湖南省益阳市桃江县第一中学2023-2024学年高二上学期入学考试物理试题（含答案）

桃江一中2023下期高二入学考试物理试题

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.  某同学对电学中相关概念和公式的理解如下，下列说法正确的是(    )

A. 把负电荷从初位置移到末位置静电力做正功，初位置的电势比末位置电势低
B. 由，电容器极板上的电荷量每增加，两极板间的电势差就增加
C. 在中，、分别是匀强电场中任意两点间的电势差和距离
D. 由，电荷在电场中电势能越大，电荷所在位置电势越高

【答案】A 

【解析】根据  可知，把负电荷从初位置移到末位置静电力做正功，则初、末位置的电势差小于零，所以初位置的电势比末位置电势低，故A正确；

B.由  ，可得  ，得 

显然，只有当电容器的电容为  时，极板上的电荷量每增加  ，两极板间的电势差就增加  ，故B错误；

C.在  中，两点间的电势差，而是此两点沿着电场线方向上的距离，故C错误；

D.由  知，正电荷在电场中电势能越大，电荷所在位置电势越高，而负电荷在电场中电势能越大，电荷所在位置电势越低，故D错误。

故选A。

2.  “负重爬楼”是消防队员的日常训练项目之一。某次“层负重登顶”比赛中，质量为的消防员背约的重物，在内由地面到达层楼顶的过程中，下列说法正确的是(    )
 

A. 楼梯对消防员的支持力做正功
B. 消防员对重物做功约为
C. 消防员增加的重力势能约为
D. 消防员克服自身重力做功的平均功率约为

【答案】D 

【解析】A.整个过程中，支持力的作用点没有发生位移，楼梯对消防员的支持力不做功，故A错误；

B.重物重力势能增加 

则消防员对重物做功约为  ，故B错误；

C.消防员重力势能增加 

故C错误；

D.消防员克服自身重力做功等于重力势能增加约为  ，则消防员克服自身重力做功的平均功率约为

故D正确。

故选D。

3.  如图所示，内壁光滑的细圆管用轻杆固定在竖直平面内，其质量为，半径为。质量为的小球，其直径略小于细圆管的内径，小球运动到圆管最高点时，杆对圆管的作用力为零，重力加速度的值取。则小球在最高点的速度大小为(    )
 

A.  B.  C.  D.

【答案】B 

【解析】根据题意，对圆管受力分析，由平衡条件可知，小球在最高点给圆管竖直向上的作用力，大小等于圆管的重力，由牛顿第三定律可知，圆管给小球竖直向下的作用力，大小等于圆管的重力，在最高点，对小球，由牛顿第二定律有 

代入数据解得 

故选B。

4.  、、三个原子核，电荷均为，质量之比为。如图所示，它们以相同的初速度由点平行极板射入匀强电场，在下极板的落点为、、，已知上极板带正电，原子核不计重力，下列说法正确的是(    )
 

A. 三个原子核在电场中运动的时间相等
B. 、、的加速度关系是
C. 落在点的原子核是
D. 三个原子核刚到达下板时的动能相等

【答案】C 

【解析】A.因为原子核在电场中水平方向做匀速直线匀速，又因为它们以相同的初速度由点平行极板射入匀强电场，由 

可知，三个原子核在电场中运动时间关系为 

故A错误；

B.由题意知，原子核在电场中的加速度为 

即原子核的加速度之比为它们的比荷之比，则  、  、  的加速度关系是 

故B错误；

C.因为三个原子核在电场中的侧位移相等，由 

可知，加速度越小，运动时间越长，所以落在点的原子核是  ，故C正确：

D.对三原子核由动能定理得 

则 

因为它们质量不同，则初动能不同，则三个原子核刚到达下板时的动能不相等，故D错误。故选C。

5.  嫦娥三号由地面发射后，进入环月轨道，几次变轨后实现登月。变轨过程的示意图如图所示，图中点为环月球运行的近月点，为环月球运行的圆轨道，、为环月球运行的椭圆轨道。则嫦娥三号(    )
 

A. 在地面上的发射速度大于
B. 在处点火加速，能够从轨道转移到轨道
C. 在三个轨道上经过处的加速度均相同
D. 在轨道上的机械能大于在轨道上的机械能

【答案】C 

【解析】A.由于月球没有脱离地球束缚，因此向月球发生航天器的发射速度应小于第二宇宙速度  ，故A错误；

B.轨道机械能大于轨道，则轨道在点的速度大于轨道在点的速度，所以在处减速，能够从轨道转移到轨道，故B错误；

C.根据 

可知，在三个轨道上经过处的加速度均相同，故C正确；

D.嫦娥三号在轨道点需加速才能进入轨道，故在轨道上的机械能小于在轨道上的机械能，故D错误。

故选C。

6.  在直导线中通一自向方向的电流，则电流接通后，悬挂在直导线正上方的小磁针(    )
 

