2024-2025学年河南省周口市郸城县二校高二（上）开学物理试卷（含答案）

2024-2025学年河南省周口市郸城县二校高二（上）开学物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.一辆汽车正在平直的公路上以加速度匀加速行驶。某时刻，一名乘客在窗口
相对汽车由静止释放一个小铁球，不计空气阻力，则小铁球在空中相对于地面的
运动轨迹可能是( )
A. B. C. D.
2.年月日，搭载三位航天员的神舟十八号飞船成功发射，与空间站组合体成功完成快速交会对接。空间站轨道处的空间存在极其稀薄的空气，如果不加干预，空间站的( )
A. 动能会减小 B. 加速度会减小 C. 机械能会减小 D. 角速度会减小
3.如图所示为拖拉机的传动装置，点在皮带轮的边缘，点在皮带轮的边缘，在传动过程中皮带不打滑，飞轮和皮带轮转动的角速度相同。已知，若飞轮上有一点图中未画出与点的向心加速度大小相等，则点做圆周运动的半径等于( )
A. B. C. D.
4.如图所示为排球比赛时某运动员跳起发球的情形，若球被运动员水平击出后，直接
落入对方场地内，不计空气阻力，则下列关于排球被击出后在空中运动过程中，重力
的功率随时间、下落高度变化的规律，正确的是( )
A. B. C. D.
5.如图所示，平行板电容器的金属板、水平放置，始终与电源两极相连，电路中接有电流计，极板接地。极板间有一带电液滴静止在点，现将某极板沿竖直方向平移一小段距离，发现电流表中有从到的电流，则下列判断正确的是( )
A. 电容器正在充电
B. 液滴向上运动
C. 可能是下极板向下移动
D. 点电势一定减小
6.如图所示，质量为的带电小球用长为的绝缘细线悬于点，带电小球固定于点的正下方，小球静止时与小球在同一竖直面内，和与细线的夹角均为，两带电小球带电量相同，两球均可视为点电荷。已知重力加速度为，静电力常量为，，则小球的带电量为( )
A.
B.
C.
D.
7.某同学对着竖直墙壁练习垫排球，前后两次排球均从点被垫起，两次垫起时排球的初速度大小相等，方向不同，第一次初速度与水平方向夹角为，第二次初速度与水平方向夹角为，两次排球均能垂直打在墙壁上。不计空气阻力，排球可视为质点，和不等，则和的关系正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示的实线为某静电透镜中静电场的等势线，虚线为一个带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，、是运动轨迹上两点，下列说法正确的是( )
A. 粒子一定带正电 B. 粒子一定从运动到
C. 粒子在点加速度一定比在点加速度大 D. 粒子在点速度一定比在点速度大
9.如图所示，水平桌面上有一个光滑的小孔，穿过小孔的细线一端连接在水平桌面上的物块上，一端吊着一个小球，使小球做圆锥摆运动。当小球运动的角速度为时，物块刚好要滑动，这时悬线与竖直方向的夹角为；将物块向小孔移近一些，仍让小球做圆锥摆运动，当小球运动的角速度为时，物块刚好要滑动，这时悬线与竖直方向的夹角为。下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
10.某机车沿直线轨道启动过程中的功率随时间变化规律如图所示。时刻，机车的速度刚好达到最大速度，机车启动过程中受到的阻力恒为，已知机车的总质量为，时刻机车的速度是时刻机车速度的倍，则下列判断正确的是( )
A. 时间内，机车一定做加速度随时间均匀增大的直线运动
B. 时间内，机车运动的加速度一直减小
C. 时刻，机车运动的加速度大小为
D. 时间内，机车运动的平均速度大小为
三、填空题：本大题共1小题，共12分。
11.某同学用力传感器和角速度传感器探究向心力与角速度的关系。质量为的角速度传感器大小忽略不计固定在质量为的小球上，用细线将小球包括角速度传感器悬于力传感器上的点，测得悬点到小球中心的距离为，重力加速度为。
实验时，将小球拉开，使悬线与竖直方向成一定的角度，由静止释放小球，由力传感器测得小球运动过程中细线的最大拉力为，则小球做圆周运动的最大向心力大小为_____用、、、表示；由角速度传感器测得小球运动过程中的最大角速度为，则最大向心加速度大小为_____用、表示；如果等式_____在误差允许的范围内成立，则向心力公式得到验证。
