北京市海淀区重点中学2023-2024学年高二上学期开学考试物理试题

试卷更新日期：2023-09-26 类型：开学考试

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一、单项选择题（本部分共10题，每题3分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。）

1. 冲量的单位是（）

A、牛顿（N） B、牛秒（N·s） C、瓦特（W） D、焦耳（J）

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2. 关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是（）

A、开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 B、开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律 C、开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 D、开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律

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3. 物理课上，老师用如图所示的装置研究平抛运动。A、B是质量相等的两个小球．用小锤击打弹性金属片，A球沿水平方向飞出，同时B球自由下落。在两小球下落的空间中任意选取两个水平面1、2，不计空气阻力。下列判断正确的是（）

A、从平面1运动到平面2的过程中，小球A、B的速度变化量不同 B、从平面1运动到平面2的过程中，小球A、B的动能变化量相同 C、该实验可以验证平抛运动的水平分运动为匀速直线运动 D、增大小锤击打弹性金属片的力度，可使A球先落地

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4. 如图所示，质量为m的小球用轻质细线悬于B点，使小球在水平面内做匀速圆周运动．

(1)、小球在水平面内做匀速圆周运动，其向心力的来源是（）

A、小球受到的重力 B、小球受到的重力与细线对小球拉力的合力 C、细线对小球的拉力与小球所受离心力的合力 D、小球受到的重力、细线对小球的拉力与小球所受离心力的合力

(2)、调整细线长度使其伸长，使小球仍在水平面内做匀速圆周运动，且保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离不变。下列说法正确的是（）

A、线速度和角速度都将增大 B、线速度增大、角速度减小 C、线速度和向心加速度都将增大 D、线速度增大、向心加速度减小

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5. “北斗卫星导航系统”是中国自行研制的全球卫星导航系统．同步卫星是其重要组成部分．如图所示，发射同步卫星时，可以先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经过一系列的变轨过程，将卫星送入同步圆轨道2。卫星在轨道1、轨道2上的运动均可视为匀速圆周运动，在轨道1上运动的速率为 $v_{1}$ 、周期为 $T_{1}$ ，在轨道2上运动的速率为 $v_{2}$ 、周期为 $T_{2}$ 。下列关系正确的是（）

A、 $v_{1} > v_{2}$ ， $T_{1} > T_{2}$ B、 $v_{1} > v_{2}$ ， $T_{1} < T_{2}$ C、 $v_{1} < v_{2}$ ， $T_{1} > T_{2}$ D、 $v_{1} < v_{2}$ ， $T_{1} < T_{2}$

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6. t＝0时刻，以一定初速度水平抛出一个小球，小球重力做功的瞬时功率为P．不计空气阻力，下图能正确反映P随时间t变化情况的是（）

A、 B、 C、 D、

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7. 如图1所示，某人站在力传感器上，从直立静止起，做“下蹲—起跳”动作，图1中的“·”表示人的重心。图2是由力传感器画出的F-t图线，其中1～4各点对应着图1中1～4四个状态和时刻，从1～4人的重心上升的高度为0.5m．取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。下列说法正确的是（）

A、1～4的过程中，人做功为300J B、2～3的过程中，支持力做正功 C、人上升的最大加速度为15 $m / s^{2}$ D、人在下蹲阶段达到最大速度的时刻约为0.45s

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8. 如图所示，一质量为M、长为1的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为f当物块从木板右端离开时（）

A、木板的动能一定等于fl B、木板的动能一定小于fl C、物块的动能一定等于 $\frac{1}{2} m v_{0}^{2} - f l$ D、物块的动能一定大于 $\frac{1}{2} m v_{0}^{2} - f l$

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9. 物理学中，我们常常会利用“守恒"思想处理问题．下列有关守恒的判断正确的是（）

A、神舟十三号返回舱在大气中减速运动，此过程中返回舱和地球组成的系统满足机械能守恒定律 B、光滑水平面上运动的小球压缩弹簧又被弹回，此过程中小球和弹簧组成的系统满足机械能守恒定律 C、光滑水平面上运动的物块与另一个静止的物块发生碰撞，碰后两物块一起匀速运动，此过程满足机械能守恒定律、动量守恒定律 D、甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲推乙后两人向相反方向滑去，此过程两人组成的系统满足机械能守恒定律、动量守恒定律

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二、多项选择题（本部分共3题，每题4分，共12分．在每题列出的四个选项中，选出符合题目要求的几项）

10. 将质量为1kg的小球以3m/s的速度水平抛出，小球运动0.4s后落地， $g = 10 m / s^{2}$ ，则（）

A、小球落地时的速度大小为5m/s B、落地时重力的瞬时功率为50W C、此过程中重力的平均功率为20W D、此过程中小球动量的变化量为2kg·m/s

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11. 在光滑的水平面上有一辆平板车，人拎着一个锤子站在车的左侧，人和车都处于静止状态。若人挥动锤子敲打车的左端，如图所示，则下列说法正确的是（）

A、当人挥动锤子，敲打车之前，车一直保持静止 B、当锤子停止运动时，人和车也停止运动 C、锤子、人和车组成的系统水平方向动量守恒 D、不断敲击车的左端，车和人会持续向右运动

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12. 在光滑的水平面上，质量为m的小球A以速度 $v_{0}$ 水平向右运动，与质量为3m的静止的小球B发生碰撞。A、B的材质不同，碰撞情景会不同。下列说法正确的是（）

