河北省张家口市2024-2025学年高二上学期9月入学摸底考试物理试卷

试卷更新日期：2024-09-13 类型：开学考试

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一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 撑竿跳高是一项运动员经过持竿助跑，借助撑竿的支撑腾空，在完成一系列复杂的动作后越过横杆的运动。忽略空气阻力，在运动员腾空上升的过程中，下列说法不正确的是（　　）

A、运动员的机械能守恒 B、运动员的重力势能一直增大 C、撑竿的弹力对运动员做正功 D、撑竿的弹性势能始终减小

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2. 火车在半径为 $r$ 的水平弯道处转弯，轨道宽为 $l$ ，外轨比内轨高 $h$ ，（ $α$ 很小时，可以近似认为 $tan α = sin α$ ），重力加速度为 $g$ ，为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车的速度应为（　　）

A、 $\sqrt{\frac{g h}{l}}$ B、 $\sqrt{\frac{g l}{h}}$ C、 $\sqrt{\frac{g h l}{r}}$ D、 $\sqrt{\frac{g h r}{l}}$

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3. 若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的 $p$ 倍，半径为地球的 $q$ 倍，则该行星表面卫星的环绕周期是近地卫星环绕周期的（　　）

A、 $\sqrt{p q}$ 倍 B、 $\sqrt{\frac{q}{p}}$ 倍 C、 $q \sqrt{p q}$ 倍 D、 $q \sqrt{\frac{q}{p}}$ 倍

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4. 一辆轿车在平直公路上以 $3 kW$ 的额定功率启动，轿车所受阻力恒为 $100 N$ ，则下列说法正确的是（　　）

A、轿车行驶的最大速度为 $30 km / h$ B、轿车做匀速直线运动时牵引力为0 C、轿车的速度为 $20 m / s$ 时牵引力为 $150 N$ D、轿车先做匀加速直线运动，后以最大速度做匀速直线运动

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5. 如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）沿拱形路面上坡，空气阻力和摩擦阻力的大小不变。此过程中（　　）

A、汽车所受合力为零 B、汽车的牵引力不变 C、汽车所受合力做功为零 D、汽车的输出功率逐渐增大

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6. 我国航天人发扬“两弹一星”精神砥砺前行，从“东方红一号”到“北斗”不断创造奇迹。“北斗”第49颗卫的发射迈出组网的关键一步。该卫星绕地球做圆周运动，运动周期与地球自转周期相同，轨道平面与地球赤道平面成一定夹角。该卫星（　　）

A、运动速度大于第一宇宙速度 B、运动速度大小等于静止在赤道上空的同步卫星 C、轨道半径大于静止在赤道上空的同步卫星 D、周期大于静止在赤道上的物体

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7. 人们用滑道从高处向低处运送货物。如图所示，可看作质点的货物从 $\frac{1}{4}$ 圆弧滑道顶端 $P$ 点静止释放，沿滑道运动到圆弧末端 $Q$ 点时速度大小为 $6 m / s$ 。已知货物质量为 $20 kg$ ，滑道高度 $h$ 为 $4 m$ ，且过 $Q$ 点的切线水平，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。关于货物从 $P$ 点运动到 $Q$ 点的过程，下列说法正确的是（　　）

A、机械能损失 $800 J$ B、经过 $Q$ 点时重力的功率为0 C、重力势能减少 $360 J$ D、经过 $Q$ 点时对轨道的压力大小为 $180 N$

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二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为 $a$ 的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度 $v_{0}$ 水平匀速移动，经过时间 $t$ ，猴子沿杆向上移动的高度为 $h$ ，人顶杆沿水平地面移动的距离为 $x$ ，如图所示。关于猴子的运动情况，下列说法中正确的（　　）

A、相对地面做匀速直线运动 B、相对地面做匀变速曲线运动 C、 $t$ 时间内猴子对地的位移大小为 $x$ D、 $t$ 时刻猴子对地的速度大小为 $\sqrt{v_{0}^{2} + {(a t)}^{2}}$

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9. 如图 $(a)$ ，我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗质量相同的谷粒，其运动轨迹如图（b）所示，轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为 $O$ ，且轨迹交于 $P$ 点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为 $v_{1}$ 和 $v_{2}$ ，其中 $v_{1}$ 方向水平， $v_{2}$ 方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中从 $O$ 点运动到 $P$ 点的过程中，下列说法正确的是（　　）

A、谷粒2在最高点的速度小于 $v_{1}$ B、谷粒1重力势能的变化量小于谷粒2重力势能的变化量 C、谷粒1速度的变化量小于谷粒2速度的变化量 D、谷粒1动能的变化量小于谷粒2动能的变化量

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10. 质量 $m_{1} = 0.3 kg$ 的小车静止在光滑的水平面上，车长 $L = 1.5 m$ ，现有一质量为 $m_{2} = 0.2 kg$ （可视为质点）的物块，以水平向右的速度 $v_{0} = 2 m / s$ 从左端滑上小车，如图所示，最后在小车上某处与小车保持相对静止，物块与小车间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ ， $g = 10 m / s^{2}$ ，下列说法正确的是（　　）

