2021-2022年江西省吉安市第一中学高二（上）开学考试物理试题含解析

这是一份2021-2022年江西省吉安市第一中学高二（上）开学考试物理试题含解析，共26页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
  吉安一中2021—2022学年度上学期开学考试高二物理试卷一、选择题（每题4分，共48分。其中9-12四题为不定选选择。）1. 如图所示为甲、乙两物体沿同一条直线运动的速度—时间图象，若t＝0时刻两者相向运动，且运动过程中不会相撞，下列说法中正确的是（　　）A. 在t＝0时相距15m，则两物体相遇两次B. t＝0时相距25m，则两物体相遇一次C. 若t＝1s时两者相遇，则两者不会再相遇D. 若t＝2s时两者第一次相遇，则两者还会再相遇【答案】A【解析】【分析】【详解】相向运动时，2s时两者速度相等，它们之间的相对位移为AB．在t=0时，两者之间的相对位移小于20m一定相遇两次，等于20m一定相遇一次，大于20m一定不相遇，故A正确，B错误；C．若t=1s时两者相遇，之后还会再相遇一次，故C错误；D．若t=2s时两者第一次相遇，此时速度相等，以后不会相遇，故D错误故选A。2. 气象研究小组用如图所示的简易装置测定水平风速.在水平地面上竖直固定一直杆,半径为R、质量为m的薄空心塑料球用细线悬于杆顶端O,当水平风吹来时,球在风力的作用下飘起来.已知风力大小正比于风速和球正对风的截面积,当风速v0=3 m/s时,测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ=30°.下列说法正确的是(　　)A. 当θ=60°时,风速v=6 m/sB. 当风速增大到某一值时,θ可能等于90°C. 若风速不变,换用半径变大、质量不变的球,则θ不变D. 若风速不变,换用半径相等、质量变大的球,则θ减小【答案】D【解析】【详解】设球正对风的截面积为S，由于已知风力大小正比于风速和球正对风的截面积，所以风力大小为F=kSv，当速度为3m/s时，由平衡条件得，mgtan30°=Sv0k，当角度为60°时，同理可得mgtan60°=Svk，由此可解的v=9m/s，故A错误．风速增大，θ不可能变为90°，因为绳子拉力在竖直方向上的分力与重力平衡．故B错误．若风速不变，换用半径变大、质量不变的球，则风力变大，根据F=mgtanθ，知θ变大．故C错误．若风速不变，换用半径相等、质量变大的球，知风力不变，根据F=mgtanθ，知重力减小，风力不变，则θ减小．故D正确．3. 如图所示的曲线为一质点在恒定合外力作用下运动的一段轨迹，质点由A到B的时间与质点由B到C的时间相等，已知曲线段长度大于段长度，则下列判断正确的是（ ）A. 该质点做非匀变速运动B. 该质点在这段时间内可能做加速运动C. 两段时间内该质点的速度变化量相等D. 两段时间内该质点的速度变化量不等【答案】C【解析】【分析】【详解】ABD.质点在恒力作用下运动，做的是匀变速曲线运动，加速度恒定，时间相等，速度变化量相等，故AD错误C正确;C.在相同的时间内走过的弧长曲线段长度大于段长度，说明物体在做减速运动，B错误。故选C。4. 如图所示，甲、乙两带电小球的质量均为，所带电量分别为和，两球间用绝缘细线连接，甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间有方向向左的匀强电场，电场强度为，平衡时细线都被拉紧。平衡时的可能位置是图中的（　　）A  B. C.  D. 【答案】A【解析】【详解】取甲乙整体为研究对象，整体受到重力、电场力和上面绳子的拉力，因为两个电场力的矢量和为所以上边的绳子对小球的拉力与总重力平衡，即上边绳子的拉力与整体的重力等大反向，所以上边的绳子应保持在绳子竖直位置；再对负电荷进行研究可知，负电荷受到的电场力水平向右，所以下面的绳子向右倾斜。
故选A。5. 如图，平行板电容器的两个极板竖直放置，并接直流电源．若一带电粒子恰好能沿图中轨迹穿过电容器，a到c是直线，由于电极板边缘效应，粒子从c到d是曲线，重力加速度为g，则该粒子（  ）A. 在ac段受重力与电场力平衡并做匀速运动，cd段电场力大于重力B. a到c匀加速直线运动，加速度是g/cosθC. a至d重力势能减小，电势能增加D. a至d粒子所受合力一直沿轨迹的切线方向【答案】B【解析】【分析】【详解】AB．在ac段：粒子做直线运动，合力与速度在同一直线上，则可判断出电场力的方向水平向右，合力的方向与速度方向相同，电场力与重力均是恒力，合力也是恒力，则粒子做匀加速运动，由牛顿第二定律得：加速度为故A错误B正确；CD．ad段，重力做正功，重力势能减小，电场力做正功，电势能减小，故C错误；a到c过程，合力沿轨迹的切线方向，而c到d过程，合力指向轨迹的内侧，故D错误．故选B。
