2023-2024学年山东省济南市重点中学高二（上）开学物理试卷（含解析）

2023-2024学年山东省济南市重点中学高二（上）开学物理试卷

一、选择题（本大题共15小题，共60分）

1.如图所示，实线48表示电场中的一条电场线，虚线为一带负电的粒子仅在电场力作用

下通过该区域的运动轨迹。下列说法中正确的是（）

X■N

A-----------'---------B

I

A.电场的方向由4指向B

B.电场中4点的电势比8点的电势高

C.粒子一定沿虚线从M点运动到N点

D.粒子在M点的电势能大于粒子在N点的电势能

2.如图所示，实线表示某电场的等差等势线，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运

动轨迹，设M点和N点的电势分别为0M、（PN，粒子在M点和N点时加速度大小分别为a”、aN,

速度大小分别为"M、电势能分别为Ep时、EpN。下列判断正确的是（）

A.vM<vN,aM<aNB.,<pM>（pN

C.<PM<VN'EpM<EpND.>aN,EpM>EpN

3.餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定

圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升

高补平。已知单个盘子的质量为300g,相邻两盘间距1.0cm,重力加速度大小取lOm/s?。弹

簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为（）

A.10N/mB.100/V/mC.200/V/mD.300/V/m

4.如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷小、《2分别置于4、B两点,虚

线为等势线，取无穷远处为零电势点，若将qi、尖移动到无穷远的过程中外力克服电场力做

的功相等，则下列说法正确的是（）

•«t\»

''"•I'

，'，'

:\\\'.产O::

A.4点电势小于B点电势

B.4、8两点的电场强度相等

C.qi的电荷量小于的电荷量

D.qi在4点的电势能小于q2在B点的电势能

5.如图所示，以。为圆心、半径为R的虚线圆位于足够大的匀强电场中，圆所在平面与电场

方向平行，M、N为圆周上的两点.带电粒子只在电场力作用下运动，在M点速度方向如图所

示，经过M、N两点时速度大小相等.已知M点电势高于。点电势，且电势差为U,下列说法

正确的是（）

A.粒子带负电

B.粒子由M点运动到N点，电势能先增大后减小

C.粒子在电场中可能从M点沿圆弧运动到N点

D.该匀强电场的电场强度大小为g

6.从“玉兔”登月到“祝融”探火，我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越。己

知火星质量约为月球的9倍，半径约为月球的2倍，“祝融”火星车的质量约为“玉兔”月球

车的2倍。在着陆前，“祝融”和“玉兔”都会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程。悬停时，

“祝融”与“玉兔”所受陆平台的作用力大小之比为（）

A.9：1B.9：2C.36：1D.72：1

7.无人配送小车某次性能测试路径如图所示，半径为37n的半圆弧BC与长8nl的直线路径4B

相切于B点，与半径为4nl的半圆弧CD相切于C点。小车以最大速度从4点驶入路径，到适当

位置调整速率运动到B点，然后保持速率不变依次经过BC和CD。为保证安全，小车速率最大

为4m/s。在4BC段的加速度最大为2m/s2,CO段的加速度最大为Im/s?。小车视为质点，小

车从4到D所需最短时间t及在AB段做匀速直线运动的最长距离/为（）

AT

A.t=（2+与）s,l=8m

B.t=Q+=5m

C.t=（2+s"=5.5m

D.t=2+鲁sj=5.57n

8.如图所示、光滑绝缘圆环轨道竖直固定，两个质量均为小，带等量同种电荷的小环a、b套

在圆环轨道上。小环a固定在轨道上，初始时b处于静止状态，a、b之间距离为x（x小于轨道

直径的长度）。小环b缓慢漏电，自图示位置开始缓慢下滑，则（）

A.小环b对轨道的压力可能先指向圆心，后背离圆心

B.小环b对轨道的压力的大小始终不变

C.两小环之间的库仑力先增大后减小

D.当小环b的电荷量为初始电荷量的一半时，a、b之间的距离也减半

9.如图所示，一条细线一端与地板上的物体B相连，另一端绕过质量不计的定滑轮与小球4相

连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的0'点，细线与竖直方向所成角度为a,则（）

A.如果将物体B在地板上向右移动一点，a角将增大

B.无论物体B在地板上左移还是右移，只要距离足够小，a角将不变

C.增大小球4的质量，a角一定减小

D.悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球4的重力

10.如图所示，载有物资的热气球静止于距水平地面H的高处，现将质量为m的物资以相对

地面的速度北水平投出，落地时物资与热气球的距离为d。已知投出物资后热气球的总质量为

M,所受浮力不变，重力加速度为g,不计阻力，以下判断正确的是（）

A.投出物资后热气球做匀加速直线运动B.投出物资后热气球所受合力大小为mg

仁d=（l+Sj等+肥D.d=J等+（1+给”