A. 极向纸里，极向纸外旋转 B. 极向纸外，极向纸里旋转
C. 在纸面内顺时针旋转 D. 在纸面内逆时针旋转

【答案】B 

【解析】

【分析】

根据安培定则判断电流产生的磁场方向，结合小磁针静止时极所指的方向就是磁场方向。

【解答】

根据安培定则判断小磁针附近的磁场方向为垂直纸面向外，再根据小磁针的极指向磁场方向，可知悬挂在直导线正上方的小磁针极向纸外，极向纸里旋转，故ACD错误，B正确。
故选B。

7.  在匀强电场中，将电荷量为的点电荷从电场中的点移到点，静电力做了的功，再从点移到点，静电力做了的功。已知电场的方向与所在的平面平行，点为的中点，如果规定点的电势为，下列说法中正确的是(    )
 

A. 点电势为
B. 、两点间的电势差
C. 匀强电场的电场强度方向平行于连线
D. 点电荷在点具有的电势能为

【答案】D 

【解析】

【分析】
解决本题需要熟练掌握电场力做功，电势差，电势能。知道匀强电场中沿同一方向电势差与电场强度成正比，电场线垂直于等势线。

【解答】
A、，，，解得，
又，，解得，故A错误；
B、，，解得，又，，
解得，则，故B错误；
C、已知是中点，所以，可见、两点电势相等，连线是匀强电场中的一条等势线，则电场方向垂直于连线，故C错误；
D、，故D正确。
故选D。  

二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）

8.  质量为的物体由固定在地面上的斜面顶端匀速滑到斜面底端，斜面倾角为，物体下滑速度为，如图所示，以下说法中正确的是(    )
 

A. 重力对物体做功的功率为 B. 重力对物体做功的功率为
C. 物体克服摩擦力做功的功率为 D. 物体克服摩擦力做功的功率为

【答案】AC 

【解析】、重力做功的瞬时功率  ，故A正确，B错误；

、根据共点力平衡知，摩擦力的大小  ，则克服摩擦力做功的功率  ，故C正确，D错误；

故选AC．

【点睛】根据共点力平衡求出摩擦力的大小，结合瞬时功率的表达式得出重力做功的功率和克服摩擦力做功的功率．

9.  如图所示，真空中、两点分别固定电荷量为、的点电荷，以、连线中点为圆心的圆与、连线的中垂线交于点。圆上的四个点，、，为矩形的四个顶点，且平行于。则下列说法不正确的是(    )
 

A. 、两点电场强度相同
B. 、两点电势相等
C. 电性为负的试探电荷位于点时的电势能小于其位于点时的电势能
D. 电性为正的试探电荷不计重力沿方向以一定速度射出，该电荷将做匀速直线运动

【答案】BCD 

【解析】A.根据对称性和点电荷场强公式知：正电荷在点的场强与负电荷在点的场强相同，正电荷在点的场强与负电荷在点的场强相同，且两电荷在、分别产生的场强夹角相同，根据电场强度的叠加可知：、两点电场强度相同，A正确；

B.  是等量异种点电荷电场中的一条等势线，在其左侧靠近正电荷区域电势高，其右侧靠近负电荷区域电势低，故点电势高于点电势，B错误；

C.由中分析知，点电势低于点电势，则负试探电荷从点移到点过程中，电场力做正功，电势能减小，所以负电荷在点电势能大于在点电势能，C错误；

D.电性为正的试探电荷不计重力沿  方向以一定的速度射出，电荷受向右的电场力作用而做曲线运动，D错误。

本题选不正确的，故选BCD。

10.  一辆汽车从静止开始沿平直路面运动。运动过程中牵引力及加速度与汽车速度的关系图线分别如图甲、乙所示，已知汽车所受阻力保持恒定，汽车速度由增至的过程中功率保持不变，该过程中汽车的位移为，下列说法正确的是(    )
 

