高新部2018-2019学年高二上学期开学考物理试题含答案

高新部高二开学考试物理试题
一、选择题（12题，48分）
1．第一次通过实验比较准确地测出万有引力常量的科学家是（ ） A ．德国科学家开普勒 B ．英国科学家牛顿 C ．意大利科学家伽利略 D ．英国科学家卡文迪许 2．关于行星对太阳的引力，下列说法中正确的是（ ） A ．行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力 B ．行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关 C ．行星对太阳的引力远小于太阳对行星的引力
D ．行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与二者间的距离成反比 3．对于万有引力定律的表述式2
2
1r m m G
F =，下面说法中正确的是（ ） A ．公式中
G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的 B ．当m 1与m 2一定时，随着r 的增大，万有引力逐渐减小 C ．m 1与m 2受到的引力大小总是相等的，方向相反，是一对平衡力 D ．m 1与m 2受到的引力总是大小相等的，而与m 1、m 2是否相等无关 4．关于经典力学，下列说法正确的是（ ）
A ．经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用
B ．经典力学理论的成立具有一定的局限性
C ．在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变
D ．相对论与量子力学否定了经典力学
5．在一次抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人，假设江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为1v ，摩托艇在静水中的航速为2v ，战士救人的地点A 离岸最近处O 的距离为d 。

如战士想在最短时间内将人送上岸，则下列说法正确的是（ ） A ．摩托艇登陆的地点在O 点的下游处 B ．其最短时间内d /2v C ．其最短时间为d /(1v +2v ) D ．其最短时间为d /1v
6．将一小球从距地面h 高处以初速度v 0水平抛出，小球落地时的竖直分速度为v y 。

则下列关于计算小球在空中飞行时间t 的表达式正确的是（ ）
A ．g h /2
B ．g v v y o /)(-
C ．g v v o y /）（-
D ．y v h /2
7．冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员体重的K 倍，他在冰面上做半径R 的匀速圆周运动，其安全速度为（ ） A ．gR K v = B ．KgR v ≤
C ．KgR v 2≤
D ．K
gR
v ≤
8．如图所示的圆锥摆，摆线与竖直方向的夹角为θ，悬点O 到圆轨道平面的高度为
h ，下列说法正确的是（ ）
A ．摆球质量越大，则h 越大
B ．角速度ω越大，则摆角θ也越大
C ．角速度ω越大，则h 也越大
D ．摆球周期与质量无关 9.下列说法中正确的是( ) A.牛顿运动定律就是经典力学 B.经典力学的基础是牛顿运动定律
C.牛顿运动定律可以解决自然界中的所有问题
D.经典力学可以解决自然界中的所有问题
10.如图为嫦娥一号卫星撞月的模拟图,卫星从控制点开始沿撞月轨道在撞击点成功撞月。

假设卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为R ,周期为T ,引力常量为G 。

根据以上信息,可以求出 A.月球的质量 B.地球的质量 C.嫦娥一号卫星的质量 D.月球对嫦娥一号卫星的引力
11.下列关于地球同步通信卫星的说法中,正确的是
( )
A.为避免同步通信卫星在轨道上相撞,应使它们运行在不同的轨道上
B.同步通信卫星定点在地球上空某处,各个同步通信卫星的角速度相同,但线速度可以不同
C.不同国家发射同步通信卫星的地点不同,这些卫星轨道不一定在同一平面内
D.同步通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上
12.据报道,美国航天局已计划建造一座通向太空的升降机,传说中的通天塔即将成为现实。

据航天局专家称:这座升降机的主体是一根长长的管道,一端系在位于太空的一个巨大的人造卫星上,另一端一直垂到地面并固定在地面上。

已知地球到月球的距离约为地球半径的60
倍,由此可以估算,该管道的长度至少为(已知地球半径为6 400 km)( ) A.360 km B.3 600 km C.36 000 km
D.360 000 km
O
h
θ
二、填空题（12分）
13.．某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图1，在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动．在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自由调节．在木板上固定一张白纸．该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的操作：
A．实验前在白纸上画一条直线，并在线上标出a、b、c三点，且ab=bc，如图2，量出ab 长度L=20.00cm．
B．让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中c点，记下此时木板离地面的高度h1=70cm．
C．让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中b点，记下此时木板离地面的高度h2=90.00cm．
D．让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中a点，记下此时木板离地面的高度h3=100.00cm．
则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小v0= m/s，钢球击中b点时其竖直分速度大小为v by= m/s．（已知重力加速度为g=10m/s2，空气阻力忽略不计）14．20世纪初期，著名物理学家爱因斯坦提出了，改变了经典力学的一些结论。

