辽宁省本溪市第二中学2023-2024学年高二年级上册开学考试物理试题

2023——2024学年（上）开学考试高二物理试题

考试时间：75分钟满分：100分

一、选择题：本题共10小题，共46分（在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符

合题目要求，每小题4分：第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6

分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分）

1.在物理学的发展进程中，许多科学家做出了重要贡献，下列叙述符合史实的是（）

A.伽利略第一次在实验室里测出了万有引力常量G的数值

B.胡克总结出了行星运动的规律，并发现了万有引力定律

C.法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场

D.牛顿建立了真空中光速在不同惯性参考系中大小相同的假说

【答案】C

【解析】

【详解】A.卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量G的数值，故A错误；

B.开普勒总结出了行星运动的规律，万有引力定律是牛顿发现的，故B错误；

C.法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场，故C正确；

D.爱因斯坦建立了真空中光速在不同惯性参考系中大小相同的假说，故D错误。

故选C。

2.如图为一皮带传动装置，a、b、C三点做圆周运动的半径之比η1：n）：，c=l：2：4。若a、b、C三点的线

速度分别用内、Db、UC表示，角速度分别用g、3b、四表示，在传动过程中皮带不打滑，则下列关系式正

确的是（）

A.Da：Db：Dc=I：2：4

B.山：Ub："c=4：2：1

：

C.ωaɪWbCOC=2：1：1

D.g:CUb:ωc=l：2：2

【答案】C

【解析】

【详解】如图所示，。与6同一皮带下传动，则

Va=Vb

因为

ra:n>=l:2

根据v=ωr,所以

（oa:（0b=rb：ra=2:1

机■两点共轴，则

Wc=Wb

得角速度之比

COaJCObi3C=2:1:1

因为

rc:n）=2:1

所以

Vb：Vc=I：2

即

Va:Vb：Vc=I:1:2

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A至阶段汽车牵引力的功率P保持不变，/2时达到最大速度Vm,该新能源汽车

质量为，“，所受阻力恒定不变，下列说法正确的是（）

A.h~∕2这段时间内牵引力保持不变

B.r∣∙√2这段时间内加速度保持不变

P

C.0~f2这段时间内所受阻力大小为一

%

D.072这段时间内牵引力做功大小为PtI

【答案】C

【解析】

【详解】A.f∣~f2这段时间内牵引力的功率P保持不变，而速度增加，根据P=N可知，牵引力减小，故

A错误；

B.A~f2这段时间内牵引力减小，根据牛顿第二定律

F-f=ma

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

P

所受阻力恒定不变，072这段时间内所受阻力大小为一，故C正确；

D.OY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,072这段时间内牵引力做功大小小于Pti,故D错误。

