2024-2025学年湖南省株洲市第二中学高二（上）开学考试物理试卷（含解析）

这是一份2024-2025学年湖南省株洲市第二中学高二（上）开学考试物理试卷（含解析），共14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.下列说法中错误的是( )
A. 诗句“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还”中根据“千里江陵一日还”可估算出船行驶的平均速度
B. “泥鳅、黄鳝交朋友，滑头对滑头”——泥鳅、黄鳝的表面都比较光滑，在压力相同的情况下，滑动摩擦力小
C. 诗句“飞镜无根谁系？姮娥不嫁谁留？”说明万有引力的存在
D. “人心齐，泰山移”——如果各个分力的方向一致，那么合力的大小等于各个分力的大小之和
2.如图所示，三条平行等距的直线(虚线)表示电场中的三个等势面，电势为10 V、20 V、30 V，实线是一带正电的粒子(不计重力，只受电场力的作用)在该区域内的运动轨迹，对于轨迹上的a、b、c三点来说，下列说法正确的是 ( )
A. 从上到下三个等势面的电势依次是10 V、20 V、30 V
B. 粒子在a，b，c三点所受的合力关系为FbC. 粒子在a，b，c三点的动能大小关系为EkbD. 粒子在a，b，c三点的电势能大小关系为Epb3.5月3日到6.月25日，在这过去的53天中，中国航天又完成了+项历史性创举——在人类历史上首次从月球背面成功采回了月壤。2024年5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射，准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。之后，嫦娥六号探测器成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获，进入了近月点约100km的环月轨道，如图所示，则下列说法正确的是( )
A. 嫦娥六号的发射速度大于11.2km/s，小于16.7km/s
B. 嫦娥六号在地月转移轨道运行通过P点时的速度和在100km环月轨道运行通过P点时速度大小相同
C. 嫦娥六号在100km环月轨道运动的周期小于在椭圆环月轨道运动周期
D. 嫦娥六号在椭圆环月轨道经过P点时和在100km环月轨道经过P点时的加速度相同
4.甲、乙两车在同一条直道上行驶，它们运动的位移x随时间t变化的关系如图所示，已知乙车做匀变速直线运动，其图线与t轴相切于10 s处，则下列说法正确的是( )
A. 在0时刻，乙车的速度大小为8m/sB. 乙车的初位置在x0=80m处
C. 乙车的加速度大小为4m/s2D. 5 s时两车相遇，此时甲车速度较大
5.如图，固定在地面的斜面体上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球，各球编号如图。斜面与水平轨道OA平滑连接，OA长度为6r。现将六个小球由静止同时释放，小球离开A点后均做平抛运动，不计一切摩擦。则在各小球运动过程中，下列说法正确的是( )
A. 六个球中共有6个落地点B. 球6的水平射程最大
C. 球3始终受到球2的弹力作用D. 六个球落地时(未触地)重力的功率均相同
6.小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是( )
A. 汽车受到的阻力1000N
B. 0−18s内，汽车牵引力做的功无法计算
C. 小型汽车的质量为200kg
D. 汽车在做变加速运动过程中的位移大小为90m
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.如图所示，M、N为两个等量同种电荷，在MN连线的中垂线上有一点P，在R点由静止释放一电荷量为−qq>0的点电荷，不计重力，下列说法中一定正确的是( )
A. 点电荷从P到O的过程中，加速度越来越小
B. 点电荷从P到O的过程中，速度越来越大
