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河北省邯郸市2024-2025学年高二上学期开学考试物理试卷（原卷版+解析版）
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1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题（共32分，每题4分）
1. 一同学将质量为的物体（视为质点）从离地面高处以大小为的初速度水平抛出，不计空气阻力，取重力加速度大小。物体下落到距离地面高处时，重力的瞬时功率为（ ）
A. B. C. D.
2. 一颗在低圆轨道上运行的卫星，轨道平面与赤道平面的夹角为30°，卫星运行到某一位置时恰好能观测到南极点或北极点，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。则该卫星运行的周期为（ ）
A. B.
C D.
3. 真空中，两个半径为r的金属球，其球心相距3r，现使两球带上等量的电荷量Q，静电力常量为k，关于两球之间的静电力说法正确的是（ ）
A. 若两金属球带同种电荷，两金属球间的静电力为斥力，大小为
B. 若两金属球带同种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小大于
C. 若两金属球带异种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小大于
D. 若两金属球带异种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小小于
4. 操场上两同学练习排球，在空中同一水平直线上A、B两点处分别把相同的1、2两球同时击出，球1做平抛运动，球2做斜抛运动，两球的运动轨迹在同一竖直平面内，如图所示，轨迹交于P点，P是A、B连线的中垂线上一点，球1的初速度为，球2的初速度为，不考虑排球的旋转，不计空气阻力，两球从抛出至到达P点的过程中（ ）
A. 两球在P点相遇B. 球2在最高点的速度等于
C. 球1速度变化得比球2更快D. 球1速度的变化量小于球2速度的变化量
5. 如图所示，直流电源、滑动变阻器、平行板电容器与理想二极管（正向电阻为0，反向电阻为）连接，电源负极接地，开始时电容器不带电，闭合开关S，稳定后，一带电油滴恰能静止在电容器中P点。在开关S保持接通的状态下，下列说法正确的是（ ）
A. 当滑动变阻器的滑片向上滑动时，带电油滴会向下运动
B. 当电容器的上极板向上移动时，带电油滴会向下运动
C. 当电容器的下极板向下移动时，P点的电势不变
D. 当电容器的下极板向左移动时，P点的电势会升高
6. 内壁光滑、由绝缘材料制成的半径R=m的圆轨道固定在倾角为θ=45°的斜面上，与斜面的切点是A，直径AB垂直于斜面，直径MN在竖直方向上，它们处在水平方向的匀强电场中。质量为m，电荷量为q的小球（可视为点电荷）刚好能静止于圆轨道内的A点，现对在A点的该小球施加一沿圆轨道切线方向的速度，使其恰能绕圆轨道完成圆周运动。g取10m/s2，下列对该小球运动的分析，正确的是（ ）
A. 小球可能带负电
B. 小球运动到N点时动能最大
C. 小球运动到M点时对轨道的压力为0
D. 小球初速度大小为10m/s
7. 如图所示，A、B、C为匀强电场内的三个点，电场的方向与三点所在平面平行。连接A、B、C三点构成一顶角为的等腰三角形，AB边和AC边的长度均为2.0m。将一电子从A点移到B点过程中，电子克服电场力做功为W1=1.0eV；从A点移到C点过程中，电场力对电子做功为W2=3.0eV。D、G、F分别为线段BC的四等分点。则电场强度大小为（ ）
A. 1V/mB. V/mC. V/mD. V/m
8. 如图所示，水平面上放置着半径为R、圆心角为60°的圆弧轨道，一可视为质点的小球以初速度冲上圆弧轨道。已知圆弧轨道质量，小球质量，重力加速度大小为g，不计一切摩擦和空气阻力，小球从圆弧轨道飞出时，速度方向恰好跟水平方向成角，则（ ）
A. 圆弧半径
B. 小球飞出时，圆弧轨道的速度为
C. 小球飞出时速度大小为
D. 若小球从圆弧轨道飞出时，圆弧向右运动的距离为x，则小球在轨道上运动时间为
二、多选题（共18分，每题6分，漏选少选得3分，有错选不选不得分）