故选Co

4.如图所示，有a、b、c、d四颗地球卫星，。还未发射，在地球赤道上随地球一起转动，b是近地卫星，C

是地球同步卫星，d是高空探测卫星，下列说法正确的是（）

A.卫星”放在此位置时受到的重力比放在南极时大

B.卫星C所需的向心力比卫星。所需的向心力要小

C.卫星C的发射速度一定大于卫星6的发射速度

D.卫星d的角速度是四颗卫星中最大的

【答案】C

【解析】

【详解】A.卫星”处于赤道位置随地球自转，万有引力提供向心力和重力，而两极的向心力最小为零，则

两极处的重力加速度最大，故卫星“放在此位置时受到的重力比放在南极时小，故A错误；

B.根据

.CMm

Fc=G-P-

卫星C的半径大于卫星的6半径，但由于两卫星的质量关系不确定，无法比较两卫星所受万有引力的大

小，万有引力提供向心力，即无法比较卫星C∙所需的向心力与卫星人所需的向心力的大小，故B错误；

C.卫星要到达离地球越远的高度，需要克服引力做功越多，则需要的初动能越大，则卫星C∙的发射速度

大于卫星人的发射速度，故C正确；

D.对从以〃三颗公转的卫星，根据万有引力提供向心力，则有

CMm2

G—―=mωr

其角速度满足

半径越大，角速度越大，ωb>ωc>ωd,而对于“与C两个具有相同的角速度，有g=①“,故四颗卫星

中6的角速度最大，故D错误。

故选C

5.如图所示为某静电场中X轴上各点电势。的分布图。一电子从原点处以一定的初速度沿X轴正方向射

出，仅在电场力的作用下在X轴上做直线运动，下列说法正确的是（）

A.X=X2处的电场强度大于X=X3的电场强度

B.电子从X=R处到X=W处，电场力对其先做负功再做正功

C.电子在X=々处的速度最小

D.电子在X=Xl处的动能等于电子在X=X3的动能

【答案】D

【解析】

【详解】A.根据题意可知，电子仅在电场力的作用下沿X轴做直线运动，则电场方向沿X轴方向，由沿电

场线方向电势逐渐降低可知，。-々电场方向水平向左，4之后电场方向水平向右，由。一X图像中斜率表

示电场强度可知，X=X2电场强度为0，X=X2处的电场强度小于X=刍的电场强度，故A错误;

C.从。一当电子在电场力作用下做加速运动，々之后做减速运动，则电子运动到X=W处时速度最大，故

C错误；

B.电子从X=玉处到X=X3处，电场力对其先做正功再做负功，故B错误；

D.由题图可知，坐标轴上制与X3电势相等，电子从坐标轴上Xl处运动到X3处，电场力做功为零，电子在

X=Xl处的动能等于电子在X=X3的动能，故D正确。

故选D。

6.如图所示，两小滑块P、Q的质量分别为2/篦、切，P、Q用长为乙的轻杆通过较链连接，P套在固定的

竖直光滑杆上，。放在光滑水平地面上，原长为人的轻弹簧水平放置，右端与。相连，左端固定在竖直杆

2

。点上，轻杆与竖直方向夹角［=30°.P由静止释放，下降到最低点时α变为60°,整个运动过程中,

P、。始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。则P下降过程中

B.下降过程中P的速度始终比Q的速度大

C.弹簧弹性势能最大值为（28-DwgLD.P达到最大动能时，Q受到地面的支持力大小为

3mg

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】A.R。和弹簧组成的系统机械能守恒，因此R。组成的系统机械能不守恒，A正确;

B.两物体在沿着杆的方向上速度相等，因此可得

vpcosOc=VQsina

当α<45"时

VP<VQ

当α>450时

VP>VQ

B错误；

C.P下降到最低点时，弹性势能最大，整个系统机械能守恒，因此弹簧弹性势能最大值为

oo

Ep=2mgL(cos30-cos60)ɪ(ʌ/ɜ-l)mgL

C错误；

D.P达到最大动能时，在竖直方向上的加速度为零，整个系统竖直方向合力为零，因此。受到地面的支

持力大小为3/〃g,D正确。

故选ADo

7.在研究电容器的充、放电实验中，把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示

连接。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放电。电流传感器与

计算机连接，记录这一过程中电流随时间变化的iτ图像如图乙所示，图线1表示电容器的充电过程，图

线2表示电容器的放电过程。下列选项正确的是()

