宜丰中学2023-2024学年高二年级上册开学考试物理试卷（含解析）

2023-2024学年高二上学期开学考试物理试卷

一、选择题（每小题4分，共44分。1-7为单选,8-11为多选）

1.下列说法正确的是（）

A.加速度为正，表明物体一定在做加速运动B.平抛运动是匀变速运动

C.做匀速圆周运动的物体所受的合力为恒力D.合力做功为零，则物体的机械能一定守恒

2.如图所示，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，椭圆的半长轴为m运行周期为

TB；C为绕地球沿圆周运动的卫星，圆周的半径为，，运行周期为左。下列说法或关

系式中正确的是（）

A.地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上

B.卫星B和卫星C运动的速度大小均不变

C.,该比值的大小与地球和卫星有关

D.该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关

3.如图所示，在水平转台上放置有质量相同的滑块P和Q（均视为质点），它们与转台之间的动摩擦因数

相同，P到转轴。。'的距离为%,Q到转轴的距离为",且个：Q=l：2,转台绕转轴00'匀速转动，转

动过程中，两滑块始终相对转台静止。认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，0

重力加速度大小为g，下列正确的是（）Qp

A.P所受的摩擦力比Q所受的摩擦力大-----------------匚L

B.P、Q的线速度大小相等

C.若转台转动的角速度缓慢增大，则Q一定比P先开始滑动

D.P需要的向心力比Q需要的向心力大

4.如图所示，一手持迷你小风扇内安装有小直流电动机，其线圈电阻为R”，额定电压为U,额定电流为/。

将它与电压为U的直流电源连接，电动机恰好正常工作，则（）

A.电源输出功率为产凡”

B.电动机消耗的功率为PR”

C.电动机线圈电阻的发热功率为丁

D.电动机输出的机械功率为U/-/2%

5.如图所示为闭合电路中两个不同电源的U-/图像，则下列判断正确的是（

A.电源电动势B.电源电动势E/＜及

C.电源内阻〃＞厂2D.电源内阻〃＜厂2

6.如图所示，相距较近的一对带等量异种电荷的平行金属板水平放置，两板间的电场可看作匀强电场。一

电子以初速度V。沿平行于板面的方向射入匀强电场，运动轨迹如图中实线所示。

则电子在两板间运动过程中（）

A.速度逐渐增大B.加速度逐渐增大%

C.电子的电势能逐渐增大D.静电力对电子做负功

7.如图所示，真空中有一匀强电场（图中未画出），电场方向与圆周在同一平面内，AA8C是圆的内接直角

三角形，ZBAC=60P,。为圆心，半径R=5cm。位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为8eV、

电荷量为+e的粒子，这些粒子会经过圆周上不同的点，其中到达B点的粒子动能为12eV,到达C点的粒

子动能也为12eV。忽略粒子受到的重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（）

A.电场方向由B指向A

B.经过圆周上的所有粒子，动能最大为14eV

C.U°B=-2V

D.匀强电场的电场强度大小为40V/m

8.某同学在操场上踢足球，足球质量为优，该同学将足球以速度%从地面上的A点踢起，最高可以到达离

地面高度为"的B点位置，从4到B足球克服空气阻力做的功为印，选地面为零势能的参考平面，则下列

说法中正确的是（）

A.足球从A到B机械能守恒B.该同学对足球做的功等于gmv：

C.足球在A点处的机械能为gmuj+mg/?

D.足球在B点处的动能为

9.如图所示，实线为某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面，A、B,C是电场中的三点，下列说法正

确的是（）

A.三点中，A点的场强最大

B.三点中，A点的电势最高

C.将一带负电的检验电荷从A移动到B,电势能增大

D.将一带正电的检验电荷从A移动到8和从A移动到C,电势能的变化相同

10.2022年10月9日7时43分，我国在酒泉卫星发射中心采用长征二号丁型运载火箭，成功将先进天基

太阳天文台卫星“夸父一号”发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得了圆满成功。这颗卫星的发射,

将实现我国天基太阳探测卫星跨越式突破；我国的卫星发射技术己经占据领先地位。假设在某次卫星发射

中的轨迹如图所示，设地球半径为R,地球表面的重力加速度为卫星在半径为R的近地圆形轨道I上

运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道II,到达轨道的远地点8时，再次点火进入轨道半径为4R

的圆形轨道HI绕地球做圆周运动，设整个过程中卫星质量保持不变，不计空气阻力。则（）

A.该卫星在轨道I、in上运行的周期之比为1:8

,_....

