2024-2025学年广东省佛山市南海区石门中学高二（上）开学物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年广东省佛山市南海区石门中学高二（上）开学物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝、肮脏或危险”的任务。如图所示，一架无人机挂着一篮高尔夫球在一定高度沿直线水平匀速飞行，某时刻甲球坠落，无人机保持原来运动状态运动位移x后，乙球又坠落。假设地面不平整，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 甲乙两球的落地点一定相距x
B. 两球在空中时都在无人机的正下方
C. 两球在空中时不在无人机的正下方，但两球与无人机处于一条直线上
D. 两球落地的速度大小只由无人机的水平飞行速度决定
2.如图所示，一种古老的舂米装置，使用时以O点为支点，人用脚踩踏板C，另一端的舂米锤B上升，松开脚后，B回落撞击谷槽A中的谷米。已知OCωC
D. B、C的向心加速度大小关系满足aB 5eU0T23m
D. 若k=1.5且电子恰好在2T时刻射出电场，则射出时的速度大小等于 v02+(eU0Tdm)2
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图1所示。
①需要的实验操作有______。
A.调节滑轮使细线与轨道平行
B.倾斜轨道以补偿阻力
C.小车靠近打点计时器静止释放
D.先接通电源再释放小车
②经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图2所示。选取连续打出的点0、1、2、3、4为计数点，则计数点1的读数为______cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，则打计数点2时小车的速度大小为______m/s(结果保留3位有效数字)。
(2)“探究向心力大小的表达式”实验装置如图3所示。
①采用的实验方法是______。
A.控制变量法
B.等效法
C.模拟法
②在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的______之比(选填“线速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”)；在加速转动手柄过程中，左右标尺露出红白相间等分标记的比值______(选填“不变”、“变大”或“变小”)。
12.某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，光滑斜面AB与半径为R的光滑圆弧面相切于斜面底端的B点，圆弧的最低点为C。他采用以下两种方案来验证小球从斜面上某点由静止释放运动到C点的过程中机械能是否守恒。(当地重力加速度为g)

(1)方案一：
①他用20分度游标卡尺测量小球的直径d，如图乙所示，则小球直径d= ______cm，在C点安装一个光电门；
②将小球从斜面上某点由静止释放，小球通过C点光电门时所用的时间为t，则小球通过C点时的速度v= ______(用物理量符号表示)；
③改变小球的释放位置，测得释放位置到C点的高度为ℎ，重复②，得到多组释放高度ℎ和对应时间t，以1t2为横坐标，以ℎ为纵坐标，将所得的数据点描点、连线，得到一条直线，若直线的斜率k= ______，则表明小球在上述运动过程中机械能守恒。
(2)方案二：
①在圆弧最低点C安装一个力传感器；
②将小球从斜面上某点由静止释放，测得释放位置到C点的高度为ℎ，并测得小球通过C点时传感器的示数F；
③改变小球的释放位置，重复②，得到多组释放高度ℎ和对应传感器的示数F，以ℎ为横坐标，以为F纵坐标，将所得的数据点描点、连线，得到一条直线，该直线的斜率为k，与纵轴的交点为b，若小球在上述运动过程中机械能守恒，则k= ______，b= ______。(用物理量符号表示)。
四、简答题：本大题共1小题，共18分。
13.如图甲所示，某同学利用乐高拼装积木搭建一游戏轨道，其结构简图如图乙所示。该轨道由固定的竖直轨道AB，半径分别为r=0.4m、0.5r、1.5r的三个半圆轨道BCO3、O3DO1、FGH，半径为r的四分之一圆弧轨道O1E，长度L=1m的水平轨道EF组成，轨道BCO3和轨道O1E前后错开，除水平轨道EF段外其他轨道均光滑，且各处平滑连接。可视为质点的滑块从A点由静止释放，恰好可以通过轨道O3DO1的最高点D，不计空气阻力。
