山东省济宁市微山县第一中学2024-2025学年高二上学期开学迎考物理试题（原卷版+解析版）

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一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 如图所示，带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上。先将A、B分开，再移走C，关于A、B的带电情况，下列说法正确的是（ ）
A. A带正电、B带负电B. A带负电、B带正电
C. A、B均带负电D. A、B均带正电
【答案】B
【解析】
【详解】带电体C靠近相互接触的金属导体A和B时，在A的左端感应出负电荷，在B的右端感应出与A等量的正电荷，如果先将A、B分开，再移走C，则A带负电、B带正电。
故选B。
2. 关于功和功率，下列说法正确的是（ ）
A. 力越大，力做功就越多B. 位移越大，力做功就越多
C. 功率越大，力做功就越多D. 功率越大，力做功就越快
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据功的计算公式
可知，功与力、位移以及力与位移的夹角都有关系，力越大，力做功不一定越多；同理，位移越大，力做功也不一定越多，故AB错误；
D．功率是描述物体做功快慢的物理量，功率越大，做功越快；故D正确；
C．根据功率与功的关系
W＝Pt
可知，功率越大，做功多少还与时间有关，所以功率越大，力做功不一定就越多，故C错误。
故选D。
3. 某电场的三条电场线如图所示（方向未知），A、B为其中两点，下列说法正确的是（ ）
A. A点场强大于B点场强
B. A点场强小于B点场强
C. A点电势高于B点电势
D. A点电势低于B点电势
【答案】A
【解析】
【详解】AB．电场线密的地方电场的强度大，所以A点场强大于B点场强，A正确，B错误；
CD．沿电场线的方向，电势降低，题中未给出电场线方向，故不能确定A、B两点电势大小关系，CD错误。
故选A。
4. 如图所示，已充好电的平行板电容器两极板正对，G为静电计，下列说法正确的是（ ）
A. 仅使M板向上移动，静电计读数变大
B. 仅使M板向下移动，静电计读数不变
C. 仅使M板向左移动，静电计读数变小
D. 仅使M板向右移动，静电计读数不变
【答案】A
【解析】
【详解】A．仅使M板向上移动，两板间正对面积S减小，根据，可知电容器电容减小，由于两极板所带电荷量不变，根据，可知静电计读数变大，故A正确；
B．仅使M板向下移动，两板间正对面积S减小，根据，可知电容器电容减小，由于两极板所带电荷量不变，根据，可知静电计读数变大，故B错误；
C．仅使M板向左移动，两板间距离d增大，根据，可知电容器电容减小，由于两极板所带电荷量不变，根据，可知静电计读数变大，故C错误；
D．仅使M板向右移动，两板间距离d减小，根据，可知电容器电容增大，由于两极板所带电荷量不变，根据，可知静电计读数变小，故D错误。
故选A。
5. 请估算两个电子在真空中的库仑力是其万有引力的多少倍。已知电子的比荷，静电力常量k=9.0×109N·m2/C2，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2（ ）
A. 4×1012B. 4×1022C. 4×1032D. 4×1042
【答案】D
【解析】
【详解】设两个电子间的库仑力为，万有引力为，由库仑定律和万有引力定律分别可得
，
可得两个电子在真空中的库仑力与万有引力大小之比为
故选D。
6. 起重机将一重物从静止开始竖直向上吊起，重物做匀加速直线运动，则起重机对重物做功的功率P随时间t变化的图像为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】重物做匀加速直线运动，根据
则起重机拉力
一定，重物速度
起重机对重物做功的功率
（k为定值）
所以P随时间t变化的图像为过原点的一条射线。
故选A。
7. 某静电场的方向平行于x轴，坐标原点为O，P、Q为x轴上的两点，电势φ随x的变化规律如图所示，下列判断正确的是（ ）
A. 电场方向沿x轴正方向
B. P点电势高于Q点电势
C. 电场强度大小为400V/m
D. 电势差UOP＞UPQ
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图像可知，沿x轴正方向电势逐渐升高，由沿电场方向电势降低可知，电场方向沿x轴负方向，A错误；
B．由沿电场方向电势降低可知，P点电势低于Q点电势，B错误；
C．由图像的斜率表示电场强度大小可知
C正确；
D．由于电场是匀强电场，在沿电场方向间隔相等的两点间的电势差相等，因此有
UOP=UPQ
D错误。
故选C。
8. 如图所示，水平向右的匀强电场，场强大小为。质量为1kg、电量为1.6C带正电的小物块，从原点O以的初速度向右运动，物块所受阻力f与位移x的关系为。则物块运动的最大速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意知，电场力大小等于所受阻力大小时，合力为零，物块速度达到最大，设物块所受电场力为，场强为，电量为q，此时
则
代入得
则可知，当物块运动1m时速度达到最大，由题知阻力为变力，设当时，阻力为，当时，设阻力为，物块初速度为，物块末速度为，由动能定理知
代入得
B正确；
