1、- 1 -山西大学附中 20182019 学年高二第一学期 9 月（总第一次）模块诊断物理试题一、选择题 (本题共 12 题，18 题只有一项与题意符合，每题 3 分，912 题至少有一个选项与题意符合，选出与题意相符和的选项。每题 4 分，漏选得 2 分，错选得 0 分，共12 题 40 分1. 小船横渡一条河，船相对静水的速度大小方向都不变。已知小船的运动轨迹如图所示，则河水的流速 ( )A. 越接近 B 岸水速越大 B. 越接近 B 岸水速越小C. 由 A 到 B 水速先增后减 D. 水流速度恒定【答案】B【解析】试题分析：从轨迹曲线的弯曲形状上可以知道，加速度的方向水平向左，知越靠近
2、B 岸水速越小故 B 正确，ACD 错误故选 B。考点：运动的合成【名师点睛】解决本题的关键知道小船参与了两个运动，有两个分速度，分别是静水速和水流速以及知道轨迹的弯曲大致指向合力的方向。2.一根不可伸长的细绳一端固定，另一端拴一小球。现把小球拉到水平位置静止释放，如图所示，则从 A 到 B 的过程中小球受重力的功率变化情况是（ ）A. 不断变大 B. 不断变小C. 先变大后变小 D. 先变小后变大【答案】C【解析】- 2 -【详解】根据 P=mgvcos 可知，开始时 v=0，则 P=0；到达最低点时 v 与 mg 夹角为 900，则P=0；可知从 A 到 B 的过程中小球受重力的功率先变大
3、后变小，故选 C.3.如图所示，一个可视为质点的质量为 m 的小球以初速度 v 飞出高为 H 的桌面，当它经过距离地面高为 h 的 A 点时，所具有的机械能是(以桌面为零势能面，不计空气阻力) （）A. mv2 B. mv2mghC. mv2+mgH D. mv2mg(Hh)【答案】A【解析】【详解】由题不计空气阻力，小球飞出后，只受重力，其机械能守恒。对于抛出点：以桌面为零势能面，小球的重力势能为零，则小球的机械能为 E= mv2；根据机械能守恒得知，经过A 点时小球的机械能 E A=E= mv2，故选 A。【点睛】本题关键要选择好研究的位置，确定出小球的机械能总量，即可轻松解答；注意零重力
4、势能点的位置4.水平抛出在空中飞行的物体，不考虑空气阻力，则( )A. 在相等的时间间隔内动量的变化相同B. 在任何时间内，动量变化的方向都是竖直向下C. 在任何时间内，动量对时间的变化率恒定D. 在刚抛出物体的瞬间，动量对时间的变化率为零【答案】ABC【解析】根据动量定理得，相等时间间隔内重力的冲量相等，则动量变化量相等，A 正确；动量变化量的方向与冲量的方向相同，重力冲量的方向竖直向下，则动量变化量的方向向下，B 正确；根据动量定理得， ，则动量的变化率 ，可知在任何时间内，动量对时间的变化率恒定，故 C 正确 D 错误- 3 -5.如图所示，一块橡皮用细线悬挂于 O 点，现用一枝铅笔贴着
5、细线的左侧水平向右以速度 v匀速移动，运动中始终保持铅笔的高度不变、悬挂橡皮的那段细线竖直，则运动到图中虚线所示位置时，橡皮的速度情况是（）A. 水平方向速度大小为 vcosB. 竖直方向速度大小为 vsinC. 合速度大小为 vD. 合速度大小为 vtan【答案】B【解析】【详解】将铅笔与绳子接触的点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳子方向，如图，则沿绳子方向上的分速度为 vsin，因为沿绳子方向上的分速度等于橡皮在竖直方向上的分速度，则橡皮在竖直方向速度大小为 vsin，橡皮在水平方向上的速度为 v，合速度为 v 合 =，故 B 正确，ACD 错误。故选 B。【点睛】解决本题的关键知道铅笔与绳
6、子接触的点的速度在沿绳子方向上的分速度等于橡皮在竖直方向上的分速度，然后根据平行四边形定则进行求解6.如图所示为竖直平面内的直角坐标系。一质量为 m 的质点，在恒力 F 和重力的作用下，从坐标原点 O 由静止开始沿直线 ON 斜向下运动，直线 ON 与 y 轴负方向成 角(90)。不计空气阻力，则以下说法错误的是（）- 4 -A. 当 F=mgtan 时，拉力 F 最小B. 当 F=mgsin 时，拉力 F 最小C. 当 F=mgsin 时，质点的机械能守恒D. 当 F=mgtan 时，质点的机械能可能减小也可能增大【答案】A【解析】【详解】质点只受重力 G 和拉力 F，质点做直线运动，合力方