A.电容器放电过程中流过电阻R的电流方向向右

B.电容器充电过程中电源释放的电能全部转化为电容器中的电场能

C.图乙中图线1与横轴所围的面积，表示电容器充电后所带电荷量的大小

D,图乙中形成图线2的过程中，电容器两极板间电压降低的越来越快

【答案】C

【解析】

【详解】A.充电时电容器上极板带正电，放电时，电流由电容器的正极流向负极，所以流过电阻R的电

流方向向左。A错误；

B.电容器充电过程中电源释放的电能转化为电容器的电场能、电阻上的热能等。B错误；

C.电流时间图像的面积表示电量，所以图线1与横轴所围的面积，表示电容器充电后所带电荷量的大

小。C正确；

D.由图可知，放电过程中，电流的变化越来越慢，说明电压的变化也越来越慢，D错误。

故选C。

8.图1、2分别是生活中常见的台阶式扶梯和倾斜式扶梯，两扶梯的倾角均为高度均为/?,某同学体重

为胆，先后站在两扶梯上，随扶梯以大小相同的速度V匀速从一层上到二层，当地重力加速度为g,下列

A.两种情况下该同学重力势能均增加了

B.两种情况下，该同学受到的支持力均不做功

C.图1中该同学不受摩擦力，所以该同学的机械能守恒

D.图2中该同学受到的摩擦力做了“32的正功，所以该同学的机械能增加了，咫刀

【答案】AD

【解析】

【详解】A.两种情况下该同学重力做功均为

%=-mgh

可知该同学重力势能均增加了〃侬2,故A正确；

B.图1中支持力方向竖直向上，与速度方向夹角小于90°,支持力对该同学做正功；图2中支持力方向

垂直斜面向上，与速度方向垂直，支持力不做功，故B错误；

C.图1中该同学不受摩擦力，但支持力对该同学做正功，该同学的机械能增加，故C错误；

D.图2中支持力不做功，该同学克服重力做功由于该同学动能不变，则该同学受到的摩擦力做了

，咫〃的正功，所以该同学的机械能增加了〃笈〃，故D正确。

故选AD0

9.如图甲所示，在光滑水平面上两个物块A与B由弹簧连接（弹簧与A、B不分开）。初始时弹簧被压

缩，同时释放A、B,此后A的VT图像如图乙所示（规定向右为正方向）。已知%=°∙lkg,

根B=OZkg,弹簧质量不计。A、B及弹簧在运动过程中，在A物块速度为lm∕s时，则（)

v∕m.s'

A.物块B的速度大小为0.5m∕s,方向向右B.A物块加速度是B物块加速度的2倍

C.此时弹簧的弹性势能为O.225JD.此时弹簧的弹性势能为最大弹性势能的一半

【答案】BC

【解析】

【详解】A.两物块组成的系统满足动量守恒，可得

WAVA+/HBVB=0

解得

VB=-O.5m/s

可知物块B的速度大小为0.5m∕s,方向向左，A错误；

B.根据牛顿第二定律可得

4=一，&=一

根AmB

可得

幺=强=2

aB啊1

B正确；

C.当A的速度最大时，弹簧处于原长状态，由图像可知A的最大速度为VAm=2m/s,根据动量守恒可

得

"JAm=mBUBm

解得B的最大速度为

UBm=Im/S

根据能量守恒可得

fn

ɪΛm+ɪ加BTm%¥+EP

解得A物块速度为lm∕s时，弹簧的弹性势能为

Ep=0.225J

C正确；

D.当两物块的速度为零时，弹簧的弹性势能最大，则有

1,1,

EPm=-%%+-z⅞vBm=0∙3J<2Ep=0.45J

D错误.

故选BCo

10.如图所示，--根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆底部，另一端与质量为的滑块P连接，P穿在杆

上，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来，重物Q的质量M=把滑块从图中A点由静

止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过4、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等。已知OA与水平面的夹

角6=53°，OB长为L与AB垂直。不计滑轮的摩擦力，重力加速度为g,滑块P从4到B的过程中，

下列说法正确的是（）

A.重物Q重力功率先增大后减小

B.滑块P运动到位置B处速度大小为逑巫

3

C.轻绳对滑块P做功为4,咫入

D.P与Q的机械能之和先减少后增加

【答案】ABC

【解析】

【详解】A.根据题意可知，滑块P从A点开始运动时，重物Q的速度为零，则重物Q重力的功率为零,

当滑块到达B点时，重物Q的速度也为零，此时，重物Q重力的功率为零，则滑块由A到8的过程中，

重物Q的重力功率先增大后减小，故A正确;

B.根据题意可知，滑块P、重物Q和弹簧组成的系统机械能守恒，根据几何关系可知，滑块P上升的高

度为

4

A=OBtan53°=-L

3

重物Q下降的高度为

H=OA-OB=-^--OB=-

cos5303

设滑块P运动到位置B处速度大小为V,根据机械能守恒定律有

1ɔ

MgH-mgh=-mv

联立解得

故B正确；

C.对滑块P,设轻绳对滑块P做功为W,由动能定理得

W-mgh=ɪmv2

解得

W-AmgL

故C正确;

D.根据题意可知，滑块P、重物Q和弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的弹性势能先减小后增大，根据

机械能守恒定律可知，P与Q的机械能之和先增大后减小，故D错误。

故选ABCo

二、非选择题：本题共5小题，共54分。

H.聪聪同学用如图所示装置来验证动量守恒定律。

0

（I）实验中，质量为叫入射小球A和质量为阳2的被碰小球B的质量关系是g机2（填

“大于,,“等于,,或“小于„）。

（2）当满足关系式时，证明A、B两小球碰撞过程中动量守恒；若碰撞前后系统无机械能损

失，则系统机械能守恒的表达式为。

mλm2

A.7=班+一

√β⅛y∕B'M'7

mxm.