9. 2024年3月20日地月中继卫星——鹊桥二号发射成功，鹊桥二号将为后续探月工程提供坚实的通信支持。如图所示，鹊桥二号的最终运行轨道为环月椭圆冻结轨道，该轨道近月点、远月点到月球表面的距离分别约为200km、16000km，近月卫星A绕月球做半径近似等于月球半径的圆周运动（图中未画出）。已知月球的半径约为1700km，不考虑其他星球引力的影响，关于在环月椭圆冻结轨道上运行的鹊桥二号和近月卫星A，下列说法正确的是（ ）
A. 鹊桥二号在近月点的加速度小于近月卫星A的加速度
B. 鹊桥二号在近月点、远月点受月球的万有引力大小之比约为6400∶1
C. 鹊桥二号与近月卫星A的运行周期的二次方之比约为
D. 若近月卫星A由近月轨道变轨至环月椭圆冻结轨道，则卫星的机械能减小
10. 关于磁通量，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中，通过两金属圆环的磁通量
B. 图乙中，通过 匝边长为L的正方形金属线圈的磁通量为
C. 图丙中，在通电直导线的磁场中，线圈在Ⅱ位置时穿过线圈的磁通量不为0
D. 图丙中，在通电直导线的磁场中，若线圈在I位置时的磁通量大小为，则线圈从I位置平移至Ⅲ位置过程中，线圈的磁通量的变化量大小为2
11. 大小相同三个小球（可视为质点）a、b、c静止在光滑水平面上，依次相距l等距离排列成一条直线，在c右侧距c为l处有一竖直墙，墙面垂直小球连线，如图所示。小球a的质量为2m，b、c的质量均为m。某时刻给a一沿连线向右的初动量p，忽略空气阻力、碰撞中的动能损失和碰撞时间。下列判断正确的是（ ）
A. c第一次被碰后瞬间的动能为
B. c第一次被碰后瞬间的动能为
C. a与b第二次碰撞处距竖直墙的距离为
D. a与b第二次碰撞处距竖直墙的距离为
三、实验题（共11分）
12. 某实验小组得到了A、B两个电池，想探究两电池的电动势和内阻大小。利用如图甲所示电路测量了A电池的路端电压和电流，通过改变滑动变阻器的滑动触头，得到了多组实验数据，利用得到的实验数据描绘出了如图乙所示的U-I图像，所有电表均为理想电表（计算结果均保留两位有效数字）。
（1）结合乙图像，该实验小组测得电池A的电动势为EA=________V，电池A的内阻为rA=________Ω。
（2）已知两电池的电动势EA︰EB=3︰4，保持图甲电路中其他条件不变，将电池A与电池B分别接入电路，外电路的电压表均显示1.0V，则电池B的电动势EB=________V，内阻rB=________Ω。
（3）若将滑动变阻器调小到另一相同阻值，两电池分别接入时，电池A的外电路功率为P1，电池B的外电路功率为P2，则P1________P2。（填“＞”、“＜”或“=”）
13. 如图为验证动量守恒定律的实验装置，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球，按下面步骤进行实验：
①用天平测出两个小球质量分别为和；
②安装实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端切线水平，再将一斜面连接在斜槽末端；
③先不放小球，让小球从斜槽顶端处由静止释放，标记小球在斜面上的落点位置；
④将小球放在斜槽末端处，仍让小球从斜槽顶端处由静止释放，两球发生碰撞，分别标记小球、在斜面上的落点位置；
⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端距离，图中、、点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置，从、、到点的距离分别为、、。依据上述实验步骤，请回答下面问题：
（1）两小球的质量、应满足__（填写“”“=”或“”
（2）小球与发生碰撞后，的落点是图中__点，的落点是图中__点
（3）用题目中给出的符号来表示，只要满足关系式__，就能说明两球碰撞前后动量是守恒的
四、解答题（共39分）
14. 如图所示，虚线MN左侧有一方向水平向左、电场强度大小为E的匀强电场。
在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着长为L，间距为d的平行金属板，两板之间电压为U，AO过两板的中线，在虚线PQ右侧距离为处有一水平放置，长度为的屏，屏到AO的距离为d。现将一带电量为，质量为m的带电粒子无初速度地放入电场中的A点，A点到MN的距离为kL，粒子最后可打在右侧屏上。不计带电粒子的重力，求：