C. 点电荷运动到O点时，电势能达到最大值
D. 点电荷越过O点后，做减速运动直到速度为零，之后在该速度为零的点与P点间往复运动
8.如图所示，P1和P2是材料相同、上下表面均为正方形的长方体导体，P1的上、下表面积大于P2的上、下表面积，将P1和P2按图中所示方式接到电源上，闭合开关后，下列说法正确的是( )
A. 因为通过P1的电流等于通过P2的电流，自由电子在P1、P2中定向移动的速率一定相同
B. 若P1和P2的体积相同，则P1的电功率大于P2的电功率
C. 若P1和P2的厚度相同，则P1两端的电压小于P2两端的电压
D. 若P1和P2的厚度相同，则P1的电功率等于P2的电功率
9.如图所示，将质量为m的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O点，小球静止在M点，N为O点正下方一点，ON间的距离等于橡皮筋原长，在N点固定一铁钉，铁钉位于橡皮筋右侧。现对小球施加拉力F，使小球沿以MN为直径的圆弧缓慢向N运动，P为圆弧上的点，∠PNM=60°。橡皮筋始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度为g，则( )
A. 在P点橡皮筋弹力大小为52mg
B. 在P点时拉力F大小为32mg
C. 小球在M向N运动的过程中拉力F的方向一定始终跟橡皮筋垂直
D. 小球在M向N运动的过程中拉力F先变大后变小
10.如图所示，质量mB=3.5kg的物体B通过一轻弹簧固连在地面上，弹簧的劲度系数k=100N/m。一轻绳一端与物体B连接，另一端绕过两个光滑的轻质小定滑轮O2、O1后与套在光滑直杆顶端的、质量mA=1.6kg的小球A连接。已知直杆固定，杆长L为0.8m，且与水平面的夹角θ=37°，初始时使小球A静止不动，与A相连的绳子保持水平，此时绳子中的张力F为45N。已知AO1=0.5m，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，轻绳不可伸长，图中直线CO1与杆垂直。现将小球A由静止释放。下列说法正确的是( )
A. 释放小球A之前弹簧的形变量Δx=0.1m
B. 小球A运动到C点的过程中拉力对小球A所做的功W=−7J
C. 小球A运动到底端D点时，B物体的速度大小为1.6m/s
D. 小球A运动到底端D点的过程中，小球A和物体B组成的系统机械能守恒
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
11.某实验小组的同学要测量阻值约为300Ω的定值电阻Rx，现备有下列器材：
A.电流表A(量程为10mA，内阻约为10Ω)；
B.电压表V(量程为3V，内阻约为3kΩ)；
C.滑动变阻器R1(阻值范围为0∼10Ω，额定电流为2A)；
D.定值电阻R2(阻值为750Ω)；
E.直流电源E(电动势为4.5V，内阻不计)；
F.开关S和导线若干。
(1)实验小组设计了如图甲、乙所示的两种测量电路，电阻的测量值可由Rx=UI计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数，则图______(填“甲”或“乙”)所示电路的测量值更接近待测电阻的真实值。
(2)若采用(1)中所选电路进行测量，得到电压表和电流表的示数如图丙所示，则电压表的示数为______V，电流表的示数为______mA，由此组数据可得待测电阻的测量值Rx=______Ω，电阻的测量值与电阻的真实值相比______(选填“偏大”“偏小”或“相同”)。
12.通过观看“太空授课”，同学们确信在太空站完全失重环境下已无法用天平称量物体的质量。为此，某物理兴趣小组设计了在这种环境中测量物体质量的实验装置及实验方案。如图1所示，将质量待测的小球静置于桌面上，小球与拉力传感器计通过一根细线(质量可忽略)连接，细线穿过圆盘上的一个小孔(尽量光滑些)，A为光电门，可记录小球直径通过光电门的时间。
(1)以下是实验操作和测量步骤：
①用游标卡尺测量小球的直径d，示数如图2所示，则其读数为_______mm；