A、在此过程中摩擦力对物块做的功为 $0.336 J$ B、物块与小车的共同速度大小 $0.8 m / s$ C、在此过程中系统产生的内能 $0.24 J$ D、若物块不滑离小车，物块的速度不能超过 $4 m / s$

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三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答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得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。

11. 某实验小组利用如图甲所示的实验装置进行“验证动量守恒定律”的实验，入射球与被碰球半径相同、质量不等，且入射球的质量大于被碰球的质量。

(1)、关于本实验，下列要求和操作正确的是（　　）

A、轨道末端必须水平 B、小球落到的地面要水平 C、测量小球抛出点距地面的高度 $H$ D、同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放

(2)、先使A球从斜槽上固定位置 $G$ 由静止释放，在水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复10次，得到10个落点。再把B球放在水平槽上的末端 $R$ 处，让A球仍从位置 $G$ 由静止释放，与B球碰撞，碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复10次。A、B两球在记录纸上留下的落点痕迹如图乙所示，其中米尺的零点与 $O$ 点对齐。碰撞后A球的水平射程应取 $cm$ 。

(3)、小球A、B的质量分别为 $m_{1} 、 m_{2}$ ，用刻度尺分别测量三个落点的平均位置离 $O$ 点的距离，即线段 $O M 、 O P 、 O N$ 的长度 $L_{1} 、 L_{2} 、 L_{3}$ ，当满足关系式时，说明碰撞过程中动量守恒。

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12. 某实验小组利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示。已知重物质量为 $m$ ，当地重力加速度为 $g$ 。

(1)、在“验证机械能守恒定律”的实验中，以下步骤不必要或者错误的是（　　）

A、用天平称出重物和夹子的质量 B、接通电源，松开纸带，开始打点，并如此重复多次，以得到几条打点的纸带 C、固定好打点计时器，将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器 D、测出各计数点到起始点 $O$ 点的距离，即得到重物下落的高度

(2)、某同学多次实验后，挑选一条点迹清晰的纸带，测量出纸带上连续四个点 $A 、 B 、 C 、 D$ 到起始点 $O$ 的距离如图乙所示。已知打点计时器的打点频率为 $f$ ，则从 $O$ 点到 $C$ 点的这段时间内，重物动能的增加量为。

(3)、该同学利用纸带上各点到起始点 $O$ 点的距离 $h$ ，计算出各点的速度 $v$ ，以 $h$ 为横轴、 $\frac{v^{2}}{2}$ 为纵轴，根据实验数据绘出 $\frac{v^{2}}{2} - h$ 图像，其图线的斜率表示的物理量为。

(4)、在实验中，某同学根据测得的数据，通过计算发现，重物动能的增加量略大于重物重力势能的减少量，若测量与计算均无错误，则出现这一问题的原因可能是（　　）

A、重物的体积偏大 B、交流电源的电压偏小 C、交流电源的频率偏小 D、纸带与打点计时器之间阻力过大

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13. 一小孩把一质量为 $0.5 kg$ 的篮球由静止释放，释放后篮球的重心下降高度为 $0.8 m$ 时与地面相撞，反弹后篮球的重心上升的最大高度为 $0.2 m$ ，已知篮球与地面作用的时间为 $0.05 s$ ，且该过程中不计空气阻力，重力加速度为 $g = 10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、篮球与地面相互作用的过程中，篮球的动量变化量；

(2)、篮球与地面相互作用的过程中，篮球对地面的平均作用力。

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14. 如图所示，半圆形光滑轨道竖直固定在 $A B$ 杆上，杆长 $L = 1 m$ ，半圆与水平方向相切于 $B$ 点，半径 $R = 0.5 m$ ，距其右侧一定水平距离处固定一个斜面体。斜面 $C$ 端离地高度 $h = 0.8 m, E$ 端固定一轻弹簧，弹簧原长为 $D E, D E = 0.375 m$ ，斜面 $C D$ 段粗糙而 $D E$ 段光滑。现将一质量为 $1 kg$ 的物块（可看作质点）从圆轨道某处静止释放，离开最低点 $B$ 后恰能落到斜面顶端 $C$ 处，且速度方向恰好平行于斜面，物块沿斜面下滑压缩弹簧后又沿斜面向上返回，第一次恰能返回到最高点 $C$ 。斜面倾角 $θ =$ $53^{\circ}$ ，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。已知 $sin 53^{\circ} = 0.8, cos 53^{\circ} = 0.6$ ，求：

(1)、物块从半圆形轨道静止释放的位置距B点的高度；

(2)、物块与斜面CD段之间的摩擦因数。

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15. 长为l的轻绳上端固定，下端系着质量为m₁的小球A，处于静止状态。A获得一速度v_A后在竖直平面内做圆周运动，恰好能通过圆周轨迹的最高点。当A回到最低点时，质量为m₂的小球B与之迎面正碰，碰后A、B粘在一起，仍做圆周运动，并也恰好能通过圆周轨迹的最高点。不计空气阻力，重力加速度为g，求：

(1)、A获得一速度v_A时，轻绳对小球A的拉力大小；

(2)、A、B碰撞过程中损失的机械能∆E。

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