B.该卫星在轨道III的运行速率小于厮

C.该卫星在轨道I上经过4处点火前的加速度大小等于地球赤道上静止物加被丿

\II…"7

III

体的加速度大小

D.该卫星在轨道I上的机械能小于在轨道ni上的机械能

11.一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定

功率运动，其UT图像如图所示。已知汽车的质量w=3xl（）3kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g

lOlOm/s2,则（）

A.汽车在前5s内的牵引力为gxIO'N

B.汽车在15m/s时的加速度为Im/s?

C.汽车的额定功率为40kW

D.汽车在前5s内摩擦力做功为-1.5xlO5j

二、实验题（每空2分，共18分）

12.如图甲所示是某同学验证机械能守恒定律的实验装置，提供的器材如下：铁架台、电磁打点计时器、

学生电源、导线若干、纸带、重锤、夹子.已知重锤的质量为1kg,当地的重力加速度g=9.8m/s2。

（1）该同学还应补充的实验器材是。

（2）该同学通过正确的实验操作得到的一条纸带如图乙所示，。点对应重锤自由下落的初始位置，该同学

从合适位置开始选取了三个连续的计数点A、B、C08间的距离已在图中标出.该同学选择OB段来验证重

锤的机械能是否守恒，则他还只需（填选项前的字母）。

A.测量AC段的长度B.测量AB段的长度C.测量OC段的长度D.测量OA段的长度

（3）根据图乙中的纸带，可求得重锤在OB段重力势能减少了J»（结果保留三位有效数字）

（4）在某次实验中，该同学测得重锤下落的加速度为9.62m/s2,则重锤和纸带（纸带的质量不计）下落过

程中所受的平均阻力Ff=N。

13.某同学要测定某金属丝的电阻率。

35

a7830

山125

r中

o20

甲

20乙

（1）如图甲所示，先用游标卡尺测其长度为cm；然后再用螺旋测微器（如图乙）测其直径为一

mm；最后又利用多用电表的“X1”欧姆挡（如图丙）粗测了其电阻为C。

（2）某同学要测定某金属丝的电阻率为了减小实验误差，需进一步测量电阻，拟采用的最合理电路图如图

所示，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：

A.电压表V（量程为3V,内阻约为15k。；量程为15V,内阻约为75kC）

B.电流表A（量程为0.6A,内阻约为1。；量程为3A,内阻约为0.2C）

C.滑动变阻器R/（0〜5Q,允许通过的最大电流为0.6A）

D.滑动变阻器&（0~2000Q,允许通过的最大电流为0.1A）

E.电动势为1.5V的干电池两节，内阻不计

F.电阻箱

G开关S,导线若干。

为了得到多组实验数据，上述器材中的滑动变阻器应选用（填"R/’'或"R2”）；用上面测得的金属导

线长度厶直径4和电阻R可根据电阻率的表达式夕=算出所测金属的电阻率。

三、解答题（38分）

14.（12分）如图所示，已知平行板电容器两极板间距4=4mm,充电后两极板电势差为120V。A板带正

电，若它的电容为3"F,且尸到A板距离为1mm。不计重力，求：A---------------------

（1）两板间的电场强度；・尸

（2）P点的电势；B---------------1——

15.（12分）如图所示，某人将一个质量m=0.5kg的石块从距离水平地面"=9.35m高处以37。角斜向上抛

出，初速度大小%=5m/s,不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2.求:

（1）石块在空中运动的总时间；

（2）石块落到水平地面瞬间的速度大小.

