山东省德州市武城县第二中学2024-2025学年高二上学期开学考试物理试题（含答案）

高二上学期物理开学考试题2024.8.
一、单项选择题（每题3分）
1、如图所示，配有调节倾角的简易支架放在水平桌面上，上语文课时，某同学将一本古汉语字典放在支架的斜面上，若字典与支架斜面间的动摩擦因数为μ＝3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，缓慢地调节倾角θ使得字典与支架始终处于静止状态，则下列说法正确的是(　　)
A．倾角θ增大，字典受到的摩擦力减小
B．倾角θ增大，字典受到的支持力增大
C．若字典始终处于静止状态，支架倾角的最大值θ＝30°
D．若字典始终处于静止状态，支架倾角的最大值θ＝45°
2、在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为50.0 kg.若电梯运动中的某一段时间内，该同学发现体重计示数变为40.0 kg，则在这段时间内(重力加速度为g)(　　)
A．该同学所受的重力变小了
B．电梯一定在竖直向下运动
C．该同学对体重计的压力小于体重计对她的支持力
D．电梯的加速度大小为0.2 g，方向一定竖直向下
3、如图所示，一固定斜面倾角为θ，将小球A从斜面顶端以速率v0水平向右抛出，小球击中了斜面上的P点；将小球B从空中某点以相同速率v0水平向左抛出，小球恰好垂直斜面击中Q点．不计空气阻力，重力加速度为g，小球A、B在空中运动的时间之比为(　　)
A．2tan2θ∶1
B．tan2θ∶1
C．1∶2tan2θ
D．1∶tan2θ
4、“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的．总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶．该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，若动车组所受的阻力与其速率成正比(F阻＝kv，k为常量)，动车组能达到的最大速度为vm.下列说法正确的是( )
A．动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变
B．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动
C．若四节动力车厢输出的总功率为2.25P，则动车组匀速行驶的速度为 vm
D．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度vm，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为或Pt
5.质量分别为2 kg、3 kg的物块A和B，系在一根不可伸长的轻绳两端，细绳跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的轻质定滑轮上，此时物体A离地面的高度为0.8 m，如图所示，斜面光滑且足够长，始终保持静止，g取10 m/s2.下列说法正确的是( )
A．物体A落地的速度为4 m/s
B．物体A落地的速度为 m/s
C．物体B沿斜面上滑的最大高度为0.68 m
D．物体B沿斜面上滑的最大高度为0.96 m
6.如图所示，物体A的质量为M，圆环B的质量为m，通过绳子连接在一起，圆环套在光滑的竖直杆上，开始时连接圆环的绳子处于水平，长度l＝4 m，现从静止释放圆环．不计定滑轮和空气的阻力，g取10 m/s2，若圆环下降h＝3 m时的速度v＝5 m/s，则A和B的质量关系为( )
A．＝ B．＝
C．＝ D＝
7、某静电场的电场线分布如图所示，M、N为电场中的两点，则(　　)
A．M点的电势比N点的电势高
B．M点的电场强度比N点的电场强度小
C．负电荷从M点运动到N点，电场力做正功
D．正电荷在M点的电势能比在N点的电势能大
8、长为L的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示．静电力常量为k，当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场的电场强度大小是( )
0
A． B． C． D．
二、多选选择题 （每题4分）
9．如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，P点为Ⅰ轨道与地球的切点，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则(　　)
A．该卫星在P点的速度大于7.9 km/s，且小于11.2 km/s
B．该卫星的发射速度大于7.9 km/s
C．卫星在轨道Ⅰ上任何一点的速度都比轨道Ⅱ上任何一点的速度大
D．卫星在Q点加速由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，故在轨道Ⅱ上Q点的速度大于在轨道Ⅰ上Q点的速度
10.如图所示，正六棱柱上下底面的中心为O和O′，A、D两点分别固定等量异号的点电荷，下列说法正确的是(　　)
A．F′点与C′点的电场强度大小相等
B．B′点与E′点的电场强度方向相同
C.A′点与F′点的电势差小于O′点与D′点的电势差