7、向与 ON 共线，如图；当拉力与ON 垂直时，拉力最小，根据几何关系，有 F=Gsin=mgsin故 A 错误，B 正确。当 F=mgsin 时，F 与速度方向垂直，F 不做功，质点的机械能是守恒的。故 C 正确。若F=mgtan，由于 mgtanmgsin，故 F 的方向与 ON 不再垂直，有两种可能的方向，F 与物体的运动方向的夹角可能大于 90，也可能小于 90，即拉力 F 可能做负功，也可能做正功，重力做功不影响机械能的变化，则根据功能关系，物体机械能变化量等于力 F 做的功，即机械能可能增加，也可能减小，选项 D 正确；本题选错误的，故选 A.【点睛】本题关键是对物体受力分析后，根据
8、三角形定则求出拉力 F 的大小和方向，然后根据功能关系判断，因为物体机械能的变化取决于除重力以外的其它力的功7.一辆汽车从拱桥桥顶开始沿桥面匀速率驶下轿的过程中（）A. 汽车所受合外力为零 B. 重力对汽车做功的功率保持不变C. 汽车和机械能保持不变 D. 外力做功的代数和为零【答案】D【解析】- 5 -【详解】因为是曲线运动，根据曲线运动条件，汽车所受合外力不为零，故 A 错误；因汽车驶下时，重力与速度方向的夹角逐渐减小，根据 PG=mgvcos 可知，重力对汽车做功的功率逐渐变大，选项 B 错误；因为是沿拱形桥匀速率驶下，故轨迹是曲线，动能保持不变，势能减小，机械能不守恒，选项 C 错误。
9、因为动能保持不变，根据动能定理可知，合外力对汽车做的功等于汽车动能的变化，故合外力做功为零，故 D 正确。故选 D。【点睛】本题抓住汽车匀速率驶下，根据机械能定义判断机械能如何变化，根据合外力做功与动能变化的关系确定合外力做功情况掌握动能定理是关键8.我国的国土范围东西方向大致分布在东经 70 度到东经 137 度，所以我国发射的通信卫星一般定点在赤道上空 3.6 m、东经 100 度附近。若某通信卫星计划定点在赤道上空东经104 度的位置，但测得该卫星刚入轨时位于赤道上空的 3.6 m，东经 101 度处。为了把它调整到计划定点位置，可以先分两次短时间启动卫星上的小型喷气发动机调整卫星园轨道
10、的高度（称为漂移轨道）使其漂移到预定经度后再分两次时间启动卫星的小型喷气发动机使它回到原来的圆轨道（称为静止轨道） 。则卫星在漂移轨道上运动与在静止轨道上运动相比较()A. 高度较低，速度较大 B. 高度较高，速度较大C. 高度较低，速度较小 D. 高度较高，速度较小【答案】A【解析】【详解】把同步卫星从赤道上空 3.6 万千米、东经 101处，调整到 104处，相对于地球沿前进方向移动位置，需要增大相对速度，即卫星的速度需增大，根据万有引力提供向心力，有卫星运行的线速度 v= ，增大线速度需降低轨道高度，故 A 正确，BCD 错误。故选 A。9.如图所示，两个相同小球 A、B 分别拴在细绳的
11、两端，绳子穿过一根光滑管子，B 球在水平面上作半径为 r 的匀速圆周运动，A 球静止不动，则（） 。- 6 -A. B 球受到绳的拉力等于 A 球受到绳的拉力B. 若 A 球静止在较高位置时，B 球角速度较小C. 若 A 球静止在较低位置时，B 球角速度较小D. B 球角速度改变时，A 球可以不升高也不降低【答案】AB【解析】【详解】两球用同一条绳子连接，则 B 球受到绳的拉力等于 A 球受到绳的拉力，选项 A 正确；若 A 球静止在较高位置时，B 球的轨道半径较大，根据 F=mAg=mB 2r 可知，B 球的角速度较小，选项 B 正确，C 错误；因向心力一定，则根据 F=mAg=mB 2r
12、可知，B 球角速度改变时，轨道半径必然改变，即 A 球的高度必然变化，选项 D 错误；故选 AB.10.同步卫星离地心距离为 r，运行速率为1 ，加速度为 a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为 a2，第一宇宙速度为2 ，地球的半径为 R，则下列比值正确的是（ ） 。A. B. C. D. 【答案】BD【解析】【详解】对于地球同步卫星和以第一宇宙速度运动的近地卫星，由万有引力提供做匀速圆周运动所需向心力，得： ，得 则得 ，故 A 错误，B 正确。因为地球同步卫星的角速度和地球赤道上的物体随地球自转的角速度相同，由 a1= 2r，a 2= 2R 可得， ，故 D 正确，C 错误； 故选