B.=/+"

√B'P'JB'M

班Lmm

C.l2

B'P'

㈣mm

D.∖l2

B'P'-B'M'2BN2

【答案】①.大于②.A®.C

【解析】

【详解】（1）U］为防止碰撞过程入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量M大于机2；

（2）［2］小球离开轨道后做平抛运动，设挡板与抛出点之间的距离为X,由平抛运动规律得：水平方向

X-Vt

竖直方向

解得

小球做平抛运动的初速度V越小，下落距离/7越大两球碰撞后，入射小球A的速度变小，小于碰撞前入射

小球A的速度，且小于被碰小球B的速度，即被碰小球B的速度最大，入射小球碰撞后的速度最小，所以

入射球碰撞前落点位置是P'，碰撞后落点位置是M'，被碰球的落点位置是N',则碰撞前入射小球A的

速度

碰撞后入射球的速度

d

碰撞后被碰球的速度

g

v2=d.

2B'N'

两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得

mlv0=m↑v↑+tn1v2

整理可得

ZMIzMI吗

√β⅛7—JB'M'+√^7

A正确。

⑶若碰撞前后系统无机械能损失，由机械能守恒定律得

ɪ2ɪ2ɪ2

/见%=万叫匕+-fn2v2

整理可得

mιTM1m2

B7F^B'M'BW7

C正确。

12.为测量某金属丝（电阻约为20C）的电阻率，小明同学取来一段粗细均匀、长为LO的金属丝进行实验。

（1）用螺旋测微器测金属丝的直径”，读数如图甲所示，则"=mm。

甲

（2）为进一步准确测量金属丝的电阻，实验室提供的器材有：

A.直流电源E（电动势4V,内阻不计）；

B.电流表AI（量程0.6A,内阻约1Ω）;

C.电流表A2（量程150mA,内阻约2Ω）;

D.电压表Vl（量程3V,内阻约IokC）：

E.电压表V2（量程15V,内阻约20kΩ）:

F.滑动变阻器幻（阻值范围0~15C,允许通过的最大电流2.0A）；

G.滑动变阻器Rz（阻值范围0~2kC,允许通过的最大电流0.5A）；

H.金属丝Rc开关、导线若干。

①实验中，小明设计了如图丙所示的电路，其中电流表应选用,其中电压表应选用,滑动

变阻器应选用（均填字母序号）。

②请用笔画线代替导线在图丁中完成实物电路连接（部分连线已画出）,并在丙图方框中画出你

所设计方案的实验电路图

③若实验中测得该金属丝的电阻为Ro,则计算这种金属丝电阻率的表达式为〃=（用题中给定的

物理量符号和已知常数表示）。

【答案】Φ.0.680(2).CD④.F©.

2

πRnd

⑦.

^¾Γ

【解析】

【详解】（1）“1螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm,可动刻度读数为18.0x0.0Imm=O.180mm,所以金

属丝的直径为

d=0.5mm+0.180mm=0.680mm

（2）①⑵由实验室提供的器材，电压表应选量程3V的D,可知通过金属丝的最大电流

U3

/=—=—A=0.15A=150mA

Rx20

所以电流表选择量程15OmA的C。

⑶电压表应选量程3V的D。

⑷滑动变阻器采用分压接法，选择阻值范围小的F,便于调节。

②⑸因为有

Rx<JRARV=√2×10∞0Ω=100√2Ω

电流表采用外接法，实物电路如图所示.

