2023-2024学年河南省创新发展联盟高二（上）开学考试物理试卷（含解析）

2023-2024学年河南省创新发展联盟高二（上）开学考试物理试

卷

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.一小河宽为200M,水流速度为3M∕S,当船头的指向与上游河岸的夹角为53°时，船可以

垂直到达正对岸，已知sin53°=0.8,下列说法正确的是（）

A.船到达对岸所需的最短时间为50s

B.船以最短时间过河将在下游IOOm处到达对岸

C.船垂直到达正对岸时实际的速度是4m∕s

D.船垂直到达正对岸所用的时间为40s

2.一只虫子在竖直面内沿一圆弧形树枝从上向下滑动的过程如图所示，虫子沿着树枝滑落

的运动可近似看作匀速率运动，关于虫子从B点运动到圆弧最低点的过程，下列说法正确的

是（）

A.因为虫子做的是匀速率运动，所以虫子处于平衡状态，其所受的合外力为零

B.由于虫子做匀速圆周运动，因此合外力方向指向圆心

C.虫子下滑过程中，树枝对虫子的作用力等于虫子所受的重力

D.虫子下滑过程中重力的功率不变

3.如图所示，长为L的轻杆一端用较链固定，另一端固定一个小球，将小球放置在等边三角

形斜坡上，由静止释放小球，某时刻轻杆与水平方向的夹角为30。，轻杆此时转动的角速度为

3,则此时斜劈的速度大小为（）

C.ɪ(Ji)LD.?3乙

4.明代出版的《天工开物》中记录了祖先的劳动智慧，图为“牛转翻车”，它利用畜力转

动不同半径齿轮来改变水车的转速，从而将水运送到高处。祖先的智慧在今天也得到了继承

和发扬。我国自主研发的齿轮传动系统，打破了国外垄断，使中国高铁持续运行速度达到

350km∕h,中国高铁成为中国制造的一张“金名片”。图中4、B是两个齿轮的边缘点，齿轮

的半径之比3z⅛=2:1,在齿轮转动过程中（）

牛转翻车现代齿轮

A.A、B的周期之比为1:2B.A、B的角速度之比为1:2

C.4、B的线速度大小之比为2:1D.A、B的向心加速度大小之比为4:1

5.若地球为密度均匀的球体，其半径为R,今以地心为坐标原点，则各处重力加速度大小g与

位置r的关系图为（）

OR

6.如图所示，处于真空中的正方体中存在电荷量为+q或一q的点电荷，点电荷位置图中已

标明，a、b两点电场强度和电势均相同的图是（）

7.如图所示，一农用水泵由两根粗细不同的管组成，出水口离地面的高度为八，其出水管是

水平的，己知细管内径为d,粗管内径为2d,水平射程为s,水的密度为p,重力加速度大小

为g，不考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是（）

A.若水流不散开，则观察到空中的水柱越来越粗

B.粗、细管中水流的速度之比为1:2

C.空中水的质量为,τrpsd2

D.水落地的速度为J券+2g∕ι

二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

8.如图所示，有一带正电的验电器，当金属球4靠近验电器上的金属球B时，验电器中金属

箔片的张角减小，则（）

A.金属球4一定带负电B.金属球4可能带负电

C.金属球4一定带正电D.金属球4可能不带电

9.2021年5月15日，中国的火星探测器''天问一号"成功在火星表面着陆，图为其运行的

轨道示意图，它由椭圆轨道1、椭圆轨道2、圆轨道3、最终经过轨道4落在火星表面附近，最

后启动主发动机进行反冲，稳稳地落在火星表面，P点是它们的内切点，关于探测器的上述

运动过程，下列说法正确的是（）

A.探测器从轨道2到轨道3需要向前喷气减速

B.探测器在轨道2和轨道1的P点加速度大小相等

C.火星的球心与椭圆的中心重合

D.探测器在轨道4上降落火星表面的过程中机械能不变

10.如图所示，光滑水平面上质量均为2kg的小球用一长为2m的轻质细绳连接，开始时绳子

伸直、小球处于静止状态，现对绳子中点施加一大小恒为4N、方向垂直于绳的拉力，经过ts

两球即将发生碰撞，下列说法正确的是（）

A.此过程中绳上的拉力一直减小

B.碰撞前瞬间两球的加速度为2m∕s2

C.拉力做的功为2封+4（/）

D.碰前瞬间两球的速度大小均为，7TIm∕s

三、填空题（本大题共2小题，共15.0分）

11.验证机能守恒定律的实验装置如图甲所示，打点计时器所用的交流电周期为T,当地的

重力加速度大小为g。

左ΓASC

------⅝--------

乙

(1)下列操作对减小实验误差有利的是.