11.如图所示，滑动变阻器的滑片在某两点间移动时，电流表示数范围为14到24之间，电压

表示数范围为6V到9U之间，则定值电阻R的阻值及电源电压分别为（）

fs即夕

__I_

B.当乙两端电压为IV,其电阻值为40

C.将甲和乙串联，若电流为0.34,则它们两端的电压为3P

D.若甲和乙并联，若电压为2.5V,则它们的干路电流为L4

13.小灯泡刀和人分别标有“6V,3W"、“6V,6勿”，将〃和员分别如图甲、乙所示的方

式与同一电源连接，闭合开关S后，人和心2都能发光，（假设灯丝电阻不变），下列说法正确的

A.甲图中通过人的电流大于通过员的电流

B.乙图中L比乙2更亮些

C.乙图中人、两端的实际电压相等

D.甲、乙两图中〃的实际功率都小于人的实际功率

14.标有“220叭40W”和“220U,60W"的两只灯泡J、人串联在电路中时，两灯均发

光，实际消耗的功率分别为B和P2,则（）

A.Pi>P2B.P1=P2C.Pi<P2D.无法确定

15.如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S,电流表和电压表都有示数。如果某时刻

电路出现故障，两表的示数都变大了，那么故障可能是（）

A.电阻长短路B.电阻公断路C.电阻/?2短路D.电阻/?2断路

二、非选择题（共40分）

16.如图甲是定值电阻和标有“8U8勿”灯泡L的/-U关系图象，如图乙所示.电源电压恒

定不变，内阻不计，滑动变阻器的最大阻值为122当开关S、S2闭合，开关Si断开，将滑动变

阻器的滑片P滑到b端时，灯泡L的实际功率为.求：

（1）灯泡正常发光10s,电流通过灯泡产生的热量？

（2）电源电压？

（3）当开关S、Si、S2同时闭合，调节滑片P,求电路消耗的最大功率？

17.一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和8(中央有孔)，4、8间由细绳连接

着，它们处于如图所示位置时恰好都能保持静止状态，此情况下，B球与环中心。处于同一水

平面上，4、B间的细绳呈伸直状态，且与水平线成30。角，已知B球的质量为4kg,求:

(1)细绳对B球的拉力大小;

(2)4球的质量。(g取10m/s2)