16.(14分)如图所示，一轻弹簧置于光滑水平面上，左端固定。在水平面的右侧，有一个四分之三光滑圆

环轨道，圆环轨道半径为R。用一质量为"，的小球(可视质点)压缩弹簧右端至尸点，小球释放后，刚好

运动到轨道的最高点，已知重力加速度为g,不计空气阻力。求：

(1)弹簧的弹性势能为多大？

(2)改变小球的质量，小球仍从尸点释放，要使小球在轨道上运动过

程中不脱离轨道，小球的质量满足的条件是什么？

2023-2024学年高二上学期开学考试物理答案

I.B解析：A.加速度为正，若速度方向为负，物体做减速运动，故物体不一定在做加速运动，故A错误;

B.平抛运动只受重力作用，加速度为重力加速度，故平抛运动是匀变速运动，故B正确；C.做匀速圆周

运动的物体所受的合力提供向心力，合力大小不变，方向指向圆心，为变力，故C错误；D.合力做功为零,

物体的动能不变，但物体的重力势能可能改变，故物体的机械能不一定守恒，故D错误。故选B。

2.A解析：A.由开普勒第一定律可知，地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上，

选项A正确；B.由开普勒第二定律可知，B卫星绕地球转动时速度大小在不断变化，卫星C运动的速度

大小不变，选项B错误；CD.由开普勒第三定律可知二===%比值的大小仅与中心天体地球质量有关,

选项CD错误。故选A。

3.C解析:A.滑块P和Q绕转轴0。转动，可知滑块P和Q的角速度相同，根据摩擦力提供向心力/=〃心2厂

可知P所受的摩擦力比Q所受的摩擦力小，故A错误；B.根据v=可知P的线速度比Q的线速度小，

故B错误；CD.根据摩擦力提供向心力”咫=mo叩可知滑块发生移动时的角速度为杵可知若转台

转动的角速度缓慢增大，则Q一定比P先开始滑动，P需要的向心力比Q需要的向心力小，故C正确，D

错误。故选C。

4.D解析：A.电源输出功率为电动机消耗的总功率故A错误；B.电动机消耗的总功率为U/,故B

错误；C.电动机线圈电阻的发热功率为为P故c错误；D.动机输出的机械功率为几=0-/2时故

D正确。故选D。

5.D解析：AB.根据闭合电路欧姆定律，路端电压为图像中与U轴的交点表示电源的电动势，

与/轴的交点表示短路电流，斜率表示内阻，所以电动势E尸及故AB错误；CD.根据以上分析可知，内阻

〃＜厂2故C错误，D正确。故选D。

6.A解析：电子在两板间运动过程中，静电力对电子做正功，电子速度逐渐增大，电势能逐渐减小，由于

电子所受电场力不变，所以加速度不变，故A正确，BCD错误。故选A。

7.B解析：A.由题意可知，到达8点的粒子动能与到达C点的粒子动能相等，可一^

知8、C两点的电势相等，的连线为匀强电场的等势线，等势线与电场线互相垂，/

直,如图所示，电荷量为+e的粒子从A点到B点，动能增加，可知电场力做正功，\X

则有粒子沿电场线运动，因此可确定AB方向是该电场的方向，A错误；D.由电场V―P

力做功与电势差的关系公式，可得刀项=厶=!2山-8eV=4丫由几何知识可知,、一二

ee

za4c=60。，则有AB=：AC=R由匀强电场的电场强度与电势差的关系公式，可得匀强电场的电场强度大

小为E=°^==1V/m=8()V/mD错误；B.由解析题图可知，圆周上的。点电势最低，则粒子运动到

R5x10、

D点的动能最大，则有=EdAD由几何关系可得=R+Rsin3()联立解得=6V从A到Z)由动能定

理可得eUm=Es-&,代入数据解得Es=14eVB正确；C.BC是等势线，由匀强电场的电场强度与电势

差的关系公式，可得Uog=ExRsin30=80x5xgx102V=2VC错误。

故选Bo