A∙精确测量出重锤的质量

8.使两限位孔在同一竖直线上

C先释放纸带，后接通电源

(2)图乙为实验中得到的一段点迹清晰的纸带，4、B、C、D为连续打的四个点，用刻度尺测

出4点到8、C、。各点间的距离分别为Si、S2、S3，则纸带的(填“左”或“右”)端与

重锤相连。某同学要验证从B点到C点过程中重锤的机械能是否守恒，则只需验证表达

式(用以上给出的物理量符号表示)是否成立。

12.某实验小组发现一卷如图甲所示的金属线，为了研究金属线的材质，他们进行了如下操

作;

(1)他们从金属线中抽取一根细金属丝，截取其中的一部分，拉直后用游标卡尺测金属丝的长

度，如图乙所示，则金属丝长L=cmo

(2)用螺旋测微器测金属丝的直径，如图丙所示，则金属丝的直径d=.mmo

(3)可用的实验器材如下:

①电流表A：量程为O~0.64内阻约为0.50);

②电压表3)(量程为O〜3V,内阻约为IOk0);

③定值电阻Ro(阻值等于5。)；

④滑动变阻器R(O〜100，额定电流为24);

⑤电源(电动势为4.5V,内阻不计)。

(4)利用图丁所示的电路进行实验，该小组在实验中得到的七组电压表示数U和电流表示数1的

数据如下：

1234567

电压U(IO0.510.962.052.312.632.95

电流/(4)0.0800.150—0.3200.3600.4100.460

其中，第3组实验数据如图戊所示，请将电表的读数填入表格中。

(5)请在图己中描绘出/一U图线。

(6)由图己的图线可知金属丝的电阻RX=0(结果保留两位有效数字)。

(7)由上述数据可以计算出金属丝的电阻率P=Ω■巾(结果保留两位有效数字)。

四、计算题(本大题共1小题，共11.0分)

13.在水平地面斜上抛一小石头，其速度大小o=5m∕s,方向与竖直方向成。=37。，不计

空气阻力,取重力加速度大小g=10m∕s2,sin37o=0.6,求:

(1)小石头到达的最大高度后

(2)小石头到达的最远水平距离。

五、综合题(本大题共2小题，共28.0分)

14.如图所示，固定光滑绝缘的直杆上套有一个质量为小、带电荷量为+q的小球和两根原长

均为L的轻弹簧，小球看成质点，两根轻弹簧的一端与小球绝缘相连，另一端分别固定在杆上

相距为2L的A、B两点，空间存在方向竖直向下的匀强电场。已知直杆与水平面的夹角为。,

两弹簧的劲度系数均为包烂，小球在距B点装的P点处于静止状态，Q点距4点半，重力加速

度大小为9。

(1)求电场强度大小E;

(2)若小球从Q点由静止下滑，求小球的动能最大值Ekm及在Q点时的加速度。。

15.如图所示，水平传送带以U=3m∕s的速度逆时针转动，两个转轴间的距离L=4n⅛竖直

光滑圆弧轨道CZ)所对的圆心角O=37。，圆弧半径r=0.5τn,轨道末端。点切线水平，且紧贴

倾斜转盘上表面最高点，转盘沿逆时针方向绕轴匀速转动，其转轴倾斜且与水平面的夹角0=

53。，质量m=Mg的小物块与传送带间的动摩擦因数“=0.4,物块以为=5m∕s的速度向右

滑上传送带左端，物块向右运动一段时间后反向，最终从传送带左端水平抛出，恰好沿C点

的切线方向滑入CO轨道，再水平滑落到转盘上表面最高点。，物块落到转盘上时的速度恰好

与落点处转盘的线速度相等，物块立即无相对滑动地随盘转动，sin37o=0.6,取重力加速度

大小g=10τn∕s2,物块所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

(1)求物块从传送带上抛出的速度

(2)求传送带的上表面到转盘最高点的竖直高度H;(计算结果保留两位有效数字)