故选B。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 科学家推测，双星的运动是产生引力波的来源之一。假设P、Q两天体组成一双星系统，各自围绕它们连线上某点在二者间万有引力作用下做匀速圆周运动。已知P、Q的质量比为2:3，下列说法正确的是（ ）
A. P、Q的周期之比为2:3B. P、Q的半径之比为3:2
C. P、Q的向心力之比为2:3D. P、Q的向心加速度之比为3:2
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．P、Q两天体各自围绕它们连线上某点做匀速圆周运动，则转动的角速度相等，有公式可知，P、Q的周期之比为，又有
可得
故A错误，B正确；
C．P、Q两颗星的向心力都等于两者之间的万有引力，因此P、Q两星的向心力之比为，故C错误；
D．根据题意，由牛顿第二定律有
解得
则有
故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，两个等量正点电荷形成的电场中，O点为两电荷连线的中点，O、A、B、C为以其中一正电荷为圆心的圆上四点，取无限远处电势为零。下列说法正确的是（ ）
A. A、C两点电场强度相同
B. A、C两点电势相等
C. O点的电势为零
D. 电子在O点的电势能小于在B点的电势能
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据对称性，A、C两点电场强度大小相等，方向不同，故A错误；
B．A、C两点距两个等量正点电荷的距离相等，则A、C两点电势相等，故B正确；
C．根据正点电荷电势分布可知，左侧正点电荷在O点的电势大于零，右侧正点电荷在O点的电势大于零，故O点的电势大于零，故C错误；
D．根据正点电荷电势分布可知，左侧正点电荷在O点的电势大于B点的电势，右侧正点电荷在O点的电势等于B点的电势，则O点的电势大于在B点的电势，负电荷在高电势处电势能反而小，则电子在O点的电势能小于在B点的电势能，故D正确。
故选BD。
11. 游乐场中“旋转飞椅”简化模型如图所示，座椅都用等长的绳子悬挂在水平转盘的不同位置。M、N两人坐在座椅上随转盘一起在水平面内做匀速圆周运动，M的悬点离转盘中心O点更远一些。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. M的加速度大于N
B. M的加速度小于N
C. M的绳子与竖直方向的夹角大于N
D. M的绳子与竖直方向的夹角小于N
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．人在水平面内做匀速圆周运动，所以
由于M的半径大于N的半径，而二者角速度相同，所以
故A正确，B错误；
CD．设绳子与竖直方向的夹角为θ，对人受力分析，根据牛顿第二定律可得
所以
由于
所以M的绳子与竖直方向的夹角大于N的绳子与竖直方向的夹角，故C正确，D错误。
故选AC。
12. 如图所示，倾角为37°的斜面底端固定一轻质弹簧，质量为1kg的小滑块从斜面上的A点以2m/s的初速度向下滑动，运动到B点时弹簧压缩量最大，滑块被弹回后恰好能够返回A点。已知滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25，重力加速度取10m/s2，弹簧始终处于弹性限度内，整个过程斜面保持静止，不计空气阻力，，，则（ ）
A. A、B间距为0.5m
B. A、B间距为1m
C. 弹簧的最大弹性势能为4J
D. 弹簧的最大弹性势能为8J
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．根据动能定理可得
解得
故A正确，B错误；
CD．从A到B根据动能定理可得
又
解得
故C正确，D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 工业生产中经常会用到需要避光储存的绝缘液体原料，为了方便测量其深度，某同学设计了如下装置。在储存液体原料的桶的外侧底部，放置一个与桶底形状相同、面积为S的金属板，桶内有一面积为S的轻质金属箔板，漂浮在液体表面上。圆桶由绝缘材料制成，桶壁厚度可忽略不计，使用时需要进行如下操作：
（1）将开关接“1”接线柱，电容器充满电后，将开关接“2”接线柱，电流传感器记录下电流随时间的变化关系如图。可知电容器充满电后的电荷量__________C。
（2）再将开关接“1”接线柱，电容器充满电后，将开关接“3”接线柱，电压传感器的示数为。可根据的大小得出液体的深度；改变深度，电压传感器示数随之改变。根据所学知识判断电压传感器示数和液体的深度成__________关系（填“线性”、“非线性”）。
（3）由于工作过程中电荷量会有一定的损失，将导致深度的测量结果___________（填“偏大”、“偏小”、“不受影响”）。
【答案】（1）
（2）线性 （3）偏小
【解析】
小问1详解】
I-t图像与坐标轴围成的面积表示电量，一小格的电量为
图中总共约14小格，所以电容器充满电的电荷量为
【小问2详解】
根据
，
联立，解得
可知电压传感器示数和液体的深度成线性关系。
【小问3详解】
由于工作过程中电荷量会有一定的损失，则极板间电压随之减小，将导致深度的测量结果偏小。
14. 某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用计时器为电火花打点计时器，重锤质量为500g，部分实验步骤如下：
A．将打点计时器竖直固定在铁架台上如图甲所示的位置
B．先接通电源，后释放重锤