（1）求带电粒子到达MN时的速度大小；
（2）求带电粒子离开平行金属板时距中心线AO的偏移量；
（3）使粒子打在屏的最右侧，求k的取值。
15. 如图甲所示，有一装置由倾斜轨道AB、水平轨道BC、竖直台阶CD和足够长的水平直轨道DE组成，表面处处光滑，且AB段与BC段通过一小圆弧（未画出）平滑相接．有一小球用轻绳竖直悬挂在C点的正上方，小球与BC平面相切但无挤压．紧靠台阶右侧停放着一辆小车，车的上表面水平与B点等高且右侧固定一根轻弹簧，弹簧的自由端在Q点，其中PQ段是粗糙的，Q点右侧表面光滑．现将一个滑块从倾斜轨道的顶端A处自由释放，滑至C点时与小球发生正碰，然后从小车左端P点滑上小车．碰撞之后小球在竖直平面做圆周运动，轻绳受到的拉力如图乙所示．已知滑块、小球和小车的质量分别为m1=3kg、m2=1kg和m3=6kg，AB轨道顶端A点距BC段的高度为h=0.8m，PQ段长度为L=0.4m，轻绳的长度为R=0.5m． 滑块、小球均可视为质点．取g=10m/s2．求：
（1）滑块到达BC轨道上时速度大小．
（2）滑块与小球碰后瞬间小球的速度大小．
（3）要使滑块既能挤压弹簧，又最终没有滑离小车，则滑块与PQ之间的动摩擦因数μ应在什么范围内？（滑块与弹簧的相互作用始终在弹簧的弹性范围内）
16. 如图，质量，厚度的木板C静置于光滑水平地面上，半径的竖直光滑半圆弧轨道固定在木板C右边的水平地面上，木板与轨道均在同一竖直面内。轨道底端D点与木板C等高，并与圆心O在同一竖直线上，轨道上端最高为E点。质量的物块B置于木板C的左端，一质量的子弹A以的水平速度射中物块B并留在其中（时间极短），然后物块（B包括A）从木板左端水平向右滑行，B与C间的动摩擦因数。当物块（B包括A）到达木板右端时，木板恰好与轨道底端相碰并被锁定，同时物块（B包括A）沿圆弧切线方向滑上轨道。已知木板长度，重力加速度g取。
（1）求子弹A射中物块B并留在其中后物块（B包括A）的速度大小和该过程损失的机械能。
（2）求木板C与圆弧轨道底部碰撞前瞬间，物块（B包括A）和木板C的速度大小。
（3）判断物块（B包括A）是否会落到木板上？如果没有落在木板上，求该物块落点到木板左端的距离。
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题（共32分，每题4分）
1. 一同学将质量为的物体（视为质点）从离地面高处以大小为的初速度水平抛出，不计空气阻力，取重力加速度大小。物体下落到距离地面高处时，重力的瞬时功率为（ ）
A. B. C. D.
2. 一颗在低圆轨道上运行的卫星，轨道平面与赤道平面的夹角为30°，卫星运行到某一位置时恰好能观测到南极点或北极点，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。则该卫星运行的周期为（ ）
A. B.
C D.
3. 真空中，两个半径为r的金属球，其球心相距3r，现使两球带上等量的电荷量Q，静电力常量为k，关于两球之间的静电力说法正确的是（ ）
A. 若两金属球带同种电荷，两金属球间的静电力为斥力，大小为
B. 若两金属球带同种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小大于
C. 若两金属球带异种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小大于
D. 若两金属球带异种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小小于
4. 操场上两同学练习排球，在空中同一水平直线上A、B两点处分别把相同的1、2两球同时击出，球1做平抛运动，球2做斜抛运动，两球的运动轨迹在同一竖直平面内，如图所示，轨迹交于P点，P是A、B连线的中垂线上一点，球1的初速度为，球2的初速度为，不考虑排球的旋转，不计空气阻力，两球从抛出至到达P点的过程中（ ）
A. 两球在P点相遇B. 球2在最高点的速度等于
C. 球1速度变化得比球2更快D. 球1速度的变化量小于球2速度的变化量
5. 如图所示，直流电源、滑动变阻器、平行板电容器与理想二极管（正向电阻为0，反向电阻为）连接，电源负极接地，开始时电容器不带电，闭合开关S，稳定后，一带电油滴恰能静止在电容器中P点。在开关S保持接通的状态下，下列说法正确的是（ ）