D.将试探电荷＋q由F点沿直线移动到O点，其电势能先增大后减小
11.如图，水平放置的平行板电容器上极板带正电，两板间电压为U，板间距离为d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，所带电荷量绝对值为q，下列说法正确的是( )
A．油滴带负电
B．油滴质量大小为
C．若仅将上极板向左平移一小段距离，则静电计指针张角变大
D．若仅将上极板平移到图中虚线位置，则油滴的电势能增大
12有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积导线有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子定向移动的速度为v，在Δt时间里，通过导线横截面的自由电子数目可表示为(　　)
A．nvSΔt B．nvΔt C． D．
三、实验题
13、某兴趣小组用如图甲所示的实验装置来测物块与木板间的动摩擦因数。PQ为一块倾斜放置的木板，在木板底端Q处固定一个光电门，光电门与数字计时器相连（图中未画）。实验时通过改变木板倾角θ，使物块（其上固定有宽度为的遮光条）从O点正上方不同高度处的斜面上由静止释放，实验中保持OQ间距离L=0.8m不变，重力加速度。（设物块与木板间的动摩擦因数处处相同）
甲 乙
（1）实验中，不需要测量的物理量有__________。
　　A.遮光条的宽度 B.遮光条的挡光时间t
　　C.物块（带遮光条）的质量 D.物块释放点到地面的高度
（2）该小组根据实验数据，计算得到物体经过光电门的速度，并作出了如图乙所示的图像，其图像与横轴的交点为0.20。则物块与木板间的动摩擦因数______；
（3）若更换动摩擦因数更小的木板，重复上述实验并在乙图中画出图像，其图像的斜率将___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。　　
14．某实验小组利用如图甲所示的电路来探究某电容器的充、放电规律。
(1)开关接1，电源给电容器充电，观察到电流表指针偏转情况为（　　）
A．逐渐偏转到某一刻度后保持不变
B．逐渐偏转到某一刻度后迅速回到0
C．迅速偏转到某一刻度后保持不变
D．迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0
(2)将开关接2，电容器放电，在放电过程中电流大小为i，电容器所带电荷量为，电容器两极板电势差为，电容器的电容为。下面关于i、、、随时间的变化的图像，正确的是（　　）
A． B． C． D．
(3)图丙为电容器放电时的图像。已知电容器放电之前的电压为8V，I-t图线与坐标轴围成的面积可以用所围小方格的总面积近似代替。数出小方格数为82，据此则可求得电容器电荷量Q值为 C ，该电容器的实测电容值为 。（结果均保留3位有效数字）
四、解答题
15．火星半径是地球半径的，火星质量大约是地球质量的，地球表面上有一质量为m＝50 kg的宇航员．(不考虑宇航员的身高，在地球表面的重力加速度g取10 m/s2)
(1)宇航员在火星表面上受到的重力是多大？
(2)若宇航员在地球表面能跳1.5 m高，那他在火星表面能跳多高？(宇航员起跳的初速度不变)
16.如图所示为汽车的加速度a与车速倒数的关系图像，若汽车质量为4×103 kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30 m/s，求：
(1)汽车的额定功率；
(2)汽车的速度为20 m/s时汽车的加速度的大小。
17．XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，可用于对多种病情的探测。图甲是某种XCT机主要部分的剖面图，其产生X射线部分的示意图如图乙所示。图乙中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内为偏转元件中的匀强偏转场S；经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点P，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示）。已知电子的质量为m，带电荷量为e，MN两端的电压为，偏转场区域水平宽度为，竖直高度足够长，MN中电子束距离靶台竖直高度为H，电子束射出偏转场S时速度方向与水平方向夹角为30°，忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。求
（1）求电子刚进入偏转场时的速度大小；
（2）求匀强电场的电场强度E的大小；
（3）求P点距离偏转场右边界的水平距离L的大小。
18、已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，小物块与长木板间的动摩擦因数，圆弧轨道的半径为m，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角为。（不计空气阻力，，，）求：
（1）AC两点的高度差；
（2）小物块到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力大小；
（3）要使小物块不滑出长木板，木板的最小长度。
高二物理开学考试题·答案2024.8.
