吉林省白山市抚松县第一中学2024-2025学年高二上学期开学物理试题（原卷版+解析版）

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试卷满分：100分 考试时间：75分钟
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8-10小题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 静摩擦力一定不做功
B. 滑动摩擦力一定对物体做负功
C. 一对平衡力对物体做功的代数和一定为零
D. 一对作用力和反作用力，若作用力做正功，则反作用力一定做负功
【答案】C
【解析】
【详解】A．静摩擦力对物体可做正功，可做负功，也可能不做功，选项A错误；
B．滑动摩擦力对物体可做正功，可做负功，也可能不做功，选项B错误；
C．一对平衡力等大反向，其位移相同，则对物体做功的代数和一定为零，选项C正确；
D．一对作用力和反作用力，若作用力做正功，则反作用力可能做正功，也可能做负功，也可能不做功，选项D错误。
故选C。
2. 如图所示，、、、是真空中一正四面体的四个顶点.现在在、两点分别固定两个点电荷和，则关于、两点的场强和电势，下列说法正确的是( )
A. 若和是等量异种电荷，则、两点的电场强度不同，电势相同
B. 若和是等量异种电荷，则、两点电场强度和电势均相同
C. 若和是等量同种电荷，则、两点电场强度和电势均不相同
D. 若和是等量同种电荷，则、两点电场强度和电势均相同
【答案】B
【解析】
【详解】若Q1和Q2是等量异种电荷，通过AB的中垂面是一等势面，C、D在同一等势面上，电势相等．C、D两点的场强都与等势面垂直，方向指向B一侧，方向相同，根据对称性可知，场强大小相等，故C、D两点的场强、电势均相同．故A错误，B正确．若Q1和Q2是等量同种电荷，由电场的分布情况和对称性可知，C、D两点电场强度大小相等，方向不同，则电场强度不同．电势相等，故CD错误．故选B．
3. 某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是（ ）
A. a点电势高于b点电势
B. c点的电场强度大于b点的电场强度
C. 若将一试探电荷＋q由b点释放，仅在电场力作用下，它将沿电场线运动到a点
D. 若在b点再固定一点电荷＋Q，将一试探电荷＋q由c点移至d点的过程中，电势能增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．沿电场线方向电势降低，所以a点电势低于b点电势。故A错误；
B．根据电场线疏密表示电场强度大小，可知c点的电场强度小于b点的电场强度。故B错误；
C．若将一试探电荷＋q由b点释放，因受力方向沿电场线的切线，仅在电场力作用下，它不能沿电场线运动到a点。故C错误；
D．若在b点再固定一点电荷＋Q，叠加后电势仍然是d点高于c点，将一试探电荷＋q由c点移至d点过程中，根据
可知其电势能增大。故D正确。
故选D。
4. 2018年12月27日，北斗三号卫星导航系统已完成建设，开始提供全球服务及导航。系统中部分卫星运动轨道如图所示：a为低轨道极地卫星；b为地球同步卫星；c为倾斜轨道卫星，其轨道平面与赤道平面有一定的夹角，轨道半径与b卫星相同。下列说法正确的是（ ）

A. 卫星a的线速度比卫星c的线速度小
B. 卫星b的线速度与卫星c的线速度相同
C. 卫星a的向心力一定比卫星b的向心力大
D. 卫星c的运行周期与地球自转周期相同
【答案】D
【解析】
【详解】AB．人造卫星在围绕地球做匀速圆周运动的过程中由万有引力提供向心力，根据万有引力定律和匀速圆周运动知识得
解得
由题意可知，卫星与卫星的轨道半径相等，卫星的轨道半径小于卫星c的轨道半径，故卫星的线速度大于卫星c的线速度；卫星的线速度和卫星的线速度大小相同，方向不同，故AB错误；
C．根据万有引力提供向心力有
因为不知道卫星的质量，故无法判断卫星a和b的向心力大小，故C错误；
D．根据开普勒第三定律
因为c与b轨道半径相同，则周期相同，又因为b为地球同步卫星，周期与地球自转周期相同，故卫星c的运行周期与地球自转周期相同，故D正确。
故选D。
5. 一质量为m的物体静止在光滑水平面上，某时刻起受到水平向右的大小随位移变化的力F的作用、F随位移变化的规律如图所示。下列说法正确的是（ ）

A. 物块先做匀加速运动，后做匀减速运动
B. 物体从运动过程，合外力的最大冲量为
C. 物体从运动过程，合外力最大冲量为
D. 物体从运动过程，重力的冲量为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．由于力是变化的，根据牛顿第二定律可知物块加速度先增大后减小，故A错误；
BC．由图可知，合外力做功的大小为图中曲线与x轴围成的面积；那么物体的位移为3x0时速度最大，由动能定理可得
最大速度为
根据动量定理可知合外力的冲量
故B正确，C错误；
D．根据冲量的定义可知物体从运动过程，重力的冲量为
不为0，故D错误；
故选B。
6. 宇宙中有一种恒星被人们称为“吸血鬼恒星”，如图所示。所谓“吸血鬼恒星”是指一个双星系统中，体积较小的成员通过“吸食”另一颗恒星（伴星）的物质而“返老还童”。假设两恒星中心之间的距离保持不变，忽略因热核反应和辐射等因素导致的质量亏损，经过一段时间演化后，则（ ）

