江西省乐安县2023-2024学年高二上学期开学考试物理试题（含解析）

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物理

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清晰。

3.请按照题序在各题的答题区域内作答，超出答题区域的答案无效；在草稿纸、试题卷上的答题无效。

4.保持答题卡卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

5.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题（共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）

1．关于功，下列说法正确的是（）

A．若作用力做功，则反作用力一定做功

B．功的正负不表示方向，而是表示大小

C．滑动摩擦力对物体总是做负功

D．静縻擦力可以对物体做正功，可以对物体做负功，也可以不做功

2．下列关于行星对太阳的引力的说法正确的是（）

A．行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力

B．行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关

C．太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力

D．行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星和太阳的距离成反比

3．某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F，为使此物体受到的引力减小到原来的四分之一，应把此物体置于的地方距地面的高度为（R为地球半径）（）

A．RB．2RC．4RD．8R

4．如图所示是某匀强电场的电场线分布图，A是电场中的一点，下列判断中正确的是（）

A．A点的电场强度方向向左

B．A点的电场强度方向向右

C．正点电荷在A点所受静电力的方向向左

D．正点电荷在此电场中所受静电力沿电场线方向逐渐减小

5．如图所示，轻杆的一端固定在通过O点的水平转轴上，另一端固定一小球。给小球一个微小扰动，使小球从最高点A由静止开始在竖直面内沿逆时针方向做圆周运动，其中B点与O点等高，C点为最低点。不计空气阻力，则小球从A点运动到C点的过程中（）

A．小球的动能先增大后减小

B．小球的机械能一直减小

C．小球受到的重力做功的功率先增大后减小

D．小球一直处于失重状态

6．如图为真空中两点电荷A，B形成的电场中的电场线，该电场线关于虚线对称，点为A，B点电荷连线的中点，、为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是（）

A．A，B可能带等量异种电荷

B．A，B可能带不等量的正电荷

C．同一试探电荷在、两点处所受电场力大小相等，方向相反

D．a、b两点处无电场线，故其电场强度为零

7．如图所示，质量均为m的两个物体A、B通过一轻质弹簧连接，静止在水平地面上。从某时刻开始对A施加一竖直向上的外力，使A做匀加速直线运动，经时间t，B恰好离开地面。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小为g。这个过程中外力做的功为（）

A．B．

C．D．

8．如图所示，同一直线上的三个点电荷、、，恰好都处在平衡状态，除相互作用的静电力外不受其他外力作用。已知、间的距离是、间距离的2倍。下列说法正确的是（）

A．若、为正电荷，则为负电荷

B．若、为负电荷，则为正电荷

C．

D．

9．如图所示，A、B、C是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，下列说法中正确的是（）

A．B、C的角速度相等，且大于A的角速度

B．B、C的线速度大小相等，且大于A的线速度

C．B、C的向心加速度相等，且小于A的向心加速度

D．B、C的周期相等，且大于A的周期

10．如图所示，纸面内a、b、c三点构成直角三角形，ab与ac互相垂直，，。带电荷量分别为、的点电荷分别固定放置在a、b两点，d点为a、b两点连线上的中点，静电力常量为k，下列说法正确的是（）

A．两点电荷在d点产生的合电场强度大小为0

B．b点处的点电荷在c点产生的电场强度大小为

C．两点电荷在c点产生的合电场强度大小为

D．两点电荷在c点产生的电场强度方向与ab边平行

11．如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从A处静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，ACh。圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A处；弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为g，则圆环（）

