2024-2025学年江西省上饶市广丰贞白中学高二（上）开学考试物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2024-2025学年江西省上饶市广丰贞白中学高二（上）开学考试物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.“龟兔赛跑”的寓言故事富含哲理，如图表示“龟兔赛跑”中的乌龟和兔子的位移s−时间t图像，则下列说法中正确的是(

)A.兔子比乌龟早出发

B.t1时刻乌龟和兔子具有共同速度

C.t2时刻二者相遇

2.如图所示，质量为1kg的小球A与质量未知的滑环B用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接，连接滑环B的绳与杆垂直并在同一竖直平面内。滑环B套在与竖直方向成θ=53°的粗细均匀的固定杆上，滑环和杆间的动摩擦因数μ=0.5，初始时滑环恰好不下滑，现对小球A施加一个水平力F，使小球A在水平力F的作用下沿着14的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是(

)A.外力F先增大后减小B.滑环B的质量m=0.5kg

C.滑环B受到的摩擦力逐渐变大D.固定杆给滑环B的弹力方向垂直于杆向上3.一水平放置的木板上有一个质量为2kg的物块，物块和木板间的动摩擦因数为33，如果让木板在竖直面内做半径为0.2m的匀速圆周运动，如图所示，木板在运动过程中始终保持水平，若要物块始终保持在木板上不滑动，已知重力加速度g=10m/s2，则匀速圆周运动的最大速度为(

)A.23B.1m/s C.2m/sD.2m/s4.如图所示，倾角为37°的斜面固定在水平面上，小球从斜面上M点的正上方0.2m处由静止下落，在M点与斜面碰撞，之后落到斜面上的N点。已知小球在碰撞前、后瞬间，速度沿斜面方向的分量不变，沿垂直于斜面方向的分量大小不变，方向相反，sin37∘=0.6，cos37∘=0.8，重力加速度大小g=10 m/s2A.0.2s B.0.3s C.0.4s D.0.5s5.2024年1月11日，太原卫星发射中心在山东海阳附近海域使用“引力一号”遥一商业运载火箭将卫星顺利送入预定轨道，飞行试验任务获得圆满成功，这是“引力一号”火箭首次飞行，创造全球最大固体运载火箭、中国运力最大民商火箭纪录。已知卫星的质量为m，在轨道上稳定运行时离地面的高度为ℎ，地球表面附近的重力加速度为g，地球半径为R。卫星的运动可视为匀速圆周运动，不考虑地球自转的影响。下列说法正确的是A.火箭加速升空过程中，卫星处于失重状态

B.在轨道上运行时，卫星的线速度将大于地球的第一宇宙速度

C.在轨道上运行时，卫星的动能为mgR22(R+ℎ)

6.质量1kg的带正电滑块，轻轻放在传送带底端。传送带与水平方向夹角为θ=37∘，与滑块间动摩擦因数为μ=0.5，电动机带动传送带以3m/s速度顺时针匀速转动。滑块受到沿斜面向上的4N恒定电场力作用，则1s内(

)

A.滑块动能增加4J B.滑块机械能增加12J

C.由于放上滑块电机多消耗电能为12J D.滑块与传送带间摩擦产热为4J7.电容式加速度传感器的原理如图所示，M和N为电容器两极板：M极板固定，N板两端与两轻弹簧连接，图中P点为两极板中一点且固定不动，当加速度变化时，N极板只能按图中标识的前后方向运动。下列对传感器描述正确的是(

)A.保持向前匀速运动，电阻R将以恒定功率发热

B.由匀速突然向前减速时，静电计指针张角变大

C.由静止突然加速后退时，电流由a向b流过电流表

D.保持向前匀减速运动时，P点电势持续减小二、多选题：本大题共3小题，共18分。8.如图所示，两个皮带轮的转轴分别是O1和O2，设转动时皮带不打滑，则皮带轮上A、B、C三点的速度和角速度关系是(

