湖南省师范大学附属中学2022-2023学年高二上学期入学考试物理试题（解析版）

湖南师大附中2022-2023-1学年度高二上学期入学限时检测物理时量：75分钟满分：100分第I卷（共44分）注意事项：1.答题前，请考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，并认真核对条形码上的姓名、准考证号、准考证号、考室和座位号；2.必须在答题卡上答题，在草稿纸、试卷上答题无效；3.答题时，请考生注意各大题题号后面的答题提示；4.请勿折叠答题卡，保持字体工整、笔迹清晰、卡面清洁；5.答题卡上不得使用涂改液、涂改胶和贴纸；6.本学科试卷共四大题，考试时量75分钟，满分100分。一、单选题（每小题4分，共24分）1.下列说法正确的是（）A.匀速圆周运动中，任意相等的时间内通过的位移相等B.力对物体做功越多，力的功率越大C.开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律D.牛顿在实验中测出万有引力常量G，因而被称为是能称出地球质量的人【答案】C【解析】【详解】A．匀速圆周运动中，速度的方向在时刻变化，在任意相等的时间内通过的弧长相等，位移是矢量，任意相等时间内位移方向不一定相同，所以不一定相等，故A错误；B．单位时间内力对物体做功越多，力的功率越大，故B错误；C．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，故C正确；D．卡文迪什在实验中测出万有引力常量G,因而被称为是能称出地球质量的人，故D错误。故选C。2.如图，是生活中的圆周运动实例。下列说法正确的是（）A.图甲中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用B.图乙中，汽车通过拱桥的最高点时，无论汽车速度多大，汽车对桥始终有压力C.图丙中，汽车通过凹形路面的最低点时处于超重状态D.图丁中，“水流星”可以在竖真平面内以任意大小的速度做完整的圆周运动【答案】C【解析】【详解】A．火车转弯时，刚好由重力和支持力的合力提供向心力时，根据牛顿第二定律有解得当时，重力和支持力的合力小于所需的向心力，则火车有离心运动的趋势，外轨对轮缘会有挤压作用，故A错误；B．当车的速度比较大时，车可以对桥面没有压力，此时车的重力提供向心力，则解得即当车的速度大于等于时，车对桥面没有压力，故B错误；C．汽车通过凹形桥最低点时，具有向上的加速度（向心加速度），处于超重状态，故C正确；D．水流星在最高点时，速度至少要满足重力恰好可以提高向心力，故D错误。故选C。3.新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题。在某次新车性能测试过程中，新能源汽车速度随时间变化的图像如图所示，其中t1至t2阶段汽车牵引力的功率P保持不变，t2时达到最大速度vm，该新能源汽车质量为m，所受阻力恒定不变，下列说法正确的是（）

A.t1~t2这段时间内牵引力保持不变B.t1~t2这段时间内加速度保持不变C.0~t2这段时间内所受阻力大小为D.0~t2这段时间内牵引力做功大小为Pt2【答案】C【解析】【详解】A．t1~t2这段时间内牵引力的功率P保持不变，而速度增加，根据可知，牵引力减小，故A错误；B．t1~t2这段时间内牵引力减小，根据牛顿第二定律可知，加速度减小，故B错误；C．汽车匀速时，阻力与牵引力平衡，则所受阻力恒定不变，0~t2这段时间内所受阻力大小为，故C正确；D．0~t1这段时间内，加速度不变，则牵引力不变，而速度增加，则功率增加，故这段时间内的功率小于P，0~t2这段时间内牵引力做功大小小于Pt2，故D错误。故选C。4.大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱R改装而成，如图是改装后的电表，已知灵敏电流表G的满偏电流为，内阻为，变阻箱R接入电路的阻值为，下列说法正确的是（）A.甲表是电压表，改装后的量程为B.甲表是电流表，若增大接入电路的变阻箱R的阻值，则改装表的量程减小C.乙表是电流表，改装后的量程为D.乙表是电压表，若减小接入电路的变阻箱R的阻值，则改装表的量程增大【答案】B【解析】【详解】AB．电流表的改装需要并联一个分流电阻，故改装后甲表是电流表，改装后量程为表头G的电流满偏时通过改装表的总电流，即量程所以改装后并联的分流电阻越大，其量程越小，故A错误，B正确；CD．电压表的改装需要串联一个分压电阻，故改装后乙表是电压表，改装后量程为表头G的电流满偏时加在改装表两端的总电压，即量程所以改装后串联的分压电阻越小，其量程越小，故CD错误。故选B。5.如图，质量分别为和的两小球带有同种电荷，电荷量分别为和，用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为与（）。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别为和，最大动能分别为和。则下列选项中正确的是（）

①一定小于②一定大于③一定大于④一定大于A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④【答案】C【解析】【详解】①对小球A受力分析，受重力、静电力、拉力，如图所示

