江西省抚州市黎川县第二中学2023-2024学年高二上学期开学考试物理试题

23-24上开学考试

高二物理

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡的相应位置上：

2.作答时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将答题卡交回。

一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）

1．关于重力势能，下列说法正确的是（　　）

A．重力势能的变化与物体实际经过的路径有关

B．重力势能的变化只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关

C．重力势能是矢量，在地球表面以上为正，在地球表面以下为负

D．在地面上的物体，它的重力势能一定等于零

2．以下说法中正确的是（　　）

A．质量是物体固有的属性，其大小与物体运动的速度无关

B．只有当物体运动的速度远小于光速时，可以认为质量不变

C．经典力学不适用于微观粒子，所以经典力学是错误的

D．牛顿运动定律不能适用于处在高速公路上高速运动的汽车的运动情况

3．某人造地球卫星绕地球运动的椭圆轨道如图所示，和是椭圆轨道的两个焦点，卫星在A点的速率比在B点的速率小，则地球位于（　　）

A．位置 B．位置 C．A位置 D．B位置

4．A、B、C是三个完全相同的金属小球，A带电荷量为，B带电荷量为，C不带电，将A、B固定起来，让C球先与A球接触，再与B球接触，然后移去C球，则A、B两球间的库仑力大小变为原来的（　　）

A． B． C． D．

5．如图所示，在水平向左的匀强电场中，有一电荷量为的物体静止在绝缘斜面上。若撤去电场后，物体仍然静止在斜面上，那么撤去电场后与撤去电场前相比较，以下说法正确的是（　　）

A．物体所受的摩擦力一定减小了 B．物体所受的摩擦力一定增大了

C．物体所受的摩擦力方向可能发生改变 D．物体对斜面的压力可能增大了

6．如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则（　　）

A．卫星a的角速度小于c的角速度

B．卫星a的加速度大于b的加速度

C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度

D．卫星b的周期大于24 h

7．如图所示，总长为l、质量为m的均匀软绳对称地挂在轻小滑轮上，用细线将质量也为m的物块与软绳一端连接。现将物块由静止释放，直到软绳刚好全部离开滑轮。不计一切摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A．在软绳从静止到刚离开滑轮的过程中，物块的机械能减少了

B．在软绳从静止到刚离开滑轮的过程中，物块的机械能减少了

C．在软绳从静止到刚离开滑轮的过程中，软绳的机械能增加了

D．在软绳从静止到刚离开滑轮的过程中，软绳的机械能增加了

8．如图所示，表面粗糙的“”型水平轨道固定在地面上，劲度系数为、原长为的轻弹簧一端固定在轨道上的点，另一端与安装有位移、加速度传感器的滑块相连，滑块总质量为。以为坐标原点，水平向右为正方向建立轴，将滑块拉至坐标为的A点由静止释放，向左最远运动到坐标为的点，测得滑块的加速度与坐标的关系如图所示，其中为图线纵截距。则滑块由A运动至过程中（弹簧始终处于弹性限度内）下列描述正确的是（　　）

A． B．最大动能为

C．动摩擦因数 D．滑块在和处的弹性势能

9．一颗环绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，因故障失去可微调轨道使其保持固定速率的动力，现受空气阻力影响造成其离地高度逐渐变小。假设人造卫星的质量始终不变，在其失去动力后，则该人造卫星（　　）

A．速率始终不变 B．受地球的引力逐渐变小

C．绕地球一圈所用时间逐渐变小 D．动能逐渐变大

10．在点电荷激发的电场中有一点A（A距点电荷距离为r），一试探电荷在点受到的电场力为，则（　　）

A．A点的电场强度为 B．A点的电场强度为

C．若撤去试探电荷点的电场强度不变 D．A点的电场方向与此试探电荷所受电场力方向相同

11．疫情期间，物流企业为人民群众提供了有力的服务保障和大量的紧急救援物资。一辆运送救援物资的汽车从平直的公路上某处由静止开始匀加速向前行驶，当速度达到时汽车发动机恰好达到额定功率，并以都额定功率继续运动直至最大速度（未知），汽车行驰驶过程中所受的阻力与其速率成正比（，k为常量），已知汽车和救援物资的总质量为m，发动机的额定功率为P，则下列说法正确的是（　　）