一、单项选择题
1.C 2.D 3.A 4.C .5.B 6.A 7C 8.A
二、多项选择题
9.ABD 10.ACD 11.ABC 12.AC
三、实验题（14分）　　
13.C（2分）　　（2）0.25（2分）　　（3）不变（2分）
14．(1)D （2分）　 (2)B（2分） (3) 4.10×10-3（2分）　 513（2分）　　
【详解】（1）开关S接1，电源给电容器充电，电路瞬间有了充电电流，随着电容器所带电荷量逐渐增大，电容器两极板间的电压逐渐增大，充电电流逐渐减小，所以此过程中观察到的电流表指针迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0。故ABC错误；D正确。
故选D。
（2）ABC．放电过程中，电容器所带电荷量逐渐减小，根据电容的定义式
可知电容器极板间电压逐渐减小，则放电电流逐渐减小，根据电流的定义式
可知Q-t图像的斜率绝对值逐渐减小。故AC错误；B正确；
D．电容器的电容在充放电过程中是不变的，电容只跟电容器的构造有关。故D错误。
故选B。
（3）由
可知，电荷量为曲线与坐标轴所围成的面积
由
解得
四、计算题
15.（8分）解析：(1)设地球的质量为M，半径为R，火星的质量为M′，半径为R′.宇航员在地球表面有mg＝G，
得g＝G，
同理可知，在火星上有g′＝G
即＝ m/s2
宇航员在火星上受到的重力
G′＝mg′＝222.2 N.
(2)设宇航员起跳的速度为，在地球表面宇航员能跳起的高度
在火星表面宇航员能跳起的高度
综上可知，h＝H＝×1.5 m＝3.375 m.
答案：(1)222.2 N　(2)3.375 m
16.（10分）解析：(1)设汽车的额定功率为P，所受的阻力大小为f.
由题图知，汽车的最大速度为＝30 m/s，此时汽车做匀速直线运动，有F＝f，代入得P＝Fvm
当＝ m-1·s时，a＝2 m/s2
根据牛顿第二定律得： v (P)－f＝ma
由以上关系式可得：f＝4×103 N，P＝1.2×105 W.
(2)当汽车的速度为v＝20 m/s时，根据牛顿第二定律有F－f＝ma
又P＝Fv
联立解得a＝0.5 m/s2.
答案：(1)1.2×105 W　(2)0.5 m/s2
17．（14分）（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据动能定理有
电子刚进入偏转场时的速度大小为
（2）电子在偏转场运动的时间为
电子射出偏转场S时速度方向与水平方向夹角为30°，可得
电子在偏转场的加速度为
匀强电场的电场强度的大小为
（3）作电子离开偏转电场的速度反向延长线，由电子束离开偏转场时速度偏转角正切值
速度偏转角正切值
则
所以电子离开偏转场时速度反向延长线与进入偏转场时的速度方向交于偏转电场宽度的中点，可知
可得
18.（14分）（1） m　　（2）78N　　（3）14.5 m
解：（1）小物块在点的速度为，则
…………………………………………………………………………………1分
求得：m/s………………………………………………………………………………1分
其竖直方向分速度为m/s……………………………………………………1分
设两点的高度差为，则
………………………………………………………………………………………1分
求得：m………………………………………………………………………………1分
（2）小物块由的过程中，由动能定理得
……………………………………………………………2分
解得：m/s……………………………………………………………………………1分
小物块在点时，由牛顿第二定律得：
…………………………………………………………………………………1分
代入数据得：N…………………………………………………………………………1分
由牛顿第三定律可知，小物块在点时对轨道的压力大小为
N…………………………………………………………………………………1分
（3）要使小物块不滑出长木板，设木板的最小长度为，由动能定理得：
…………………………………………………………………………2分
求得：m………………………………………………………………………………1分