A. 甲图中点坐标为
B. 汽车的质量为
C. 汽车的速度为时的加速度为
D. 汽车从静止到速度刚达到经过的时间为

【答案】AC 

【解析】A.由图像乙可知，初始时汽车的加速度不变，所以汽车为恒加速度启动，当汽车速度达到  时，汽车的功率达到额定功率，即 

由图像甲和图像乙可知，图中  点时汽车达到最大速度，即此时汽车牵引力等于阻力，也就是  点的数值，有 

解得 

所以点的坐标为，故A项正确；

B.在汽车做匀加速直线运动过程中，有 

解得 

故B项错误；

C.当汽车的速度为  时，设此时牵引力为  ，有 

解得 

故C项正确；

D.汽车由静止到  由 

由  到  有 

故D项错误。

故选AC。

11.  如图所示，倾角为的斜面上有一点，点以上光滑，点以下粗糙。长度为的木板质量分布均匀，其质量为，木块质量为，两者用一轻质细绳绕过光滑定滑轮连接在一起，木板与斜面粗糙部分的动摩擦因数为。开始时木板的下端在点，木板由静止释放到其上端刚好过点的过程中，下列说法正确的是(    )
 

A. 木板做匀加速直线运动
B. 木板上端刚过点时速度大小为
C. 木板减少的机械能等于木块增加的机械能与系统产生的热量之和
D. 系统产生的热量为

【答案】BC 

【解析】A.随着木板向下运动，木板受到斜面的摩擦力发生变化，所以合力发生变化，则木板做非匀变速直线运动，A错误；

B.根据动能定理 

解得 

B正确；

C.系统产生的热量等于木板与斜面之间摩擦力做的功，则根据

有 

式中  为木板减少的机械能，  为木块增加的机械能，  为系统由于摩擦产生的热量，C正确；

D.系统产生的热量 

D错误。

12.  一物块静止在光滑水平面上，时刻起在水平力的作用下开始运动，随时间按正弦规律变化如图所示，则(    )
 

A. 在时间内，第末物块的动量最大
B. 第末，物块回到出发点
C. 在时间内，的功率先增大后减小
D. 在时间内，的冲量为

【答案】ACD 

【解析】A.从图象可以看出在前力的方向和运动方向相同，物块经历了一个加速度逐渐增大的加速运动和加速度逐渐减小的加速运动，所以第末，物块的速度最大，动量最大，故A正确；
B.该物块在后半个周期内受到的力与前半个周期受到的力的方向相反，前半个周期内做加速运动，后半个周期内做减速运动，所以物块在内的位移为正，没有回到出发点，故B错误；
C.内，速度在增大，力先增大后减小，根据瞬时功率得力的瞬时功率开始时为，末的瞬时功率为，所以在时间内，的功率先增大后减小，故C正确；
D.在图象中，与之间的面积表示力的冲量，由图可知，之间的面积与之间的面积大小相等，一正一负，所以和为，则在时间内，的冲量为，故D正确。
故选ACD。
 

三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）

13.  物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：

实验操作：用游标卡尺测某金属管的内径，图读数为___________。

实验操作：用螺旋测微器测量金属膜的厚度，图读数为__________。

实验仪器：在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学用电流表和电压表测量一金属丝的电阻，已知该电阻约为。除电源电压、电压表量程，内阻约、开关、导线若干外，还提供如下实验器材：

A.电流表量程，内阻约

B.电流表量程，内阻约

C.滑动变阻器最大阻值，额定电流

D.滑动变阻器最大阻值，额定电流

为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用__________，滑动变阻器应选用___________。选填实验器材前对应的字母

【答案】 ；；；； 

【解析】【详解】用游标卡尺测某金属管的内径，图示数为：

螺旋测微器测量金属膜的厚度，图示数为：

由电路欧姆定律得：

可知，为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用；为了调节方便，滑动变阻器应选用最大阻值较小的，即选D。

14.  利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。框架上装有可上下移动的光电门，框架竖直部分紧贴一刻度尺，可以读出光电门的位置；框架水平部分用电磁铁吸住一个质量为的小铁球，小铁球的球心与刻度尺零刻度线对齐。切断电磁铁线圈中的电流时，小铁球由静止释放，当小铁球经过光电门时，与光电门连接的传感器可测算出其速度。改变光电门的位置，得到多组和的数据。当地重力加速度为。

