黑龙江省哈尔滨师范大学青冈实验中学校2024-2025学年高二上学期开学考试物理试题（解析版）

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一.选择题:本题共10小题，共48分，在每小题给出的四个选项中，1-9题只有一项符合题目要求，选对得4分，10-11题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。
1. 物体做匀速圆周运动的过程中，保持不变的物理量是（ ）
A. 线速度B. 位移C. 周期D. 向心加速度
【答案】C
【解析】
【详解】ABD．在描述物体做匀速圆周运动的物理量中，线速度、位移、向心加速度这几个物理量都是矢量，线速度与向心加速度各自的大小不变，可方向时刻变化；位移大小和方向都时刻在变，因此都是变化的物理量，ABD错误；
C．周期是标量，因此物体做匀速圆周运动的周期是不变的物理量，C正确。
故选C。
2. 下列过程中，机械能守恒的是（ ）
A. 雨滴从高空落到地面
B. 抛出的标枪在空中运动（不计空气阻力）
C. 拉着一个金属块使它沿光滑的斜面匀速上升
D. 跳伞运动员带着张开的降落伞在空中匀速下落
【答案】B
【解析】
【详解】A．雨滴下落过程中，由于空气阻力做负功的影响，其机械能会减小，A错误；
B．抛出的标枪在空中运动（不计空气阻力），只有重力做功，则机械能守恒，B正确；
C．金属环沿光滑斜面匀速上升这一过程中，由于动能不变，重力势能增加所以机械能增加，C错误；
D．跳伞运动员待着张开的降落伞在空气中匀速下落时，动能不变，重力势能减小，则机械能减小，D错误。
故选B。
3. 如图所示，一玩具小汽车上紧发条（弹簧）后在水平地面上由静止释放，小汽车沿直线滑行距离s后停下。若小汽车滑行时受到阻力大小恒为f，则当小汽车由静止释放时，发条的弹性势能为（ ）
A. 4fsB. 3fsC. 2fsD. fs
【答案】D
【解析】
【详解】小汽车由静止释放到沿直线滑行距离s后停下，由动能定理可得
由功能关系可得，发条的弹性势能是
故选D。
4. 如图所示，两条绝缘细线悬挂在水平天花板上，另一端分别栓带有异种电荷的小球（可视为点电荷），两带电小球的电荷量分别为、，质量分别为、，静止时两小球在同一高度，细线与竖直方向的夹角，则下列关于、和、的大小关系，一定正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设小球的悬线与竖直方向的夹角为θ，由
tanθ=kq1q2r2mg=kq1q2mgr2
两带电小球库仑力相等，可知，θ越大，m越小，因可得
m1＜m2
两小球之间的相互作用力大小与它们的电荷量大小无关，则无法确定电量关系。
故选A。
5. 将一质量为小球从距离水平地面高处水平抛出，小球刚要落地瞬间小球重力做功的瞬时功率用表示，从抛出到小球刚要落地过程中小球重力做功的平均功率用表示，取重力加速度为，不计空气阻力，下列表达式正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】小球刚要落地瞬间小球重力做功的瞬时功率
从抛出到小球刚要落地过程中小球重力做功的平均功率
故选C。
6. 如图所示，关于做圆周运动物体的向心力来源分析正确的是（ ）
A. 图a中汽车在水平路面转弯，地面对车的支持力提供向心力
B. 图b中汽车行驶过拱桥最高点时，地面对车的支持力提供向心力
C. 图c中小球在水平面做匀速圆周运动，绳对小球的拉力提供向心力
D. 图d中小物块随水平圆盘匀速圆周运动，圆盘对物块的摩擦力提供向心力
【答案】D
【解析】
【详解】A．图a中汽车在水平路面转弯，地面对车的静摩擦力提供向心力，故A错误；
B．图b中汽车行驶过拱桥最高点时，重力和地面对车的支持力的合力提供向心力，故B错误；
C．图c中小球在水平面做匀速圆周运动，重力和绳对小球的拉力的合力提供向心力，故C错误；
D．图d中小物块随水平圆盘匀速圆周运动，圆盘对物块的摩擦力提供向心力，故D正确。
故选D。
7. 若已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，线速度大小为v，地球半径为R，引力常量为G，则地球的平均密度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据万有引力提供向心力
根据
其中体积为
联立解得
故选A。
8. 如图所示，高度相同、倾角不同、表面粗糙程度不同的斜面。让质量相同的物体分别从斜面顶端运动到底端。则重力做功大小的关系是（ ）
A. 甲比乙多B. 乙比丙多C. 甲比丙多D. 甲、乙、丙一样大
【答案】D
【解析】
【详解】重力做功
W=mgh
三个物体质量相同，下落的竖直高度相等，可知重力做功相等。
