2024泸州泸县四中高二上学期开学考试物理试题含解析

泸县四中高2022级高二上学期开学考试

物理试题

第一部分  选择题（共48分）

一、选择题（本题共11小题，1~7题每小题4分，每小题给出的四个选项中只有一个是正确的；8~11题有多个选项符合要求，全部选对得5分，不全得3分，有错选或不选得0分，共48分）

1. 下列关于静电场的说法正确的是（　　）

A. 丝绸摩擦玻璃棒后玻璃棒带正电，说明电荷可以凭空创生

B. 点电荷类似于质点，是一种理想化模型

C. 电子就是元电荷

D. 若在电场中某点不放试探电荷，则该点的电场强度一定为0

【答案】B

【解析】

【详解】A．丝绸摩擦玻璃棒后使由于电荷的转移，使玻璃棒带正电，丝绸带负电，并不是凭空创生，故A错误；

B．点电荷是一种理想化模型，质点也是一种理想化模型，故B正确；

C．元电荷是指最小电荷量，而电子是一种物质，只是一个电子的电荷量数值上等于元电荷，故C错误；

D．电场强度是由电场本身决定的，跟试探电荷无关，故D错误。

故选B。

2. 质量为2kg的物块在同一竖直平面内的几个共点力作用下处于静止状态。现将其中一个力的大小由5N突然增大到7N，其他力保持不变，则在3s秒末，该力的瞬时功率为（　　）

A. 6W B. 15W C. 21W D. 36W

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】将其中一个力的大小由5N突然增大到7N，而其他力保持不变，则物体所受的合力为2N，由牛顿第二定律得

在3s末物块的速度

则该力的瞬时功率

故C正确。

故选C。

3. 2023年2月10日，在中国空间站全面建成后，航天员首次出舱活动取得圆满成功。已知空间站在距地球表面约400km的高空绕地球做匀速圆周运动，运行周期1.5h,地球半径约6400km,下列说法正确的是（　　）

A. 空间站绕地球做运动的线速度略大于第一宇宙速度

B. 空间站绕地球做运动的线速度大于同步卫星绕地球的线速度

C. 空间站绕地球做运动的角速度小于同步卫星绕地球的角速度

D. 空间站绕地球做运动的向心加速度小于同步卫星绕地球的向心速度

【答案】B

【解析】

【详解】A．第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最大速度，所以空间站围绕地球做圆周运动的线速度小于第一宇宙速度，故A错误；

B．同步卫星绕地球运动周期为24h，大于空间站的运行周期，由

得

可知，同步卫星运行轨道半径比空间站大，由

得

所以空间站的线速度大于同步卫星的线速度，选项B正确；

C．由

得

所以空间站的角速度大于同步卫星的角速度，选项C错误；

D．根据

得向心加速度为

所以空间站的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，选项D错误。

故选B。

4. 长度为1m的细线，拴一质量的小球（不计大小），另一端固定于O点。让小球在水平面内做匀速圆周运动，这种运动通常称为圆锥摆运动。如图所示，摆线与竖直方向的夹角，重力加速度，则下列说法正确的是（　　）

A. 小球运动的角速度为

B. 细线的拉力大小为

C. 小球运动的线速度大小为

D. 小球所受到的向心力大小为

【答案】D

【解析】

【详解】B．细线的拉力大小为

故B错误；

A．根据牛顿第二定律有

解得

故A错误；

C．小球运动的线速度大小为

故C错误；

D．向心力大小为

故D正确。

故选D。

5. 人骑自行车下坡，坡长l＝500m，坡高h＝8m，人和车总质量为100kg，下坡时初速度为4m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时车速为10m/s，g取10m/s2，则下坡过程中阻力所做的功为（　　）

A. －4000J B. －3800J C. －5000J D. －4200J

【答案】B

【解析】

【详解】由动能定理

则下坡过程中阻力所做的功

故选B。

6. 质量m的物块（可视为质点）以v0的初速度从倾角θ=30°的粗糙斜面上的P点沿斜面向上运动到达最高点后，又沿原路返回到出发点P点，其速度随时间变化的图象如图所示，且不计空气阻力．下列说法中正确的是（）

A. 物块所受的重力与摩擦力之比为3:2

B. 这个过程中物块克服摩擦力做功的功率为

C. 这个过程中重力做功比摩擦力做功大

D. 这个过程中重力冲量与摩擦力冲量之比3:1

【答案】B

【解析】

【详解】A．由题图可知，因为返回到出发点，向上运动的位移与向下运动的位移相同，也就是图象中横轴上方的面积与下方的面积相等，所以返回到出发点P的速度

沿斜面向上运动过程中的加速度

返回过程中的加速度

由牛顿第二定律可得：上滑时

下滑时

联立解得

故A错误；

B．由功能关系可知，这个过程中克服摩擦力做功

这个过程中物体克服摩擦力做功的功率为

故B正确；

C．因为返回出发点，所以重力做功为0，所以重力做功小于摩擦力做功，故C错误；

D．重力冲量

摩擦力的冲量

故D错误．

故选B.