A. 当滑动变阻器的滑片向上滑动时，带电油滴会向下运动
B. 当电容器的上极板向上移动时，带电油滴会向下运动
C. 当电容器的下极板向下移动时，P点的电势不变
D. 当电容器的下极板向左移动时，P点的电势会升高
6. 内壁光滑、由绝缘材料制成的半径R=m的圆轨道固定在倾角为θ=45°的斜面上，与斜面的切点是A，直径AB垂直于斜面，直径MN在竖直方向上，它们处在水平方向的匀强电场中。质量为m，电荷量为q的小球（可视为点电荷）刚好能静止于圆轨道内的A点，现对在A点的该小球施加一沿圆轨道切线方向的速度，使其恰能绕圆轨道完成圆周运动。g取10m/s2，下列对该小球运动的分析，正确的是（ ）
A. 小球可能带负电
B. 小球运动到N点时动能最大
C. 小球运动到M点时对轨道的压力为0
D. 小球初速度大小为10m/s
7. 如图所示，A、B、C为匀强电场内的三个点，电场的方向与三点所在平面平行。连接A、B、C三点构成一顶角为的等腰三角形，AB边和AC边的长度均为2.0m。将一电子从A点移到B点过程中，电子克服电场力做功为W1=1.0eV；从A点移到C点过程中，电场力对电子做功为W2=3.0eV。D、G、F分别为线段BC的四等分点。则电场强度大小为（ ）
A. 1V/mB. V/mC. V/mD. V/m
8. 如图所示，水平面上放置着半径为R、圆心角为60°的圆弧轨道，一可视为质点的小球以初速度冲上圆弧轨道。已知圆弧轨道质量，小球质量，重力加速度大小为g，不计一切摩擦和空气阻力，小球从圆弧轨道飞出时，速度方向恰好跟水平方向成角，则（ ）
A. 圆弧半径
B. 小球飞出时，圆弧轨道的速度为
C. 小球飞出时速度大小为
D. 若小球从圆弧轨道飞出时，圆弧向右运动的距离为x，则小球在轨道上运动时间为
二、多选题（共18分，每题6分，漏选少选得3分，有错选不选不得分）
9. 2024年3月20日地月中继卫星——鹊桥二号发射成功，鹊桥二号将为后续探月工程提供坚实的通信支持。如图所示，鹊桥二号的最终运行轨道为环月椭圆冻结轨道，该轨道近月点、远月点到月球表面的距离分别约为200km、16000km，近月卫星A绕月球做半径近似等于月球半径的圆周运动（图中未画出）。已知月球的半径约为1700km，不考虑其他星球引力的影响，关于在环月椭圆冻结轨道上运行的鹊桥二号和近月卫星A，下列说法正确的是（ ）
A. 鹊桥二号在近月点的加速度小于近月卫星A的加速度
B. 鹊桥二号在近月点、远月点受月球的万有引力大小之比约为6400∶1
C. 鹊桥二号与近月卫星A的运行周期的二次方之比约为
D. 若近月卫星A由近月轨道变轨至环月椭圆冻结轨道，则卫星的机械能减小
10. 关于磁通量，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中，通过两金属圆环的磁通量
B. 图乙中，通过 匝边长为L的正方形金属线圈的磁通量为
C. 图丙中，在通电直导线的磁场中，线圈在Ⅱ位置时穿过线圈的磁通量不为0
D. 图丙中，在通电直导线的磁场中，若线圈在I位置时的磁通量大小为，则线圈从I位置平移至Ⅲ位置过程中，线圈的磁通量的变化量大小为2
11. 大小相同三个小球（可视为质点）a、b、c静止在光滑水平面上，依次相距l等距离排列成一条直线，在c右侧距c为l处有一竖直墙，墙面垂直小球连线，如图所示。小球a的质量为2m，b、c的质量均为m。某时刻给a一沿连线向右的初动量p，忽略空气阻力、碰撞中的动能损失和碰撞时间。下列判断正确的是（ ）
A. c第一次被碰后瞬间的动能为
B. c第一次被碰后瞬间的动能为
C. a与b第二次碰撞处距竖直墙的距离为
D. a与b第二次碰撞处距竖直墙的距离为
三、实验题（共11分）
12. 某实验小组得到了A、B两个电池，想探究两电池的电动势和内阻大小。利用如图甲所示电路测量了A电池的路端电压和电流，通过改变滑动变阻器的滑动触头，得到了多组实验数据，利用得到的实验数据描绘出了如图乙所示的U-I图像，所有电表均为理想电表（计算结果均保留两位有效数字）。
（1）结合乙图像，该实验小组测得电池A的电动势为EA=________V，电池A的内阻为rA=________Ω。
（2）已知两电池的电动势EA︰EB=3︰4，保持图甲电路中其他条件不变，将电池A与电池B分别接入电路，外电路的电压表均显示1.0V，则电池B的电动势EB=________V，内阻rB=________Ω。
