2024-2025学年湖南省长沙市望城区第六中学高二（上）开学考试物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2024-2025学年湖南省长沙市望城区第六中学高二（上）开学考试物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.A和B两物体在同一直线上运动的v−t图线如图，已知在第3s末两个物体相遇，则此过程中两物相同的是(

)

A.加速度 B.速度方向 C.位移 D.合外力2.如图所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为r处的P点不动，关于小强的受力下列说法正确的是(    )．

A.小强在P点不动，因此不受摩擦力作用

B.若使圆盘以较小的转速转动时，小强在P点受到的摩擦力为零

C.小强随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力

D.如果小强随圆盘一起做变速圆周运动，那么其所受摩擦力仍指向圆心3.如图所示，一根固定直杆与水平方向夹角为θ，将质量为m1的滑块套在直杆上，通过轻绳悬挂质量为m2的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为μ。通过某种外部作用，使滑块和小球瞬间获得初速度后，撤去外部作用，发现滑块与小球仍保持相对静止一起运动，且轻绳与竖直方向的夹角β>θ。则滑块的运动情况是(

)

A.速度方向沿杆向下，正在均匀减小 B.速度方向沿杆向下，正在均匀增大

C.速度方向沿杆向上，正在均匀减小 D.速度方向沿杆向上，正在均匀增大4.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、A.三个等势面中，c的电势最高 B.带电质点通过P点时的加速度较Q点大

C.带电质点通过P点时的电势能较Q点大 D.带电质点通过P点时的动能较Q点大5.北京时间2021年10月16日，我国长征二号F运载火箭搭载神舟十三号载人飞船顺利升空，11月8日两名航天员圆满完成出舱活动全部既定任务。如图为三舱做匀速圆周运动的在轨简图，已知三舱飞行周期为T，地球半径为R1，轨道舱的质量为m，距离地面的高度为R2，引力常量为G，则下列说法正确的是(

)

A.返回舱和轨道舱对接时各自受力平衡

B.长征二号F运载火箭需要把神舟十三号载人飞船加速到第二宇宙速度，然后停止加速

C.三舱在轨运行的速度大小为v=2πR26.据报道，中国科学院上海天文台捕捉到一个“四星系统”。两种可能的四星系统构成如图所示，第一种如甲所示，四颗星稳定地分布在正方形上，均绕正方形中心做匀速圆周运动，第二种如乙所示，三颗星位于等边三角形的三个顶点上，第四颗星相对其他三星位于三角形中心，位于顶点的三颗星绕三角形中心运动。若两系统中所有星的质量都相等，AB=CD，则第一、二种四星系统周期的比值为(

)

A.233+32+4 7.绝缘光滑水平面上有ABO三点，以O点为坐标原点，向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴，A点坐标为−2m，B点坐标为2m，如图甲所示。A、B两点间的电势变化如图乙，左侧图线为四分之一圆弧，右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m，电荷量为q的负点电荷，以初速度v0由A点向右射出，则关于负点电荷沿直线运动到B点过程中，下列说法中正确的是(忽略负点电荷形成的电场) (

)

A.负点电荷在AO段的运动时间小于在OB段的运动时间

B.负点电荷由A运动到O点过程中，随着电势的升高电势能变化越来越快

C.负点电荷由A点运动到O点过程中加速度越来越大

D.当负点电荷分别处于−2m和二、多选题：本大题共4小题，共20分。8.关于经典力学和狭义相对论，下列说法中正确的是(

)A.经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)

B.狭义相对论只适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)，不适用于低速运动

C.经典力学既适用于低速运动，也适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)

D.狭义相对论既适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)，也适用于低速运动9.如图所示，在某行星表面上有一倾斜的匀质圆盘，面与水平面的夹角为30°，盘面上离转轴距离L处有小物体与圆盘保持相对静止，绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动角速度为ω时，小物块刚要滑动，物体与盘面间的动摩擦因数为32(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，星球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是(

)

A.这个行星的质量M=4ω2R2LG

B.这个行星的第一宇宙速度v1=ω10.伴随人工智能的发展，京东物流在部分地区已经实现无人机智能配送，某次配送中，质量为5kg的货物在无人机拉力作用下沿竖直方向匀速上升70m，然后匀速水平移动4km，空气阻力不能忽略、重力加速度大小为g=m/s2。下列说法正确的是A.匀速上升时，无人机对货物的拉力大小等于货物所受重力的大小