C．更换纸带，再重复几次，选择合适的纸带进行测量分析
（1）上述实验步骤中不合理的步骤为______（选填序号字母）。
（2）按照正确的操作选得如图乙所示的纸带，其中O是重锤刚释放时所打的点，测得连续打下的五个点A、B、C、D、E到O点的距离h值如图乙所示。已知交流电源频率为50Hz，当地重力加速度为。在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量______J，重力势能的减少量______J（结果均保留三位有效数字）。
（3）该同学进一步求出纸带上其他点的速度大小v，然后作出相应的图像，画出的图线是一条通过坐标原点的直线。该同学认为：只要图线通过坐标原点，就可以判定重锤下落过程机械能守恒，该同学的分析______（选填“合理”或“不合理”）。
【答案】 ①. A ②. 1.00 ③. 1.07 ④. 不合理
【解析】
【详解】（1）[1]A．将打点计时器固定在铁架台上后让纸带穿过限位孔，用夹子夹住纸带，为了在实验中获取更多的数据点同时节约纸带，重物应靠近打点计时器，而图中重物离打点计时器过远，故A错误，符合题意；
B．实验过程中应先接通电源后释放纸带，故B正确，不符合题意；
C．实验中应更换纸带，再重复几次，选择点迹清晰合适的纸带进行测量分析，故C正确，不符合题意。
故选A。
（2）[2]根据已知条件，可得打点周期
由图乙纸带可得打C点时的瞬时速度
在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量
[3]重力势能的减小量
（3）[4]根据机械能守恒定律，从起始点开始，若机械能守恒应满足
消去重锤的质量可得
做出的图像，若图像过原点，且其斜率等于当地的重力加速度，才可判定重锤下落过程机械能守恒，因此，若只满足图像过坐标原点，并不能判定重锤下落过程中机械能守恒，因此该同学的分析不合理。
15. 2024年5月，嫦娥六号探测器在我国文昌成功发射，之后进入地月转移轨道，5月8日探测器成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行，做周期为T的匀速圆周运动，之后登陆月球，完成月球背面采样任务后成功返回。若探测器登陆月球后，采集的质量为m的土壤静置在月球表面的水平压力传感器上，传感器的示数为F。已知月球半径为r，引力常量为G，求：
（1）月球表面的重力加速度及月球质量；
（2）环月轨道距月球表面的高度。
【答案】（1），
（2）
【解析】
【小问1详解】
质量为m的土壤在月球上的重力
月球表面的重力加速度
对月球表面的物体
【小问2详解】
对环月轨道上的物体
环月轨道距月球表面的高度
16. 如图所示，质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂在O点，在O点的正下方有一光滑的钉子。把小球拉至右端使轻绳处于水平位置，由静止释放小球，轻绳碰到钉子后，小球恰好能完成完整的圆周运动。已知重力加速度为g，不计空气阻力。求：
（1）钉子离O点的距离；
（2）碰到钉子后的瞬间轻绳上拉力的大小。
【答案】（1）
（2）6mg
【解析】
【小问1详解】
设钉子离O点的距离为d，则小球做圆周运动的半径，由题可知
解得
【小问2详解】
由题可知
解得
17. 如图所示，直角坐标系xOy中，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场I，第三象限存在沿x轴正方向的匀强电场II。质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，以沿x轴负方向的初速度v0从a点开始运动，经O点进入第三象限，最终到达y轴上的b点，粒子从a到O和从O到b的时间相等。已知a点的坐标为（8L，3L），粒子的重力忽略不计。求：
（1）I的电场强度；
（2）II的电场强度；
（3）粒子在电场II中距离y轴的最远距离；
（4）b点的坐标。
【答案】（1）
（2）
（3）2L （4）（0，-6L）
【解析】
【小问1详解】
在匀强电场I中，由于粒子的重力忽略不计，粒子做类平抛运动故
故
小问2详解】
第三象限存在沿x轴正方向的匀强电场II，则
解得
【小问3详解】
由于
则
【小问4详解】
因为
则
坐标为：（0，-6L）
18. 如图所示，质量M=4kg、长度L=2m的木板A静止在光滑水平面上，其左端上表面与半径R=0.5m的四分之一竖直圆轨道相切，A的右侧某位置竖直固定一挡板P。将质量m=2kg的物块B从轨道最高点由静止释放，A、B共速后A与P发生碰撞，碰后A以某一速度反弹，B最终恰好没有从A上滑离。已知B经轨道最低点时对轨道的压力FN=56N，A、B间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）B在圆轨道运动过程中克服阻力做的功；
（2）从B滑上A至A、B第一次共速，系统产生的热量；
（3）A与P碰撞损失的机械能。
【答案】（1）1J （2）6J
（3）
【解析】
【小问1详解】
在轨道最低点，由牛顿第二定律得
B从轨道最高点下滑到最低点的过程中，由动能定理得
联立以上两式，代入已知数据，可得
【小问2详解】
对A，根据牛顿第二定律
对B，根据牛顿第二定律
A、B第一次共速
共速时二者速度
由能量守恒定律得
联立可得
【小问3详解】
如图分析可知
因为
设碰撞后A的速度大小为v2，从碰撞后到第二次共速的时间为t2，则共速时
A向左运动位移大小
B向右运动位移大小
另有
联立可得