8.BD解析：A.足球从A到B过程，足球克服空气阻力做功，足球从A到8机械能不守恒，故A错误；

B.该同学将足球以速度％从地面上的A点踢起，该同学对足球做的功W=故B正确；

C.选地面为零势能面，足球在A点处的机械能乙=%+£^=("片+0=3〃琢故C错误；

D.对足球从A到B的过程中应用动能定理可得-仪?〃-卬=%一丿就解得足球在B点处的动能为

芯陋%g/?-W故D正确。故选BD。

9.AD解析：A.电场线的疏密程度反映场强的大小，A处电场线最密，场强最大，则有％>稣，EA>EC

A正确；B.沿电场线的方向电势降低，由图可知，A点的电势最低，B错误；C.沿电场线方向电势越来

越低，则知%>0八，负电荷在电势高处的电势能小，所以将一带负电的检验电荷从4移动到8,电势能减小,C

错误；D.因为8、C在同一等势面上，电势相等，即如=小、，将一带正电的检验电荷从A移动到B和从A

移动到C,电场力做的功相等，所以电势能的变化相同，D正确。故选AD。

10.ABD解析：A.根据开普勒第三定律可得叁=竿-可得该卫星在轨道I、III上运行的周期之比为

7；Z=1:8故A正确；B.设该卫星在轨道HI的运行速率为匕，根据万有引力提供向心力可得溜=相盘

又笠GM竺m=〃名。联立解得匕=GMg°R=丄麻〈麻故B正确；C.该卫星在轨道I上经过A处点

A4R-丫4R

火前的加速度大小等于地球表面的重力加速度为g。，地球赤道上静止物体的加速度大小小于地球表面的重

力加速度为g。，故C错误；D.卫星从A处需要点火加速进入轨道H,卫星的机械能增加；卫星从B处需

要点火加速进入轨道m,卫星的机械能增加；则该卫星在轨道I上的机械能小于在轨道in上的机械能，故D

正确。故选ABD。

11.AB解析：A.根据图象，可得前5s内的加速度a=^=2m/s2由牛顿第二定律尸-0.1,心=,皿解得

Ar

尸=9.0X1()3N故A正确；C.汽车5s末达到额定功率，额定功率为尸=H=9.0xl()4w=90kW故C错误；

B.汽车速度为15m/s时，则有4-0.1，咫=〃〃解得"=lm/s2故B正确；D.前5s内的位移是

V

x='=#X5m=25m摩擦力做功吗=-0.1〃期=-7.5x1(尸J故D错误。故选AB。

12.刻度尺A1.200.18

解析：（1）口]求纸带的点与点之间的距离测量需要刻度尺；

（2）[2]该同学选择段来验证重锤的机械能是否守恒，需要知道位移的同时还要需要知道末速度，所以

根据匀变速直线运动的规律，需要测量AC的长度，然后计算出B点的速度即可，故A正确；

（3）[3]根据纸带的数据得，重锤重力势能减少

W=mgh=]x9.8x0.1228J-1.20J

（4）[4]根据牛顿第二定律得

mg-FJ=ma

代入数值解得

F^=0.18N

7rd2R

13.6.0151.780/1.779/1.7816.0Ri

4L

解析：（1）[1]游标卡尺读数为60mm+3x0.05mm=60.15mm=6.015cm,即金属丝的长度6.015cm；

⑵螺旋测微器的读数为1.5mm+28.0x0.01mm=1.780mm,即金属丝直径为1.780mm；

⑶多用电表的“xl”欧姆挡，由图丙所示可知，此段金属丝的电阻为6.0x10=6.0。。

（2）[4][5]因电源电动势1.5V,为了调节方便，减小温度对电阻率的影响，并能较准确地测岀该金属丝的

电阻，电流表应该选择0.6A；电压表应该选择3V；,由实验要求可知滑动变阻器应接成分压方式，故为便

于控制电路滑动变阻器选择以,

⑹由电阻定律可知

R=/?—

S

S=-7td2

4

联立可得

p=-------

4L

14.解：（1）两板间的电场强度为

E=—=12（）,V