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（含答案）

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.和两物体在同一直线上运动的图线如图，已知在第末两个物体相遇，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，小强站在距圆心为处的点不动，关于小强的受力下列说法正确的是．
A. 小强在点不动，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，将质量为的滑块套在直杆上，通过轻绳悬挂质量为的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为。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。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、、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，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，、是这条轨迹上的两点，据此可知，下列说法错误的是( )
A. 三个等势面中，的电势最高 B. 带电质点通过点时的加速度较点大
C. 带电质点通过点时的电势能较点大 D. 带电质点通过点时的动能较点大
5.北京时间年月日，我国长征二号运载火箭搭载神舟十三号载人飞船顺利升空，月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，地球半径为，轨道舱的质量为，距离地面的高度为，引力常量为，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
D. 由已知数据可以求出地球的质量和密度
6.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，，则第一、二种四星系统周期的比值为( )
A. B. C. D.
7.绝缘光滑水平面上有三点，以点为坐标原点，向右方向为正方向建立直线坐标轴轴，点坐标为，点坐标为，如图甲所示。、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，电荷量为的负点电荷，以初速度由点向右射出，则关于负点电荷沿直线运动到点过程中，下列说法中正确的是忽略负点电荷形成的电场( )
A. 负点电荷在段的运动时间小于在段的运动时间
B. 负点电荷由运动到点过程中，随着电势的升高电势能变化越来越快
C. 负点电荷由点运动到点过程中加速度越来越大
D. 当负点电荷分别处于和时，电场力的功率相等
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，盘面上离转轴距离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时，小物块刚要滑动，物体与盘面间的动摩擦因数为设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，星球的半径为，引力常量为，下列说法正确的是( )
A. 这个行星的质量
B. 这个行星的第一宇宙速度
C. 这个行星的同步卫星的周期是
D. 离行星表面距离为的地方的重力加速度为
10.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，质量为的货物在无人机拉力作用下沿竖直方向匀速上升，然后匀速水平移动，空气阻力不能忽略、重力加速度大小为。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，货物机械能增量为
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时的引力势能为为引力常量，、分别为星球和物体的质量，在一半径为的星球上，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随时间变化的图象如图所示，则( )
A. 在该星球表面上以的初速度水平抛出一物体，物体将不再落回星球表面
B. 在该星球表面上以的初速度水平抛出一物体，物体将不再落回星球表面
C. 在该星球表面上以的初速度竖直上抛一物体，物体将不再落回星球表面
D. 在该星球表面上以的初速度竖直上抛一物体，物体将不再落回星球表面
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表示，所挂钩码的总质量用表示。
打点计时器所接的电源为___________填“直流”或“交流”电源。只有满足_________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；
在探究加速度与质量的关系时，应该保持___________ 不变，改变，测出相应的加速度。实验画出的图线如下图所示，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___________ 。
下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：、、、、、、、是计数点，相邻两计数点间还有个点未画出，相邻计数点的间距分别为、、、、、、，测得点距如图所示。已知实验电源的频率为，则根据逐差法导出计算小车加速度的表达式为________________，根据图中的点距数据及电源频率，则可求得小车的加速度_________保留位有效数字。
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来改变小车受到的合力，通过加减钩码来改变小车总质量．
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________。
图乙为实验中得到的一条纸带的一部分，、、、、、、为计数点，相邻两计数点间还有个点未画出，所用交流电的频率为，从纸带上测出，，，，，小车运动的加速度大小为____结果保留三位有效数字。
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。已知当风速为时，细线与竖直方向的夹角为，重力加速度为。
求当风速为时，风对小球作用力的大小；
若风对小球作用力的大小与风速的平方成正比，即，推导风速跟细线与竖直方向夹角之间的关系。
15.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，若汽车启动时都以的加速度做匀加速运动，加速到后做匀速运动通过路口。该路口亮绿灯时间，而且有按倒计时显示的时间显示灯。另外交通规则规定：原在绿灯时通行的汽车，红灯亮起时，车头已越过停车线的汽车允许通过。请解答下列问题：
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？
第问中，不能通过路口的第一辆汽车司机，在时间显示灯刚亮出“”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。
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，第一个司机迟后启动汽车，后一辆车司机都比前一辆迟后启动汽车，在该情况下，有多少辆车能通过路口？
16.如图所示，是长为的绝缘、粗糙平台，平台点放置一质量为、电荷量为的小物块。平台右端的光滑水平桌面上，放有一质量为、长为的长木板，其上表面与平台相齐，右端带有挡板。其上从左端开始，每隔处放有质量为的小物块、、、。在平台区域有竖直向下的电场，平台上各点的电场强度大小与到点距离之间的关系为，小物块与平台间的动摩擦因数为，小物块、、、、与长木板之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现给小物块一个水平向右的瞬时冲量，经过时间小物块滑上长木板。已知小物块未从长木板上滑落，所有碰撞均为弹性碰撞，重力加速度大小为，常量，求：
小物块从平台点运动至右端点时的速度大小；
从小物块与小物块相碰，直到小物块、、、均与长木板保持相对静止时所用的时间；
在小物块运动的整个过程中，作用在小物块上的电场力的冲量和小物块因摩擦而产生的热量。
参考答案
1..
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10..
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12..交流；远大于；
钩码质量；平衡摩擦力过度；
； 。
13..小托盘和砝码 均匀分布
14..解：小球受重力 、细线的拉力 和风的作用力 。根据共点力平衡条件；
依题意，风速为 时， ，其中 为常量。所以
同理，风速为 时
解得。

15..汽车的加速时间
时间内汽车能行驶的位移为
所以 ，由题意知，有辆汽车能通过路口。
设，在时间显示灯刚亮出“”时，第辆车行驶的位移为
此时汽车离停车线的距离为
该车做匀减速直线运动，加速度大小为
设有辆车能通过路口，第辆车能通过路口应满足
代入数据可解得 ，故有辆车能通过路口。

16..小物块获得一初速度有
小物块从端运动到端的过程，由动能定理得
解得
小物块、、、、与长木板打滑时的加速度均为
在未与长木板的挡板相碰前，长木板的加速度为
设历时后，小物块与相碰，有
设历时在后，与长木板的挡板相碰，有
从小物块滑上长木板到、、、、与长木板达共速的过程由动量守恒有
设与长木板的挡板碰后，直到、、、、与长木板达共速历时
从与碰后，到、、、均与长木板保持相对静止所用的时间
小物块运动的整个过程，仅点到点过程受到电场力小物块从端运动到端过程，由动量定理得：
该过程电场力对小物块的冲量大小为
联立解得
小物块从端运动到端过程，因摩擦产生的热量为
小物块滑上长木板直到、、、、与长木板达共速过程，小物块与长木板间因摩擦产生的热量为
在运动的整个过程中，小物块因摩擦而产生的热量为
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