)

A.vA=vB>vC B.9.如图所示，真空中有一个正方形平面ABCD，O为正方形的中心，现在A、C两顶点分别固定等量异种点电荷，A为正电荷，B为负电荷，M、N是过O点的正方形垂线上两点且OM大于ON，下列说法正确的是(

)

A.平面ABCD是等势面

B.M、N两点的电场强度大小不等，方向相同

C.若将电子从O点移动到M点，其电势能增加

D.M点电势等于N点电势10.如图所示，虚线1、2、3为某电场中的三条电场线，实线表示某带负电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，则下列说法中正确的是

A.粒子在a点的加速度大小大于在b点的加速度大小

B.粒子在a点的电势能大于在b点的电势能

C.粒子在a点的速度大小大于在b点的速度大小

D.a点的电势低于b点的电势三、实验题：本大题共2小题，共18分。11.某同学利用图甲所示的实验装置，探究物体在水平桌面上的运动规律，物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离后停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50HZ.(不计空气阻力，g=10.0m/s2)

(1)通过分析纸带数据，可判断重物在两相邻计数点______和______之间某时刻落地。

(2)计数点5对应的速度大小v5=______(保留三位有效数字)

(3)物块减速运动过程中加速度的大小为a=______m/s2(12.在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电荷量有关。他选用了两个带电的小球A和B，将A球放在可移动的绝缘座上并置于铁架台旁，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C上的P1位置，如图所示。实验时，先使A球带正电。(1)若要使B球受到的库仑力向右，应使B球带_______________(填“正”或“负”)电荷。(2)保持两球电荷量不变和A球位置不变，将B球悬挂的位置由P1分别移至P2、P3等位置，可发现，悬挂位置向右移动时，绝缘丝线的偏角_______________((3)保持A球位置不变，B球悬挂的位置和电荷量不变，改变A球所带的电荷量，观察到A球所带的电荷量越大，悬挂B球的丝线偏角_______________(填“越小”“不变”或“越大”)。(4)此同学在探究中应用的科学方法是_________(填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”)。四、简答题：本大题共1小题，共10分。13.如图所示为一粒子分析装置，它由粒子发射源、加速电场、静电分析器、偏转电场四部分组成。粒子发射源S可产生初速度为零，质量为m，电量为+q的带电粒子。粒子自A板小孔进入加速电场加速后，垂直于B板从小孔进入圆弧形的静电分析器，仅在指向圆心的电场力作用下，通过静电分析器的中轴线CD做四分之一圆周运动，离开静电分析器后沿偏转电场的中轴线水平进入偏转电场区，此时偏转电场中加上如图乙所示的交变电压，最后粒子恰好沿水平方向从偏转电场右侧飞出。已知：AB板间的加速电压为U0、静电分析器中轴线CD处的电场强度大小为E0、偏转电场MN的极板长度为L、极板间距为d、图乙中的偏转电压U已知，周期T可调节但未知，若带电粒子重力不计。求：

(1)带电粒子到达B板的速度v0的大小；

(2)带电粒子在静电分析器中运动的时间t；

(3)带电粒子离开偏转电场时的偏离中轴线的距离y。五、计算题：本大题共2小题，共26分。14.如图所示，质量m=1kg的木块A叠放在质量M=2kg的足够长的木板B上，木板B置于水平地面上，其右端通过水平轻绳与电动机连接，t=0时在电动机带动下木板B由静止开始向右做加速度大小为3m/s2的匀加速直线运动。已知A、B间动摩擦因数为μ1=0.2，木板B与水平地面间动摩擦因数为μ2=0.1(1)B对A做的功W1(2)木块A和木板B之间的摩擦生热Q；(3)电动机对木板B做的功W2

