河南省创新发展联盟2023-2024学年高二上学期开学考试物理试题

2023~2024年度上学年河南名校高二年级第一次联考

物理

考生注意：

1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间75分钟。

2．请将各题答案填写在答题卡上。

3．本试卷主要考试内容：人教版必修第二册，必修第三册第九章至第十一章。

第Ⅰ卷（选择题  共46分）

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．一小河宽为200m，水流速度为3m/s，当船头的指向与上游河岸的夹角为53°时，船可以垂直到达正对岸，已知，下列说法正确的是（    ）

A．船到达对岸所需的最短时间为50s B．船以最短时间过河将在下游100m处到达对岸

C．船垂直到达正对岸时实际的速度是4m/s D．船垂直到达正对岸所用的时间为40s

2．一只虫子在竖直面内沿一圆弧形树枝从上向下滑动的过程如图所示，虫子沿着树枝滑落的运动可近似看作匀速率运动，关于虫子从B点运动到圆弧最低点的过程，下列说法正确的是（    ）

A．因为虫子做的是匀速率运动，所以虫子处于平衡状态，其所受的合外力为零

B．由于虫子做匀速圆周运动，因此合外力方向指向圆心

C．虫子下滑过程中，树枝对虫子的作用力等于虫子所受的重力

D．虫子下滑过程中重力的功率不变

3．如图所示，长为L的轻杆一端用铰链固定，另一端固定一个小球，将小球放置在等边三角形斜坡上，由静止释放小球，某时刻轻杆与水平方向的夹角为30°，轻杆此时转动的角速度为，则此时斜劈的速度大小为（    ）

A． B． C． D．

4．明代出版的《天工开物》中记录了祖先的劳动智慧，图为“牛转翻车”，它利用畜力转动不同半径齿轮来改变水车的转速，从而将水运送到高处。祖先的智慧在今天也得到了继承和发扬。我国自主研发的齿轮传动系统，打破了国外垄断，使中国高铁持续运行速度达到350km/h，中国高铁成为中国制造的一张“金名片”。图中A、B是两个齿轮的边缘点，齿轮的半径之比，在齿轮转动过程中（    ）

A．A、B的周期之比为 B．A、B的角速度之比为

C．A、B的线速度大小之比为 D．A、B的向心加速度大小之比为

5．若地球为密度均匀的球体，其半径为R，今以地心为坐标原点，则各处重力加速度大小g与位置r的关系图为（    ）

A． B． C． D．

6．如图所示，处于真空中的正方体中存在电荷量为＋q或－q的点电荷，点电荷位置图中已标明，a、b两点电场强度和电势均相同的图是（    ）

A． B． C． D．

7．如图所示，一农用水泵由两根粗细不同的管组成，出水口离地面的高度为h，其出水管是水平的，已知细管内径为d，粗管内径为2d，水平射程为s，水的密度为，重力加速度大小为g，不考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是（    ）

A．若水流不散开，则观察到空中的水柱越来越粗 B．粗、细管中水流的速度之比为

C．空中水的质量为 D．水落地的速度为

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8．如图所示，有一带正电的验电器，当金属球A靠近验电器上的金属球B时，验电器中金属箔片的张角减小，则（    ）

A．金属球A一定带负电  B．金属球A可能带负电

C．金属球A一定带正电  D．金属球A可能不带电

9．2021年5月15日，中国的火星探测器“天问一号”成功在火星表面着陆，图为其运行的轨道示意图，它由椭圆轨道1、椭圆轨道2、圆轨道3、最终经过轨道4落在火星表面附近，最后启动主发动机进行反冲，稳稳地落在火星表面，P点是它们的内切点，关于探测器的上述运动过程，下列说法正确的是（    ）

A．探测器从轨道2到轨道3需要向前喷气减速

B．探测器在轨道2和轨道1的P点加速度大小相等

C．火星的球心与椭圆的中心重合

D．探测器在轨道4上降落火星表面的过程中机械能不变

10．如图所示，光滑水平面上质量均为2kg的小球用一长为2m的轻质细绳连接，开始时绳子伸直，小球处于静止状态，现对绳子中点施加一大小恒为4N、方向垂直于绳的拉力，经过ts两球即将发生碰撞，下列说法正确的是（    ）

A．此过程中绳上的拉力一直减小 B．碰撞前瞬间两球的加速度为

C．拉力做的功为 D．碰前瞬间两球的速度大小均为

第Ⅱ卷（非选择题  共54分）

三、非选择题：共54分。

11．（6分）验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示，打点计时器所用的交流电周期为T，当地的重力加速度大小为g。

