2024-2025学年山西省榆次第一中学校高二（上）开学考试物理试卷
一、选择题：第1-7题每题4分，第8-10题每题6分，共46分。
1.如图所示，长为的小车置于光滑的水平面上，小车前端放一小物块，用大小为的水平力将小车向右拉动一段距离，物块刚好滑到小车的左端。物块与小车间的摩擦力为，在此过程中 ( )
A. 摩擦力对小物块做的功为 B. 摩擦力对系统做的总功为
C. 力对小车做的功为 D. 小车克服摩擦力所做的功为
2.从同一点水平抛出三个小球分别撞在竖直墙壁上点、点、点，三小球撞到竖直墙壁上的速度方向与竖直墙壁的夹角分别为、、，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )
A. 落在点的小球撞在墙面的速度最小
B. 三个小球撞在墙面的速度一定满足关系式
C. 落在点的小球飞行时间最短
D. 、、三点速度方向的反向延长线交于一点
3.年月日，中国女篮在女篮世界杯决赛中获得亚军，追平了在本项赛事中的历史最好成绩。如图所示，水平地面上，某运动员手拿篮球站在滑板车上向一堵竖直的墙向右滑行，为了避免与墙相撞，在接近墙时，运动员将篮球水平向右抛出，篮球反弹后运动员又接住篮球，速度恰好减为。不计地面的摩擦和空气阻力，忽略篮球在竖直方向的运动，篮球与墙的碰撞过程不损失能量。运动员和滑板车的总质量为，篮球的质量为。抛球前，运动员、滑板车和篮球的速度为。则( )
A. 整个过程中运动员、滑板车及篮球的总动量守恒
B. 运动员抛球与接球时对篮球的冲量相同
C. 墙对篮球的冲量大小为
D. 篮球被墙反弹后的速度大小为
4.一物块沿倾角为的斜坡向上滑动，当物块的初速度为时，上升的最大高度为，如图所示。当物块的初速度为时，上升的最大高度记为。重力加速度为，则物块与斜坡间的动摩擦因数和分别为( )
A. 和 B. 和
C. 和 D. 和
5.如图所示，光滑水平面上有一矩形长木板，木板左端放一小物块，已知木板质量大于物块质量，时两者从图中位置以相同的水平速度向右运动，碰到右面的竖直挡板后木板以与原来等大反向的速度被反弹回来，运动过程中物块一直未离开木板，则关于物块运动的速度随时间变化的图象可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6.一个质量为的端床运动员，从离水平网面某高处自由下落，着网后沿竖直方向端回到空中。用摄像机录下运动过程，从自由下落开始计时，取竖直向下为正方向，用计算机作出图像如图所示，其中和为直线，，不计空气阻力，取重力加速度。从自由下落开始到蹦至离水平网面最高处的过程中，下列说法正确的是( )
A. 网对运动员的平均作用力大小为 B. 运动员动量的变化量为
C. 弹力的冲量大小为 D. 运动员所受重力的冲量大小为
7.一质量为的物体静止在光滑水平面上，某时刻起受到水平向右的大小随位移变化的力的作用，随位移变化的规律如图所示，下列说法正确的是( )
A. 物块先做匀加速运动，后做匀减速运动 B. 物块的位移为时，物块的速度最大
C. 力对物块做的总功为 D. 物块的最大速度为
8.中国空间站梦天实验舱顺利完成转位，标志着中国空间站“”字基本构型在轨组装完成。已知中国空间站在距地面高度为的圆形轨道运行。若地球半径为，地球表面的重力加速度为，引力常量为，梦天实验舱转位过程的时间为，不考虑地球的自转。则( )
A. 中国空间站做圆周运动的周期为
B. 中国空间站做圆周运动的周期为
C. 中国空间站在转位时间内通过的路程为
D. 中国空间站在转位时间内通过的路程为
9.有长度均为的、两段水平路面，段光滑，段粗糙．在处静止的小物体质量为可视为质点在水平恒力作用下，从点开始运动，到点恰好停下，段动摩擦因数自左往右逐渐增大，具体变化如图所示，重力加速度为下列判断正确的是
A. 水平恒力的大小
B. 水平恒力在、两段路面上做功不相等
C. 水平恒力在段的平均功率等于段的平均功率
D. 水平恒力在段中间时刻瞬时功率小于在段中间时刻瞬时功率
10.一辆玩具赛车在水平直线跑道上由静止开始以的恒定功率加速前进，赛车瞬时速度的倒数和瞬时加速度的关系如图所示，已知赛车在跑道上所受到的阻力不变，赛车到达终点前已达到最大速度。下列说法中正确的是( )
A. 赛车做加速度逐渐增大的加速直线运动
B. 赛车的质量为
C. 赛车所受阻力大小为
D. 赛车速度大小为时，加速度大小为
二、综合题：本题共5小题，共54分。