18.过山车是游乐场中常见的设施。如图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直

平面内的两个圆形轨道组成,8、C分别是两个圆形轨道的最低点，半径h=2.0m,/?2=1.6m0

一个质量为m=1.0kg的小球(视为质点)，从轨道的左侧4点以%=12.0?n/s的初速度沿轨道

向右运动，4、B间距L】=6.0m。小球与水平轨道间的动摩擦因数〃=0.2,圆形轨道是光滑

的。假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠，重力加速度取g=10m/s2,计算结果保

留小数点后一位数字，求：

(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；

(2)如果小球恰能通过第二圆形轨道，B、C间距L应是多少。

(3)要使小球不脱离轨道，BC间距L应该满足什么条件？

答案和解析

1.【答案】D

【解析】A.一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹知道，根据曲线运动合力在

凹侧，可知，电场力从力指向B,负电荷所受电场力跟电场方向相反，电场的方向由B指向4,A错

误；

及电场的方向由B指向4沿电场线方向电势降低，所以4点的电势比B点的电势低，8错误；

C.根据题意，无法判断粒子从M运动到N还是从N运动到M,C错误；

。.电场的方向由B指向4,所以N点电势高于M点，负电荷在电势高的地方电势能小，所以粒子在M

点的电势能大于粒子在N点的电势能，。正确。

故选Do

2.【答案】A

【解析】带负电的粒子做曲线运动，轨迹弯向电场力的方向，由电场线与等势线垂直，负电荷受

力方向与电场方向相反，可知电场线垂直等势线向下，由沿电场线方向电势降低，可知

(PN>VM'EpM>EpN

由于只有电场力做功，电势能和动能之和不变，所以

VM<VN

在等势线密的地方，电场强度大，电场力大，加速度大，则

aM<aN

故选A。

3.【答案】B

【解析】由题知，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平，则说明一个盘子的重力可以使弹

簧形变相邻两盘间距，则有

mg=3-kx

解得

k=100N/m

故选B。

4.【答案】AC

【解析】A.正电荷移动到无穷远处电场力做负功，是引力，点电荷Q带负电，电场线向里，沿着电

场线的方向电势降低，A点电势小于B点电势，A正确：

B.电场线越密电场强度越大，4点电场强度大于B点电场强度，B错误；

C.克服电场力的功相等

=92

解得11<12>C正确；

。.克服电场力的功相等，则电势能的变化量相等，而末状态的电势能都等于零，所以初状态的电

势能相等，。错误。

故选AC。

5.【答案】B

【解析】带电粒子只在电场力作用下运动，则电势能和动能之和守恒：粒子在M、N两点时速度

大小相等，则动能相等，电势能也相等，则M、N两点电势相等；又知M点电势高于。点电势，结

合对称性可知，场强方向沿斜向右下方向且与水平方向成45°方向，可知粒子带正电，且粒子由M

点运动到N点，电势能先增大后减小，选项A错误，B正确；

粒子在匀强电场中受恒力作用，不可能从M点沿圆弧运动到N点，选项C错误；该匀强电场的电

场强度大小为E==冬，选项。错误.

Rcos45R

6.【答案】B

【解析】悬停时所受平台的作用力等于万有引力，根据

F祝融丁产■祝融M那玉兔

CjQ.(jQ

F玉兔

故选B。

7.【答案】B

【解析】在BC段的最大加速度为的=2m/s2,则根据

资

ai=~

rl

可得在BC段的最大速度为

vlm=\/~6m/s

在CD段的最大加速度为g=lm/s2,则根据

。2=

可得在CD段的最大速度为

v2m=2mls<vlm

可知在BCD段运动时的速度为D=2m/s,在BC。段运动的时间为

77T1+兀「277r

==

功vQ2S

段从最大速度外减速到〃的时间

v-v4—2

“=—m——=—X—s=1s

由2

位移

在段匀速的最长距离为

I=8TTI—3m=5m

则匀速运动的时间

I5

t?==TS

Vm4

则从4到。最短时间为

977r

t=+t2+t3=(-^+-y)s

故选Bo

8.【答案】B

【解析】ABC.对小环b受力分，如图所示

根据平衡条件可知轨道对小环的支持力N与a对b的库仑力F的合力

F合=mg

设圆的半径为R,,a、b间的距离为根据相似三角形原理有

mg_N_F_

不=不'