(1)求A、C两点的高度差ℎ；
(2)要使物块至少经过F点一次，且运动过程中始终不脱离轨道，求滑块与水平轨道EF间的动摩擦因数μ的范围；
(3)若半圆轨道O3DO1中缺一块圆心角为2θ的圆弧积木IDJ(I、J关于O2D对称)，滑块从I飞出后恰能无碰撞从J进入轨道，求θ的值。
五、计算题：本大题共2小题，共20分。
14.如图所示，电子经加速电场加速后，在水平方向沿O1O2垂直进入偏转电场，出偏转电场后速度与水平方向成30°，打到荧光屏P上的A点。已知加速电场中的电压为U1，形成偏转电场的平行板电容器的极板长为L(不考虑电场边缘效应)，A点与O2距离为ℎ，忽略电子的重力影响，不计空气阻力，电子质量为m，电荷量为e。求：
(1)粒子进入偏转电场的速度v的大小；
(2)偏转电场强度的大小和方向；
(3)荧光屏到偏转电场右边界的水平距离s。
15.如图所示，平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔，初始时不带电。距小孔正上方高ℎ处不断有质量为m、电荷量为+q的小液滴由静止滴落，当带电液滴接触到下极板后会把电量全部传给极板，直到液滴不能到达下极板时停止释放液滴(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)。求：
(1)小液滴到达小孔处的速度；
(2)电容器所带电荷量的最大值；
(3)最后滴下的液滴从开始下落到离开上极板的时间。
参考答案
1.B
2.A
3.C
4.B
5.C
6.C
7.C
8.BD
9.BCD
10.BC
11.(1)①ACD；②2.74，1.47；(2)①A；②角速度平方，不变。
12.(1)①1.260；②dt；③d22g；(2)③2mgR；mg。
13.解：(1)滑块恰好经过D，重力提供向心力mg=mvD20.5r
滑块从A到D，根据动能定理mg(ℎ−r−0.5r)=12mvD2
联立解得ℎ=0.7m
(2)若恰好滑到F点停下，根据动能定理mgℎ−μ1mgL=0
解得μ1=0.7
当到G点速度为零，根据动能定理mg(ℎ−1.5r)−μ2mgL=0
解得μ2=0.1
当返回时不超过O1点，根据动能定理mg(ℎ−r)−μ3mg⋅2L=0
解得μ3=0.15
综上可得滑块与水平轨道EF间的动摩擦因数μ的范围0.15≤μ≤0.7
(3)A点到I点过程中根据动能定理mg(ℎ−r−12rcsθ)=12mv2
设I点到最高点时间为t，则有vsinθ=gt
0.5rsinθ=(vcsθ)⋅t
解得csθ=12
可得θ=arccs12=60°
另一解csθ=1舍去。
答：(1)A、C两点的高度差0.7m；
(2)滑块与水平轨道EF间的动摩擦因数μ的范围0.15≤μ≤0.7；
(3)θ的值为60°。
14.解：(1)电子经加速电场加速，根据动能定理有：
eU1=12mv2
解得
v= 2eU1m
(2)电子偏转时做类平抛运动，有
水平方向：L=vt
竖直方向：vy=at
根据牛顿第二定律：a=eEm
tan30°=vyv
联立可得
E=2 3U13L
方向竖直向下
(3)电子离开偏转电场后水平方向和竖直方向均做匀速运动，则有
s=vt′
ℎ−12at2=vyt′
tan30°=vyv
代入数据得
s= 3ℎ−L2
答：(1)粒子进入偏转电场的速度v的大小为 2eU1m；
(2)偏转电场强度的大小为2 3U13L，方向竖直向下；
(3)荧光屏到偏转电场右边界的水平距离为 3ℎ−L2。
15.解：(1)因电容器上方无电场，故液滴在电容器上方做自由落体运动，由运动学规律得
2gℎ=v2
解得v= 2gℎ
(2)当带电液滴刚好不能到达电容器下极板时电容器的电量达到最大，对刚好不能到达电容器下极板的带电液滴运用动能定理得
mg(ℎ+d)−qU=0
根据电容器的公式有Q=CU
解得Q=mgC(ℎ+d)q
(3)液滴在电容器上方做自由落体运动，由运动学规律
ℎ=12gt2
t1= 2ℎg
液滴在电容器内部做匀变速运动，由运动学规律
d=v2(t22)
解得t2=4d 2gℎ
故t=t1+t2
解得t=(1+2dℎ) 2gℎg
答：(1)小液滴到达小孔处的速度为 2gℎ；
(2)电容器所带电荷量的最大值为mgC(ℎ+d)q；
(3)最后滴下的液滴从开始下落到离开上极板的时间为(1+2dℎ) 2gℎg。