A．汽车匀加速阶段的牵引力不变

B．汽车匀加速阶段的加速度为

C．汽车的最大速度

D．若将汽车发动机的功率变为2P，其最大速度变为

12．如图所示，光滑斜面固定在水平桌面上，斜面倾角=30°，在斜面底端固定一个与斜面垂直的挡板，在斜面顶端安装一个定滑轮，物块A和B用劲度系数为k的轻弹簧连接，将A放置在挡板上，物块B在斜面上处于静止状态。现将轻绳的一端固定在B上，绕过定滑轮后，在轻绳的另一端固定一个物块C，细绳恰好伸直且无拉力时，由静止释放物块C。已知物块A、B、C的质量均为m，斜面足够长，重力加速度为g，sin30°=0.5，下列说法正确的是（　　）

A．释放物块C的瞬间，物块C的加速度大小为0.5g

B．当弹蓄恢复原长时，B的速度最大

C．整个运动过程中，物块B的最大速度大小为

D．在A离开挡板前，B、C的机械能之和先增大后减小

二、实验题（共18分）

13．某同学做摩擦起电的实验过程和观察到的现象：手戴绝缘的手套拿有机玻璃棒，用力将两块起电板快速摩擦后分开，如图甲；将其中一块板插入箔片验电器上端的空心金属球（不要接触金属球），如图乙箔片张开；将两块板同时插入空心金属球，如图丙箔片闭合。根据以上实验过程和观察到的现象，回答下列问题：

（1）如图甲用力将两块起电板快速摩擦后分开，两板分别带上了            电荷；

（2）如图乙箔片张开的实验现象，说明            ；

（3）如图丙箔片闭合的实验现象，说明            ；

（4）该研究性实验能验证            定律。

14．小周同学利用如图所示的装置完成“验证机械能守恒定律”的实验。

（1）关于本实验，下列说法正确的是      。

A．纸带越短，阻力的影响越小，实验效果越好

B．根据图甲中的打点计时器外观，它应该接低压直流电源

C．纸带上端用固定的夹子夹住释放纸带的效果比用手更好

D．必须利用天平准确测量出重物的质量，否则无法进行验证

（2）某次实验中小周同学得到一条合适的纸带（局部）如图所示，已知该条纸带上的第1、2两个点（图中未画出）间的距离近似为，刻度尺的“0”与第1个点对齐，A、B、C…G各点对应的数据是该点到第1个点的距离（单位：cm），打点计时器所接电源频率为，重物质量为，当地的重力加速度为。

①若规定打下第1个点时重物所在位置为参考点，则打下B点时，重物的重力势能的减少量为          J。（结果保留三位有效数字）

②打下B点时，重物的动能为          J（结果保留三位有效数字）。

③计算发现，重物减少的重力势能略大于增加的动能，原因可能是          。

④为了增加实验的可靠性，小周同学继续求出打下C、D、E、F点时重物的速度，将这五个点的速度v与对应各点到第1个点的距离h记录下来，并利用这些数据在如图所示的坐标系中进行描点、拟合图线，经计算该图线的斜率为k，则重物下落的加速度大小可表示为          。

三、计算题（共38分）

15．中国载人航天工程办公室公布了我国载人登月初步方案，我国计划在2030年前实现载人登陆月球，开展月球科学考察及相关技术试验，突破掌握载人地月往返、月面短期驻留、人机联合探测等关键技术，完成“登、巡、采、研、回”等多重任务，形成独立自主的载人月球探测能力。假设在未来的月球基地中，宇航员将小球从离水平月面高度处以初速度水平抛出，落到水平月面时的水平位移，已知月球的半径，取，求：