7. 如图所示，在光滑的水平面上静止放置一质量为m的半圆槽，半圆槽内壁光滑，轨道半径为R。现把质量为的小球（可视为质点）自轨道左侧最高点由静止释放，在小球和半圆槽运动的过程中，半圆糟向左运动的最大距离为（　　）

A.  B.  C.  D. R

【答案】A

【解析】

【详解】在小球和半圆槽运动的过程中系统在水平方向上动量守恒，有

即

则有

又

联立解得

，

故选A。

8. 2023年6月15日，我国在太原卫星发射中心成功使用长征二号丁运载火箭将顶端卫星仓内的41颗卫星发射升空，顺利进入预定轨道。一箭41星，刷新了中国航天的记录。如图所示为火箭加速上升过程中的某一画面，在此过程中下列说法正确的是（    ）

A. 火箭对卫星做正功 B. 卫星处于失重状态

C. 卫星的机械能在增大 D. 卫星的重力势能在减小

【答案】AC

【解析】

【详解】A．卫星受到火箭的推理向上，且向上运动，所以火箭对卫星做正功，故A正确；

B．卫星和火箭处于加速上升过程，所以加速度向上，处于超重状态，故B错误；

CD．卫星在加速向上的过程中，动能和重力势能都在增加，所以卫星的机械能在增大，故C正确，D错误；

故选AC

9. 如图所示，相距较近的一对带等量异种电荷的平行金属板水平放置。一电子以初速度沿平行于板面的方向射入，则电子在两板间运动过程中（　　）

A. 电子一定会打在上极板上

B. 电子在向板靠近过程中加速度不变

C. 速度逐渐增大

D. 电子的电势能逐浙增大

【答案】BC

【解析】

【详解】A．电子在电场中受到向上电场力，做类平抛运动，可能会打到上极板上，也可能从右侧飞出电场，故A错误；

B．平行金属板间为匀强电场，电子在向极板靠近过程中，所受电场力恒定不变，因此加速度恒定不变，故B正确；

C．电子水平速度不变，竖直向上的速度逐渐增大，因此合速度逐渐增大，故C正确；

D．由于电场力做正功，电子的电势能逐渐减小，故D错误。

故选BC。

10. 如图所示，某同学在“风洞”实验室做实验。关闭风机的情况下，该同学从距离地面H处以v0向右平抛小球，使其做平抛运动，小球落地点与抛出点的水平距离也是H。接下来打开风机，风机产生水平向左的风，风力恒定。该同学再次从同一位置以相同速度平抛同一小球，这次小球恰好落在抛出点的正下方。则下列说法中正确的是（   ）

A. 小球初速度v0为

B. 打开风机，小球从抛出到落地所需时间不变

C. 打开风机，小球落地速度v为

D. 打开风机，小球到达右侧最远点时，小球距离地面高度为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．关闭风机的情况下，小球做平抛运动，则

，H = v0t

联立解得

故A错误；

B．打开风机，小球在竖直方向做自由落体运动，则小球从抛出到落地所需时间不变，故B正确；

C．打开风机后小球恰好落在抛出点的正下方，则在水平方向有

vx2－v02= 2ax，x = 0

则

vx = v0

在竖直方向

故打开风机，小球落地速度v为

故C正确；

D．打开风机后小球恰好落在抛出点的正下方，则在水平方向有

则当小球在水平方向的速度为零时，小球到达右侧最远点，有

0 = v0＋axt0

解得

在竖直方向有

故D错误。

故选BC。

11. 在光滑的水平桌面上有质量分别为、的两个小球，中间夹着一个被压缩的具有弹性势能的轻弹簧（弹簧与两球不拴接），原来处于静止状态．现突然释放弹簧，球m脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为R=1.125m的竖直放置的光滑半圆形轨道，如图所示，g取，则下列说法正确的是（　　）