13、 BD。【点睛】用已知物理量来表达未知的物理量时应该选择两者有更多的共同物理量的表达式。对于卫星类型，关键要抓住万有引力等于向心力进行列式分析；注意题目中涉及到两种模型.11.对于质量不变的同一物体，下面叙述正确的是（）A. 动能相等时，动量必然相同 B. 动量相同时，动能必然相同C. 动能发生变化时，动量必有变化 D. 动量发生变化时，动能必有变化【答案】BC【解析】- 7 -【详解】动能相等时，只是速度的大小相同，方向不一定相同，即动量不一定相同，选项 A错误；动量相同时，速度的大小和方向都相同，则动能必然相同，选项 B 正确；动能发生变化时，速度大小一定变化，则动量必有变化，选项 C 正
14、确；动量发生变化时，可能是速度的方向发生了变化，速度大小不一定变化，则动能不一定变化，选项 D 错误；故选 BC.【点睛】解决本题的关键掌握动量和动能的表达式，知道它们的联系和区别；动能是标量，只看速度的大小，动量是矢量，要看速度的大小和方向12.一质量为 2kg 的质点从静止开始沿某一方向作匀加速直线运动，它的动量 P 随位移的变化关系为 ，则关于此质点的说法中正确的是（）A. 加速度为 2m/s2B. 2s 内受以的冲量为 8NsC. 在相等的时间内，动量的增量一定相等D. 通过相同的距离，动量的增量可能相等【答案】ABC【解析】【详解】根据 v2=2ax 得，v= ，则动量 P=mv=m
15、 ，又 P=4 = ，解得质点的加速度为 a=2m/s2故 A 正确。2s 内物体速度的变化量为v=at=4m/s，则动量的变化量P=mv=8kgm/s。故 B 正确。因为相同时间内速度的变化量相同，则动量的增量一定相等。故 C 正确。因为相等位移内速度变化量不同，则动量的增加量不等，故 D 错误；故选 ABC。二、填空题(本题共 2 小题，每空调分，共 18 分)13.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图. （1）.实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线_.每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛_.（2）.图乙是正确实验取得的数据,其中 为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度
16、为- 8 -_ . ( 取 9.8 )（3）.在另一次实验中将白纸换成方格纸,每个格的边长 ,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为_ ; 点的竖直分速度为_ .( 取 10 )【答案】 (1). 水平 (2). 初速度相同 (3). 1.6 (4). 1.5 (5). 2.0【解析】（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同。（2）根据 ，代入数据解得： ，所以初速度： 。（3）在竖直方向上，2 L=gT2，解得： ，则平抛运动的初速度为：， B 点竖直方向上分速度为 。14.图
17、甲为验证小球做自由落体运动时机械能守恒的装置图.（1）如图乙所示,用游标卡尺测得小球的直径 _ ;实验时将小球从光电门正上方固定位置 点由静止释放,小球恰能从光电门正中穿过,由数字计时器读出小球通过光电门的时间 ,就可知道物体通过光电门的速度大小,约为 _(用字母表示).（2）.已知当地的重力加速度为 ,除了 1 中测得的数据外,要完成实验,还必须要测量的物理量是（ ）A.小球的质量- 9 -B.小球的体积C.光电门与 点之间的竖直距离D.小球自初始位置 至下落到 位置时所用的时间（3）.改变 的位置,测得多组相应的数据,作出 图象,由图象算出其斜率 ,当_时,可以认为小球在下落过程中机械能守
