湖南省衡阳市2021-2022学年高二（下）入学考试物理试题（word版含答案）

湖南省衡阳市2021-2022学年高二（下）入学考试物理试题
一、单选题
1．质量为、带电为的小球，在匀强电场中由静止释放，发现它运动方向与竖直方向夹角为，关于场强的大小正确的是（　　）
A．有唯一值， B．有唯一值，
C．有最小值， D．有最小值，
2．带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：①在电场线上运动，②在等势面上做匀速圆周运动。该电场可能由
A．一个带正电的点电荷形成
B．一个带负电的点电荷形成
C．两个分立的带等量负电的点电荷形成
D．一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成
3．某人用手将2kg物体由静止向上提起1m，这时物体的速度为2m/s（g取10m/s2），则下列说法不正确的是　　(　　)
A．手对物体做功24J
B．合外力做功4J
C．合外力做功24J
D．物体克服重力做功20J
4．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（ ）
A．人们根据天王星轨道的“古怪”，计算并发现了其外围的海王星
B．第谷接受了哥白尼日心说的观点，并根据开普勒对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律
C．英国物理学家牛顿用实验的方法测出万有引力常量G
D．相对论的创立表明经典力学已不再适用
5．质量为2kg的物块放在粗糙水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，物块动能Ek与其发生位移x之间的关系如图所示。已知物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2，则（　　）
A．x=1m时物块的速度大小为2m/s
B．x=3m时物块的加速度大小为2.5m/s2
C．在前2m位移的运动过程中物块所经历的时间为2s
D．在前4m位移的运动过程中拉力对物块做的功为9J
6．设宇航员绕地球运动的周期为T，离地高度为H，地球半径为R，则根据T、H、R和引力常量G，不能计算出的物理量是（　　）
A．地球的质量 B．地球的平均密度
C．飞船所需的向心力 D．飞船线速度的大小
二、多选题
7．如图所示，一轻弹簧左端与物体A相连，右端与物体相连，开始时，A、B均在粗糙水平面上不动，弹筑处于原长状态．在物体上作用一水平向右的恒力使物体，A、B向右运动．在此过程中，下列说法中正确的为（ ）
A．合外力对物体A所做的功等于物体A的动能增量
B．外力做的功与摩擦力对物体做的功之和等于物体的动能增量
C．外力做的功及摩擦力对物体A和做功的代数和等于物体A和的动能增量及弹簧弹性势能增量之和
D．外力做的功加上摩擦力对物体做的功等于物体的动能增量与弹簧弹性势能增量之和
8．在如图所示的图像中，图线甲、乙分别为一电源和一电阻两端电压随电流的变化规律，已知两图线与I轴的夹角分别为。若将该电阻接在该电源两端，则下列说法正确的是（　　）
A．两图线交点的横、纵坐标的乘积为电源的输出功率
B．两图线交点的横、纵坐标的乘积为电源消耗的总功率
C．当时电源的效率为80%
D．当时电源的效率为50%
9．如图所示O、A是某电场中的一条电场线上两点，在电场线上以O点为坐标原点建立坐标轴。一正电荷仅在电场力作用下沿电场线从O点到A点运动过程中的v-t图象如图所示。则坐标轴上各点电势随坐标变化的-x图像和电荷电势能Ep随坐标变化的Ep-x图像中可能正确的是（　　）
A． B． C． D．
10．一个弹簧振子在光滑的水平面上做简谐振动，下列图象中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
三、实验题
11．某实验小组利用金属电极插入土豆中制成了土豆电池组，欲测出其电动势和内阻。查资料得土豆电池组的电动势约2V，内阻约。实验器材如下：
土豆电池组
微安表G：量程500，内阻
电阻箱
电阻箱
开关、导线若干
（1）先将微安表G改成量程为1的电流表，则应将电阻箱与微安表G________（填“并”或“串”）联，电阻箱的阻值为________Ω。
（2）补全图甲所示的电路图并标注出器材符号。( )
（3）记录微安表G示数为I，电阻箱示数为R，重复操作得出多组数据，绘制出图像如图乙所示，据此得出土豆电池组的电动势________V（结果保留一位小数），内阻________Ω。（结果保留到整数）
12．某校实验小组在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图所示的装置：
（1）本实验要用槽码重力表示小车受到的合力，除了要使槽码质量远小于小车质量外，还需要补偿阻力，有关补偿阻力的方法，下列操作正确的是______
A．适当垫高长木板左端，取下槽码，连接纸带并打开打点计时器，让小车自由下滑
B．适当垫高长木板左端，取下槽码，不连纸带，让小车自由下滑