B.匀速上升时，货物处于失重状态

C.匀速上升70m，货物机械能增量为3500J

D.匀速水平移动过程中，货物所受重力不做功11.万有引力作用下的物体具有引力势能，取无穷远处引力势能为零，物体距星球球心距离为r时的引力势能为Ep=−GMmr(G为引力常量，M、m分别为星球和物体的质量)，在一半径为R的星球上，一物体从星球表面某高度处自由下落(不计空气阻力)，自开始下落计时，得到物体离星球表面高度H随时间t变化的图象如图所示，则A.在该星球表面上以1t02ℎR的初速度水平抛出一物体，物体将不再落回星球表面

B.在该星球表面上以2t0ℎR的初速度水平抛出一物体，物体将不再落回星球表面

C.三、实验题：本大题共2小题，共18分。12.在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如下图所示的实验装置，小车及车中砝码的总质量用M表示，所挂钩码的总质量用m表示。(1)打点计时器所接的电源为___________(填“直流”或“交流”)电源。只有满足M_________m时，才可近似认为细绳对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力mg；(2)在探究加速度a与质量M的关系时，应该保持___________

不变，改变M，测出相应的加速度a。实验画出的a−1M图线如下图所示，若误差是由于系统误差引起的，则图线不过坐标原点的原因是___________(3)下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，相邻计数点的间距分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7，测得点距如图所示。已知实验电源的频率为f，则根据逐差法导出计算小车加速度的表达式为a= ________________，根据图中的点距数据及电源频率f=50Hz，则可求得小车的加速度a=

13.某学习小组在研究加速度与力、质量的关系时，采用如图甲所示的装置，通过改变小托盘和砝码总质量m来改变小车受到的合力，通过加减钩码来改变小车总质量M．(1)实验中需要平衡摩擦力，应当取下_________(选填“小车上的钩码”或“小托盘和砝码”)，将木板右端适当垫高，直至小车在长木板上运动时，纸带上打出来的点________。(2)图乙为实验中得到的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，所用交流电的频率为50 Hz，从纸带上测出x1=3.20 cm，x2=4.74 cm，x3=6.30 cm，x4=7.85 cm，x四、计算题：本大题共3小题，共34分。14.某物理学习小组设计了一个测量风速的装置，其原理如图所示。用一根不可伸长的细线，悬挂一个质量为m的小球，风沿水平方向吹来时，细线偏离竖直方向。风速越大，细线与竖直方向的夹角越大，根据夹角的大小可以指示出风速的大小。已知当风速为v0时，细线与竖直方向的夹角为θ0，重力加速度为g。(1)求当风速为v0时，风对小球作用力的大小F(2)若风对小球作用力的大小与风速的平方成正比，即F∝v2，推导风速v跟细线与竖直方向夹角θ15.在公路的十字路口，红灯拦停了很多汽车，拦停的汽车排成笔直的一列，最前面的一辆汽车的前端刚好与路口停车线相齐，相邻两车的前端之间的距离均为L=6.0m，若汽车启动时都以a=2.5m/s2的加速度做匀加速运动，加速到v=8.0m/s后做匀速运动通过路口。该路口亮绿灯时间t=40.0s(1)若绿灯亮起瞬时，所有司机同时启动汽车，问有多少辆汽车能通过路口？(2)第(1)问中，不能通过路口的第一辆汽车司机，在时间显示灯刚亮出“3”时开始刹车做匀减速运动，结果车的前端与停车线相齐时刚好停下，求刹车后汽车加速度大小。(3)事实上由于人反应时间的存在，路灯亮起是不可能所有司机同时启动汽车，现假设绿灯亮起时，第一个司机迟后Δt=0.90s启动汽车，后一辆车司机都比前一辆迟后0.90s启动汽车，在该情况下，有多少辆车能通过路口？16.如图所示，MN是长为L1=3m的绝缘、粗糙平台，平台M点放置一质量为m=0.1kg、电荷量为q=+1C的小物块P。平台右端的光滑水平桌面上，放有一质量为m=0.1kg、长为L2=9m的长木板Q，其上表面与平台相齐，右端带有挡板。其上从左端开始，每隔d=1.8m处放有质量为m=0.1kg的小物块A、B、C、D。在平台MN区域有竖直向下的电场，平台上各点的电场强度大小E与到M点距离x之间的关系为E=kx，小物块P与平台间的动摩擦因数为μ1=0.25，小物块P、A、B、C、D与长木板Q之间的动摩擦因数均为μ2=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现给小物块P一个水平向右的瞬时冲量I=1.3N⋅s，经过时间t=0.2s小物块P滑上长木板Q(1)小物块P从平台M点运动至右端N点时的速度大小；(2)从小物块P与小物块A相碰，直到小物块A、B、C、D均与长木板Q保持相对静止时所用的时间；(3)在小物块P运动的整个过程中，作用在小物块P上的电场力的冲量和小物块P因摩擦而产生的热量。