②轻推小球，给小球一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动；
③记录拉力传感器的读数F；
④记录小球通过光电门的时间t；
⑤用毫米刻度尺测出细线在桌面上那部分长度r0，则小球的运动半径r= (用所测物理量的字母表示)；
⑥根据所测得物理量求得小球质量m=_______(结果用F、d、r、t表示)；
⑦改变小球的初速度，重复实验，多次测量；
⑧对多次测量的m值取平均值，最后得到小球质量。
(2)该实验小组还提出了利用图像法处理实验数据的方案：以(dt)2为纵坐标、F为横坐标，作出(dt)2−F图线，得到图线的斜率为k，则小球质量m=_______(结果用r、k表示)。
四、简答题：本大题共1小题，共12分。
13.如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面。现将电荷量为10−8C的正点电荷从A点移到B点，静电力做功为4×10−6J将另一电荷量为1×10−8C的负点电荷从A点移到C点，克服静电力做功为2×10−6J。若AB边长为2 3cm，求：
(1)AB间的电势差UAB，AC间的电势差UAC；
(2)电场强度的大小为多大，方向如何。
五、计算题：本大题共2小题，共24分。
14.地面上方空间存在水平向右的匀强电场，场强为E，不可伸长的绝缘细线长为L，上端系于O点，下端系一质量为m、电量为+q的小球，现将小球在最低点A以一定的初速度水平向左抛出，小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动，当小球速度最小时，细线与竖直方向的夹角θ=37°，已知重力加速度为g，求：
(1)电场强度的大小；
(2)小球在最低点的初速度大小；
(3)若抛出小球的同时剪断细线，小球恰好落在地面上A点正下方的位置B，求A点离地的高度．
15.在疫情防控期间为符合隔离要求，用传送带装置为隔离人员运送物品和生活垃圾，如图为其工作场景简化图.可调传送带水平段AB与倾斜段BC转动方向及速率始终一致，AB长L1=2m，BC长L2=8.2m，倾角θ=37∘，传送带速率v0=2m/s，一运输生活垃圾的平板车静止于水平光滑地面，其左端位于水平传送带右端A的正下方，平板车与水平传送带上表面高度差ℎ=0.2m，物品和包装后的生活垃圾均可视为质点，两传送带由同种材料制成，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，取g=10m/s2．
(1)先调节传送带逆时针转动，带传送带转动稳定后，将m1=5kg的物品轻放在A端，物品与传送带间动摩擦因数μ1=0.8，求将物品从A运送到C的过程中，传送带由于运送物品而多做的功；
(2)C处隔离人员拿到物品后，调节传送带变为顺时针转动，速率不变，将生活垃圾放入包装箱后无初速放在C端，包装箱与传送带间动摩擦因素为μ2=0.5，经传送带运送，包装箱从A端沿水平方向飞出，落入平板车.求：
①包装箱从C点到B点的时间;
②箱子落入平板车中时，竖直速度瞬间变为零，水平速度不变，同时工作人员对平板车施加一水平向右恒力F，已知平板车质量M=10kg，总长L3=2.8m，包装箱与生活垃圾的总质量m2=4kg，平板车与包装箱间动摩擦因数为μ3=0.2，车与包装箱之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为使包装箱不脱离小车，求恒力F的取值范围．
答案解析
1.A
【解析】A.“千里江陵一日还”可以求出路程与时间的比值，即可求出平均速率，由于位移无法得出，则无法求出平均速度大小，故A错误；
B.泥鳅、黄鳝的表面都比较光滑，压力相同时动摩擦因数小，摩擦力小，故B正确；
C.诗句“飞镜无根谁系？嫦娥不嫁谁留？”，可知月球做圆周运动靠万有引力提供向心力，即说明万有引力的存在，故C正确；
D.“人心齐，泰山移”--如果各个分力的方向一致，则合力的大小等于各个分力的大小之和，此时合力最大，故D正确。