 【点睛】当合力与速度共线时，物体做直线运动，当物体做曲线运动时，合力指向轨迹内侧 6. 质量相同的甲、乙两木块仅在摩擦力作用下沿一水平面滑动，它们的动能﹣位移（Ek﹣x）的关系如下图所示，则两木块的速度﹣时间（v﹣t）的图象正确的是（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】质量相同的甲、乙两木块仅在摩擦力作用下沿同一水平面滑动，只有摩擦力做功，得W=fx又W=Ek﹣Ek0得Ek=Ek0﹣f•x 由图象和公式可知，物体与水平面间的动摩擦因数μ相同Ek甲＞Ek乙甲、乙两物体的质量相同，所以v0甲＞v0乙甲乙两物体在水平面上做匀减速运动，加速度a=μg相同，速度﹣时间图象的斜率相同，甲减速到零所用时间大于乙的时间，由图示图象可知，ABC错误，D正确；故选D。7. 有一竖直放置的“T”形架，表面光滑，滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆上，A、B用一不可伸长的轻细绳相连，A、B质量相等，且可看做质点，如图所示，开始时细绳水平伸直，A、B静止。由静止释放B后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时，滑块B沿着竖直杆下滑的速度为v，则连接A、B的绳长为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】将A、B的速度分解为沿绳的方向和垂直于绳子的方向，两物体沿绳子方向的速度相等，有所以A和B组成的系统机械能守恒所以有绳长为故ABC错误，D正确。故选D。8. 第七届中国（上海）国际超级电容器产业展览会于2016年8月23日至25日在上海新国际博览中心举行．如图所示为超级平行板电容器，相距为d的两极板M、N分别与电压为U的恒定电源两极连接，极板M带正电．现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态，且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k，则A. 油滴带正电B. 油滴带电荷量为 C. 电容器的电容为 D. 将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动【答案】C【解析】【详解】A．带电油滴静止在两极板间，重力与电场力等大、反向，电场力竖直向上，电容器上极板与电源正极相连为正极板，两板间电场方向竖直向下，综上可知，带电油滴带负电，选项A错误；B．由场强与电势差关系可知，mg＝Eq＝q解得q＝选项B错误；C．由题意知，电容器带电荷量Q＝kq＝由电容的定义式知，C＝＝选项C正确；D．电容器与电源保持连接，两板间电势差不变，N板向下移动，板间距离变大，F电＝q，油滴所受电场力减小，油滴向下运动，选项D错误．9. 在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB＝2BC，如图所示。由此可见（　　）
 A. 电场力为3mgB. 小球带正电C. 小球从A到B与从B到C的运动时间相等D. 小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等【答案】AD【解析】【分析】【详解】AC．带电小球从A到C，设在进入电场前后两个运动过程水平分位移分别为x1和x2，竖直分位移分别为y1和y2，经历的时间为分别为t1和t2．在电场中的加速度为a．则从A到B过程小球做平抛运动，则有x1=v0t1从B到C过程，有x2=v0t2由题意有x1=2x2则得t1=2t2即小球从A到B是从B到C运动时间的2倍将小球在电场中的运动看成沿相反方向的类平抛运动，则有根据几何知识有解得a=2g根据牛顿第二定律得F-mg=ma=2mg解得F=3mgC错误，A正确；B．由于轨迹向上弯曲，加速度方向必定向上，合力向上，说明电场力方向向上，所以小球带负电，B错误；D．根据速度变化量△v=at则得AB过程速度变化量大小为△v1=gt1=2gt2BC过程速度变化量大小为△v2=at2=2gt2所以小球从A到B与从B到C的速度变化量大小相等，但方向相反，D正确；故选AD。10. 如图所示，在A、B两点分别放置两个电荷量相等的正点电荷，O点为A、B连线的中点，M点位于A、B连线上，N点位于A、B连线的中垂线上。则关于O、M、N三点的电场强度E和电势φ的判定正确的是（　　）A. EM>EO B. φM<φO C. EN<EO D. φN<φO【答案】AD【解析】【分析】详解】AC．依据点电荷电场强度公式，结合矢量合成法则，则EM>EO，而EN>EO，故A正确，C错误；B．