（1）月球表面的重力加速度大小；

（2）月球的第一宇宙速度大小。

16．如图所示，用绝缘细线将一带正电小球A悬挂在O点，在悬点O的正下方放置带正电物块B，小球A静止时细线与竖直方向的夹角，物块B恰好能静止在O点正下方的粗糙绝缘水平地面上，小球A与物块B的连线恰与细线垂直。已知小球A、物块B的质量均为，物块B与水平地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，求：

（1）物块B受到的库仑力大小；

（2）物块B与水平地面间的动摩擦因数（结果保留根号）。

17．如图所示，有一个质量的小物块（可视为质点），从光滑平台上的点以的初速度水平拖出，到达点时，恰好沿切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端点的长木板。已知足够长的长木板质量，放在粗糙的水平地面上，长木板下表面与地面间的动摩擦因数，长木板上表面与小物块间的动摩擦因数，且与圆弧轨道末端切线相平，圆弧轨道的半径，半径与竖直方向的夹角（不计空气阻力， ）。求：

（1）的高度；

（2）小物块运动到点时的速度大小；

（3）小物块与长木板因摩擦而产生的热量。

1．B

A．重力势能的变化跟高度变化有关，与实际路径无关，A错误；

B． 重力势能的变化与重力做功之间的关系为

他们的这个关系与其他力做功无关，B正确；

CD．重力势能是标量，在参考平面以上是正，在参考平面以下是负，而参考平面的选取是任意的，故CD错误；

故选B。

2．B

A．经典力学中，质量是物体固有的属性，其大小与物体运动的速度无关，但根据狭义相对论，当物体运动的速度接近光速时，物体的质量会明显增大，故A错误；

B．狭义相对论告诉我们只有当物体运动的速度远小于光速时，才可以认为质量不变，故B正确；

C．经典力学不适用于微观粒子，但适合于宏观低速的物体，经典力学与相对论是统一的，并不矛盾，故C错误；

D．处在高速公路上高速运动的汽车是低速宏观的运动，牛顿运动定律仍然适合，故D错误。

故选B。

3．B

根据开普勒第二定律，对任意一个卫星来说，它与地球的连线在相等时间内扫过相等的面积，所以在近地点速度比远地点速度大；由于，所以B点为近地点，A点为远地点，则地球是位于。

故选B。

4．A

根据题意，将A、B固定起来，A、B间的库仑力

根据电荷守恒定律，让C球先与A球接触，A球和C球都带电量；再让C球与B球接触，C球与B球都带电量。则A、B间的库仑力

联立可得

故选A。

5．C

ABC．在水平向左的匀强电场中，物体静止在绝缘斜面上。对物体受力分析有

由于物块重力与电场力大小关系无法确定，摩擦力可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，也可能为零，故在匀强电场中的物体是否受摩擦力作用以及摩擦力方向均无法确定，撤去电场后，根据受力分析可知摩擦力沿斜面向上，故撤去电场后与撤去电场前相比较，摩擦力大小可能增大也可能减小，摩擦力方向可能发生改变，故AB错误，C正确；

D．撤去电场前物体对斜面的压力为

撤去电场后物体对斜面的压力为

可知物体对斜面的压力减小了，故D错误。

故选C。

6．A

AB．根据万有引力提供向心力有

解得

，，，

由角速度、加速度的表达式可得出：半径大的角速度小，加速度小，故A正确，B错误；

C．由线速度的表达式可得出轨道半径大的线速度小，则卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，故C错误；