2.C
【解析】A.根据带电粒子的运动轨迹，曲线运动的粒子受力指向轨迹内侧，且电场线与等势面互相垂直，可知电场力的方向从上往下，又由于粒子带正电，电场线的方向与电场力方向相同，所以场强向下；沿电场线方向电势降低，所以从上到下三个等势面的电势依次是30 V、20 V、10 V，故A错误；
B.由等势面特点知，该电场为匀强电场，电场线方向向下，又F=qE，故粒子在a、b、c三点所受合力相同，故B错误；
CD.根据能量守恒定律知，带正电粒子在电势高处电势能大，动能小，则知带正电粒子在b点电势能最大，动能最小，故应有Epb>Epa>Epc，Ekb3.D
【解析】A.根据题意可知，嫦娥六号并未脱离了地球的束缚，所以发射速度大于 7.9km/s ，小于 11.2km/s ，故A错误；
B.根据变轨原理嫦娥六号在地月转移轨道经过P点时需减速，做向心运动进入100km环月轨道，则嫦娥六号在地月转移轨道运行通过P点时的速度和在100km环月轨道运行通过P点时速度大小不同，故B错误；
C.根据开普勒第三定律可知，由于嫦娥六号在100km环月轨道的半径大于在椭圆环月轨道运动轨道的半长轴，则嫦娥六号在100km环月轨道运动的周期大于在椭圆环月轨道运动周期，故C错误；
D.由万有引力提供向心力有
GMmr2=ma
解得
a=GMr2
可知，嫦娥六号在椭圆环月轨道经过P点时和在100km环月轨道经过P点时的加速度相同，故D正确。
故选D。
4.B
【解析】ABC.由图可知乙车做匀减速直线运动，可看作是反方向的初速度为零的匀加速直线运动，则有x=12at2，由图可知，当其反向运动5s时，位移为20 m.则有20=12a·52，得加速度大小a=1.6 m/s2，因其共运动了10 s，可得x0=12×1.6×102m=80 m，初速度v乙=1.6×10m/s=16m/s，故B正确，AC错误；
D.t=5 s时，两车相遇，但甲车速度v甲=4 m/s，此时乙的速度大小为v乙=1.6×5m/s=8m/s，所以此时甲的速度小于乙车速度，故D错误。
5.D
【解析】A.当球1进入到水平轨道后，球3、2、1的速度不再增大，球3、2、1以相同的初速度先后做平抛运动，球3、2、1落点相同，而球6、5、4以不同的初速度先后做平抛运动，球6、5、4的落点不相同，所以六个球中共有4个落地点，故A错误；
B.球6在OA段运动时，斜面上的小球仍在加速，六个小球共同做加速运动，这个加速过程一直持续到球1进入到水平轨道为止，此时球6、5、4已经离开水平轨道，所以球6离开水平轨道做平抛运动的初速度最小，球6的水平射程最小，故B错误；
C.当球1进入到水平轨道后，球3、2、1之间互相接触但是没有挤压，故C错误；
D.六个球离开A点后均做平抛运动，在竖直方向上均做自由落体运动，落地时速度的竖直分量v均相同，落地时重力的功率为P=mgvy六个球落地时(未触地)重力的功率均相同，D正确。
6.C
【解析】A.机车匀速时有Pm=Fvm=fvm，可得f=Pmvm=8×10310N=800N，故A错误；
B.0−8s，机车功率随时间均匀增大WF1=12Pmt1=128×103×8J=3.2×104J，8s∼18s牵引力的功率保持不变，则牵引力的功为WF2=Pmt2=8×103×10J=8×104J，WF=WF1+WF2=1.12×105J，故B错误；
C.对启动的过程分析可知，最初的匀加速阶段时的牵引力最大，而由v−t图象可知a=ΔvΔt=1m/s2，故最大牵引力为F1=f+ma(1)P=fv2(2)P=F1v1(3)，其中v1=8m/s，v2=10m/s(1)(2)(3)联立可知质量m=200kg，故C正确；
D.汽车在做变加速运动过程的时间t2=18s−8s=10s，速度从8m/s增大为10m/s，此过程牵引力的功率保持不变，由动能定理Pmt2−fx2=12mvm2−12mv12，解得：x2=95.5m，故Ｄ错误。
7.BD
【解析】AB.等量同种点电荷连线的中垂线上，其中点处的场强为0，而沿着中点向上或向下场强均是先增大后减小，因此点电荷在从P到O的过程中，加速度可能先变大后变小，也可能越来越小，而不管场强大小如何变化，从P到O的过程中电场力对负电荷始终做正功，则其速度越来越大，故A错误，B正确；
