2024-2025学年山东省淄博市高青县第一中学高二（上）开学测试物理试卷（含解析）

2024-2025学年山东省淄博市高青县第一中学高二（上）开学测试
物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.质量为的质点在平面上做曲线运动，在方向的速度图象和方向的位移图象如图所示．下列说法正确的是( )
A. 质点的初速度为 B. 质点所受的合外力为
C. 质点做匀速直线运动 D. 末质点速度大小为
2.如图所示，甲、乙两人在高楼不同窗口向对面的斜面上水平抛出两个质量不等的、小球，分别同时落在斜面上。不计空气阻力，则球比小球( )
A. 先抛出，初速度大
B. 后抛出，初速度大
C. 先抛出，初速度小
D. 后抛出，初速度小
3.如图所示，一轻绳穿过水平桌面上的小圆孔，上端拴物体，下端拴物体。若物体在桌面上做半径为的匀速圆周运动时，角速度为，线速度大小为，物体处于静止状态，则不计摩擦( )
A. 所需向心力大小大于所受重力的大小
B. 所需向心力大小小于所受重力的大小
C. 与成正比
D. 与成正比
4.假设地球绕某恒星做匀速圆周运动，地球到这颗恒星中心的距离是地球到太阳中心的距离的倍。该恒星质量比太阳大一倍。则现在地球绕恒星与原来绕太阳运动相比，下列说法正确的是( )
A. 线速度是原来的 B. 万有引力是原来的
C. 向心加速度是原来的倍 D. 周期是原来的倍
5.一辆正在路面上行驶的汽车，遇到前方有人横穿马路时，司机紧急刹车制动后经过 的距离停下来才避免了一起车祸的发生，若汽车与地面间的摩擦力大小为，则关于刹车过程中汽车与地面间摩擦力做的功，以
下说法中正确的是( )
A. 摩擦力对汽车、地面均不做功 B. 摩擦力对汽车做 的功，对地面做 的功
C. 摩擦力对汽车、地面均做 的功 D. 摩擦力对汽车做 的功，对地面不做功
6.如图所示，货物放在自动扶梯的水平台阶上，随扶梯一起沿斜向上方向做匀速直线运动，下列说法正确的是( )
A. 重力对货物做正功 B. 摩擦力对货物做负功
C. 支持力对货物做正功 D. 合外力对货物做正功
7.如图所示，具有一定初速度的物块，在沿倾角为的粗糙斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力作用，这时物块的加速度大小为，方向沿斜面向下，取，那么在物块向上运动的过程中，下列说法正确的是( )
A. 物块的机械能一定增加
B. 物块的机械能一定减少
C. 物块的机械能不变
D. 物块的机械能可能增加，也可能减少
8.如图所示，，，是匀强电场中的三点，三点的电势分别为，，，，，，可确定该匀强电场的场强大小为
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体，的左端紧靠竖直墙，与竖直墙之间放一光滑圆球，已知的圆半径为球的半径的倍，球所受的重力为，整个装置处于静止状态．设墙壁对的支持力为，对的支持力为，若把向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则、的变化情况分别是( )
A. 减小 B. 增大 C. 增大 D. 减小
10.小河宽，河中各点水流速度与各点到较近河岸边的距离关系为。一小船以速度垂直河岸渡河，则下列说法中正确的是( )
A. 小船渡河时的轨迹为直线
B. 小船渡河时的轨迹为曲线
C. 小船到达距河对岸处，船的渡河速度为
D. 小船到达距河对岸处，船的渡河速度为
11.如图所示，两个圆锥内壁光滑，竖直放置在同一水平面上，圆锥母线与竖直方向夹角分别为和，有，两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A. ，球受到的支持力之比为 B. ，球的向心力之比为
C. ，球运动的角速度之比为 D. ，球运动的线速度之比为
12.光滑水平面上有一边长为的正方形区域处在场强为的匀强电场中，电场方向与正方形的某一条边平行，一质量为、带电荷量为的小球由边的中点，以垂直于该边的水平初速度进入该正方形区域，当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为( )