如在经典力学中，物体的质量是的，而狭义相对论指出质量随着物体速度变化而；也是在这这个时期，科学家建立了，这个理论能够正确地描述微观粒子的运动规律。

三、计算题（40分）
15．如图所示，在光滑的圆锥顶端，用长为L=2m的细绳悬一质量为m=1kg的小球，圆锥顶角为2θ=74°．求：（8分）
（1）当小球ω=1rad/s的角速度随圆锥体做匀速圆周运动时，细绳上的拉力．
（2）当小球以ω=5rad/s的角速度随圆锥体做匀速圆周运动时，细绳上的拉力．
16．(12分)如图所示，光滑曲面AB 与水平面BC 平滑连接于B 点，BC 右端连接内壁光滑、半径为r 的1
4细圆管CD ，管口D 端正下方直立一根劲度系数为k 的轻弹簧，轻弹簧下端固定，
上端恰好与管口D 端齐平，质量为m 的小球在曲面上距BC 的高度为2r 处从静止开始下滑，进入管口C 端时与管壁间恰好无作用力，通过CD 后压缩弹簧，在压缩弹簧过程中速度最大时弹簧的弹性势能为E p ，已知小球与BC 间的动摩擦因数μ＝0.5.求：
(1)小球达到B 点时的速度大小v B ； (2)水平面BC 的长度s ；
(3)在压缩弹簧过程中小球的最大速度v m .
17.“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材。

做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上。

现将球拍和太极球简化成如图甲所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的A 、B 、C 、D 位置时球与板间无相对运动趋势。

A 为圆周的最高点,C 为最低点,B 、D 与圆心O 等高。

设球的重力为1 N,不计拍的重力。

则:（12分）
(1)健身者在C 处所需施加的力比在A 处大多少?
(2)设在A 处时健身者需施加的力为F ,当球运动到B 、D 位置时,板与水平方向需有一定的夹角θ,请作出tan θ-F 的关系图象。

18. 如图所示，水平屋顶高H＝5 m，墙高h＝3.2 m，墙到房子的距离L＝3 m，墙外马路宽x＝10 m，小球从房顶水平飞出，落在墙外的马路上，已知g＝10 m/s2，求小球离开房顶时的速度v0的取值范围。

（8分）
参考答案
1．D 2．A 3．ABD 4．BC 5．AB 6．A D 7．B 8．BD
9.:B 10.A 11.D 12.C
13、2.00，1.50．
【解答】解：根据题意可知：h ab=100﹣90=10cm=0.1m，h bc=90cm﹣70cm=20cm=0.2m．
在竖直方向：△h=gt2，
水平方向：x=v0t，
其中△h=h bc﹣h ac=0.1m，x=L=20cm=0.2m，
代入数据解得：t=0.1s，v0=2.00m/s．
b点为时间的中点，因此有：
．
14．狭义相对论，不变，变化；量子力学
15.【解答】解：（1）小球刚要离开锥面时的速度，此时支持力为零，根据牛顿第二定律得：
解得：ω0=2.5rad/s，
当ω=1rad/s＜2.5rad/s时，小球没有离开斜面，
根据牛顿第二定律得：
Tsinθ﹣Ncosθ=mω2Lsinθ
Tcosθ+Nsinθ=mg
带入数据得：
解得：T=8.72N
（2）当ω=5rad/s＞2.5rad/s时，小球离开锥面，设细线与竖直方向夹角为β
T1sinβ=mω2Lsinβ
解得：T1=mω2L=1×25×2=50N
答：（1）当小球ω=1rad/s的角速度随圆锥体做匀速圆周运动时，细绳上的拉力为8.72N．（2）当小球以ω=5rad/s的角速度随圆锥体做匀速圆周运动时，细绳上的拉力为50N．
16.解析：(1)由机械能守恒定律得mg 2r ＝12mv 2
B ，
解得v B ＝2gr .
(2)由mg ＝m v 2C
r
，
得v C ＝gr .
由A 至C ，由动能定理得mg (2r )－μmgs ＝12mv 2
C .
解得s ＝3r .
(3)设在压缩弹簧过程中小球速度最大时离D 端的距离为x ，则有kx ＝mg ， 得x ＝mg k
.
由功能关系得mg (r ＋x )－E p ＝12mv 2m －12mv 2
C ，
得v m ＝
3gr ＋2mg 2
k －2E p
m
.
答案：(1)2gr (2)3r (3)
3gr ＋2mg 2
k －2E p
m
17.解析:(1)设球运动的线速度为v ,半径为R 则在A 处时F+mg=m ① 在C 处时F'-mg=m ② 由①②式得ΔF=F'-F=2mg=2 N 。

(2)在A 处时健身者需施加的力为F ,球做匀速圆周运动的向心力F 向=F+mg ,在B 处不受摩擦力作用,受力分析如图丙所示。

则tan θ==F+1
作出的tan θ-F 的关系图象如图丁所示。

答案:(1)2 N (2)见解析图 18.【答案】
【解析】试题分析：设小球恰好越过墙的边缘时的水平初速度为v 1，由平抛运动规律可知：
，①②，由①②得：v1＝＝m/s＝5m/s
又设小球恰落到马路右边沿时的初速度为v2，由平抛运动的规律得：③，④
由③④得：
所以小球抛出时的速度大小为.
考点：考查了平抛运动规律的应用。