可得

N=mg,F=等Qb

可知小环b缓慢漏电，自图示位置开始缓慢下滑轨道对小环的支持力不变，方向始终指向圆心，故

小环b对轨道的压力的大小始终不变，且方向始终背离圆心；由于a、b间的距离1岫不断减小，故

库仑力产不断减小，故AC错误，B正确；

。.设a、b的电量大小为q,在开始时两小环的库仑力为

q2

F=

llb

若当小环b的电荷量为初始电荷量的一半时，a、b之间的距离也减半，此时的库仑力为

1

,qx,qq2

F'=k——J=2k==2F

（如哈

而整个过程中库仑力是不断减小的，故不符合要求，故。错误。

故选B。

9.【答案】AD

【解析】】4B.对小球4受力分析可得

T=mA9

如果将物体B在地板上向右移动一点，则乙40B增大，由于两端绳子的拉力的合力一定沿其角平

分线方向，对滑轮受力分析有

根据平衡条件可得

Z.AOB=2a

可知如果将物体8在地板上向右移动一点，a角将增大，故A正确，8错误；

C.增大小球4的质量，只要物体B与地板的摩擦力足够大，物体B的位置不变，a角可能不变，故C

错误；

。.由于无论物体B向右移动多远，一直有

Z.AOB=2a<90°<120°

两端绳子的拉力的大小为叫19,根据力的合成可知悬挂定滑轮的细线的弹力一定大于小球A的重

力，故不可能等于小球4的重力，故力正确。

故选A£>。

10.【答案】BC

【解析】AB.热气球开始携带物资时处于静止状态，所受合外力为0,初动量为0,水平投出重力

为mg的物资瞬间，满足动量守恒定律

Mv=mv0

则热气球和物资的动量等大反向，热气球获得水平向左的速度v,热气球所受合外力恒为mg,

竖直向上，所以热气球做匀加速曲线运动，故A错误，8正确；

CD.热气球和物资的运动示意图如图所示

热气球和物资所受合力大小均为mg,所以热气球在竖直方向上加速度大小为

m

a=M9

物资落地H过程所用的时间t内，根据H=\gt2解得落地时间为

2H

t=

~g~

热气球在竖直方向上运动的位移为

191m2Hm

HM=H=-.-g.—=-H

热气球和物资在水平方向均做匀速直线运动，水平位移为

根据勾股定理可知热气球和物资的实际位移为

,------------------m

d=J+%M)2+("+”M)=(1+而)

故C正确，。错误。

故选BC。

1L【答案】C

【解析】由闭合电路欧姆定律可得

U-6VU-9V

R------=------

2A1A

解得

U=12V,R=30

故选Co

12.【答案】D

【解析】

A.由图可知当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.14，故4错误；

A由图可知当乙两端电压为1忆通过它的电流为0.44其电阻值为

U1

R=7=0An=25°

故B错误；

C.将甲和乙串联，若电流为0.34由图可知甲两端的电压为1.5V,乙两端的电压为0.5V,则它

们两端的电压为2V,故C错误；

D若甲和乙并联，若电压为2.5W由图可知通过甲的电流为0.54,可知通过乙的电流为0.54,

则它们的干路电流为14故。正确。

故选。。

13.【答案】B

【解析】4根据

U2

,额一R

可知

R]>/?2

根据

E

l=R

可知甲图中通过人的电流小于通过乙2的电流，故A错误；

A人和G串联在电路中，则流过Li和乙2的电流相等，根据

P=12R

可知的功率更大，故乙图中人比更亮些，故B正确；

C.乙图中L]和切串联在电路中，则流过L1和42的电流相等，力的内阻较大，可知乙图中L1两端的

实际电压较大，故C错误；

D甲图中〃的实际功率小于乙2的实际功率，乙两图中4的实际功率大于乙2的实际功率，故。错误。

故选B。

14.【答案】A

【解析】根据功率公式

U2

P=~R

灯泡力的额定功率较小，可知灯泡刀的电阻较大，两只灯泡刀、”串联在电路中时，电流相等，

根据

P=I2R

可知灯泡J的功率较大，即

P1＞。2

故选A。

15.【答案】C

【解析】某时刻电路出现故障，两表的示数都变大了，那么故障可能是电阻短路。

故选Co

16.【答案】(1)80/(2)87(3)14.4iy

【解析】(1)因为P=?=，，所以灯泡产生的热量为

QL=Pj=8x10/=80/

(2)当开关S、S2闭合，开关Si断开，将滑动变阻器/?2的滑片P滑到b端时，灯泡与整个滑动变阻器

串联，由图象知，灯泡实际功率

「他=1"

灯泡两端电压为

U知=2匕/实=0.5A

因为/=g,所以滑动变阻器两端电压为

U2=/婢2=0.5x12V=6V

所以电源电压为

U=U^+U2=2V+6V=8V

(3)当开关S、Si、S2同时闭合，滑动变阻器滑片位于最左端，灯泡和定值电阻&并联，因为

U/=U=G=8V

所以灯泡实际功率

P£=PX8〃

定值电阻阻值为

6

Ri==I。。

(J.O

所以当功率为

U282

W=6.414/

Pl=«7=10

电路消耗的最大总功率为

P总=P,工+Pi=8W+6.4勿=14.414/

17.【答案】⑴80N；(2)8kg

【解析】(1)对B球受力分析如图所示

Tsin30°=mBg

细绳对B球的拉力大小

T=2mBg=2x4xION=80N

(2)月球处于平衡状态，在水平方向上有

Tcos30°=/V4sin30°

在竖直方向有