C．适当垫高长木板左端，取下槽码，连接纸带并打开打点计时器，轻推小车让它匀速下滑
D．适当垫高长木板左端，挂上槽码，连接纸带并打开打点计时器，轻推小车让它匀速下滑
（2）如图是某同学打出的一条纸带，在纸带上已确定A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，相邻计数点间的距离如图所示，相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，交流电的频率为50Hz，则纸带上打下D点时小车运动的速度为______m/s。（结果保留3位有效数字）
（3）若交流电的频率实际只有49Hz，则（2）中计算的速度值______。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
（4）正确补偿阻力后，该装置能用来验证“小车与槽码组成系统的机械能守恒定律”吗？______。（填“能”或“不能”）
四、解答题
13．如图所示，放在光滑水平面上的小车可以在两个固定障碍物A、B之间往返运动．小车最左端放有一个小木块，初始小车紧挨障碍物A静止．某时刻，一粒子弹以速度v0射中木块并嵌入其中．小车向右运动到与障碍物B相碰时，木块恰好运动到了小车的最右端，且小车与木块恰好达到共速．小车和它上面的木块同时与障碍物B相碰，碰后小车速度立即减为零，而木块以碰撞之前的速度反弹，过一段时间，小车左端又与障碍物A相碰，碰后小车速度立即减为零，木块继续在小车上向左滑动，速度逐渐减为零而停在小车上．已知小车的质量为m，长度为L，小木块质量为m，子弹质量为m．子弹和小木块都可以看做质点．求：
(1)小木块运动过程中的最大速度；
(2)小车从左到右运动的最大距离以及小木块与小车间的动摩擦因数；
(3)小木块最终停止运动后，木块在小车上的位置与小车右端的距离．
14．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm．电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω．闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间．若小球带电量为q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不考虑空气阻力．那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时，电源的输出功率是多大？（取g=10m/s2）
15．如图所示，质量m=2kg、电量q=+0.01C的小物体（可视为质点）放在光滑水平轨道上的A点，A点到B点所在的区间内存在方向水平向左的匀强电场，场强E=700N/C，物体受到与水平面成37°斜向上的拉力F=10N，从A点由静止开始向右运动，经过时间t=12s运动到B点时立即撤去F，此后物体进入右边竖直光滑半圆形的轨道运动。g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
（1）求物体在AB段运动时的加速度a和拉力F所做的功W；
（2）物体刚好能运动到轨道最高点D点，求半圆形轨道的半径R。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
利用图解法分析电场力的最小值，从而确定出场强的最小值及方向．
【详解】
如图所示，作出电场力在不同方向下力的合成图，
可知，当电场力的大小与合力垂直时，电场力最小，即有 qEmin=mgsinθ，得 Emin=，E的方向垂直于OB向上．故选C.
【点睛】
本题的关键是掌握物体做直线运动的条件：合力与速度共线，分析方法和力学的分析方法基本相同．先分析受力情况再分析运动状态和运动过程，然后选用恰当的规律解题．
2．A
【解析】
【详解】
AB．负电荷在电场线上运动，说明电场线是直线；负电荷在等势面上做匀速圆周运动，说明等势线是圆形曲线，能满足以上两种情况的场源电荷可以是一个带正电的点电荷，不可能是带负电的点电荷，所以A正确 B错误；
C．两个分立的带等量正电的点电荷可以满足以上条件，而两个分立的带等量负电的点电荷不能使负电荷完成题中运动，所以C错误；
D．题中情况的等势线不能使负电荷做匀速圆周运动，D错误。
故选A。
3．C
【解析】
【详解】
ABC.由动能定理得，合力做功为：
合外力的功： ，解得，手对物体做功的大小为：
故AB不符合题意，C符合题意．
D.物体克服重力做功为：
故D不符合题意；
4．A
【解析】
【详解】
A、人们根据天王星轨道的“古怪”，计算并发现了其外围的海王星，故A正确；
B、开普勒在第谷观测的实验数据基础上,对第谷对行星运动观察记录的数据进行了分析,应用严密的数学运算和椭圆轨道假说,得出了开普勒行星运动定律,故B错误；
C、英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出引力常量G，故C错误；
D、经典力学的适用范围为宏观低速，相对论的创立并不表明经典力学不再适用，故D错误；
故选A．