A. B.
C. D.
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示已知打点计时器所用交流电的频率为，纸带上标出的每两个相邻点之间还有个打出的点未画出在、、、、五个点中，打点计时器最先打出的是__________点，在打出点时物块的速度大小为___________保留位有效数字；物块下滑的加速度大小为__________保留位有效数字．
14.用如图甲实验装置验证、组成的系统机械能守恒。从高处由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有个打下的点图中未标出电源频率，计数点间的距离如图乙所示。已知，，则计算结果保留两位有效数字
在纸带上打下记数点时的速度_____；
在记数点过程中系统动能的增量_____，为了简化计算，设，则系统势能的减少量______；
在本实验中，若某同学作出了图像如图丙所示，为从起点量起的长度，则据此得到当地的重力加速度_______。
四、计算题：本大题共4小题，共46分。
15.汽车以的速度在水平路面上匀速运动，刹车后经过速度变为，若将刹车过程视为匀减速直线运动，求：
从开始刹车起，汽车内发生的位移；
汽车静止前内通过的位移．
16.如图所示，为斜面，倾角为，小球从点以初速度水平抛出，恰好落到点。
求、间的距离及小球在空中飞行的时间；
从抛出开始，经过多长时间小球与斜面间的距离最大？最大距离为多少？
17.一束电子流在经 的加速电场由静止加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示．若两板间距，板长，那么，
电子离开加速电场时速度多大？结果用字母、、表示
要使电子刚好从平行板间边沿飞出，两个极板上应加多大电压？可以得到具体数值
18.如图所示，光滑固定斜面的倾角，为水平面，长度，为光滑的圆弧，半径。一个质量的物体，从斜面上点由静止开始下滑，物体与水平面间的动摩擦因数，轨道在、两点平滑连接。当物体到达点时，继续竖直向上运动，最高点距离点的高度，不计空气阻力，，，取。求：
物体运动到点时的速度大小；
点距离水平面的高度；
物体最终停止的位置到点的距离。
答案解析
1.
【解析】
由方向的速度图象可知，在方向的初速度为，加速度为，受力，由方向的位移图象可知在方向做匀速直线运动，速度为，受力，因此质点的初速度为，受到的合外力为，故A错误，B正确；
C.合外力方向在轴方向上，所以质点初速度方向与合外力方向不在同一条直线上，质点做曲线运动，故C错误；
D.末质点速度应该为，故D错误。
故选B。
2.
【解析】解：球的竖直位移较小，由竖直方向上自由落体运动规律得：可知，运动的时间较短，则先抛出；水平位移较大，由水平方向上做匀速直线运动得：可知，的初速度较大；故B正确，ACD错误。
故选：。
根据平抛运动分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的规律，分别在两个方向上列运动学方程即可。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移。
3.
【解析】物体静止不动，绳子拉力与物体重力相等，物体做匀速圆周运动，绳子拉力完全提供向心力，即，所以所需向心力大小等于所受重力的大小，故AB错误
C.根据向心加速度公式和牛顿第二定律，得，则与成反比，故C错误
D.根据向心加速度公式和牛顿第二定律，得则与成正比，故 D正确。
故选D。
4.
【解析】A.根据万有引力充当向心力
解得线速度
由题意知，恒星的质量是太阳质量的倍，地球到这颗恒星中心的距离是地球到太阳中心的距离的倍，则
，
所以现在地球绕恒星与原来绕太阳运动相比，线速度不变，故A错误；
B.根据万有引力
可知
故现在地球绕恒星与原来绕太阳运动相比，万有引力变为原来的 ，故B错误；
C.由向心加速度 可知，线速度不变，半径变为原来的倍，则向心加速度变为原来的 ，故C错误；
D.由周期
可知，线速度不变，半径变为原来的倍，则周期变为原来的倍，故D正确。
故选D。
5.
【解析】由功的公式，汽车发生了位移，又有摩擦力方向相对于速度方向为反方向，所以摩擦力对汽车做功为，而地面没有发生位移，所以摩擦力对地面没有做功，故ABC错误，D正确。
故选D。
6.
【解析】货物放在自动扶梯上，货物受到竖直向下的重力作用和竖直向上的支持力作用，货物相对于扶梯是静止的，没有相对运动也没有相对运动趋势，货物不受摩擦力作用，所以重力和支持力是一对平衡力，合力为零；因重力与位移夹钝角，故重力对货物做负功；支持力对货物做正功；合力不做功；故C正确，ABD错误。
故选C。
7.
【解析】解：物体的加速度为，方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律得：，解得，
可知和做功的代数和为零，所以在运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒。故C正确，、、D错误。
故选：。
当物体只有重力做功，物体的机械能守恒，结合机械能守恒的条件判断物体的机械能是否守恒．
解决本题的关键理解机械能守恒的条件，只有重力做功，不是只受重力，其它力可以做功，只要做功的代数和为零，机械能仍然守恒．
8.
【解析】如图所示，用把四等分，因此：，，，连结直线便是电场中电势为的等势线。过该等势线上任一点作垂线并指向电势降落方向，便得到一条电场线。如图，两点在场强方向上的距离：，则电场强度
，故ABC错误，D正确。
故选D。
9.
【解析】以为研究对象．设对的支持力与竖直方向的夹角为，球受到重力、墙的弹力和的支持力，如图所示：
根据平衡条件得：，，若把向右移动少许后，减小，减小，增大，则减小，减小，所以墙对的压力减小，对的压力减小，故AD正确，BC错误。
故选AD。
10.