A. 球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为

B. 弹簧弹开过程，弹力对m的冲量大小为

C. 若半圆轨道半径可调，要使球m能从B点飞出轨道的半径最大为1.62m

D. M离开轻弹簧时获得的速度为9m/s

【答案】AC

【解析】

【详解】ABD．释放弹簧过程中系统动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，由动量守恒得

由机械能守恒得

代入数据解得

即M离开轻弹簧时获得的速度为3m/s；m从A到B过程中，由机械能守恒定律得

解得

以向右为正方向，由动量定理得，球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为

则合力冲量大小为3.0N•s，由动量定理得，弹簧弹开过程，弹力对m的冲量大小为

故A正确，BD错误；

C．设圆轨道半径为r时，球m能从B点飞出轨道的半径最大，即此时小球恰能从轨道最高点飞出，则由A到B机械能守恒定律得

在最高点，由牛顿第二定律得

解得

r=1.62m

故C正确。

故选AC。

第二部分  非选择题（共52分）

注意事项：

必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目指示区域内作答。

二、实验题（每空2分，共16分）

12. 如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，g取10m/s2。

（1）照相机的闪光频率是________Hz；

（2）小球运动中水平分速度的大小是________m/s；

（3）小球经过B点时的速度大小是________m/s。

【答案】    ①. 10    ②. 1.5    ③. 2.5

【解析】

【详解】（1）[1]从图知，A、B、C三点在水平方向上相邻两点间的距离均为3L，所用时间相等，设为t，而t可根据竖直方向的自由落体运动求得

（2） [2]小球运动中水平分速度的大小是

 （3）[3]竖直方向上经过B点的瞬时速度等于AC的平均速度，即有

小球经过B点时的速度大小是

13. 某同学在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图所示的装置：

（1）本实验要用槽码重力表示小车受到的合力，________（“需要”或“不需要”）槽码质量远小于小车质量；

（2）如图是该同学打出一条纸带，在纸带上已确定A至G共7个计数点，已知每5个计时点选一个作为计数点，交流电的频率为，且间距、、、、、已量出分别为、、、、、。则相邻两个计数点之间的时间间隔为________s，纸带上打下C点时小车运动的速度为________；

（3）正确补偿阻力后，更换槽码，用a表示小车的加速度，F表示槽码的重力，下列描绘的关系图像合理的为________；

A．   B.    C.    D. 

（4）该装置________（填“能”或“不能”）用来探究匀变速直线运动的规律。

【答案】    ①. 需要    ②. 0.1    ③. 0.36    ④. B    ⑤. 能

【解析】

【详解】（1）[1]为了使细线的拉力（小车受到的合力）约等于槽码的重力，应使槽码质量远小于小车质量。

（2）[2] 每5个计时点选一个作为计数点，则相邻两个计数点之间的时间间隔为

 [3]根据匀变速运动中间时刻的速度等于平均速度可得

（3）[4]正确补偿阻力后，阻力等于小车重力沿运动方向的分量；小车受到的合力等于绳子拉力，以小车为对象，根据牛顿第二定律有

以槽码为对象，根据牛顿第二定律有

联立可得

当槽码重力较小时，即槽码质量远小于小车质量，可认为图像的斜率几乎不变，图像为过原点的倾斜直线；当槽码重力较大时，槽码质量不满足远小于小车质量，则图像的斜率逐渐减小，图像出现弯曲。

故选B。

（4）[5]小车受到的合力为定值，则小车做匀变速直线运动，故该装置可以用来探究匀变速直线运动的规律。

三、计算题（写出必要的文字说明，3个小题，14题10分，15题12分，16题14分，共36分）

14. “北斗三号”全球卫星导航系统自正式开通以来，运行稳定并持续为全球用户提供优质服务，系统服务能力步入世界一流行列。它由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星，共30颗卫星组成。已知地球的半径为 R，地球自转周期为T，地球表面的重力加速度大小为g，中圆地球轨道卫星的轨道半径为 r，引力常量为G，求：

（1）地球静止轨道卫星到地球表面的高度 h；

（2）中圆地球轨道卫星的运行周期T'。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据万有引力提供向心力

在地球表面

联立可得

（2）卫星在中圆地球轨道有

联立解得

15. 在粗糙水平地面上A点静止一质量为3kg的木块，木块与地面间的动摩擦因数为0.3。某时给木块施加一水平向右的恒定拉力F=15N，运动3s后到达B点并撤去拉力F，由于惯性木块运动到C点时速度减为0，g=10m/s2。求：

（1）木块运动到B点时的速度大小；

（2）AC之间的位移大小。

【答案】（1）6m/s；（2）15m

【解析】

【详解】（1）0到3s，对木块，由受力分析，根据牛顿第二定律得

F-μmg=ma1①

解得

a1=2m/s2②

木块运动到B点时的速度为

③

解得

④

（2）木块从A运动到C，由动能定理得

⑤

又

⑥

联立⑤⑥解得

16. 在一长为3L的轻杆上离杆的O端L处固定小球A，在杆的另一端固定小球B，两小球与轻杆组成一个系统。如图甲，对轻杆系统的一端施加竖直向上的恒定拉力，使系统加速向上运动，当系统上升的位移为时，系统动能的增加量为；如图乙，轻杆系统可绕O端自由转动，且将轻杆拉到水平位置由静止释放。已知小球A的质量为、，重力加速度为。求：

（1）小球B的质量；

（2）在图乙中，轻杆从水平位置摆到竖直位置的过程中对小球B所做的功；

（3）在图乙中，当轻杆摆到竖直位置时，轻杆OA段拉力与AB段拉力大小之比。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据动能定理有

解得小球B的质量为

（2）轻杆从水平位置摆到竖直位置的过程中根据机械能守恒有

解得

轻杆从水平位置摆到竖直位置的过程中根据动能定理有

解得

（3）根据牛顿第二定律有

轻杆OA段拉力与AB段拉力大小之比