湖南师范大学附属中学高二上学期入学考试物理试题

湖南师大附中2019-2020学年度高二第一学期入学考试物理时量:90分钟满分:100分得分: 一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共18分.其中第1～9小题为单选题，第10～12小题为多选题.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.一汽车刹车，做匀减速直线运动，依次通过A、B两路标，最后停在C处，已知AB=BC，汽车经过A、B两路标的瞬时速度之比为C.2:1D.1:12.如图所示，小球被固定在细杆末端，细杆固定在小车上，小车向右运动，关于细杆对小球的弹力，下列说法正确的是A.若小车做匀速直线运动，则弹力竖直向上mmB.若小车做匀速直线运动，则弹力沿杆斜向上C.若小车做匀加速直线运动，则弹力一定沿杆斜向上D.若小车做勺减速直线运动，则弹力可能沿杆斜向上3.如图所示，一小球以v0=12m/s的速度水平抛出，在落地之前经过空中A、B两点，在A点小球速度方向与（空气阻力忽略不计，sin37°=0.6，水平方向的夹角为37°，在B点小球速度方向与水平方向的夹角为53°，cOs37°=0.8，g取10m/s2），以下判断确的是A.小球从A运动到B点用时t=0.24sB.小球从A运动到B点用时t=0.7sC.A、B两点间的高度差为h=2.45mD.A、B两点间的距离为s=8.75m4.如图所示，用细绳拴着质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动，圆周半径为R，则下列说法正确的是A.小球过最高点时，绳子一定有张力BC.小球过最高点时的最小速度为零D.小球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反5.在国际单位制中，力学的三个基本单位是A.N、m、sB.kg、m、sC.cm、g、SD.N、kg，m6.如图所示，在固定斜面上的一物块受到外力F的作用，已知F的方向平行于斜面向上，斜面粗糙，且物块在斜面上保持静止，下列判断正确的是A.物块定受到沿斜面向下的摩擦力B.物块一定受到沿斜面向上的摩擦力C.物块可能不受摩擦力D.物块一定受到4个力作用7.一辆汽车从静止出发，在平直的公路上加速前进，如果发动机的牵引力保持恒定，汽车所受阻力保持不变，在此过程中A.汽车的速度与时间成正比B.汽午的位移与时间成正比C.汽车做变加速直线运动D.汽车发动机做的功与时间成止比8.物体沿直线运动的v-t图象如图所示，已知在第1秒内合外力对物体所做的功为W，则A.从第1秒末到第3秒末合外力做功为0B.从第3秒末到第5秒末合外力做功为-2WC.从第5秒末到第7秒末合外力做功为-WD.从第1秒未到第5秒未合外力做功为3W9.如图所示，a、b、C是·条电场线上的三个点，a、b之间的距离等于b、c之间的距离，用ϕa、ϕb、ϕc 和E a、E b、E c分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，由图可以判定下列说法中正确的是A.E a=E b=E cB.E a＞E b＞E cC.ϕa＞ϕb＞ϕcD.ϕa-ϕb=ϕb-ϕc10.如图所示，在光滑的固定斜面上有四个完全相同的小球1、2、3、4从顶端滑到底端，球1沿斜面从静止开始自由下滑；球2沿斜面上的光滑槽由静止开始下滑；球3以初速度v0水平抛出后沿斜面运动；球4由静止开始沿斜面上的光滑槽运动，且槽的形状与球3的运动轨迹相同.不计空气阻力，关于小球在斜面上运动时间和到达底端速度的大小，下列说法正确的是A.球3运动的时间与球1运动的时间相同B.球2运动的时间与球3运动的时间相同C.球4到达底端速度的大小等于球1到达底端速度的大小D.球3到达底端的速度大小与球1相同11.如图所示，在水平向右的匀强电场中，在O点固定电何量为+Q的正点电荷，a、b、c、d为以O为圆心的同一圆周上的四点，bd与电场线平行，ac与电场线垂直，则A.a点的电场强度可能为零B.b点的电场强度大小大于a点的电场强度大小C.d、a问的电势差大于d、c间的电势差D.检验电荷在a点的电势能等于在c点的电势能12.如图所示，长为l、倾角为θ的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中.一电荷量为+q、质量为m的小球，以初速度v0由斜面底端的M点沿斜面上滑到达斜面顶端N的速度仍为v0，则A.小球在N点的电势能小于在M点的电势能B.M、N两点的电势差为mgl qC.电场强度等于tan mgqθD.电场强度等于sin mgqθ二、实验填空题（每空2分，共12分）13.（8分）如图所示，光滑水平轧道与光滑圆弧轧道相切，轻弹箦的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O 转动的轻杆，且摆到某处即能停在该处，另有一小钢球，现要利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能.（1）还需要的器材是；（2）以上测量，实际上是把对弹性势能的测量转化为对能的测量，进而转化为对小钢球的和的直接测量.14.