【点睛】本题属于对物理学史的考查,熟记物理学家的贡献即可解答．
5．C
【解析】
【详解】
A．根据图像可知，时，动能为2J，即
计算得出
故A错误；
B．根据动能定理，有
计算得出
根据牛顿第二定律
代入解得
C．对前面2m运用动能定理
解得
根据牛顿第二定律
代入解得
当时，速度为
可得
故C正确；
D．对整个过程运用动能定理
解得
故D错误。
故选C。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．宇航员绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力。有
解得
故A正确，与题意不符；
B．根据密度表达式，有
联立，可得
故B正确，与题意不符；
C．飞船质量未知，所以飞船所需的向心力不能求出。故C错误，与题意相符；
D．设飞船线速度的大小为v，则有
故D正确，与题意不符。
故选C。
7．AC
【解析】
【分析】
【详解】
A．合外力所做的功等于物体动能的增量，故A正确；
B．外力F做的功，摩擦力对物体B做的功跟弹簧的弹力对B做的功之和等于物体B的动能增量，故B错误；
C．除去重力和弹簧的弹力以外的力对物体所做的功等于物体机械能的增量，所以以整体为研究对象可知外力F做的功及摩擦力对物体A和B做功的代数和等于物体A和B的动能增量及弹簧弹性势能增量之和，故C正确；
D．弹性势能是系统共有的所以外力F做的功加上摩擦力对物体B做的功不等于物体B的动能增量与弹簧弹性势能增量之和，故D错误。
故选AC。
8．AD
【解析】
【详解】
AB．根据闭合电路的欧姆定律和图像特点可知，两图线交点的横、纵坐标的乘积表示负载电阻消耗的功率，即电源的输出功率，A正确，B错误；
CD．当满足时，电源内阻等于负载电阻，电源的效率为50%，C错误，D正确。
故选AD。
9．AD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由v-t图象可知，正电荷仅在电场力作用下沿电场线从O点到A点，由图像可知，正电荷的加速度逐渐减小，即有
由图可知，电场力做负功，即电势升高的越来越慢，B错误，A正确；
CD．由公式，即
可知，由于电势升高越来越慢，则可得正电荷在电场中的电势能增大越来越慢，C错误，D正确。
故选AD。
10．AC
【解析】
【分析】
【详解】
AB．回复力与位移的关系为
A正确，B错误；
CD．由牛顿第二定律可得
C正确，D错误。
故选AC。
11． 并 60 1.9 1585Ω（1490~1680Ω均可得分）
【解析】
【详解】
(1)[1][2]改装大量程电流表应该并联电阻，由量程扩大二倍可知并联阻值等于微安表G内阻，即60Ω。
(2)[3]采用安箱法，电路图如图所示
(3)[4]根据闭合电路欧姆定律得
解得
斜率
解得
[5]读取纵截距为
而
，
解得
12． C 0.423 偏大 不能
【解析】
【详解】
（1）[1]补偿阻力时，应适当垫高长木板左端，取下槽码，连接纸带并打开打点计时器，轻推小车让它匀速下滑，故选C。
（2）[2]纸带上打下D点时小车运动的速度为
（3）[3]若交流电的频率实际只有49Hz，则（2）中计算速度时代入的T值偏小，则速度值偏大。
（4）[4]正确补偿阻力后，小车仍受阻力作用，只不过阻力与重力沿木板方向的分力平衡而已，系统机械能不守恒，不能用该装置来验证小车与槽码组成系统的机械能守恒定律”。
13．(1)； (2)； ； (3)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)设子弹和木块的共同速度为v1，根据动量守恒定律
解得
(2)内嵌子弹的小木块与小车作用过程，系统动量守恒，设共同速度为v2
则有
解得
小木块与小车之间的摩擦力为，木块从A运动到B的路程为
对小木块有
对小车有
解得
小车从A运动到B的路程为
动摩擦因数
(3)内嵌子弹的小木块反弹后与小车达到相对静止状态，共同速度为，相对小车滑行的距离为，小车停后小木块做匀减速运动，相对小车滑行距离为
根据动量守恒有
解得
根据能量守恒
对内嵌子弹的小木块，根据动能定理有
解得
内嵌子弹的小木块在小车上的位置与小车右端的距离
14．8 ；23W
【解析】
【详解】
小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零，设两板间电压为UAB由动能定理得
解得：
UAB=8V
则滑动变阻器两端电压
U滑=UAB=8V
设通过滑动变阻器电流为I，由欧姆定律得
滑动变阻器接入电路的电阻
电源的输出功率
15．（1）0.5m/s2、方向水平向右，288J；（2）0.72m
【解析】
【详解】
（1）对物体在AB段的运动，根据牛顿第二定律有
解得
a=0.5m/s2
方向水平向右。
由运动学公式有
拉力F所做的功为
（2）物体运动至C点时的速度大小为
若物体刚好能运动到轨道最高点D点，设物体在D点时的速度大小为vD，根据牛顿第二定律有
对物体由C到D的过程，根据动能定理可得
解得
R=0.72m
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页