A．下滑过程中，加速度一直减小

B．下滑过程中，因摩擦力产生的热量为

C．从A处到C处的过程中弹簧的弹性势能增加了

D．下滑经过B处的速度小于上滑经过B处的速度

二、实验题（共18分）

12．如图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置，已知重力加速度为g。实验步骤如下：

A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；

B．测出挡光条的宽度

C．将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离；

D．释放滑块，读出挡光条通过光电门的挡光时间；

E．用天平称出托盘和砝码的总质量；

F．……

（1）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了。

（2）挡光条通过光电门的速率为。

（3）下列关于本实验的分析中，正确的是。

A．调节气垫导轨左端的滑轮，使绳子与导轨平行

B．滑块初始位置与光电门间的距离适当大些

C．挡光条的宽度越大，测量结果越精确

D．应使托盘和砝码质量远小于滑块和挡光条的总质量

（4）为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是。（写出物理量的名称和符号）

（5）若要符合机械能守恒定律，以上测得的物理量应该满足。

（6）由于托盘和滑块运动过程中要克服阻力做功，故该实验的动能增量总是（选填“大于”“等于”或“小于”）重力势能的减少量。

13．研究电荷间的相互作用力。

（1）某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。

步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。

步骤二：使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。

①该实验采用的方法是（填正确选项前的字母）

A．理想实验法B．控制变量法C．等效替代法

②实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而（填“增大”、“减小”或“不变”）

③小球的质量用m表示，重力加速度为g，可认为物体A与小球在同一水平线上，当小球偏离竖直方向的角度为时保持静止，小球所受电场力大小为。

（2）法国物理学家库仑利用扭秤装置研究了静止的点电荷间的相互作用力，并于1785年发现了库仑定律。如图所示的装置为库仑扭秤实验装置，细悬丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球A，另一端有一个不带电的球B，B与A所受的重力平衡，当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时，A和C之间的作用力F使悬丝扭转，已知悬丝转动的角度与力F的大小成正比。以下判断正确的是()

A．若仅将C的电荷量减为原来的一半，可能增为原来的两倍

B．若仅将C的电荷量减为原来的一半，可能减为原来的一半

C．若仅将A、C间的距离增为原来的一倍，将减为原来的一半

D．若仅将A、C间的距离减为原来的一半，将增为原来的两倍

三、计算题（共38分）

14．如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B，静止在图示位置，左端固定着另一个带正电的小球A，已知B球的质量为m，带电荷量为q，静止时细线与竖直方向夹角θ，A和B在同一条水平线上，且A和B间的距离为r。整个装置处于真空中，带电小球A和B均可以看成点电荷，静电力常数为k，重力加速度为g。

（1）此时小球B受到的静电力为多大？

（2）小球B所在处的电场强度为多大？方向如何？

（3）小球A带电量Q为多少？

15．由三颗星体构成的系统，忽略其他星体对它们的作用，存在着一种运动形式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心在三角形所在的平面内做角速度相等的圆周运动，如图所示。已知星体A的质量为，星体B、C的质量均为m，三角形边长为d。求：

（1）星体A所受的合力大小；

（2）星体A、B、C的向心加速度大小之比。

16．如图所示，粗糙水平地面AB与半径的光滑半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，O是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上。质量的小物块在9N的水平恒力F的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动。已知，小物块与水平地面间的动摩擦因数为，当小物块运动到B点时撤去力F，取重力加速度，求：

（1）小物块运动到D点时，轨道对小物块作用力的大小；

（2）如果水平恒力F的大小不确定，物块能运动到圆弧轨道且中途不脱离，求恒力F的取值范围；

（3）如果，且物块运动到C点时的向心加速度大小为，求k值以及物块脱离轨道时的高度。

1．D

A．若作用力做功，则反作用力可能不做功，例如两个相互作用的物体，一个运动一个不运动，故A错误；

B．功是标量，但有正负，正负不表示方向和大小，代表是动力做功还是阻力做功，故B错误；

C．滑动摩擦力与相对运动方向相反，与物体方向可能相同，则对物体可能做正功，故C错误；

D．静摩擦力与相对运动趋势方向相反，可以对物体做正功，也可以对物体做负功，故D正确。

故选D。

2．A

A．行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是相互的，是同一性质的力，故A正确；

BD．根据万有引力公式

可知行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量成正比，与行星和太阳的距离的平方成反比，故BD错误；