（4分）为验证动能定理，某同学设计了如下实验.将一长直木板一端垫起，另一端侧面装一速度传感器，让小滑块由静止从木板h高处（从速度传感器所在平面算起）自山下滑至速度传感器时，读出滑块经此处时的速度v，如图所示.多次改变滑块的下滑高度h（斜面的倾角不变），对应的速度值记录在表中：要最简单直观地说明此过程动能定理是否成立，该同学建立了以h为纵轴的坐标系，你认为坐标系的横轴应该是，本实验是否需要平衡摩擦力（填“是”或“否”）.三、计算题（共40分）15.（13分）如图甲所示，质量为m=2kg的物体置于倾角为θ=37°的固定且足够长的斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力F，t1=1s时撤去拉力，物体运动的部分v-t图象如图乙所示，（sin37°=0.6，g=10m/s2）求：（1）拉力F的人小；（2）t=4s时物体的速度的大小.16.（13分）为使带电荷量为-3×10-5C的点电何q在匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B，AB相距0.4m，必须对该电荷施加一个与竖直方向夹α=37°斜向左上大小为F=1.5×10-4N的恒力，如图所示，已知A点电势 A=100V.不计电荷的重力，已知sin37°=0.6.求：（1）匀强电场的电场强度的大小和方向；（2）B点的电势及A、B间的电势差；（3）q在由A到B的过程中电势能的变化量.17.（14分）如图所示，半径为R=1.5m的光滑员弧支架竖直放置，圆心角θ=60°，支架的底部CD离地面足够高，圆心O在C点的正上方，右侧边缘P点固定一个光滑小轮，可视为质点的小球A、B分别系在足够长的跨过小轮的轻绳两端，两球的质量分别为m A=0.3kg、m B=0.1kg.将A球从紧靠小轮P处由静止释放，若A球运动到C点时刻，轻绳突然断裂，g=10m/s2，求：（1）在轻绳断裂瞬间，A球对圆弧轨道的压力为多大；（2）从轻绳断裂瞬间开始，经过多长时间两球重力功率的大小相等?（计算结果可用根式表示）湖南师大附中2019—2020学年度高二第一学期入学考试物理参考答案一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分.其中第1~9小题为单选题，第10~12小题为多选题.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.A【解析】汽车由A 运动到C 的过程中做匀减速直线运动，B 是A 、C 的中间位置，则B v =222A B v v =，则:A B v v ，故选A.2.A【解析】轻杆的弹力不一定沿杆的方向，因此判断轻杆的弹力时要结合物体的运动情况分析. 3.B【解析】根据运动的分解可知，从A 到B 竖直方向：00tan 53tan 37v v gt ︒=︒+，解得：0.7s t =，A 错误，B 正确；从A 到B 竖直方向：()()2200tan53tan372v v gh ︒-︒=，解得：8.75m h =，C 错误；水平匀速，所以从A 到B 的水平距离：08.4m x v t ==，D 错误；A 、B 两点间的距离12.1m s ==.4.B【解析】小球在圆周最高点时，满足恰好由重力提供向心力时，可以使绳子的拉力为零，故A 错误；小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则在最高点，恰好由重力提供向心力时，向心力最小，线速度最小，有：2vmg m R=，v =B 正确，C 错误；小球在圆周最高点时，绳子只能提供向下的拉力，所以不可能与重力的方向相反，故D 错误. 5.B【解析】国际单位由基本单位和导出单位两部分组成，基本量的单位称为基本单位；国际单位制中力学的三个基本单位分别是千克（kg ）、米（m ）、秒（s ），分别对应的物理量为质量、长度、时间. 6.C【解析】F 和物块重力沿斜面向下的分力大小不确定，所以物块可能不受摩擦力或可能受到沿斜面向上或向下的摩擦力，故A 、B 、D 错，C 正确. 7.A【解析】由f F F ma -=可知，因汽车牵引力保持恒定，故汽车做匀加速直线运动，C 错误；由v at =可知，A 正确；而212x at =，故B 错误；由212F W F x F at =⋅=⋅可知，D 错误. 8.A【解析】物体动能的改变量等于合外力对物体做的功，从第1秒末到第3秒末物体速度不变，动能不变，所以合外力做功为0，A 正确；从初始时刻到第5秒末，动能变化量为零，合力做功为零.由于第1秒内合外力对物体所做的功为W ，所以第3秒末到第5秒末合外力做功为－W ，B 错误；从第5秒末到第7秒末动能改变量与第1秒内动能改变量相同，所以合外力做功为W ，C 错误；从初始时刻到第5秒末，动能变化量为零，根据动能定理可知，第1秒末到第5秒末合外力做功为－W ，D 错误. 9.C【解析】因为不清楚周围电场线的分布，所以无法判断电场强度的大小，A 、B 错误；沿电场线方向电势降低，所以a b c ϕϕϕ>>，C 正确；根据U Ed =，虽然间距相等，但是不清楚电场强度关系，无法判断电势差关系，D 错误. 10.AC【解析】球3以初速度v 0水平抛出后沿斜面运动，可分解为沿斜面向下的匀加速直线运动和水平方向的匀速直线运动，故球3运动的时间与球1运动的时间相同，所以选项A 正确.