故选D
9. 如图，在探究影响平行板电容器电容大小因素的实验中，电容器所带电量可视为不变，则下列说法中正确的是（ ）
A. 甲图中减小两极正对面积，板间场强不变，静电计指针张角变小
B. 乙图中增大两板间距，板间场强不变，静电计指针张角变大
C. 丙图中，在两板间插入其他介质，静电计指针张角变大
D. 该实验中，可以用磁电式电压表代替静电计测量电压
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据
甲图中减小两极正对面积，可知电容器电容减小，平行板电容器带电量不变，根据
可知电容器两极板间的电势差增大，静电计指针张角变大，根据
可知板间场强增大，故A错误；
B．乙图中增大两板间距，可知电容器电容减小，平行板电容器带电量不变，则电容器两极板间的电势差增大，静电计指针张角增大，根据
，，
可得
可知增大两板间距，板间场强不变，，故B正确；
C．丙图中，在两板间插入其他介质，介电常数增大，可知电容器电容增大，平行板电容器带电量不变，则电容器两极板间的电势差减小，静电计指针张角变小，故C错误；
D．实验回路中没有电流，不可以用磁电式电压表代替静电计测量电压，故D错误。
故选B。
10. 如图所示，空间中有两个电荷量相同的点电荷A、B，电荷周围的电场线分布如图所示。MN为两点电荷A、B连线的中垂线，且M、N点到O点距离相同，C、D为某一条电场线上的两点。若规定无穷远处电势为零，则下列说法正确的是（ ）
A. O点的电势为零
B. C点的电场强度小于D点的电场强度
C. M点的电场强度和N点的电场强度相同
D. M点的电势和N点的电势相同
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据题意可知该电场为等量正电荷产生的电场，故O点的电势不为零，故A错误；
B．场强大的地方电场线越密集，故可知C点的电场强度小于D点的电场强度，故B正确；
C．根据等量正电荷产生的电场分布特点可知M点的电场强度和N点的电场强度大小相同，方向相反，故C错误；
D．M点和N点到两等量正电荷的距离相等，根据对称性可知M点的电势和N点的电势相同，故D正确。
故选BD。
11. 电场中有A、B两点则下列正确的是（ ）
A. A点电场强度比B点大
B. A点电势比B点电势高
C. 同一负电荷在A点电势能比B点大
D. 同一点电荷在A点加速度小于B点的加速度
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】AD．电场线密的地方电场的强度大，所以A点电场强度比B点电场强度大，根据
电场力大，则加速度大，D错误A正确；
B．沿着电场线方向电势降低，所以A点电势比B点电势高， B正确；
C．A点电势比B点电势高，根据
同一负电荷在A点电势能比B点低，C错误。
故选AB。
二、实验题（18分）
12. （1）图（a）为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图，现有的器材为：铁架台、电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的重锤。为完成本实验，除了所给的器材，还需要的器材有：________（填入正确选项前的字母）
A．直尺 B．秒表 C．4～6V的交流电源 D．4～6V的直流电源
（2）在实验中，已知电磁打点计时器工作周期T=0.02s，自由下落的重锤质量m=2kg，如图（b）所示为某同学实验后选出的一条理想的纸带，O点是打出的第一个点，A、B、C是在纸带上取出的三个计数点，AB、BC间各有一个点未画出。经测得A、B、C三点到O点的距离分别为：s1=12.9cm，s2=20.6cm，s3=28.9cm，g=10m/s2，完成以下问题：（本题中涉及到数值计算的，结果均得保留两位有效数字）
①纸带的______端与重锤连接（填左或右）。
②打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=_________m/s。
③从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能的减少量△Ep=________J，此过程中物体动能的增量△Ek=__________J。
④在此实验中发现，重锤重力势能的减少量总是大于动能的增量，其主要原因是因为在重锤下落过程存在阻力作用，可以通过该装置测定该阻力的大小。设重锤所受阻力大小f恒定，试用题目中所给物理量的符号表示出重锤所受阻力大小f=____________。(用m、T、g、s1、s2、s3表示)
【答案】 ①. AC##CA ②. 左 ③. 2.0 ④. 4.1 ⑤. 4.0 ⑥.