根据平衡条件，有故同理有由于，故，故①正确；②两球间的库仑力是作用力与反作用力，一定相等，与两个球是否带电量相等无关，故②错误；③设悬点到AB的竖直高度为h，则摆球A到最低点时下降的高度小球摆动过程机械能守恒，有解得由于，A球摆到最低点过程，下降的高度，故A球的速度较大，故③正确；④小球摆动过程机械能守恒，有其中相同，根据数学中的半角公式，得到其中相同，故越大，动能越大，故一定大于，故④正确。由上述分析可知，①③④是正确。故选C。6.如图所示，A，B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B，C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面。下列说法正确的是（）

A.斜面倾角B.A获得最大速度为C.C刚离开地面时，B的加速度最大D.从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒【答案】B【解析】【分析】【详解】A．C刚离开地面时，对C有此时B有最大速度，即对B有对A有以上方程联立可解得故A错误；B．初始系统静止，且线上无拉力，对B有由上问知则从释放至C刚离开地面过程中，弹性势能变化量为零；此过程中A、B、C组成的系统机械能守恒，即以上方程联立可解得A球获得最大速度为故B正确；C．C刚离开地面时，B球的加速度为零，对B球进行受力分析可知，刚释放A时，B所受合力最大，此时B具有最大加速度，故C错误；D．从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球以及弹簧构成的系统机械能守恒，A、B两小球组成的系统机械能不守恒。故D错误。故选B。二、多选题（每小题5分，共20分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不选的得0分）7.如图所示，用长为L的轻绳（轻绳不可伸长）连接的甲、乙两物块（均可视为质点），放置在水平圆盘上，圆盘绕过圆心O的轴线转动。甲、乙连线的延长线过圆盘的圆心O，甲与圆心O的距离也为L，甲物块质量为2m，乙物块的质量为3m。甲、乙与圆盘间的动摩擦因数均为μ，物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，甲、乙始终相对圆盘静止，则下列说法中正确的是（）

A.圆盘转动的最大角速度为 B.圆盘转动的最大角速度为C.轻绳最大弹力为 D.轻绳最大弹力为【答案】AC【解析】【详解】甲、乙始终相对圆盘静止，则甲乙的角速度相同，均为，甲物块圆周运动所需向心力乙物块圆周运动所需向心力甲物块的最大静摩擦力为乙物块的最大静摩擦力为在绳绷紧之前，绳的弹力为0，假设角速度逐渐增大时，甲物块先达到最大静摩擦力，则此时，乙物块所需向心力表明，在绳绷紧之前，绳的弹力为0，若角速度逐渐增大时，乙物块先达到最大静摩擦力，则解得当角速度在之上进一步增大时，绳绷紧，乙弹力方向指向圆心，对甲的弹力方向背离圆心，当角速度增大到最大值时，甲物体也达到最大静摩擦力，绳的弹力亦达到最大，此时对甲乙分别进行受力分析有，解得，AC正确，BD错误。故选AC。8.2021年4月29日，长征五号B遥二运载火箭搭载中国载人航天工程中第一个空间站核心舱“天和核心舱”，在海南文昌航天发射场发射升空。最终“天和核心舱”顺利进入离地约400km高的预定圆轨道，运行速率约为7.7km/s，宇航员24h内可以看到16次日出日落。已知万有引力常量G，根据以上信息能估算出（）A.地球的半径B.地球的质量C.“天和核心舱”的质量D.“天和核心舱”受到的地球引力【答案】AB【解析】【详解】A．记核心舱的周期为T，距地面的高度为h，质量为m，地球的半径为R，由题意可以求出核心舱的运行周期为

由圆周运动线速度公式可得

故A正确；B．由万有引力定律可知

故B正确；CD．由题中信息无法求出核心舱的质量，也无法求出核心舱所受地球的引力，故CD错误。故选AB。9.如图所示，水平传送带以逆时针匀速转动，A、B为两轮圆心正上方的点，，两边水平面分别与传送带上表面无缝对接，弹簧右端固定，自然长度时左端恰好位于B点；现将一质量为小物块（视为质点）与弹簧接触但不栓接，并压缩至图示位置后由静止释放，已知小物块与各接触面间的动摩擦因数均为，，小物块与轨道左端挡板P碰撞后原速率反弹，小物块刚好返回到B点时速度减为零，取，则下列说法正确的是（）

A.小物块与挡板P碰撞后返回到A点时，速度大小为B.小物块从B到A一定是先加速后匀速C.开始时弹簧和小物块组成的系统具有的弹性势能满足D.小物块对传送带做功的绝对值与传送带对小物块做功的绝对值一定相等【答案】A【解析】【详解】A．设物体与挡板P碰撞后到达A点的速度为vA，运动到B点的速度为零，对物块返回到A点到B的过程，由动能定理得解得选项A正确；B对物体由A到P点再返回到A点过程，由动能定理得解得v′A=4m/s小物块可能在传送带上减速到共速、加速到共速，也可能一开始到B端时就共速，故B错误；C．若物体滑上传送带时的速度vB较大，则一直做匀减速运动，到达A点时与传送带共速，则从B点到A点，由能量关系可得在B点时的最大动能若速度vB较小，物块在AB上一直加速，到A点时恰好与传送带同速，由能量关系可得在B点时的最小动能由于物块被弹簧弹开时与水平面之间也有摩擦力，则开始时弹簧和小物块组成的系统具有的最大弹性势能将大于24J，最小弹性势能大于8J，故C错误；D．小物块与传送带间摩擦力大小相等，但小物块对传送带做功的绝对值为摩擦力乘以传送带位移，传送带对小物块做功的绝对值为摩擦力乘以小物块位移，当有滑动摩擦力时，两者位移不同，因此功的绝对值也不同，故D错误。故选A。10.如图所示，，为两块水平放置的金属板，通过闭合的开关分别与电源两极相连，两极中央各有一个小孔a和b，在a孔正上方某处放一带电质点由静止开始下落，若不计空气阻力，该质点到达b孔时速度恰为零，然后返回。现要使带电质点能穿过b孔，则可行的方法是（）