球2沿斜面上的光滑槽由静止开始下滑，其运动时间一定大于球1沿斜面从静止开始自由下滑的时间，即球2运动的时间大于球3运动的时间，选项B 错误.根据机械能守恒定律，球1、球2、球4到达底端速度的大小相等，球3到达底端的速度最大，选项C 正确，D 错误. 11.BD【解析】匀强电场在a 点的电场强度向右，点电荷产生的电场在a 点的电场强度向上，两电场强度相互垂直合成不可能为零；故A 错误；匀强电场的电场强度方向与点电荷产生的电场的电场强度方向在b 点同向，在a 点方向垂直，由合成法则可知b 点的电场强度大小大于a 点的电场强度大小；故B 正确；点电荷产生的电场在同心圆上各点的电势相等，所以d 、a 间的电势差等于d 、c 间的电势差，故C 错误；点电荷产生的电场在同心圆上各点的电势相等，a 、c 与匀强电场垂直，是匀强电场的等势线，所以a 、c 两点的电势相等，检验电荷在a 点的电势能等于在c 点的电势能；故D 正确. 12.AC【解析】带电小球从M 到N 的过程中，只有重力和静电力做功，由动能定理sin 0MN W mgl θ-=，得sin 0MN W mgl θ=>，所以电势能减小，A 正确；M 点与N 点的电势差sin MN MN W mgl U q qθ==，故B 错；电场强度sin tan cos MN U mgl mg E d ql qθθθ===，C 对，D 错. 二、实验填空题（每空2分，共12分） 13.（8分）（1）天平、刻度尺 （2）重力势 质量 上升高度【解析】（1）分析题意可知，用小球压缩弹簧，将弹簧释放，由于水平轨道和圆弧轨道均是光滑的，只有弹簧的弹力和重力做功，最终弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能，因此需要用天平测量小球的质量m ，用刻度尺测量小球在光滑圆弧轨道上上升的高度h.（2）以上测量，实际上是把对弹性势能的测量转化为对重力势能的测量，根据重力势能的计算公式p E mgh =，可知需要直接测量的物理量是小钢球的质量和上升高度.14.（4分）v 2 否【解析】设木板与水平面间的夹角为θ，滑块与木板间的动摩擦因数为μ.由动能定理得21cos 0sin 2h mgh mg mv μθθ-⋅=-，整理得：2121tan h v g μθ=⎛⎫- ⎪⎝⎭.故h 与v 2成正比，应以v 2为横轴.本实验是滑块重力的分力与摩擦力的合力充当合外力，使滑块匀加速即可，因此不需要平衡摩擦力. 三、计算题（共40分） 15.（13分）【解析】（1）解法一：设力F 作用时物体的加速度为a 1，由牛顿第二定律可得： 1sin cos F mg mg ma θμθ--=撤去力F 后，设物体的加速度为a 2，由牛顿第二定律可得： 2sin cos mg mg ma θμθ+=根据图象可以知道：2116m /s a =228m /s a =代入计算得出：0.25μ=，48N F =解法二：设力F 作用时物体的加速度为a 1，由牛顿第二定律可得： 1sin f F mg F ma θ--=撤去力F 后，设物体的加速度为a 2，由牛顿第二定律可得： 2sin f mg F ma θ+=根据图象可以知道：2116m /s a =228m /s a =代入计算得出：4N f F =，48N F =（2）设下滑加速度为a 3，由牛顿第二定律可得：3sin cos mg mg ma θμθ-=或者3sin f mg F ma θ-=解得：234m /s a =设撤去力F 后物体运动到最高点的时间为t 2，则有122v a t = 代入数据得：22s t =前4s 内物体沿着斜面下滑的时间3121s t t t t =--= 则4s t =时物体的速度334m /s v a t ==16.（13分）【解析】（1）由F qE = 得电场强度的大小为：451.510N /C 5N /C 310F E q --⨯===⨯ 方向如图所示；左上与竖直方向成37°（2）A 、B 间的电势差为：cos 50.40.8V 1.6V AB U E AB α=⨯⨯=⨯⨯= B 点的电势为：100V 1.6V 98.4V B ϕ=-=（3）点电荷从由A 运动到B ，电场力做功为：55310C 1.6V 4.810J AB W qU --==-⨯⨯=-⨯故点电荷的电势能增大54.810J -⨯.17.（14分）【解析】（1）A 、B 组成的系统机械能守恒， 221122A AB B B B A A m v m v m gh m gh ++=1cos602A h R R R =-︒=B h R =cos30B A A v v ︒== 联立解得2m /s A v =对A 受力分析，应用向心力公式有：2N A A A v F m g m R-= 解得：N 3.8N F =由牛顿第三定律可知，A 对圆弧轨道的压力大小为3.8N.（2）轻绳断裂后，A 球做平抛运动，B 球做竖直上抛运动，B 球上抛初速度cos30s B A v v =︒=设经过时间t 两球重力功率的大小相等，则：A AyB By m v m gv g =Ay v gt =By B v v gt =-联立解得40t =。