【解析】
【详解】（1）[1]通过打点计时器计算时间，故不需要秒表．打点计时器应该与交流电源连接．需要刻度尺测量纸带上两点间的距离，故AC符合题意，BD不符合题意。
故选AC。
（2）①[2]从纸带上可以看出O点为打出来的第一个点，速度为零，重物自由下落，初速度为零，所以应该先打出零点，而与重物相连的纸带在下端，应该先打点，所以纸带的左端应与重物相连；
②[3]AB、BC间各有一个点未画出，所以相邻的计数点的时间间隔是
t=2T=0.04s
利用匀变速直线运动的推论，可得打点计时器打下计数点B时，物体的速度
③[4]重力势能减小量
△Ep=mgs2=2×9.8×0.206J=4.1J
[5]物体动能的增量
④[6]利用匀变速直线运动的推论
△x=at2
可得加速度为

对重物运用牛顿第二定律得
mg-f=ma
代入可得
三、解答题（13题8分，14题12分，15题14分，共计34分。）
13. 2024年4月26日，神舟十八号三名航天员成功入驻“天宫”空间站。空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动，已知地球半径为R，万有引力常量为G，空间站的运行周期为T，轨道高度为h，忽略地球自转的影响。求：
（1）空间站的运行速率v；
（2）地球的质量
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据速度与周期的关系有
解得
（2）根据万有引力提供向心力，可得
解得
14. 如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，其半径为。轨道的B点与水平地面相切，质量为的小球从A点由静止释放，通过水平面BC滑上光滑固定曲面CD，取重力加速度。
（1）小球运动到最低点B时，求圆弧轨道对小球的支持力大小；
（2）若恰能到达最高点D，且D到地面的高度为h=0.6m，小球在水平面BC上克服摩擦力所做的功。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）从A点到B点过程，根据动能定理可得
解得
B点，根据牛顿第二定律可得
解得圆弧轨道对小球的支持力大小为
（2）若恰能到达最高点D，从A点到D点过程，根据动能定理可得
解得小球在水平面BC上克服摩擦力所做的功为
15. 如图所示为喷墨打印机的原理简图，其中墨盒可以喷出质量为m，电量为q的墨汁微粒，微粒经过带电室由静止开始加速后，从偏转电场两极板左侧中心O点射入偏转电场，出电场后能继续运动直到打到纸上。设带电室的加速电压为，偏转电场两极板的长度为L，间距为d，两极板间的电压为。不计空气阻力及重力作用，求：
（1）带电粒子射入偏转电场时的初速度大小；
（2）在偏转电场中竖直方向的偏移量y的大小；
（3）在偏转电场中电势能增加还是减少？变化量多少？
【答案】（1）；（2）；（3）减少，
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，在加速电场中根据动能定理有
解得
（2）该微粒在偏转电场中做类平抛运动，水平方向上有
竖直方向上有
，
联立解得
（3）根据题意可知微粒在偏转电场中电场力做正功，电势能减少，电势能变化量大小为