（3）若将滑动变阻器调小到另一相同阻值，两电池分别接入时，电池A的外电路功率为P1，电池B的外电路功率为P2，则P1________P2。（填“＞”、“＜”或“=”）
13. 如图为验证动量守恒定律的实验装置，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球，按下面步骤进行实验：
①用天平测出两个小球质量分别为和；
②安装实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端切线水平，再将一斜面连接在斜槽末端；
③先不放小球，让小球从斜槽顶端处由静止释放，标记小球在斜面上的落点位置；
④将小球放在斜槽末端处，仍让小球从斜槽顶端处由静止释放，两球发生碰撞，分别标记小球、在斜面上的落点位置；
⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端距离，图中、、点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置，从、、到点的距离分别为、、。依据上述实验步骤，请回答下面问题：
（1）两小球的质量、应满足__（填写“”“=”或“”
（2）小球与发生碰撞后，的落点是图中__点，的落点是图中__点
（3）用题目中给出的符号来表示，只要满足关系式__，就能说明两球碰撞前后动量是守恒的
四、解答题（共39分）
14. 如图所示，虚线MN左侧有一方向水平向左、电场强度大小为E的匀强电场。
在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着长为L，间距为d的平行金属板，两板之间电压为U，AO过两板的中线，在虚线PQ右侧距离为处有一水平放置，长度为的屏，屏到AO的距离为d。现将一带电量为，质量为m的带电粒子无初速度地放入电场中的A点，A点到MN的距离为kL，粒子最后可打在右侧屏上。不计带电粒子的重力，求：
（1）求带电粒子到达MN时的速度大小；
（2）求带电粒子离开平行金属板时距中心线AO的偏移量；
（3）使粒子打在屏的最右侧，求k的取值。
15. 如图甲所示，有一装置由倾斜轨道AB、水平轨道BC、竖直台阶CD和足够长的水平直轨道DE组成，表面处处光滑，且AB段与BC段通过一小圆弧（未画出）平滑相接．有一小球用轻绳竖直悬挂在C点的正上方，小球与BC平面相切但无挤压．紧靠台阶右侧停放着一辆小车，车的上表面水平与B点等高且右侧固定一根轻弹簧，弹簧的自由端在Q点，其中PQ段是粗糙的，Q点右侧表面光滑．现将一个滑块从倾斜轨道的顶端A处自由释放，滑至C点时与小球发生正碰，然后从小车左端P点滑上小车．碰撞之后小球在竖直平面做圆周运动，轻绳受到的拉力如图乙所示．已知滑块、小球和小车的质量分别为m1=3kg、m2=1kg和m3=6kg，AB轨道顶端A点距BC段的高度为h=0.8m，PQ段长度为L=0.4m，轻绳的长度为R=0.5m． 滑块、小球均可视为质点．取g=10m/s2．求：
（1）滑块到达BC轨道上时速度大小．
（2）滑块与小球碰后瞬间小球的速度大小．
（3）要使滑块既能挤压弹簧，又最终没有滑离小车，则滑块与PQ之间的动摩擦因数μ应在什么范围内？（滑块与弹簧的相互作用始终在弹簧的弹性范围内）
16. 如图，质量，厚度的木板C静置于光滑水平地面上，半径的竖直光滑半圆弧轨道固定在木板C右边的水平地面上，木板与轨道均在同一竖直面内。轨道底端D点与木板C等高，并与圆心O在同一竖直线上，轨道上端最高为E点。质量的物块B置于木板C的左端，一质量的子弹A以的水平速度射中物块B并留在其中（时间极短），然后物块（B包括A）从木板左端水平向右滑行，B与C间的动摩擦因数。当物块（B包括A）到达木板右端时，木板恰好与轨道底端相碰并被锁定，同时物块（B包括A）沿圆弧切线方向滑上轨道。已知木板长度，重力加速度g取。
（1）求子弹A射中物块B并留在其中后物块（B包括A）的速度大小和该过程损失的机械能。
（2）求木板C与圆弧轨道底部碰撞前瞬间，物块（B包括A）和木板C的速度大小。
（3）判断物块（B包括A）是否会落到木板上？如果没有落在木板上，求该物块落点到木板左端的距离。
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