a加速上升，动能和重力势能均增加，故机械能增加，故A错误；
BD、a、b间高度差为h，a上升的高度与b下降的高度均为，物体a、b构成的系统机械能守恒， 则：
，解得v＝
，
）2r
，故A正确，BCD错误。
物体b动能增加量为（3m）v2＝mgh，重力势能减小mgh，故机械能减小mgh，故B错误，D正确； C、物体a上升，b下降的过程中，只有重力做功，物块a、b与地球组成的系统机械能守恒，物块b机械能的减少量等于物块a机械能的增加量，故C错误； 故选：D。 9．【答案】BD
【解答】解：AB、P、Q两点共轴转动，角速度相等，根据T＝
知，周期相等，故A错误，B正确。
C、根据v＝rω知，Q点的转动半径大于P点，角速度相等，则vP＜vQ，故C错误。
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D、根据a＝rω2知，Q点的转动半径大于P点，角速度相等，则aP＜aQ，故D正确。 故选：BD。 10．【答案】AC
【解答】解：设船在静水中的航速为v1，水流的速度v2。
A、由题，船在静水中的航速小于水流的速度，根据平行四边形定则可知，船的合速度方向不可能垂直于河岸，则船不能垂直到达正对岸，故A正确；
B、船实际是按合速度方向运动，由于v1、v2的大小一定，根据作图法，由三角形定则分析可知，当船相对于水的速度v1与合速度垂直时，合速度与河岸的夹角最大，船登陆的地点离船出发点的最小距离。设船登陆的地点
离船出发点的最小距离为x．根据几何知识得x一定大于90m，故B错误；
C、将小船的速度分解为垂直河岸和沿河岸方向，在垂直于河岸的方向上，河宽一定，当在该方向上的速度最大时，渡河时间最短，所以当船头方向垂直河岸，在该方向上的速度等于静水航速，时间最短，为tmin＝s＝30s，故C正确；
D、当水速增大时，不会影响垂直河岸的速度，因此横渡时间不会受到影响，故D错误； 故选：AC。 11．【答案】BCD
【解答】解：CD、由卫星从北纬60°的正上方，按图示方向第一次运行到南纬60°的正上方时，刚好为运动周期的T，所以卫星运行的周期为3t，故C正确；
知道周期、卫星距地面的高度为h，由＝m（R+h），可以算出地球的半径，故D正确；
AB、通过上面的公式可以看出，只能算出中心天体的质量，故A错误，B正确。 故选：BCD。 12．【答案】AC
【解答】解：A、以整体为研究对象，水平方向受力平衡，则滑块从A运动到C的过程中，斜面体不受地面的静摩擦力，故A正确；
B、滑块下压弹簧的过程中弹簧的弹力在发生变化，物块不可能做匀减速直线运动，故B错误；
C、滑块沿斜面方向的重力分力等于摩擦力大小，整个过程重力做的功与克服摩擦力做的功相等，根据动能定理
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可得弹簧弹力做的负功等于动能的变化，即滑块压缩弹簧过程中弹簧弹性势能的最大值为mv02，故C正确； D、滑块从C运动到A的过程，弹簧的弹性势能转化为滑块的重力势能和克服摩擦做的功，故D错误。 故选：AC。
二、实验题（本题共2小题，共12分） 13．【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）橡皮筋的拉力即为小车所受合外力大小，在橡皮条伸长阶段小车加速，恢复原长后匀速，故小车先加速后匀速，点间距先增加后均匀；在处理数据时应选择纸带上间隔均匀的部分来计算速度；
（2）根据动能定理可知，合外力的功与动能的变化量成正比，故为了得出直线，应以速度的平方为横坐标。 故答案为：（1）均匀；（2）速度的平方。 14．【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）由平均速度公式可得，小球通过P1光电门时的速度大小：v1＝
＝
，
同理，小球通过P2光电门时的速度大小：v2＝；
（2）若守恒定律成立，则减小的重力势能与增加的动能相等，即： mgh＝m（
）2﹣m（
）2，
等式两边的质量m可以约去，则为：gh＝（
）2﹣（）2。
（3）为了尽可能或小测量误差，应该选择铁球，且释放铁球时尽可能让其球心与两个光电门在同一竖直线上，故AC错误，B正确； 故选：B。 故答案为：（1）
，
；
（2）（
）2﹣（）2（3）B。