A. 两恒星之间万有引力大小保持不变B. 吸血鬼恒星做圆周运动半径增大
C. 吸血鬼恒星的角速度增大D. 吸血鬼恒星的线速度减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据万有引力公式可知，两恒星的万有引力为
其中为两星的总质量，可以判断出当变化时，值是变化的，故A错误。
C．假设在演化开始时，吸血鬼恒星的质量为，伴星的质量为，两者之间的中心距离为，根据双星运动的特点，对于吸血鬼恒星有
同理对于伴星
又有
联立解得
由题意知两恒星的总质量不变，也不变，则角速度不变，故C错误；
BD．由C中分析，联立可解得
根据题意可知，增大，减小，故减小，增大，又有
则吸血鬼恒星的线速度减小，伴星的线速度增大，故B错误，D正确。
故选D。
7. 假设摩托艇受到的阻力大小与它的速率成正比。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的9倍，则摩托艇的最大速率变为原来的（ ）
A. 2倍B. 3倍C. 4倍D. 6倍
【答案】B
【解析】
【详解】根据
f=kv
达到最大速度时
如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的9倍，则摩托艇的最大速率变为原来的3倍。
故选B。
8. 下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）
A. 图甲中，船头垂直于河岸匀速行驶，水流速度越大，渡河时间越长
B. 图乙中，A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，则A与B的角速度相等
C. 图丙中，小球竖直面内做圆周运动，过最高点的速度可能为0
D. 图丁中，若用小锤用力敲击弹性金属片，a球会比水平弹出的b球先落地
【答案】BC
【解析】
【详解】A．图甲中，船头垂直于河岸匀速行驶，渡河时间为
可知渡河时间与水流速度无关，故A错误；
B．设小球圆锥摆运动所处水平面与悬点的高度为，细线与竖直方向的夹角为，根据牛顿第二定律可得
解得
由于A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，则A与B的角速度相等，故B正确；
C．图丙中，小球竖直面内做圆周运动，过最高点时，如果杆对小球的支持力与重力平衡，则小球的速度为0，故C正确；
D．图丁中，若用小锤用力敲击弹性金属片，a球和b球在竖直方向做自由落体运动，两球同时落地，故D错误。
故选BC。
9. 如图所示，已知带电小球A、B的电荷量分别为QA、QB，A球固定，B球用长为L的绝缘丝线悬挂在O点，静止时A、B相距为d。若A球电荷量保持不变，B球缓慢漏电，不计两小球半径，则下列说法正确的是（ ）
A. 丝线对B球的拉力逐渐变小
B. A球对B球的库仑力逐渐变小
C. 当AB间距离减为时，B球的电荷量减小为原来的
D. 当AB间距离减为时，B球的电荷量减小为原来的
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．对B受力分析如图
根据B受力平衡可得
B球缓慢漏电，，，均不变，则d逐渐减小，可知减小，不变；故A错误，B正确；
CD．当AB间距离减为时，则库仑力减小到原来的，根据
可知B球的电荷量减小为原来的，故C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，顶端带有光滑定滑轮、倾角的光滑斜面体固定在水平地面上，质量均为m的小球A、B之间用劲度系数为k的轻质弹簧连接，用一根不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮连接物块C和小球B，轻绳与斜面平行。初始时用手控制住物块C使弹簧与轻绳在同一竖直平面上，B、C之间的轻绳恰好张紧且无弹力作用。由静止释放物块C后，当其速度恰好达到最大值时，A小球对地面的压力刚好为零。已知弹簧的弹性势能可表示为，其中k为弹簧的劲度系数，x表示弹簧的形变量，当地的重力加速度为g，则（ ）
A. 物块C的质量为4m
B. 物块C速度达到最大值时，小球B的加速度为
C. 物块C从释放到速度达到最大值的过程中，轻绳对小球B所做的功为
D. 物块C从释放到速度达到最大值的过程中，弹簧对小球B所做的功为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．物块C速度恰好达到最大值时，加速度为0，此时整体受力分析可知
则
故A正确；
B．物块C速度达到最大值时，B和C用轻绳连接运动状态相同，加速度为0，故B错误；
CD．运动过程中，系统机械能守恒，初状态对小球B受力分析可知
末状态对小球A受力分析可知
则弹簧形变量
因此弹性势能相同，弹簧不做功，则机械能守恒表达式为
对于B球，由动能定理
联立解得
故C正确，D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分，）
11. 某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”。实验前，用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平。其实验步骤为：
A．用天平测出滑块A、B的质量、；
B．用细线将滑块A、B连接，使A、B间的弹簧处于压缩状态；
C．剪断细线，滑块A、B离开弹簧后。均沿光滑操作台的台面运动，最后都滑落台面，记录A、B滑块的落地点M、N；
D．用刻度尺测出M、N距操作台边缘的水平距离、；
E．用刻度尺测出操作台面距地面的高度h。