A、碰后B球的速度方向一定向右 B、碰后A球的速度方向一定向左 C、碰后B球速度的最大值为 $\frac{1}{2} v_{0}$ D、碰后A球速度的最大值为 $\frac{1}{4} v_{0}$

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三、实验题（本部分共2题，每空2分，共16分）

13. 某同学利用图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。使重物自由下落，打点计时器在随重物下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一条纸带，依次标出计数点1，2，…，6，相邻计数点之间还有1个计时点．

图1

(1)、关于本实验，下列说法正确的是____．

A、重物的体积越大越好 B、实验前必需用天平测出重物的质量 C、实验时先通电，打点稳定后再释放纸带

(2)、为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的____．

A、动能变化量与势能变化量 B、速度变化量和势能变化量 C、速度变化量和高度变化量

(3)、图2为纸带的一部分，打点3时，重物下落的速度 $v_{3} =$ m/s（结果保留3位有效数字）．
图2

(4)、某同学在家里做“验证机械能守恒定律”的实验，他设计的实验装置如图3所示，用细线的一端系住一个较重的小铁锁（可看成质点），另一端缠系在一支笔上，将笔放在水平桌面的边上（记为O点），用较重的书压住。将铁锁拉至与桌面等高处（细线拉直），然后由静止释放。在笔的正下方某合适位置放一小刀，铁锁经过时，细线立即被割断，铁锁继续向前运动，落在水平地面上．该同学测得铁锁静止悬挂时到地面的距离为h，笔到铁锁的距离为l，笔到铁锁落地点的水平距离为s，若满足 $s^{2} =$ （用l和h表示），即可验证铁锁从释放至运动到笔正下方的过程机械能守恒．

图3

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14. 三位同学根据不同的实验条件，进行“探究平抛运动规律”的实验。

(1)、甲同学采用图（1）所示的装置。用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度两球仍然同时落地，这说明____．
图（1）

A、A球运动的竖直方向分运动是自由落体运动 B、A球运动的水平方向分运动是匀速直线运动 C、A球运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动

(2)、乙同学采用图（2）所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC＝BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度 $v_{0}$ 相等。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度 $v_{0}$ 同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象应是。仅仅改变弧形轨道M的高度（保持AC不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明。
图（2）

(3)、丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图（3）所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为1.25cm，由图可求得拍摄时每隔s曝光一次（g取9.8 $m / s^{2}$ ，结果可以用分数表示）
图（3）

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四、计算题（本部分共3题，共42分）

15. 冲击摆是用来测量子弹速度的一种简单装置．如图所示，将一个质量为M的砂箱用轻绳悬挂起来，一颗质量为m的子弹水平射入砂箱，并和砂箱一起向右摆动，摆动的最大摆角为 $θ$ ，若摆长为l（砂箱可视为质点），求：

(1)、子弹打入砂箱后的瞬间，砂箱和子弹的速度大小；

(2)、求子弹的初速度 $v_{0}$ ；

(3)、此过程中损失的机械能为

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16. 如图所示，一同学荡秋千，秋千由踏板和两根绳子构成，人在秋千上的摆动过程可以简化为“摆球”的摆动，如图所示。“摆球”质心与悬点间的距离称为摆长，绳与竖直方向的夹角称为摆角。已知“摆球”质量为m，重力加速度大小为g．不计绳子的质量，不计空气阻力．

(1)、已知摆长为l，“摆球”通过最低点时的速度为v。
a．求“摆球”通过最低点时受到拉力的大小F；
b．请分析说明：“摆球'在向下摆动的过程中受到的拉力逐渐变大．

(2)、在没有别人帮助的情况下，人可以通过在低处站起、在高处蹲下的方式使“摆球”摆得越来越高．人蹲在踏板上从最大摆角 $θ_{1}$ 开始运动，到最低点时突然站起，此后保持站立姿势摆到另一边的最大摆角为 $θ_{2}$ 。已知人蹲在踏板上时摆长为 $l_{1}$ ，人站立时摆长为 $l_{2}$ 。假定人在最低点站起前后“摆球”摆动速度大小不变，求人在最低点站起过程中所做的功W。

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17. 利用物理模型对问题进行分析，是重要的科学思维方法．

(1)、一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动，设发动机的额定功率为 $P_{0}$ ，在行驶过程中汽车所受阻力f的大小不变，求汽车所能达到的最大速度 $v_{m}$ 。

(2)、某地有一风力发电机（如图所示），它的叶片转动时可形成半径为r的圆面．某段时间内该地区的风速是v，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直．已知空气的密度为 $ρ$ ，假如这个风力发电机能将空气动能转化为电能的效率为 $η$ 。求此风力发电机发电的功率P．

(3)、《流浪地球》激发了人们无数的幻想。设想地球逃离太阳系后绕另一恒星公转，且在新公转轨道上的温度与“流浪”前一样，人类就能得以继续繁衍生息。若已知此恒星单位时间内向外辐射的能量是太阳的4倍。
a．若地球绕太阳公转的半径为 $r_{1}$ ，地球绕此恒星公转的半径为 $r_{2}$ ，求 $\frac{r_{1}}{r_{2}}$ ；

b．已知此恒星质量是太阳质量的2倍，地球绕太阳公转的周期为 $T_{1}$ ，地球绕此恒星公转的周期为 $T_{2}$ ，求 $\frac{T_{1}}{T_{2}}$ 。

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