三、计算题（本题共4小题，共40分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 15．【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）根据牛顿第二定律得：
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Fn＝mrω2＝2×0.15×100N＝30N， 对B研究有： F+Fn＝Mg，
F＝Mg﹣Fn＝120﹣30N＝90N，
（2）B物体处于将要离开、而尚未离开地面时有： Fn′＝Mg＝120N， 根据牛顿第二定律得： Fn′＝
，
解得：v＝3m/s。
答：（1）当小球A做匀速圆周运动的角速度ω＝10rad/s时，重物B所受地面的支持力大小是90N； （2）当重物B所受地面的支持力为零时，小球A做匀速圆周运动的线速度大小是3m/s。 16．【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）摩托车从A处越过壕沟的过程做平抛运动，有： h＝
解得：t＝0.6s
（2）摩托车恰好越过壕沟时的初速度即为所求最小初速度，有：x＝v0t 解得：v0＝20m/s。
（3）由运动的合成和分解知识可得所求速度大小为： v＝
＝2
m/s
所求正切值为：tanθ＝＝＝0.3
答：（1）摩托车在空中飞行的时间为0.6s；
（2）摩托车开始飞越壕沟的初速度的最小值为20m/s；
（3）摩托车落地时的最小速度及其方向与水平路面间夹角的正切值为0.3。 17．【答案】（1）汽车的最大速度为30m/s；
（2）这段时间内汽车所受合力做的功W为﹣1.6×106J。
【解答】解：（1）汽车匀速运动时，牵引力等于阻力，有：F＝f＝600N 根据P＝Fv得：
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v＝＝m/s＝50m/s
（2）设功率改为P′＝18kW时，则有： v′＝
＝
m/s＝30m/s
根据动能定理有： W＝mv′2﹣mv2 解得：W＝﹣1.6×106J
答：（1）汽车的最大速度为30m/s；
（2）这段时间内汽车所受合力做的功W为﹣1.6×106J。 18．【答案】（1）滑块从传送带右端飞出时的速度大小为3m/s； （2）由于滑块在传送带上的运动，求电动机多消耗的电能为3J；
（3）改变弹簧的压缩量，重复以上的过程，要使滑块总是以（1）中的速度v′从传送带的右端飞出，则弹簧弹性势能的最大值为12.5J。
【解答】解：（1）由于v0＜v，可知滑块滑上传送带后的一段时间内做匀加速直线运动，其加速度大小为： a＝
＝μg＝0.2×10m/s2＝2m/s2，
设该过程所用的时间为t，由匀变速直线运动的规律有：v＝v0+at 解得：t＝0.5s
该过程中滑块发生的位移为：x＝v0t+代入数据解得：x＝1.25m
由于x＜L，可知滑块的速度增大到v后，将与传送带以共同的速度运动，故滑块从传送带右端飞出时的速度v'等于v，
即：v'＝v＝3m/s；
（2）滑块在传送带上匀加速滑动的过程中，其动能的增量为：代入数据解得：△Ek＝2.5J
该过程中，滑块相对于传送带发生的位移为：△x＝vt﹣x＝0.25m 该过程中，系统内能的增量为：△Q＝μmg•△x＝0.5J
由能量守恒定律可知，由于滑块在传送带上的运动而使电动机多消耗的电能为： △E＝△Ek+△Q＝2.5J+0.5J＝3J；
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（3）经分析可知，当弹簧的弹性势能最大时，滑块脱离弹簧后的速度最大（设为vm），且滑块匀减速滑动到传送带右端时的速度恰好为v。滑块在传送带上滑动的过程中，由匀变速直线运动的规律有：v′2﹣弹簧弹性势能的最大值为：Epm＝解得：Epm＝12.5J.
答：（1）滑块从传送带右端飞出时的速度大小为3m/s；
（2）由于滑块在传送带上的运动，求电动机多消耗的电能为3J；
（3）改变弹簧的压缩量，重复以上的过程，要使滑块总是以（1）中的速度v′从传送带的右端飞出，则弹簧弹性势能的最大值为12.5J。
＝2aL
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