请根据实验步骤完成下面填空：
（1）实验前，用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平。其目的为___________；
（2）如果滑块A、B组成的系统水平动量守恒，须满足的关系是___________。（用测量的物理量表示）
（3）实验步骤中不需要操作的是___________。（填写步骤前的字母序号）
【答案】 ①. 保证滑块做平抛运动 ②. ③. E
【解析】
【详解】（1）[1]实验前，用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平，其目的为保证滑块做平抛运动；
（2）[2]根据动量守恒定律
因为滑块做平抛运动，下落高度相同，则下落时间相同，故
即
（3）[3]根据满足的关系式可知实验步骤中不需要测量操作台面距地面的高度h，即不需要的操作是步骤E。
12. 如图1所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。
（1）纸带的________端与重物相连；（选填“左”或“右”）
（2）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的________误差（选填“偶然”或“系统”）。
（3）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得，，，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，取、在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量ΔEp =________J；重物的动能增加量ΔEk =________J（结果均保留3位有效数字）。
（4）甲同学多次实验，以重物的速度平方v2为纵轴，以重物下落的高度h为横轴，作出如图所示的v2-h图像，则当地的重力加速度g=________m/s2。（结果保留3位有效数字）
【答案】（1）左 （2）系统
（3） ①. 1.86 ②. 1.71
（4）9.67
【解析】
【小问1详解】
重物速度越来越大，相邻计数点距离越来越大，纸带的左端与重物相连；
【小问2详解】
各种阻力产生的误差不是实验者操作不规范造成的，是实验者无法避免的，属于系统误差。
【小问3详解】
[1]由题可知
[2]B 点的瞬时速度
根据动能的定义可知
【小问4详解】
根据机械能守恒定律得
解得
根据题意得

解得

所以
二、解答题（其中13题12分，14题12分，15题14分）
13. 如图所示，水平向右的匀强电场中有a、b、c三点，ab与场强方向平行，bc与场强方向成60°，ab=4cm，bc=6cm。现将一个电量为4×10-4C的正电荷从 a移动到b，电场力做功1.2×10-3J。求：
（1）该电场的场强大小；
（2）ac间的电势差Uac；
（3）若b点的电势为3V，则c点电势φc。
【答案】（1）75V/m；（2）5.25V；（3）0.75V
【解析】
【分析】
【详解】（1）带点粒子从从a移到b时，电场力做正功，有
W=qU，U=Edab
解得
E=75V/m
（2）ac间的电势差
Uac=E（dab+dbccs60°）
解得
Uac=5.25V
（3）若b点的电势为3V，有bc间电势差
Ubc=Edbccs60°
又由
Ubc=φb—φc
解得
φc=075V
14. 如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径为，人和车的总质量为200kg，特技表演的全过程中，阻力忽略不计。（计算中取。）求：
（1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s；
（2）从平台飞出到A点时速度大小及圆弧对应圆心角；
（3）人和车运动到圆弧轨道最低点O，求此时对轨道的压力大小。
【答案】（1）；（2），；（3）8600N
【解析】
【详解】（1）从平台飞出到A点的过程，人和车做平抛运动，根据平抛运动规律，有
解得
从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离为
（2）从平台飞出到A点，根据动能定理，有
解得
如图
可知


得
（3）从A到O的过程中由动能定理有
在最低点，有
解得
根据牛顿第三定律可知人和车对轨道的压力大小为8600N。
15. 如图，倾角为的光滑斜面与光滑水平面在B点平滑连接，倾角为的传送带沿逆时针方向匀速转动，传送带的下端与水平面的右端D点通过一小段圆弧连接。在水平面BD上的C点放一质量为3m的小物块b，在斜面上A点由静止释放质量为m的小物块a，A、B间距离为L，a滑到水平面上后与b发生弹性正碰，之后a、b将在水平面上发生第二次碰撞，b与传送带间的动摩擦因数为0.5，传送带匀速运动的速度大小为，重力加速度为g，求：
（1）a第一次与b碰撞前瞬间的速度大小；
（2）第一次碰撞后瞬间a与b的速度大小；
（3）a、b第一次碰后到第二次碰撞前的过程，b在传送带上运动因摩擦产生的内能。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设a与b碰撞前一瞬间，a的速度大小为，根据机械能守恒定律有
解得
（2）设a、b碰撞后速度大小分别为、，根据动量守恒有
根据能量守恒有
解得
（3）由于，因此物块b在传送带上先做匀减速运动，后做匀加速运动，根据牛顿第二定律有
解得
根据对称性，物块b在传送带上上滑、下滑过程所用时间均为
物块b第一次在传送带上运动过程，因此摩擦产生的内能为