CD.根据以上分析可知，点电荷越过O点后，沿着中垂线向下运动的过程中电场力始终对负点电荷做负功，因此点电荷的速度越来越小，直到点电荷速度为零，之后在该速度为零的点与P点间往复运动，则点电荷运动到O点时，电势能达到最小值，故C错误，D正确。
故选BD。
8.BD
【解析】A.电流I=nesv，因为电流相同，横截面大的导体，自由电荷定向移动的速度较小，故A错误；
B.设电阻的表面边长为a，厚度为d，根据R=ρLS可知，R=ρaad=ρd，则可知电阻与厚度d有关，与体积无关，由V=Sd可知，如果两导体的体积相同，则P1的厚度小于P2的厚度；因此P1的电阻大于P2的电阻；由P=I2R可知，P1的电功率大于P2的电功率，故B正确；
CD.由B的分析可知，若厚度相同，则两电阻阻值相同，由U=IR可知，P1两端的电压等于P2两端的电压，P1的电功率等于P2的电功率，故C错误，D正确。
9.BC
【解析】AB.在P点时Fkcs60°+Fsin60°=mg，Fksin60°=Fcs60°，联立解得：Fk=12mg，F= 32mg，故A错误，B正确；
CD.根据Fkcsθ+Fsinθ=mg，Fksinθ=Fcsθ，联立解得：F=mgsinθ，可知小球在M向N运动的过程中拉力F的方向始终跟橡皮筋垂直，小球在M向N运动的过程中拉力F一直增大，故C正确，D错误。
10.AC
【解析】解：A.释放小球前，B处于静止状态，由于绳子拉力大于重力，故弹簧被拉伸，设弹簧形变量为x，
有：kx=F−mBg ，解得x=0.1m，故A正确；
B.由题意知，小球A运动方向与绳垂直，此瞬间B物体速度vB=0
对A球从顶点运动到C的过程，应用动能定理得：
W+mAgℎ=12mAvA2−0
由图可知xCO1=xAO1sin37°=0.3m，
ℎ=xCO1cs37°=0.24m
物体B下降的高度ℎ’=xAO1−xCO1=0.2m
由此可知，弹簧此时被压缩了0.1m，此时弹簧弹性势能与初状态相等，对于A、B和弹簧组成的系统由动能定理：
mAgℎ+mBgℎ’=12mAvA2+12mBvB2
解得绳拉力对小球A做功W=7J，故B错误；
C.由题意知，杆长L=0.8m，故∠CDO1=θ=37°
故DO1=AO1，当A到达D时，弹簧弹性势能与初状态相等，物体B又回到原位置，在D点对A的速度沿平行于绳和垂直于绳两方向进行分解，可得平行于绳方向的速度即为B的速度，由几何关系得：vB’=vA’cs37°
对于整个下降过程由机械能守恒得：mAgLsin37°=12mAvA’2+12mBvB’2
联立解得：vA’=2m/s ，故C正确；
D.小球A运动到底端D点的过程中，小球A、物体和弹簧组成的系统机械能守恒，故D错误。
11.(1)甲；
(2)1.60；5.0；320；偏大
【解析】(1)由于RVRx≈3000300=10可知电压表分流更明显，故采用电流表内接法，则题图甲所示的电路测量更准确，测量值更接近待测电阻的真实值。
(2)根据读数规律可知，电压表的示数U=1.60V
根据读数规律可知，电流表的示数I=5.0mA
根据欧姆定律可得待测电阻的测量值Rx测=UVI=1.605.0×10−3Ω=320Ω;电路误差在于电流表的分压，测量值大于真实值。
12.(1)①18.6；
⑤r=r0+d2；
⑥Frt2d2；
(2)rk
【解析】(1)①游标卡尺的分度值是0.1mm，故小球的直径d=18mm+0.1mm×6=18.6mm。
⑤用毫米刻度尺测出细线在桌面上那部分长度r0，则小球的运动半径r=r0+d2。
⑥在极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度，则小球经过光电门时的速度v=dt，小球做圆周运动所需的向心力F=mv2r，解得小球的质量m=Frt2d2。
(2)由m=Frt2d2可得 (dt)2=rm·F，可见(dt)2−F图像的斜率k=rm，解得小球的质量m=rk。