【解析】小船的速度为沿船头指向和顺水流方向的两个分运动的分速度的矢量和，而两个分速度垂直，故当顺水流方向的分速度最大时，合速度最大，合速度的方向随顺水流方向的分速度的变化而变化，故小船到达河中心时速度最大，且运动轨迹为曲线，故A错误，B正确；
C.小船垂直河岸方向前进的距离为时，则水流速度为：，而小船在静水中的速度为，所以船的渡河速度为，故C错误；
D.小船到达离河对岸为，则时，则水流速度为：，而小船在静水中的速度为，所以船的渡河速度为，故D正确；
故选BD。
11.
【解析】A、小球受到重力和支持力，在竖直方向合力为零，如图所示：
则，，解得：，故A错误；
B、受到重力和支持力，合力提供向心力，，，解得，故B正确；
C、根据，可知，解得，故C正确；
D、根据可知，，解得，故D错误。
12.
【解析】若电场方向平行，则粒子做加速或减速直线运动，则离开电场时电场力做功，若做加速运动，则为
若为减速运动，则为：
电场力与初速度方向相互垂直，小球发生偏转，电场力一定做正功；假设受电场力向上，粒子从边离开时，电场力做功为 ，根据动能定理得：

解得：
若从边离开，则电场力做功可能为到 ，根据动能定理可知，粒子动能可能为：
到
故应选BC．
13.；；
【解析】物块加速下滑，速度越来越大，在相等时间内物块的位移越来越大，刚开始时在相等时间内的位移较小，由图示纸带可知，打点计时器最先打出的点是点；
每两个相邻点之间还有个打出的点未画出，相邻计数点间的时间间隔为：
，打出点时的速度大小为：；
由匀变速直线运动的推论可知加速度为：故答案为：；；
14.； ，；．
【解析】解：由于每相邻两个计数点间还有个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔，
根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，
可知打第个点时的速度为：
，
物体的初速度为零，所以动能的增加量为：

系统的重力势能减少，且 的重力势能增加， 的重力势能减少，所以有
由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等，因此在误差允许的范围内，、组成的系统机械能守恒．
本题中根据机械能守恒可知，，
即有：，所以用图象中图象的斜率表示重力加速度，
由图可知，斜率，故当地的实际重力加速度．
故答案为：； ，；．
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点的瞬时速度．
根据点的瞬时速度求出系统动能的增加量，根据下落的高度求出系统重力势能的减小量．
根据机械能守恒定律得出的关系式，根据图线的斜率得出重力加速度的值．
本题全面的考查了验证机械能守恒定律中的数据处理问题，要熟练掌握匀变速直线运动的规律以及功能关系，增强数据处理能力．
15.解：汽车刹车时的加速度：，
则汽车速度减为零所需的时间：．
则内的位移：．
采用逆向思维，汽车在静止前内的位移：．
答：从开始刹车起，汽车内发生的位移为；
汽车静止前秒内通过的位移为．
【解析】根据速度时间公式求出刹车的加速度，从而得出刹车到停止所需的时间，判断汽车是否停止，再结合位移公式求出汽车内的位移．
采用逆向思维，结合位移时间公式求出静止前内的位移．
本题考查运动学中的刹车问题，是道易错题，注意汽车速度减为零后不再运动．
16.解：小球在空中的飞行时间记为，则水平方向位移
竖直方向位移
解得 ，
如图所示
小球的速度方向平行于斜面时，小球离斜面的距离最大，
此时有
故运动时间
此时小球的水平位移为
又此时小球速度方向的反向延长线交横轴于 处，
故小球离斜面的最大距离为

【解析】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式进行求解。
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，抓住位移关系求出运动的时间，从而求出水平距离和间的距离；
将小球的运动分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向，当垂直于斜面方向上的速度为零时，距离斜面最远，根据位移公式求出小球离斜面的最大距离。
17.解：在加速电场中，根据动能定理得，，
解得．
在偏转电场中，偏转位移为，
根据，，
则，
解得．
答：电子离开加速电场时速度为．
要使电子刚好从平行板间边沿飞出，两个极板上应加的电压．
【解析】根据动能定理求出电子离开加速电场时的速度．
根据牛顿第二定律和运动学公式求出偏转位移的表达式，得出偏转位移与极板电压的关系求出所加的电压大小．
解决本题的关键掌握粒子在偏转电场中做类平抛运动的处理方法，结合牛顿第二定律、动能定理和运动学公式综合求解．
18.解：物体由点到最高点，根据机械能守恒得：，
代入数据解得：；
物体由点到点，根据动能定理得：，
代入数据解得：；
从物体开始下滑到停下，根据动能定理得：，
代入数据，解得：，
由于，所以，物体最终停止的位置到点的距离为：。
【解析】本题综合考查机械能守恒定律、动能定理等；在处理该类问题时，要注意认真分析能量关系，正确选择物理规律求解。
由到最高点时，由机械能守恒定律可求得点的速度；
对过程由动能定理可求得下滑的高度；
对全程分析，由动能定理可求得物体滑行的距离，则可求得停止点到点的距离。
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