15.如图所示，有一质量为m、电荷量为−q的小球(可视为质点)与长为L的绝缘轻绳相连，轻绳另一端固定在O点，其所在平面存在一与竖直方向夹角为α=45∘的匀强电场，小球静止在与O点等高的A点。现给静止的小球一个竖直向下的初速度，小球恰好能绕O点在竖直平面内做完整的圆周运动，重力加速度g，试求：(1)所加匀强电场的大小和方向；(2)求小球运动到圆周最低点B时的速度。

答案解析1.C

【解析】解：A、由图可知，兔子比乌龟晚出发，故A错误；

B、图像的斜率表示物体的速度，在t1时刻乌龟和兔子到达同一位置相遇，此时兔子的速度大于乌龟的速度，故B错误；

C、图像的交点表示两物体相遇，所以在t1时刻和t2时刻乌龟和兔子同时到达同一位置，说明兔子和乌龟在这两个时刻相遇，故C正确；

D、在x−t图像中，图像与横轴所围面积没有意义，故D错误。

故选：C。

根据图像判断乌龟和兔子的出发时间；根据s−t图像的斜率表示速度分析；在s−t图像中，图像的交点表示两物体同时到达同一位置；s−t图像与横轴所围图像的面积没有意义。

2.B

【解析】解：A.对小球A施加水平拉力F，使小球A沿着圆弧轨迹缓慢上移，则小球A处于动态平衡状态，受力分析如图所示

根据平衡条件可得

Tcosα=mAg

Tsinα=F

解得：F=mgtanα

小球在上移过程中，α增大，可知绳上的外力F增大，故A错误；

BD.初始时，对小球A由平衡条件可知，绳上的拉力T1=mAg

初始时滑环恰好不下滑，对滑环B

①假设滑环受到固定杆的支持力方向垂直于杆向下，则由平衡条件有

mBgsin

(π2−θ)=μFN

T1=FN+mgcos

(π2−θ)

两式联立，代入数据解得

m=0.5kg

因此假设成立；

②假设滑环受到固定杆的支持力方向垂直于杆向上，则由平衡条件有

mBgsin

(π2−θ)=μFN

T1+FN=mgcos

(π2−θ)

联立两式，代入数据解得

m<0(为负值)

因此假设不成立，由此可知，固定杆给滑环B的弹力方向一定垂直于杆向下，故B3.B

【解析】设物块位置和圆心连线与竖直方向的夹角为θ，由牛顿第二定律：f=mv2R·cosθ，mg−N=mv2R·sinθ，又4.A

【解析】本题考查了斜抛运动和自由落体运动的综合运用，知道斜抛运动运动规律是解决本题的关键，结合运动学公式灵活求解。

小球落到M过程做自由落体运动，根据速度位移公式求出小球运动到M点速度；

小球从M运动到N，做斜抛运动，分解成沿斜面方向和垂直斜面方向的匀加速运动，由运动学规律求出时间。

小球做自由落体运动到M，根据v2=2gℎ得：v=2gℎ=2m/s；

小球碰撞斜面后：

速度沿斜面方向：vx=vsin37°=1.2m/s，加速度：ax=gsin37°=6m/s2；

垂直于斜面方向：vy=vcos37°=1.6m/s，加速度：ay=gcos37°=8m/s5.C

【解析】火箭加速升空过程中加速度向上，卫星处于超重状态，A错误;

在轨道上运行时，卫星的线速度小于地球的第一宇宙速度，B错误;

地球表面质量为m0的物体有GMm0R2=m0g，卫星在轨道上运行时，根据万有引力提供向心力有GMm(R+ℎ)6.C

【解析】A.分析滑块，由牛顿第二定律得Eq+μmg解得a=2m/1s末，滑块末速度为v位移为x传送带位移为x则，滑块动能为E故A错误；B.滑块机械能增加Δ故B错误；C.电机多消耗电能Δ故C正确；D.滑块与传送带间摩擦产热为Q=μmg故D错误。故选C。7.C