答案解析1..B

【解析】A.速度图象的斜率等于加速度，斜率越大，加速度越大，则知A、B的加速度不同，A错误；

B.速度的正负表示速度方向，图像都在第一象限，速度都为正值，则知两物体的速度方向相同，B正确；

C.速度时间图像与坐标轴围成的面积表示位移，A、B在前3秒所围成的面积不相等，位移不相同，C错误；

D.两个物体的加速度不同，由于两个物体的质量关系未知，由牛顿第二定律知不能确定合外力的关系，D错误；

故选B。2..C

【解析】解：

A、B、C、以小强为研究对象，小强受到：重力、支持力和静摩擦力，受力如图所示，小强相对圆盘静止，与圆盘一起做匀速圆周运动，所需要的向心力在水平面内指向圆心，重力G与支持力FN在竖直方向上，G与FN二力平衡，不可能提供向心力，因此小强作圆周运动的向心力由静摩擦力f提供。故AB错误，C正确。

D、若小强随圆盘一起做变速圆周运动，则小强沿圆周有切向的分加速度，需要有切向的外力，这个切向外力是由摩擦力的分力提供向心力，摩擦力的另一个分力提供向心力，所以此时摩擦力不再指向圆心。故D错误。

故选：C。

小强随圆盘做匀速圆周运动，由合外力提供向心力，分析小强的受力情况，确定其所受的摩擦力方向．

3..C

【解析】把滑块和球看作一个整体受力分析，沿斜面和垂直斜面建立直角坐标系得，若不存在摩擦力则一定有θ=β，则知摩擦力一定存在，

若假设滑块速度方向向下，则

沿斜面方向：(m1+m2)gsinθ−f=(m1+m2)a，

垂直斜面方向：FN=(m1+m2)gcosθ，

其中摩擦力：f=μFN，

联立可解得：a=gsinθ−μgcosθ，4..D

【解析】A.电荷所受电场力指向轨迹内侧，因为电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故c等势线的电势最高，a等势线的电势最低，故A正确；B.等势线密的地方电场线密场强大，故P点位置电场强，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，故B正确；C.根据质点受力情况可以知道，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，故P点的电势能大于Q点的电势能，故C正确；D.从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P点的动能小于Q点的动能；故D错误。

本题选错误的，故选D．5..D

【解析】A.返回舱和轨道舱对接时二者相对静止均做匀速圆周运动，并非处于受力平衡状态，A错误；B.第一宇宙速度为地球卫星的最小发射速度也是最大环绕速度，当卫星的速度达到第二宇宙速度时，人造卫星将脱离地球的束缚，B错误；C.三舱在轨飞行的速度大小为v=st=D.设地球质量为M，地球密度为ρ，由GMm得M=4π2R1故选D。6..B

【解析】对于第一种四星系统，图甲中每颗星体受力情况如下图所示

设AB=CD=a，由几何关系可知，图甲中正方形的对角线的长度为2a

由万有引力定律可得：F1= Gmma2，F2=Gmm(2a)2

每颗星体所受合力大小为：F合1=2F1cos45∘+F2

由合力提供向心力有：F合1=m4π2T12⋅27..A

【解析】C.在电势随两点间距离的变化图线中，图线的斜率的绝对值表示电场强度的大小，圆弧切线斜率大小会发生变化，即此时AO过程中电场强度变小，电场力变小，加速越来越小，故C错误；