⑹实验电路图如图所示。

ri-⊂Z1

邑

③⑺根据电阻定律可得

&)=pq

金属丝的横截面积

S=π

解得金属丝电阻率的表达式为

πR^d

^κ^

13.如图所示，竖直平面内有一直角坐标系XOy,X轴水平。第一象限内有沿X轴正方向的匀强电场El（大

小未知），第二象限有沿y轴负方向的匀强电场6=50N∕C0一个质量〃z=lkg带电量q=+0.1C的小球（视为

质点）从A点、（-0.3m,0.7m）以初速度W水平抛出，小球从y轴上B点（0,0.4m）进入第一象限，并恰

好沿直线从X轴上C点（图中未标出）飞出，重力加速度为g=10m∕s2求：

（1）初速度W）大小；

（2）B、C两点间电势差UBC

【解析】

【详解】（1）小球在第二象限做类平抛运动，轨迹如图所示

mg+E2q=ma

解得

«=15m∕s2

竖直方向

,12

h--at'

2

解得

t-0.2s

则有

x=03=15m/s

°t0.2

（2）在B点

vBy-at-3m∕s

做直线运动所合外力与速度方向共线

Elq=%

mgvBy

解得

El=50V∕m

设小球沿X轴方向运动距离OC为d

J%

OB~vβv

解得

J=0.2m

则有

(∕rcDV=EI1J=IOV

14.如图所示，在光滑水平地面上静置一质量机A=4kg的长木板A和另一质量牝=3kg的滑块C,其中

长木板的左端还放有质量〃%=2kg的滑块B（可看成质点）。现给A、B组成的整体施加水平向右的瞬时

冲量∕=36N∙S,此后A、B以相同速度向右运动，经过一段时间后A与C发生碰撞（碰撞时间极短）。

木板足够长，则再经过一段时间后A、B再次以相同速度向右运动，且此后A、C之间的距离保持不变。

已知A、B间的动摩擦因数为〃=0.1,重力加速度为g=10m∕s2,则：

（1）求A、C碰撞时损失的机械能；

（2）滑块B在长木板A上表面所留痕迹的长度却

【答案】（1）30J;（2）3m

【解析】

【详解】（1）最终A、B以相同速度向右运动，且A、C之间的距离保持不变，则三者速度相同，设为

%，以三者为系统由动量守恒定律得

mz7v

(MA+B)V0=(∕WA++⅛)C

其中

VO6m/s

^A+mB

解得

vc=4m/s

A与C发生碰撞且碰撞时间极短，设碰后A的速度为匕，由动量守恒定律得

/nAv()=mAvA+/ncvc

解得

VA=3m/s

则A、C碰撞时损失的机械能为

=∖mA¼)-(ɪmʌvɪ+g外］)=30J

(2)从A、C发生碰撞到A、B再次以相同速度向右运动；以A、B为系统，根据能量守恒可得

〃加BgL=+∣z⅞vO(啊+EB雇

解得

L=3m

则滑块B在长木板A上表面所留痕迹的长度为3mo

15.如图甲所示，平台ON上有一轻质弹簧，其左端固定于竖直挡板上，右端与质量〃?=0.50kg、可看作质

点的物块A相接触(不粘连)，。尸段粗糙且长度等于弹簧原长，PN段光滑，上面有静止的小滑块B、C,

me=-kg,wc=3kg,滑块B、C之间有一段轻弹簧刚好处于原长，B与轻弹簧连接，滑块C未连接弹簧，

两滑块离N点足够远。物块A开始静止于尸点，与。P段的动摩擦因数〃=0.50。现对物块施加一个水平向

左的外力F,大小随位移X变化关系如图乙所示。物块A向左运动x=0.4Om到达。点，到达Q点时速度为

零，随即撤去外力E物块A在弹簧弹力作用下向右运动，与B碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短。滑块

C脱离弹簧后滑上倾角例37。的传送带，并刚好到达传送带顶端。已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数

»=0.50,水平面MN右端N处与倾斜传送带理想连接，传送带以恒定速度V=ImZS顺时针转动，重力加速度

g=l0m∕s2,sin37o=0.6,CoS37°=0.8.求：

甲乙

(1)与B物块碰前物块A的速度大小；

(2)滑块C刚滑上传送带时的速度；

(3)物块C滑上传送带到达顶端的过程中，电动机多做的功。

【答案】(l)4m∕s;(2)3m/s；(3)0.8J

【解析】

【详解】(1)根据尸-X图像与坐标轴所围的面积表示力/做的功，则弹簧被压缩过程中外力尸做的功为

1OIZ：

WF=-----×0.2J+18×0.2J=6.0J

物块向左运动的过程中，克服摩擦力做功

Wf=μmgx=0.5X0.5XH)X().4J=LoJ

整个运动过程中克服摩