【解析】A.匀速运动时，N板不动，电容器的电容不变，则电荷量不变，所以回路无电流，电阻R没有热功率，故A错误；B.由匀速突然向前减速时，N板向前运动，则极板间距变小，根据C=可知电容器的电容增大，由于电压不变，则静电计指针张角不变，故B错误；C.由静止突然加速后退时，N板向前运动，则极板间距变小，根据C=可知电容器的电容增大，由于电压不变，则电容器带电量增大，电容器充电，电流由a向b流过电流表，故C正确；D.保持向前的匀减速运动时，N板不动，电容器的板间距不变，而电容器的两端电压不变，则MN之间的电场强度不变，P点电势不变，故D错误。故选C。8.AC

【解析】A、B两点也在皮带上，则线速度相同，即v而B、C两点同轴转动，其角速度相同，即ω由于r则根据

v=ωr

可得vω则有ωv故选AC。9.BD

【解析】A.等量异种点电荷电场线分布如图所示可知两点电荷连线的中垂面为一等势面，平面ABCD不是连线中垂面，所以平面ABCD不是等势面，故A错误；B.M、N两点位于等量异种点电荷连线的中垂线上且关于O点不对称，可知M、N两点的电场强度大小不相等，但方向都与AC连线平行，且方向都由A指向C，故B正确；CD.由于M、O、N三点位于等量异种点电荷连线的中垂线上，所以M、O、N三点电势相等，若将电子从O点移动到M点，其电势能不变，故C错误，D正确。故选BD。10.BD

【解析】A、b处电场线密，电场强度大，带电粒子所受的电场力大，加速度大，故粒子在a点的加速度大小小于在b点的加速度大小，故A错误；

BC、根据轨迹弯曲的方向可知，质点所受的电场力方向大致向右，粒子从a运动到b，电场力做正功，电势能减小，故粒子在a点的电势能大于b点的电势能，而a的动能小于b点的动能，也就是说a点的速度大小小于b点的速度大小，故B正确，C错误；

D、由于粒子带负电，电场线方向向左，电势沿电场线方向降低，故a点的电势低于b点的电势，故D正确。

故选BD。11.6

7

1.00

2.00

0.2

【解析】解：(1)从纸带上的数据分析得知：在点计数点6之前，两点之间的位移逐渐增大，是加速运动，位移的增量为定值，均为2cm，而在6、7间增加的位移小于2cm；故说明在6、7间物体即开始减速；

(2)每5个点取1个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，

根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上某点时小车的瞬时速度大小。

计数点3对应的速度大小为v5=0.09+0.11012×0.1=1.00m/s

(3)计数点根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出

物块加速运动过程中加速度，得：

a=7.01+9.00−3.00−5.010.04=2.00m/s2。

而物块减速运动过程中加速度，得：

a′=4.60+6.60−8.61−10.600.04=−2.00m/s2。

因此减速运动过程中加速度的大小为2.00m/s2；

(4)设物块的质量为M，而重物质量为m；

根据f=μMg，再由牛顿第二定律，f=Ma，则有：μ=ag=0.2；

故答案为：(1)612.(1)正(2)变小(3)越大(4)控制变量法

【解析】(1)若要使B球受到的库仑力向右，则A、B应带同种电荷，由于A球带正电，则应使B球带正电荷。(2)保持两球电荷量不变和A球位置不变，将B球悬挂的位置由

P1

分别移至

P2

、

P(3)保持A球位置不变，B球悬挂的位置和电荷量不变，改变A球所带的电荷量，观察到A球所带的电荷量越大，两球的间的库仑力越大，则悬挂B球的丝线偏角越大。(4)实验过程，先保持两球电荷量不变，改变两球之间的距离；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，应用的科学方法是控制变量法。13.解：(1)带电粒子在加速电场中，由动能定理可知：U0q=12mv02

解得：v0=2U0qm

(2)带电粒子在静电分析器中做匀速圆周运动可知：E0q=mv02r

变形解得：r=2