A.保持闭合，将A板适当上移B.保持闭合，将B板适当下移C.先断开，再将A板适当下移D.先断开，再将B板适当下移【答案】BC【解析】【详解】AB．设释放时，质点与a孔的距离为h，两板宽度为d，根据动能定理开关闭合，则两板间电势差不变若将A板上移，设释放点到a孔的距离为，两板间距为，由动能定理因为可知质点到达b孔的速度为零，然后返回若将B板下移，设两板间距为，根据动能定理因为所以即质点能穿过b孔，故A错误，B正确；CD．根据动能定理断开开关，则电容器电荷量保持不变，由，，得可知，电场强度保持不变若将A板下移，由动能定理因为，可知说明质点能通过b孔若将B板下移，由动能定理因为可知说明质点不能到达b板，故C正确，D错误。故选BC。第II卷（共56分）三、实验题（11小题每空2分，共6分；12小题每空3分，共9分）11.某实验小组同学利用如图所示的装置探究合外力做功与滑块动能改变量的关系。将遮光条安装在滑块上，用天平测出遮光条和滑块的总质量M，槽码和挂钩的总质量m。实验时，用游标卡尺测量遮光条宽度d，用刻度尺测量光电门1和2之间的距离L。将滑块系统系在绕过定滑轮悬挂有槽码的细线上，由静止释放，数字计时器记录下遮光条通过光电门1和2的遮光时间和。

（1）将槽码和挂钩的重力视为滑块系统受到的合外力，则需要满足______。（2）滑块系统从光电门1运动到光电门2的过程中，合外力对其做的功为______；滑块系统动能的改变量为______。（用测量的物理量的字母符号表示）【答案】①.②.mgL③.【解析】【详解】（1）[1]遮光条和滑块的总质量M远大于槽码和挂钩的总质量m。（2）[2]合力做功为（3）[3]滑块通过光电门1和2的速度分别为，动能变化量为12.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“，”的小灯泡、导线和开关外，还有：A.直流电源（电动势约为，内阻可不计）B.直流电流表（量程，内阻约为）C.直流电流表（量程，内阻约为）D.直流电压表（量程，内阻约为）E.直流电压表（量程，内阻约为）F.滑动变阻器（最大阻值，允许通过的最大电流为）G.滑动变阻器（最大阻值，允许通过的最大电流为）实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据。（1）实验中电流表应选用____，电压表应选用____，滑动变阻器应选用____（均用序号字母表示）。（2）某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图所示，则电压为时灯泡的实际功率为____。（结果保留两位有效数字）【答案】①.C②.E③.F④.1.4【解析】【详解】（1）[1][2]小灯泡的额定电压为5V，故电压表选E，小灯泡的额定电流为故电流表选C。[3]要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据，滑动变阻器采用分压式接法，选择阻值较小的F方便调节，减小误差。（2）[4]由图可知，当电压为3V时电流为0.45A，此时的实际功率为四、计算题（每小题14分，共42分。要求写出必要的文字描述和关系式）13.如图，AB为倾角的斜面轨道，轨道的AC部分光滑，CB部分粗糙且动摩擦因数为。BP为圆心角等于弧，半径的竖直光滑圆弧形轨道，两轨道相切于B点，P、O两点在同一竖直线上，轻弹簧一端固定在A点，另一自由端在斜面上C点处，现有一质量的物块在外力作用下将弹簧缓慢压缩到D点后（不拴接）释放，物块经过C点时速度为，假设物块第一次经过B点后恰能到达P点，，，）试求：（1）若，物块从D点运动到C点的过程中，弹簧对物块所做的功；（2）B、C两点间的距离x；

【答案】(1)156J；(2)6.125m【解析】【分析】【详解】(1)设物体从D点运动到C点的过程中，弹簧对物块所做的功为W，由动能定理得解得(2)物块在P点为圆周运动的最高点，重力提供向心力物体从C到P过程中，由动能定理得解得14.如图所示，在平面直角坐标系中，第I象限存在沿轴负方向的水平匀强电场，在轴下侧平面内某处固定着一点电荷（设匀强电场与点电荷电场以轴为界互不影响），一质量为，电荷量为的带正电的粒子从轴正半轴上的点以速度垂直于轴射入电场，经轴上的点与轴正方向成角射入第IV象限，此后在点电荷作用下做匀速圆周运动，最后从轴负半轴上的点垂直于轴射出，。不计粒子重力，静电力常量为，求：（1）、两点间的电势差；（2）固定轴