在保持悬线长、小球质量和传感器质量不变的情况下，多次改变小球由静止释放的位置进行实验，由力传感器及角速度传感器测得多组小球做竖直面内圆周运动时细线的最大拉力及小球运动的最大角速度，作图像。如果图像是一条倾斜直线，图像与纵轴的截距等于_____，图像的斜率等于_____，则表明在最低点向心力与_____成正比。
四、实验题：本大题共1小题，共8分。
12.某同学用自由落体法验证机械能守恒定律，已知重物的质量为。
该同学先后进行了两次实验，第一次释放纸带时，状态如图所示，第二次释放纸带时，状态如图所示，则实验操作合理的是______填“第一次”或“第二次”。
按正确合理的方法进行操作，打出的一条纸带如图所示，在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起始点的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，交流电的频率为。从打点到打点的过程中，重物的重力势能减小量_____，动能增加量_____。
若多次实验测得均小于，则可能原因是______填选项序号。
A.存在空气阻力和摩擦阻力
B.打点计时器的工作电压偏高
C.交流电的实际频率小于
五、计算题：本大题共3小题，共34分。
13.我国神舟十八号载人飞船于年月日成功发射，其发射过程简化如下：飞船由火箭送入近地点为、远地点为的椭圆轨道上，在点变轨刚好与预定圆轨道上的空间站实现对接。空间站在预定圆轨道上运行的周期为，预定圆轨道的半径为，椭圆轨道的远地点到地心距离为近地点到地心距离的倍，引力常量为，求：
地球的质量；
飞船在椭圆轨道上正常运行经过点时的加速度大小；
飞船从运动到点，需要的时间至少为多少。
14.如图所示，质量为的物块放在水平桌面上，绕过桌边定滑轮的细线一端连接在物块上，另一端连接在轻弹簧上，轻弹簧的下端吊着质量为的小球。用手托着小球使轻弹簧刚好处于原长，定滑轮与物块间的细线水平，物块与桌面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为，快速撤去手，小球向下运动到最低点时，物块刚好不滑动，重力加速度为，求：
弹簧的最大伸长量；
小球运动到最低点时的加速度大小；
已知弹簧的弹性势能，为弹簧的形变量，则小球向下运动过程中的最大速度为多少。
15.如图所示，空间存在水平向左的匀强电场，一个质量为、电荷量为的带正电小球用长为的绝缘细线悬于电场中的点。将小球拉至与点等高的点，给小球一个竖直向下的初速度，小球在竖直面内做圆周运动，恰好能到达点，与竖直方向的夹角为，重力加速度为，已知电场强度大小，，小球可视为质点，求：
小球在点的初速度大小；
小球运动到圆弧最低点时，细线的拉力大小；
若小球向左运动到速度最大的位置时细线刚好断开，此后当小球运动的速度沿水平方向时，小球的速度大小。
参考答案
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12.第一次

13.设地球质量为 ，由万有引力提供向心力可得
解得地球质量为
飞船在椭圆轨道上正常运行经过点时，由牛顿第二定律可得
可得加速度大小为
椭圆轨道的远地点到地心距离为近地点到地心距离的倍，则椭圆轨道的半长轴为
设椭圆轨道的周期为 ，根据开普勒第三定律可得
解得
则飞船从运动到点，需要的时间至少为
14.小球向下运动到最低点时，物块刚好不滑动，可知此时弹簧弹力大小为
根据胡克定律可知弹簧的最大伸长量为
小球运动到最低点时，对小球根据牛顿第二定律可得
解得小球的加速度大小为
小球向下运动过程中，当弹簧弹力等于小球重力时，小球的速度达到最大，则有
根据系统机械能守恒可得
联立解得小球向下运动过程中的最大速度为
15.设小球在点的初速度大小为 ，从点点过程，根据动能定理可得
解得
小球点点过程，根据动能定理可得
解得
小球运动到圆弧最低点时，根据牛顿第二定律可得
解得细线拉力大小为
小球受到电场力和重力的合力大小为
电场力和重力的合力方向与竖直方向的夹角满足
可得
设小球向左运动到位置速度最大，此时 与竖直方向的夹角为 ，则从点到点过程，根据动能定理可得
解得
此时细线刚好断开，当小球运动的速度沿水平方向时，竖直方向有
小球的速度大小为
其中
联立可得
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