（1）下列操作对减小实验误差有利的是______。

A．精确测量出重锤的质量

B．使两限位孔在同一竖直线上

C．先释放纸带，后接通电源

（2）图乙为实验中得到的一段点迹清晰的纸带，A、B、C、D为连续打的四个点，用刻度尺测出A点到B、C、D各点间的距离分别为、、，则纸带的______（填“左”或“右”）端与重锤相连。某同学要验证从B点到C点过程中重锤的机械能是否守恒，则只需验证表达式______（用以上给出的物理量符号表示）是否成立。

12．（9分）某实验小组发现一卷如图甲所示的金属线，为了研究金属线的材质，他们进行了如下操作：

（1）他们从金属线中抽取一根细金属丝，截取其中的一部分，拉直后用游标卡尺测金属丝的长度，如图乙所示，则金属丝长L＝______cm。

（2）用螺旋测微器测金属丝的直径，如图丙所示，则金属丝的直径d＝______mm。

（3）可用的实验器材如下：

①电流表（量程为0~0.6A，内阻约为0.5Ω）；

②电压表（量程为0~3V，内阻约为10kΩ）；

③定值电阻（阻值等于5Ω）；

④滑动变阻器R（0~10Ω，额定电流为2A）；

⑤电源（电动势为4.5V，内阻不计）。

（4）利用图丁所示的电路进行实验，该小组在实验中得到的七组电压表示数U和电流表示数I的数据如下：

其中，第3组实验数据如图戊所示，请将电表的读数填入表格中。

（5）请在图己中描绘出I－U图线。

（6）由图己的图线可知金属丝的电阻______Ω（结果保留两位有效数字）。

（7）由上述数据可以计算出金属丝的电阻率______（结果保留两位有效数字）。

13．（11分）在水平地面斜上抛一小石头，其速度大小v＝5m/s，方向与竖直方向成，不计空气阻力，取重力加速度大小，，求：

（1）小石头到达的最大高度h；

（2）小石头到达的最远水平距离x。

14．（12分）如图所示，固定光滑绝缘的直杆上套有一个质量为m、带电荷量为＋q的小球和两根原长均为L的轻弹簧，小球看成质点，两根轻弹簧的一端与小球绝缘相连，另一端分别固定在杆上相距为2L的A、B两点，空间存在方向竖直向下的匀强电场。已知直杆与水平面的夹角为，两弹簧的劲度系数均为，小球在距B点的P点处于静止状态，Q点距A点，重力加速度大小为g。

（1）求电场强度大小E；

（2）若小球从Q点由静止下滑，求小球的动能最大值及在Q点时的加速度a。

15．（16分）如图所示，水平传送带以v＝3m/s的速度逆时针转动，两个转轴间的距离L＝4m。竖直光滑圆弧轨道CD所对的圆心角，圆弧半径r＝0.5m，轨道末端D点切线水平，且紧贴倾斜转盘上表面最高点，转盘沿逆时针方向绕轴匀速转动，其转轴倾斜且与水平面的夹角，质量m＝1kg的小物块与传送带间的动摩擦因数，物块以的速度向右滑上传送带左端，物块向右运动一段时间后反向，最终从传送带左端水平抛出，恰好沿C点的切线方向滑入CD轨道，再水平滑落到转盘上表面最高点D，物块落到转盘上时的速度恰好与落点处转盘的线速度相等，物块立即无相对滑动地随盘转动，，取重力加速度大小，物块所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

（1）求物块从传送带上抛出的速度；

（2）求传送带的上表面到转盘最高点的竖直高度H；（计算结果保留两位有效数字）

（3）若要物块随转盘转动时恰好无相对滑动，且物块与转盘间的动摩擦因数，求转盘半径R。

2023~2024年度上学年河南名校高二年级第一次联考

物理参考答案

1．C【解析】船头垂直河岸过河时的最短时间为40s，选项A错误；船以最短时间过河的时间为40s，船沿下游移动120m，选项B错误；船垂直到达正对岸时的实际速度为4m/s，选项C正确；船垂直到达正对岸的时间为50s，选项D错误。

2．B【解析】虫子的合外力不为零，选项A错误、B正确；由力的分析知选项C错误；重力的功率发生了变化，选项D错误。

3．A【解析】球与接触点在垂直接触面方向速度相同，由几何关系可知选项A正确。

4．B【解析】由于A、B的线速度大小相等且，因此A、B的周期之比为，选项A错误；A、B的角速度之比为，选项B正确；A、B的线速度相等，选项C错误；A、B的向心加速度大小之比为，选项D错误。