18、恒.【答案】 (1). 0.455 (2). (3). C (4). g【解析】试题分析：物体通过光电门的速度大小约为 ；需要验证的表达式为： ，即 ，故要完成实验，还必须要测量的物理量是光电门与 O 点之间的竖直距离 h，故选C根据函数关系 可得，作出 v2/2-h 图像，当斜率 k=g 时，可以认为小球在下落过程中机械能守恒考点：验证小球做自由落体运动时机械能守恒【名师点睛】本实验以小球做自由落体运动为例，验证机械能守恒定律，根据方程，分析 v2-h 图象斜率的意义是常用的方法。三、计算题(共 42 分)15.如图所示，在一次红、蓝两军的对抗模拟演习中，红军飞机在蓝军上空飞行，飞行高度h=
19、 500m，蓝军一高射炮 A 到飞机原飞行路径(直线 MN)在水平面上的投影(直线 MN)的距离为 L0 =4000m。如果飞机在距 A 最近的 B 处发现了 A，决定在 h =500m 的平面先作圆周运动再丢下一个和飞机速度相同的炸弹攻击 A。飞机的速度大小为 v 飞 = 200. 0m/s.试求飞机做圆周运动半径大小.【答案】【解析】- 10 -【详解】设飞机运动半径为 R，于是抛出炸弹飞行的水平距离为：对炸弹有： ； 解得16.1969 年 7 月 20 日,人类第一次登上月球,宇航员在月球表面做了这样一个实验:将一片羽毛和一个铁锤从同一个高度同时由静止释放,二者几乎同时落地。若羽毛和铁
20、锤是从高度为处下落,经时间 落到月球表面。已知引力常量为 ,月球的半径为 。（1）.求月球表面的自由落体加速度大小 ;（2）.若不考虑月球自转的影响,求:a.月球的质量 ;b.在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动飞行器的周期 。【答案】 （1） （2）a. ；b.【解析】（1）月球表面附近的物体做自由落体运动：h= g 月 t2月球表面的自由落体加速度大小： （2）a若不考虑月球自转的影响： 月球的质量： b质量为 m的飞行器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动： 在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动飞行器的周期： 17.如图所示，倾角为 的足够长光滑、固定斜面的底端有一垂直斜面的挡板，A、B 两物
21、体- 11 -质量均为 m，通过劲度系数为 k 的轻质弹簧相连放在斜面上，开始时两者都处于静止状态。现对 A 施加一沿斜面向上的恒力 F = 2mgsin ( g 为重力加速度)，经过作用时间 t，B 刚好离开挡板，若不计空气阻力，求：(1)刚施加力 F 的瞬间，A 的加速度大小；(2)B 刚离开挡板时，A 的速度大小；(3)在时间 t 内，弹簧的弹力对 A 的冲量 IA。【答案】(1) ；(2) ；(3) 【解析】（1）刚施加力 F 的瞬间，弹簧的形变不发生变化，有：F 弹 =mgsin；根据牛顿第二定律，对 A：F+F 弹 -mgsin=ma解得 a=2gsin.（2）由题意可知，开始时弹
22、簧处于压缩状态，其压缩量为 ；当 B 刚要离开挡板时，弹簧处于伸长状态，其伸长量此时其弹性势能与弹簧被压缩时的弹性势能相等；从弹簧压缩到伸长的过程，对 A 由动能定理： 解得 （3）设沿斜面向上为正方向，对 A 由动量定理： ，解得点睛：此题从力学的三大角度进行可研究：牛顿第二定律、动能定理以及动量定理；关键是先受力分析，然后根据条件选择合适的规律列方程；一般说研究力和时间问题用定量定理；研究力和位移问题用动能定理.18.（7 分）如图 6 所示，质量为 m 的小球，用不可伸长的线悬于固定点 O，线长为 l，初始- 12 -线与铅垂线有一个夹角，初速为 0. 在小球开始运动后，线碰到铁钉 O1
23、. 铁钉的方向与小球运动的平面垂直. OO 1=hl，且已知 OO1与铅垂线夹角为 . 假设碰后小球恰能做圆周运动. 求线与铁钉碰前瞬时与碰后瞬时张力的变化.【答案】【解析】假设碰后小球能作圆周运动，运动到最高点的速度 可由（1 分）得出设初始夹角为 由机械能守恒得到： （2 分）假设碰前瞬时速度为 v1则： （1 分）- 13 -碰前： （1 分）（1 分）（1 分）本题考查圆周运动和机械能守恒的综合应用，在最高点恰好通过，说明只有重力提供向心力，可求得最高点速度大小，小球碰后到最高点，绳子的拉力不做功，所以小球机械能守恒，规定最低点为零势面，列方程求解，根据碰前碰后拉力和重力分力提供向心力列式求解