(3)若要物块随转盘转动时恰好无相对滑动，且物块与转盘间的动摩擦因数”=1,求转盘半

径R。

答案和解析

I.【答案】C

【解析】船头垂直河岸过河时的最短时间为40s,选项A错误;船以最短时间过河的时间为40s,船

沿下游移动120τn,选项B错误;船垂直到达正对岸时的实际速度为4τn∕s,选项C正确;船垂直到达

正对岸的时间为50s,选项。错误。

2.【答案】B

【解析】虫子的合外力不为零，选项A错误、B正确;由力的分析知选项C错误;重力的功率发生了

变化，选项。错误。

3.【答案】A

【解析】球与接触点在垂直接触面方向速度相同，由几何关系可知选项A正确。

4.【答案】B

【解析】由于4、B的线速度大小相等且WrB=2:1,因此4、B的周期之比为2:1,选项A错误;4

B的角速度之比为1:2,选项8正确;4、B的线速度相等，选项C错误;4、B的向心加速度大小之

比为1:2,选项。错误。

5.【答案】D

【解析】在地球外部：g=詈8*，在地球内部：g=得=日X与兀R3X=*Xrαr,

选项£）正确。

6.【答案】D

【解析】根据点电荷的电场强度公式E=k*可得点电荷在正方体顶点的电场强度大小相等,但a、

b两点电场强度的方向相反，选项A错误;根据点电荷的电场强度公式E=k3,可求得各个点电荷

在a、b两点的电场强度大小，再根据矢量的合成，可得a、b两点的电场强度大小不等，选项8错

误;根据点电荷的电场强度公式E=上3，再根据矢量合成，求出合电场强度相等，电场强度的方

向不同，选项C错误;根据点电荷的电场强度公式E=Zc表可得各个点电荷在a、b两点的电场强度

大小相等，再根据矢量合成，求出合电场强度相等，电场强度的方向相同，由W=F标量叠加得

φa-φb=O,选项。正确。

7.【答案】C

【解析】水的流量为定值，由Q=S%可知越往下S越小，选项A错误;同理粗、细管中水流的速度

之比=$2：SI=I：4,选项B错误;Ui=Qot=Sr⅛pt=；TrPSd2,选项C正确;落地速度U=

Λ/VQ+2gh<V=J牙+2gh，选项O错误。

8.【答案】BD

【解析】验电器中的金属箔片之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相互排斥，张

开角度的大小取决于两金属箔片带电荷量的多少。如果4球带负电，靠近验电器上的B球时，异种

电荷相互吸引，使金属箔片上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金属箔片张角减小，选项8正确、

C错误;如果4球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使A球靠近B球的一面出现负的感应电

荷，而背向B球的一面出现正的感应电荷，4球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，

由于负电荷离验电器较近而表现为吸引作用，因此金属箔片的张角减小，选项。正确、A错误。

9.【答案】AB

【解析】探测器由高轨道进入低轨道，需要向前喷气减速，选项A正确;在同一点，探测器的加速

度大小相等，选项8正确;火星的球心在椭圆的焦点上，选项C错误;探测器在降落火星表面的过

程中，机械能减小，选项。错误。

10.【答案】AC

【解析】对节点受力分析可知，两段绳子夹角变小，故绳子张力变小，选项A正确;碰前瞬间，T=

0.5F=2N,由T=Tna解得α=lm∕s2,选项8错误;小球在沿力方向做匀加速运动的加速度为

lm∕s2,则X=Tat2=［加，拉力做的功W=FQ+0.5L)=2尸+4(/),选项C正确;由动能定理

有W=2X92,解得°=λ∕t2+27n∕s,选项。错误。

11.【答案】(I)B

(2)左g(S2—SI)="沪2一枭2

OlOi

【解析】(1)根据实验，使两限位孔在同一竖直线上能减小摩擦，故选项B正确。

(2)从相等时间发生的位移可知，纸带左端与重锤相连。由机械能守恒定律可知g(S2-Sl)=

(S3~^SI)2__sj_

QT28T2

12.【答案】⑴10.750

(2)0.397

(4)1.550.240

(5)见解析图

(6)1.4

(7)1.6X10-6

【解析】(1)游标卡尺的主尺读数为10.70n,游标尺上第10个刻度与主尺刻度对齐，则游标尺的

读数为0.05XIOmm=0.50mm=0.050cm,所以最终读数为10.7CTn+0.050cm=10.750cm。

(2)螺旋测微器的固定刻度读数为0.0τnm,可动刻度读数为0.01x39.7τWn=O.397nwn,所以最终

读数为0.0MTn+0.397mm=0.397JnnI。

(4)电压表量程为31/,由题图电压表可知，其分度值为0.1乙示数为1.551/;电流表量程为0.64其

分度值为0.024示数为0.2404。

(5)根据坐标系内描出的点作出图像，如图所示。

VK

(6)根据作出图像的斜率表示电阻，有RX=黑⅛0-5/2=1.40。

(7)根据电阻定律得RX=Pa其中S=*?,解得==

10-6。.m,,

13.【答案】解：(1)小石头做斜抛运动

竖直方向有"经="os。

vjs=2gh

解得力=0.8m。

(2)设小石头在空中运动的总时间为t

0.5gt=U经

V水=vsinθ

X=U水t

解得X=2.4m

【解析】见答案

14.【答案】解：(1)根据题意可知，小球在距B点2Z,的P点处于静止状态

小球受到两根弹簧的弹力的合力大小为

4masinθ4L8

F=2fc△%=2-------ʃ------(L——=-)=-=mgsinθ

Liɔɔ

对小球由共点力平衡可得(mg+qEy)sinθ=F

(2)小球从Q点由静止下滑，运动到P点时受力平衡，加速度为0,速度最大，动能最大，从Q点到P

点的过程中，弹簧弹力做的功为零，弹性势能没有变化

根据动能定理可得(mg+qE)xQpSinθ=EAD-O

由几何关系可得%QP=2L—2×ξL=∣L

解得EIO=^mgLsinθ

小球在Q点刚开始运动时

根据牛顿第二定律得(Eq