5．D【解析】在地球外部：，在地球内部：，选项D正确。

6．D【解析】根据点电荷的电场强度公式可得点电荷在正方体顶点的电场强度大小相等，但a、b两点电场强度的方向相反，选项A错误；根据点电荷的电场强度公式，可求得各个点电荷在a、b两点的电场强度大小，再根据矢量的合成，可得a、b两点的电场强度大小不等，选项B错误；根据点电荷的电场强度公式，再根据矢量合成，求出合电场强度相等，电场强度的方向不同，选项C错误；根据点电荷的电场强度公式可得各个点电荷在a、b两点的电场强度大小相等，再根据矢量合成，求出合电场强度相等，电场强度的方向相同，由标量叠加得，选项D正确。

7．C【解析】水的流量为定值，由可知越往下S越小，选项A错误；同理粗、细管中水流的速度之比，选项B错误；，选项C正确；落地速度，，选项D错误。

8．BD【解析】验电器中的金属箔片之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小取决于两金属箔片带电荷量的多少。如果A球带负电，靠近验电器上的B球时，异种电荷相互吸引，使金属箔片上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金属箔片张角减小，选项B正确、C错误；如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使A球靠近B球的一面出现负的感应电荷，而背向B球的一面出现正的感应电荷，A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，由于负电荷离验电器较近而表现为吸引作用，因此金属箔片的张角减小，选项D正确、A错误。

9．AB【解析】探测器由高轨道进入低轨道，需要向前喷气减速，选项A正确；在同一点，探测器的加速度大小相等，选项B正确；火星的球心在椭圆的焦点上，选项C错误；探测器在降落火星表面的过程中，机械能减小，选项D错误。

10．AC【解析】对节点受力分析可知，两段绳子夹角变小，故绳子张力变小，选项A正确；碰前瞬间，，由解得，选项B错误；小球在沿力方向做匀加速运动的加速度为，则，拉力做的功，选项C正确；由动能定理有，解得，选项D错误。

11．（1）B（2分）  （2）左（2分）  （2分）

【解析】（1）根据实验，使两限位孔在同一竖直线上能减小摩擦，故选项B正确。

（2）从相等时间发生的位移可知，纸带左端与重锤相连。由机械能守恒定律可知。

12．（1）10.750（1分）  （2）0.397（1分）  （4）1.55（1分）  0.240（1分）

（5）见解析图（1分）  （6）1.4（2分）  （7）（2分）

【解析】（1）游标卡尺的主尺读数为10.7cm，游标尺上第10个刻度与主尺刻度对齐，则游标尺的读数为，所以最终读数为。

（2）螺旋测微器的固定刻度读数为0.0mm，可动刻度读数为，所以最终读数为。

（4）电压表量程为3V，由题图电压表可知，其分度值为0.1V，示数为1.55V；电流表量程为0.6A，其分度值为0.02A，示数为0.240A。

（5）根据坐标系内描出的点作出图像，如图所示。

（6）根据作出图像的斜率表示电阻，有。

（7）根据电阻定律得，其中，解得。

13．解：（1）小石头做斜抛运动（1分）

竖直方向有（2分）

（1分）

解得。（1分）

（2）设小石头在空中运动的总时间为t

（1分）

（1分）

（2分）

解得。（2分）

14．解：（1）根据题意可知，小球在距B点的P点处于静止状态

小球受到两根弹簧的弹力的合力大小为

（1分）

对小球由共点力平衡可得（2分）

解得。（1分）

（2）小球从Q点由静止下滑，运动到P点时受力平衡，加速度为0，速度最大，动能最大，从Q点到P点的过程中，弹簧弹力做的功为零，弹性势能没有变化（1分）

根据动能定理可得（2分）

由几何关系可得（1分）

解得（1分）

小球在Q点刚开始运动时

根据牛顿第二定律得（2分）

。（1分）

15．解：（1）物块在传送带上运动时，有（1分）

解得（1分）

由（1分）

得物块减速运动过程相对于地面的位移（1分）

因，故物块在传送带上将先减速后反向加速最后随传送带一起匀速运动

物块从传送带左端抛出的速度。（1分）

（2）在C点，由速度分解得（1分）

物块从离开传送带到C点，由机械能守恒定律可知

（2分）

解得（1分）

由几何关系，有（1分）

传送带的上表面到转盘最高点的竖直高度。（1分）

（3）物块从抛出点到D点的过程中，根据机械能守恒定律可知

（1分）

（1分）

根据物块在转盘上做圆周运动最低点滑动的临界条件得

（2分）

且，转盘的半径。（1分）