AO电场线从M指向O，根据顺着电场线方向电势降低，则知φM>φO，故B错误；D．作出NO所在处的电场线如图电场线方向从O指向N，根据顺着电场线方向电势降低，则知φN<φO，故D正确。故选AD。11. 汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，牵引力为F0，t1时刻，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变)。在下列选项中能正确反映汽车牵引力F、汽车速度v在这个过程中随时间t的变化规律的是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】AD【解析】【详解】汽车以功率P、速度v0匀速行驶时，牵引力与阻力平衡。当司机减小油门，汽车的功率减为的瞬间，速度v不变，由P=Fv可知，汽车的牵引力突然减小到原来的一半，即为，阻力f没有变化，汽车的牵引力小于阻力，汽车开始做减速运动，速度v减小，功率保持为，由P=Fv可知，随v减小，牵引力逐渐增大，汽车受到的合力变大，由牛顿第二定律得知，汽车的加速度逐渐减小，汽车做加速度减小的减速运动，当汽车牵引力再次等于阻力，汽车再次匀速运动，由P=Fv得知，此时汽车的速度为原来的一半，故AD正确，BC错误。故选AD。12. 如图两块平行金属板M、N竖直放置,两板间电势差U=1.5×103 V．现将质量m=1×10-2kg、电荷量q=4×10-5C的带电小球从两板上方的A点以v0=4m/s的初速度水平抛出,小球恰好能从M板上端进入两板之间,并沿直线运动打到N板上的B点.已知A距两板上端的高度为h=0.2m, 不计空气阻力,g=10m/s2．则（ ）A. 小球到达M板上端时的速度大小B. M、N两板间距d=0.3mC. 落点B距N板上端距离L=0.2mD. 小球到达B点时动能Ek =0.175J【答案】ABD【解析】【分析】【详解】A．进入电场前，小球做平抛运动，只有重力做功，所以平抛运动过程中有代入数据可得A正确；B．小球开始做平抛运动，所以小球到达板上端的竖直分速度解得设小球此时速度方向与水平方向之间的夹角为θ在电场中小球所受合外力方向与运动方向相同，小球做直线运动所以有代入数据可解得B正确；C．在电场中运动时，小球在竖直方向下落的距离C错误；D．在电场中只有重力和电场力对小球做功，由动能定理有代入数据可解得D正确。故选ABD。二、实验题：本题共2小题， 共12分，把答案填在题中横线上。13. 某实验小组利用如图所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验。（1）在实验中必须平衡摩擦力， 以小车所受重力的下滑力平衡摩擦力，当小车做_______时，摩擦力恰好被平衡；（2）为了减小误差，在平衡摩擦力后，每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，获取多组数据。若小车质量为400g，实验中每次所用的钩码总质量范围应选______组会比较合理；（填选项前的字母）A．10g～40g      B．200g～400g       C．1000g～2000g      （3）实验中打点计时器所使用的是交流电源，频率为50Hz，图中给出的是实验中获取的纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点未标出，由该纸带可求得小车的加速度=______m/s2。【答案】    ①. 匀速直线运动    ②. A    ③. 1.07【解析】【分析】【详解】（1）[1]在实验中必须平衡摩擦力，以小车所受重力的下滑力平衡摩擦力，当小车做匀速直线运动时，摩擦力恰好被平衡；（2）[2]本实验要求钩码的质量远小于小车的质量，因此要求实验中每次所用的钩码总质量范围要小，故A正确，BC错误。（3）[3]由题可知，纸带上相邻两个点间时间间隔为根据逐差法可得加速度14. 在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，（1）下列器材中不必要的是_____（只需填字母代号）．A．重物       B．纸带       C．天平       D．电源（2）如图所示为实验得到的一条点迹清晰的纸带，把第一个点记做O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点．经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.78cm、70.00cm、77.58cm、85.52cm．根据以上数据，可知重物由O点运动到B点，重力势能的减少量等于_____J，动能的增加量等于_____J．（已知所用重物的质量为1.00kg，当地重力加速度g=9.80m/s2，取3位有效数字．）