A.由于沿场强方向电势降低，所以AO段场强沿OA方向，OB段场强沿OB方向，负点电荷在AO段做加速度减小的加速运动，在OB段做匀减速运动，由于B点电势等于A点电势，所以负点电荷在B点速度等于A点速度，画出粒子运动的v−t图可知，

AO与BO段运动的位移大小相同，即面积相同，根据v−t图可知，则AO段的平均速度大于OB段的平均速度，所以AO段的运动时间小于OB段的运动时间，故A正确；B.相等距离上电势能变化越快，说明该处电场力越大，即场强越大，由A到O点场强逐渐减小，所以电势能变化应越来越慢，故B错误；D.当负点电荷分别处于−m和m时，两段图像斜率绝对值相等，则场强大小相等，电荷所受电场力相等，但−m处的速度大于m处的速度，所以电场力的功率不相等，故D错误。8..AD

【解析】AC.经典力学只适用于宏观物体的低速运动，不适用于与高速运动，故A正确，C错误；

BD.狭义相对论既适用于高速运动，也适用于低速运动，经典力学是狭义相对论在低速v<<c条件下的近似，即只要速度远远小于光速，经过数学变换狭义相对论的公式就全部变化为牛顿经典力学的公式，故B错误，D正确。

故选AD。9..AD

【解析】解：物体在圆盘上受到重力、圆盘的支持力和摩擦力，合力提供向心加速度；可知当物体转到圆盘的最低点，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时，角速度最大，由牛顿第二定律得：

μmgcos30°−mgsin30°=mω2L

所以：g=ω2Lμcos30∘−sin30∘=4ω2L

A、绕该行星表面做匀速圆周运动的物体受到的万有引力提供向心力，则：

GMmR2=mω2R=mg

所以：M=gR2G=4ω2R2LG.故10..CD

【解析】A.因为空气阻力不能忽略，所以匀速上升时，无人机对货物的拉力大小等于货物所受重力和空气阻力大小之和，A错误；B.匀速上升时，货物平衡状态，故不处于失重状态，B错误；C.匀速上升

70m

，货物的动能不变，重力势能增加，根据公式可得Δ故货物机械能增量为

3500J

，C正确；D.匀速水平移动过程中，因为重力方向的位移为零，故货物所受重力不做功，D正确。故选CD。11..ABD

【解析】物体自由下落，物体做自由落体运动，由图示图象可知，物体位移为ℎ时所用时间为t0，由自由落体运动的位移公式得：ℎ=12gt2，解得：g=2ℎt02。

AB.物体绕星球表面做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：mv2R=mg，解得：v=1t02ℎR，当水平抛出物体的速度大于等于v=1t012..(1)交流；远大于；

(2)钩码质量m；平衡摩擦力过度；

(3)(x4+x5【解析】解：(1)打点计时器所接的电源为交流电源，只有满足M远大于m时，才可近似认为细绳对小车的拉力等于所挂钩码的重力mg；

(2)在探究加速度a与质量M的关系时，应该保持合力不变，由(1)知合力近似等于所挂钩码的重力mg，所以保持钩码质量不变；由图像可知，图像的解析式为：a=mgM+a0，即Ma=mg+Ma0，说明小车所受合外力大于细绳对小车的拉力，其原因是平衡摩擦力时木板倾斜的角度过大；

(3)因为电源的频率为50Hz，且相邻两计数点间还有4个点未画出，则T=5f；

根据逐差法可知小车的加速度的表达式为：a=(x4+x5+x6)−(x1+x2+x3)9T2=(x13..(1)小托盘和砝码

均匀分布

(2)1.55

【解析】(1)实验中需要平衡摩擦力，应当取下小托盘和砝码，将木板右端适当垫高，直至小车在长木板上运动时，纸带上打出来的点间距相等．

(2)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，

得：x4−x1=3a1T解得：a=1.55m/s故答案为：(1)小托盘和砝码

均匀分布

(2)1.55。14..解：(1)小球受重力

mg

、细线的拉力

T

和风的作用力

F0

。根据共