C．行星对太阳的引力与太阳对行星的引力，是作用力和反作用力，故太阳对行星的引力等于行星对太阳的引力，故C错误。

故选A。

3．A

根据万有引力定律表达式得

其中r为物体到地球中心的距离。某物体在地球表面，受到地球的万有引力为F，此时

若此物体受到的引力减小为，根据

得出此时物体到地球中心的距离为

所以物体距离地面的高度应为R。

故选A。

4．B

AB．A点的电场强度方向与电场线方向一致，即沿电场线向右，故A错误，B正确；

C．正点电荷在某点所受静电力方向与该点的电场强度方向相同，即正电荷在A点所受静电力方向为向右，故C错误；

D．由于是匀强电场，正点电荷在此电场中所受静电力沿电场线方向大小不变，故D错误。

故选B。

5．C

A．小球从A点运动到C点的过程中，由动能定理可知

因为重力一直做正功，所以动能一直增大，A错误；

B．小球从A点运动到C点的过程中，只有重力做功，所以机械能守恒，B错误；

C．小球在A点出，初速度为0，所以重力的瞬时功率为零；在C点处，重力与速度方向垂直，所以此时重力的瞬时功率为零；所以小球从A点运动到C点的过程中小球受到的重力做功的功率先增大后减小，C正确；

D．小球从A点运动到B点的过程中，小球向心加速度沿半径指向圆心，在竖直方向上分加速度为竖直向下，处于失重状态，而球从B点运动到C点的过程中，小球向心加速度沿半径指向圆心，在竖直方向上分加速度为竖直向上，处于超重状态，D错误。

故选C。

6．C

AB．由于电场线关于虚线对称，点为A，B点电荷连线的中点，结合等量异种与等量同种点电荷电场线的分布特征，可知A，B带等量同种正电荷，故AB错误；

C．、为其连线的中垂线上对称的两点，根据等量同种点电荷电场线的分布特征，可知、两点位置的电场强度大小相等，方向相反，则同一试探电荷在、两点处所受电场力大小相等，方向相反，故C正确；

D．电场线是为了形象描述看不见、摸不着的电场而人为假想的，其分布的疏密程度表示电场的强弱，a、b两点处虽然无电场线，但其电场强度不为零，故D错误。

故选C。

7．D

物体A未运动时，根据平衡条件有

解得

分析可知，物体B恰好要离开地面则有

解得

则可知

由此可知A的位移为

设物体A的加速度为，根据匀变速直线运动位移与时间的关系式可得

设物体B刚好离开地面时物体A的速度为，则有

在物体A运动至物体B刚要离开地面时的过程中，设拉力F做的功为，而初末位置，弹簧的压缩量与伸长量相同，弹簧的弹性势能未发生变化，即弹簧的弹力做功为0，则对该过程由动能定理有

联立以上各式解得

故选D。

8．AC

AB．三个自由电荷在同一直线上处于平衡状态，则一定满足“两同夹异，两大夹小，近小远大”，所以和是同种电荷，是异种电荷，故A正确，B错误；

CD．根据库仑定律和矢量的合成，则有

解得

故C正确，D错误。

故选AC。

9．CD

如图所示A，B、C三颗人造卫星是在地球大气层外的圆形轨道上做圆周运动,万有引力提供向心力,下面公式中r为圆周运动半径。

A．由，整理得

推导得，所以，故A错误;

B．由，整理得

推导得，所以，故B错误;

C．由，整理得

推导得，所以，故C正确;

D．由，整理得

推导得，所以，故D正确。

故选CD。

10．BC

A．a、b两点的距离

两点电荷在d点产生的合电场强度大小为

故A错误；

B．b点处的点电荷在c点产生的电场强度大小为

故B正确；

C．a点处的点电荷在c点产生的电场强度大小为

根据场强的叠加可知两点电荷在c点产生的合电场强度大小为

故C正确；

D．根据场强的叠加可知两点电荷在c点产生的合电场强度与ab边不平行，故D错误。

故选BC。

11．BD

A．由题意知，圆环从A到C先加速后减速，到达B处速度最大，加速度减小为零，故加速度先减小后增大，A错误；

BC．在A处弹簧水平且处于原长，即A处弹簧弹性势能为零，从A到C，根据能量守恒

mgh=Wf＋Ep

从C到A根据能量守恒

联立解得

B正确，C错误