 【答案】    ①. C    ②. 6.86    ③. 6.85【解析】【分析】【详解】（1）[1]利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，若近似相等，则可验证机械能守恒，所以不必测得质量，即不必要的器材有天平。故选C（2）[2][3]重物由O点运动到B点，重力势能的减少量等于B点速度为则动能的增加量等于三、解答题：本题共4小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤。15. 如图所示，在倾角为α的足够长光滑斜面上放置两个质量分别为2m和m的带电小球A和B（均可视为质点），它们相距为L0两球同时由静止开始释放时，B球的初始加速度恰好等于零。经过一段时间后，当两球距离为L′时，A、B的加速度大小之比为a1：a2=11：5。（静电力常量为k）(1)若B球带正电荷且电荷量为q，求A球所带电荷量Q及电性；(2)求L′与L之比。【答案】(1) ；正电荷；(2)3：2。【解析】【详解】(1)对B球分析有，A球带正电荷，初始时B球沿斜面方向合力为零F-mgsin?=0又解得 (2)B球受力平衡，两球相互排斥运动一段距离后，两球间距离增大，库仑力一定减小，小于mgsinα。A球加速度a1方向应沿斜面向下，根据牛顿第二定律，有B球加速度a2方向应沿斜面向下，根据牛顿第二定律，有依题意 a1∶a2＝11∶5得 F '＝mgsina又 得 L'∶L＝3∶216. 如图所示，一个圆弧形光滑细圆管轨道ABC，放置在竖直平面内，轨道半径为R,在A点与水平地面AD相接，地面与圆心O等高，MN是放在水平面上长为3R、厚度不计的垫子，左端M正好位于点A。现将一个质量为m、直径略小于圆管直径的小球从A处、管口正上方某处由静止释放，不考虑空气阻力。（1） 若小球从C点射出后恰好落到垫子的M端， 则小球经过C点时对管的作用力大小和方向如何？（2） 欲使小球能通过C点落到垫子上，试计算小球离A点下落的最大高度？【答案】（1）小球对管子作用力大小为，方向竖直向下；（2）H的高度应为【解析】【分析】【详解】（1）小球离开C点做平抛运动，设经过C点时的速度为v1，从C点到M点的运动时间为t，根据运动学公式可得，设小球经过c点时受到管子对它的作用力为N，向下的方向为正方向。由牛顿第二定律可得联立得由牛顿第三定律可知．小球对管子作用力大小为，方向竖直向下（2）小球下降的高度最大时，小球平抛运动的水平位移为4R，打到N点，设能够落到N点的过C点时水平速度为v2，根据运动学公式可得：4R=v2t设小球下降的最大高度为H，根据动能定理可知联立式可得17. 如图所示，在固定的足够长的光滑水平杆上，套有一个质量为m＝0.5kg的光滑金属圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着一个质量为M＝1.98kg的木块，现有一质量为m0＝20g的子弹以v0＝100m/s的水平速度射入木块并留在木块中(不计空气阻力和子弹与木块作用的时间，g＝10m/s2)，求：(1)圆环、木块和子弹这个系统损失的机械能；(2)木块所能达到的最大高度。【答案】（1）99 J（2）0.01m【解析】【详解】(1)子弹射入木块过程，动量守恒，有m0v0＝(m0＋M)v在该过程中机械能有损失，损失的机械能为ΔE＝m0－(m0＋M)v2解得：ΔE＝99J(2)木块(含子弹)在向上摆动过程中，木块(含子弹)和圆环在水平方向动量守恒，有(m0＋M)v＝(m0＋M＋m)v′又木块(含子弹)在向上摆动过程中，机械能守恒，有(m0＋M)gh＝(m0＋M)v2－(m0＋M＋m)v′2联立解得：h＝0.01m。18. 如图所示，在竖直平面内有一直角坐标系O-xy，在该平面内有一平行y轴的匀强电场，大小为E，方向竖直向下．一过坐标原点与x轴成θ = 60°角的无穷大的平板与竖直平面垂直．在y轴上某点有一质量为m．电荷量为+q的粒子以某一速度垂直电场射入电场，经过时间t1时，在该平面内再另加一匀强电场E1，粒子再经过时间t2且t1= t2= t时，恰好垂直接触平板，且接触平板时速度为零，忽略粒子所受的重力，求：(1)粒子射入电场时的速度大小和在y轴上的位置；(2)E1的大小以及与y轴之间的夹角α的正切值．【答案】（1），； （2），【解析】【详解】设粒子的初速度为v0，在t1时间内做类平抛运动，粒子在电场中的加速度为粒子在电场中的竖直速度为按题意分析得到联立解得粒子抛出时速度t1时刻粒子的速度为对应的位移为加电场E1后，粒子从A到D做匀减速直线运动，故有：又所以故抛出点的y坐标为．(2)如图所示，设E1方向与y轴成α角，由粒子从A到D的匀减速直线运动有：联立解得，．