13.(1)根据题意，由公式 W=qU 可得，AB间的电势差
UAB=WABq=4×10−61×10−8CV=400V AC间的电势差
UAC=WACq=−2×10−6−1×10−8CV=200V
(2)根据题意，取 AB 的中点 D ，则有
UAD=12UAB=200V
可知， C 点和 D 点的电势相等，则 CD 为等势线， AB 为电场线，则有
E=UABdAB=4002 3×10−2V/m=2 33×104V/m
方向由A指向B。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.解：(1)由小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动，可知小球在运动过程中动能最小时仅由重力和电场力的合力提供向心力，tanθ=qEmg，所以E=3mg4q。
(2)设最小速度大小为v，动能为Ek，由牛顿第二定律可得：(mg)2+(qE)2=mv2L
解得：v= 5gL2
小球从最低点运动至速度最小处：−mg(L+Lcs37∘)−qELsin37∘=Ek−12mv02
联立 ③ ④ ⑤解得：v0= 23gL2。
(3)若抛出小球的同时剪断细线，小球在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向上先向左减速再向右加速，水平方向位移为零，设经过t时间落到地面，A点离地的高度为ℎ，则有：
ℎ=12gt2
0=v0t−12at2
a=qEm
解得：ℎ=1849L。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.解：(1)物品比传送带速度慢，物品将做加速运动，则：
由受力分析可知μm1g=m1a1，
v02=2a1x1，t加=v0a1=0.25s
x加=0.25m<2m，
AB段加速运动过程中的位移为0.25m，物体与传送带之间有滑动摩擦，此阶段传送带的位移
x传=v0t0=0.5m
相对滑动阶段系统产热：
Q=μ1m1g(x传−x加)=10J
分析可知，传送带多做的功等于物块机械能的增加量和系统摩擦力产的热之和
W传送带多做的功=Q+m1gL2sin37°+12m1v02
可得,W传送带多做的功=266J；
(2)①在倾斜传送带CB段，从C开始运动时，
对包装箱受力分析由牛顿第二定律可得：m2gsin37°+μm2gcs37°=m2a2
解得包装箱的加速度为：a2=10m/s2
包装箱加速到与CB传送带共速所用时间为：t1=v0a2=210s=0.2s
CB段加速位移为：x2=v022a2=222×10m=0.2m
此时因为m2gsin37° >μm2gcs37°
包装箱将继续加速运动，由牛顿第二定律m2gsin37°−μm2gcs37°=m2a3
代入解得：a3=2m/s2
当包装箱以a3加速度运动到B点时，由运动学公式：L2−x2=v0t2+12a3t22
解得：t2=2s
所以包装箱从C点到B点的时间为：t总=t1+t2=0.2s+2s=2.2s
②假设包装箱从B到A全程减速，vB2−vA2=2μ2gL1
可得vA=4m/s>2m/s，假设成立
包装箱落入平板车时距平板车左端相距为d，
d=vAt=0.8m
最小拉力：由题意可知当包装箱滑至平板车最右端时两者刚好共速，此情景下施加的恒力F最小，则：
分析包装箱：μ2m2g=m2a4，a4=2m/s2，
分析平板车：Fmin+μ3m2g=Ma5，
两者共速时：vA−a4t=a5t，
vA−12a4t2−12a5t2=L3−d
可得：t=1s，
a5=2m/s2，
Fmin=12N；
最大拉力：当包装箱与平板车共速后，两者间的摩擦力刚好为最大静摩擦力时，此情景下施加的恒力最大，则：
分析包装箱：fmax=μ3m2g=m2a
分析整体：Fmax=(M+m2)a
可得：Fmax=28N
所以F的范围为：12N≤F≤28N。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】