11.（6分）实验小组采用如图所示的装置进行了弹性碰撞的实验验证。
在木板表面先后钉上白纸和复印纸，并将木板紧贴槽口竖直放置，使小球从斜槽轨道上某固定点由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹；
将木板向右平移适当的距离固定，再使小球从原固定点由静止释放，撞到木板上留下痕迹；
把半径相同的小球质量小于小球静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球仍从原固定点由静止释放，与小球相碰后，两球撞在木板上留下痕迹；
．、、三点为球撞到木板上留下的痕迹，用刻度尺测量纸上点到、、三点的距离分别为。
已知放小球之前，小球落在图中的点，则小球和发生碰撞后，球的落点是图中的________点，球的落点是图中的__________点。若两球发生的是弹性碰撞，应满足的表达式为____________。
12.（8分）某同学用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律，进行如下操作。
用天平测定小球的质量为；
用游标卡尺测出小球的直径为；
用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为；
电磁铁先通电，让小球吸在下端；
电磁铁断电，小球自由下落；
在小球经过光电门的时间内，计时装置记下小球经过光电门所用时间为，由此可计算出小球经过光电门时的速度为_______；
计算此过程中小球重力势能的减少量为_______，小球动能的增加量为_______。取，结果保留三位有效数字则小球下落过程中机械能守恒。
另一同学用上述实验装置通过改变光电门的位置，用表示小球到光电门时的下落距离，用表示小球通过光电门的速度，根据实验数据作出了如图乙所示的图像，则当地的实际重力加速度为_______。
13.（10分）如图甲，倾角为的斜面固定在水平地面上，轻质弹簧的一端固定在斜面底端，此时弹簧处于自然状态。一质量为的滑块从距离弹簧上端为处由静止释放，已知弹簧劲度系数为，斜面与滑块间动摩擦因数为。设滑块与弹簧接触过程中没有机械能损失，弹簧全过程始终处于弹性限度内不计空气阻力，重力加速度。
求滑块与弹簧上端第一次刚好接触时的速度大小；
若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度最大时，弹簧所具有的弹性势能为，试求这个最大速度的大小。结果可用根式表示
14.（12分）如图所示，在风洞实验室中，从点以水平速度向左抛出一个质量为的小球可视为质点，小球抛出后所受空气作用力沿水平方向，其大小为，经过一段时间小球运动到点正下方的点处，重力加速度为，在此过程中，求：
小球离、所在直线的最远距离；
、两点间的距离；
小球到达点时的速率。
15.（18分）如图，光滑水平面上有带有光滑圆弧轨道的滑块，其质量为，一质量为的小球以速度沿水平面滑上轨道，并能从轨道上端飞出，则：
小球从轨道上端飞出后，能上升的最大高度为多大？
滑块能达到的最大速度为多大？
参考答案
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10.
11. ； ；
12.
13.滑块与弹簧上端第一次刚好接触时根据动能定理可得
解得
当滑块速度达到最大时，物块的加速度为零，由受力分析可得
可得弹簧的压缩量为
滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度最大时，根据动能定理
解得最大速度
14.将小球的运动沿水平方向和竖直方向分解，水平方向有
，
联立解得小球离、所在直线的最远距离为
水平方向速度减小为零所需时间
由对称性知小球从运动到的总时间为
竖直方向上有
联立解得、两点间的距离
小球运动到点时，水平分速度大小为
竖直分速度大小为
则小球到达点时的速度大小为
15.小球和滑块在水平方向上动量守恒，规定小球运动的初速度方向为正方向，当小球从轨道上端飞出时，小球与滑块具有水平上的相同的速度，根据动量守恒，则有
解得
根据机械能守恒，有
解得小球能上升的最大高度为
小球从轨道左端离开滑块时，滑块的速度最大，根据动量守恒，则有
根据机械能守恒，则有
联立可得
此时滑块的速度大小为 。
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