D．卫星b与卫星a的轨道半径相同，周期相同，a是地球同步卫星，则周期相同为24h，故D错误

故选A。

7．A

对软绳和物块组成的系统，根据机械能守恒定律得

解得

选滑轮位置为零势能面，则物块的机械能减小量为

整个系统机械能守恒，那么软绳机械能增加了。

故选A。

8．B

A．由图可知，当滑块运动到x2位置时，滑块的加速度为零，滑块受到水平向右的滑动摩擦力和水平向左的弹力，所以弹簧处于伸长状态，而不是原长，故A错误；

B．加速度为零时，速度达到最大，动能最大，根据动能定理，结合图线与横轴所围区域的面积可得

故B正确；

C．根据牛顿第二定律得

当时

解得动摩擦因数

故C错误；

D．由能量守恒定律可得

故D错误。

故选B。

9．CD

AD．根据

可知轨道半径变小，速度逐渐变大，动能逐渐变大，故A错误，D正确；

B．根据

受地球的引力逐渐变大，故B错误；

C．根据

绕地球一圈所用时间逐渐变小，故C正确。

故选CD。

10．AC

A．根据电场强度的定义式可知，A点的电场强度为

故A正确；

B．根据点电荷的电场强度表达式可知，A点的电场强度为

故B错误；

C．空间某位置的电场强度由场源电荷与位置到其之间的间距决定，与试探电荷无关，即若撤去试探电荷，则A点的电场强度不变，故C正确；

D．若试探电荷带正电，A点的电场方向与此试探电荷所受电场力方向相同，若试探电荷带负电，A点的电场方向与此试探电荷所受电场力方向相反，故D错误。

故选AC。

11．BC

A．汽车匀加速阶段，根据牛顿第二定律可得

可知牵引力随速度增大而增大，故A错误；

B．当速度达到时汽车发动机恰好达到额定功率，此时有

，

则汽车匀加速阶段的加速度为

故B正确；

C．当牵引力等于阻力时，速度达到最大，则有

解得汽车的最大速度为

故C正确；

D．若将汽车发动机的功率变为，设最大速度变为，则有

解得汽车的最大速度变为

故D错误。

故选BC。

12．ACD

A．开始时弹簧被压缩，此时对B由平衡条件有

释放物块C的瞬间，对BC整体根据牛顿第二定律有

解得

故A正确；

BC．根据前面式子可知当弹簧恢复原长时，此时B的加速度仍然沿绳子向上不等于零，B会继续加速；当B的加速度等于零时物块速度最大，弹簧此时处于伸长状态，有

解得

弹簧形变量相等，故开始和当物块B的速度达到最大时，弹簧的弹性势能相等，两状态下BC系统的机械能相等，有

解得

故B错误，C正确；

D．分析可知当B的速度达到最大时此时物块A刚好将要离开挡板，从初始状态到该过程中，弹簧先被压缩后被拉伸，形变量先减小后增大，即弹簧的弹性势能先减小后增大，该过程BC和弹簧组成的系统机械能不变，故B、C的机械能之和先增大后减小，故D正确。

故选ACD。

13．（1）等量异种     （2）板带电     （3）两板所带总电荷量为零     （4）电荷守恒

14．（1）C     （2）          原因可能是空气阻力或者纸带与限位孔之间的摩擦力做负功导致的    

15．（1）；（2）

（1）小球做平抛运动，水平方向上有

竖直方向上有

解得

（2）物体在月球附近绕月球做匀速圆周运动的速度即为月球的第一宇宙速度，此时可近似认为向心力是由重力提供的，有

解得

16．（1）；（2）

（1）对小球A受力分析，其受重力、绳子的拉力以及库仑力处于平衡态，根据受力平衡有

解得

根据牛顿第三定律有

（2）对物块B受力分析，根据受力平衡，水平方向上有

竖直方向上有

物块B恰好静止在地面上，有

解得

17．（1）；（2）；（3）

（1）从A到C的过程小物块做平抛运动，在C点小物块速度与水平方向的夹角为，故

联立解得

故的高度为

（2）由动能定理可知

解得

（3）对小物块

解得

对木板

解得

设经过时间二者共速，则有

小物块位移为

长木板的位移为

故

小物块与长木板因摩擦而产生的热量

联立方程，解得