小铁球从释放至到达光电门的过程，机械能守恒表达式为______用、、、表示；

得到多组实验数据，以为纵轴，以为横轴建立如图乙所示的坐标系，描点并连线，图像的斜率______。

发现斜率比当地重力加速度小，可能的原因是：______。

【答案】          小球下落过程中受到空气阻力 

【解析】小铁球从释放至到达光电门的过程，小球减少的重力势能等于增加的动能，机械能守恒表达式为 

由  图像，可知图像的斜率 

设小球下落的实际加速度为  ，根据动能定理可得 

可得 

可知  图像的斜率等于小球下落的实际加速度，由于铁球下落过程受到空气阻力，使得小球的实际加速度小于重力加速度，即斜率比当地重力加速度小。

四、计算题（本大题共3小题。15题10分；16题12分；17题16分；共38.0分 ）

15.  沙摆是一种用来测量子弹速度的简单装置。如图所示，将质量为的沙箱用长为的细绳悬挂起来，一颗质量为的子弹水平射入沙箱未穿出，使沙箱发生摆动。测得沙箱最大摆角为，求子弹射击沙箱时的速度。请陈述这样测试的原理。

 

【答案】解：子弹与沙箱一起向上摆动过程中，系统机械能守恒，由机械能守恒定律得
子弹射入沙箱过程中，系统动量守恒，以子弹射击沙箱时的速度的方向为正方向，由动量守恒定律得

联立两式解得． 

【解析】见答案
 

16.  如图甲所示，某装置由金属圆板序号为、六个横截面积相同的金属圆筒、平行金属板和荧光屏构成，六个圆筒依次排列，长度遂照一定的规律依次增加，圆筒的中心轴线、平行金属板的中心线和荧光屏的中心在同一直线上，序号为奇数的圆筒和下金属板与交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和上金属板与该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示，电压的绝对值为，周期为。时，位于和偶数圆筒相连的金属圆板中央的一个电子，在圆板和圆筒之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒，电子到达圆筒各个间隙的时刻，恰好是该间隙的电场强度变为向左的时刻，电子通过间隙的时间可以忽略不计。电子离开金属圆筒后立即进入两平行金属板之间，时离开平行金属板之间的电场，做匀速直线运动，直至打到苂光屏上某位置。已知电子的质量为、电荷量为，不计重力，两平行金属板之间的距离为，忽略边缘效应。求：

第五个金属圆筒的长度；

电子在整个运动过程中最大速度的大小；

电子打在苂光屏上的位置到点的距离。

【答案】  ；  ；  

【解析】由题意可知，电子在每个金属圆筒的运动时间均为  ，由于屏蔽作用，电子在每个金属圆筒中做匀速直线运动，电子在每个间隙过程做加速运动，电子刚进入第五个金属圆筒的速度为  ，根据动能定理可得 

解得 

第五个金属圆筒的长度为 

设电子进入平行金属板的速度为  ，根据动能定理可得 

解得 

电子从静止开始到离开金属圆筒所用时间为 

可知电子在  时刻进入两平行金属板，在  时刻离开平行金属板，电子在平行金属板间的运动可分解为沿金属板方向的匀速直线运动，在  内，电子垂直金属板方向向下做匀加速运动，在  内，电子垂直金属板方向向下做匀减速运动，可知当  时，电子具有最大速度，在  内，垂直金属板方向上有

 ，   ，  

电子在整个运动过程中最大速度为 

电子在  内垂直金属板方向向下做匀加速运动，在  内垂直金属板方向向下做匀减速运动，根据对称性可知，两段时间内向下运动的位移相等，在  时电子离开电场，此时的速度等于刚进入平行金属板的速度  ，可知电子离开电场后以平行于金属板方向做匀速直线运动，故电子打在苂光屏上的位置到  点的距离为 

17.  半径的四分之一光滑圆弧轨道，在最低点与水平传送带相切，传送带以的速度顺时针转动。质量为的物块从点静止滑下，物块与传送带的动摩擦因数，出传送带后滑上倾角可调的木板木板在点与传送带平滑连接，物块与木板的动摩擦因数为。已知之间的距离，。

求物块滑到点的速度大小；

物块第一次滑上木板到达点时速度为点未画出，当为多大时，距离最小，并求出最小值；

若木板光滑且不为，滑块从点开始到第二次出传送带过程中，求产生的热量。

【答案】  ；  ；  

【解析】物块从到机械能守恒 

解得 

假设物块在传送带上一直做减速运动 

解得 

假设正确，物块沿木板上滑，设  为  ，由动能定理 

经计算当  时，  最小 

物块从到过程中      

产生的热量 

解得 

假设物块从到一直做匀减速直线运动，第二次滑出传送带

假设正确 

产生的热量 

解得 

则总热量