2024-2025学年湖南省长沙市望城区第一中学高二（上）开学物理试卷（含解析）

2024-2025学年湖南省长沙市望城区第一中学高二（上）开学
物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.下列那个电器利用电流的热效应工作的( )
A. 电视机 B. 电动机 C. 电饭煲 D. 电脑
2.地球表面的平均重力加速度为，地球半径为，引力常量为，用上述物理量估算出来的地球平均密度是 ( )
A. B. C. D.
3.如图所示，为两个等量的异种电荷，以靠近电荷的点为原点，沿两电荷的连线建立轴，沿直线向右为轴正方向，一带正电的粒子从点由静止开始在电场力作用下运动到点，已知点与点关于两电荷连线的中点对称，粒子的重力忽略不计，在从到的运动过程中，下列关于粒子的运动速度和加速度随时间的变化，粒子的动能和运动径迹上电势随位移的变化图线肯定正确的是( )
A. B. C. D.
4.如图所示，一平行金属板与一线圈组成理想的振荡电路，为电源，当开关从掷向的同时，有一电子恰从极板中央飞入间，电子重力可忽略，射入方向与极板平行。则电子( )
A. 可能从上极板边缘飞出，飞出时动能一定增大
B. 可能从下极板边缘飞出，飞出时动能可能不变
C. 可能从上极板边缘飞出，飞出时动能可能不变
D. 可能从下极板边缘飞出，飞出时动能一定减小
5.如图所示为牵引力和车速倒数的关系图像，若汽车质量为。它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，设其最大车速为，则正确的是( )
A. 汽车所受阻力为 B. 汽车车速为，功率为
C. 汽车匀加速的加速度为 D. 汽车匀加速所需时间为
6.如图所示，质量均为的小球、均可视为质点分别穿在光滑竖直杆和光滑
水平杆上，并通过长为的刚性直杆质量不计连接。初始时刻，连接小球、的
刚性杆与竖直方向夹角。已知重力加速度为，将两小球由此位置静止释
放，在两球运动的过程中，下列说法正确的是( )
A. 当刚性杆转动到与竖直方向夹角时，球的速度为
B. 当刚性杆转动到某一位置时，杆上可能没有沿杆方向的力
C. 在球下落到竖直杆末端瞬间即刚性杆处于水平状态，球与水平杆还未产生相互作用力时，球的速度为
D. 在球下落到竖直杆末端瞬间即刚性杆处于水平状态，球与水平杆还未产生相互作用力时，球速度方向水平向右
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.如图所示，直角坐标系平面内，、两点各放置一点电荷，点电场强度沿轴正方向，下列判断正确的是( )
A. 点电荷带正电
B. 点电荷量大于点电荷量
C. 在轴负半轴上某点电场强度为零
D. 从点沿轴正方向电势越来越低
8.某同学以校门口为原点，以向东方向为正方向建立轴，记录了甲、乙两位同学的位移时间图线，如图所示，下列说法中正确的是( )
A. 在时刻，甲的瞬时速度为零，乙的速度不为零
B. 在时间内，甲、乙平均速率可能相同
C. 在时刻，甲、乙两同学相遇
D. 在时刻，乙的速度为零，加速度不为零
9.如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，坐标系内有、、三点，坐标分别为，，，、、三点的电势分别为、、现有一重力不计的电荷量为的带电粒子从坐标原点处以平行于坐标平面的速度垂直电场方向射入电场，恰好通过点。下列说法正确的是( )
A. 粒子带正电 B. 点电势为
C. 粒子从到电势能增加了 D. 粒子从到所用的时间为
10.如图所示，太阳系外的一颗行星绕恒星做匀速圆周运动。由于的遮挡，探测器的同步卫星探测到的亮度随时间做如图所示的周期性变化，该周期与的公转周期相同。已知的质量为，引力常量为。关于的公转运动，下列说法正确的是( )
A. 周期为 B. 半径为
C. 角速度的大小为 D. 加速度的大小为
三、实验题：本大题共2小题，共22分。
11. 在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，实验室提供了以下器材：A.小灯泡
B.滑动变阻器
C.电流表，内阻约
D.电压表，内阻约
E.开关及导线若干
为实验测量误差尽可能小，电流表应选用________填“内”或“外”接法；
为使小灯泡两端电压从零开始连续变化，滑动变阻器应选用__________填“限流式”或“分压式”接法；
综上所述，应选择下图中的_______电路进行实验
利用实验数据画出了如图所示的小灯泡伏安特性曲线。图中，坐标原点到点连线的斜率表示______。则根据此图给出的信息可知，随着小灯泡两端电压的升高，小灯泡的电阻______填“变大”、“变小”或“不变”
12.某实验小组利用单摆测量当地重力加速度的值。
为了较准确地测量重力加速度的值，以下四种单摆组装方式，应选择_____。填序号
如图甲所示为该同学在进行实验时用秒表记录的单摆次全振动所用时间，由图可知该次实验中秒表读数_____；
实验中，测量不同摆长及对应的周期，用多组实验数据做出摆长与周期平方的图像如乙所示，则重力加速度的大小为_____取，结果保留位有效数字。
若测定的数值比当地公认值大，造成的原因可能是______。
A.直接将摆线的长度作为摆长
B.误将次全振动记为次
C.摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了
四、简答题：本大题共2小题，共22分。
13.某天体的质量大约为，但是它的半径只有。
求此天体表面的自由落体加速度。结果保留两位有效数字
贴近该天体表面，求沿圆轨道运动的小卫星的速度。
14.如图所示，在倾角为的固定长斜面上放置一质量，长度的薄板，薄板上表面光滑，开始时用手按住薄板，在薄板的上端处将一质量可视为质点的小滑块无初速度释放，同时放开按住薄板的手，已知薄板与斜面之间、小滑块与斜面之间的动摩擦因数均为，滑块与薄平板下端到达斜面底端的时间差为，重力加速度，，，求：
滑块离开薄板时的速度；
薄板的下端与斜面底端的距离。
五、计算题：本大题共1小题，共12分。
15.如图所示，竖直平行正对放置的带电金属板、，两板间的电势差，板中心的小孔正好位于平面直角坐标系的点；轴沿竖直方向；在的区域内存在沿轴正方向的匀强电场，一质量为，电荷量带正电粒子从板中心处静止释放，其运动轨迹恰好经过点；粒子的重力不计，试求：
粒子到达点的速度；
匀强电场的电场强度；
粒子到达点的动能。
答案解析
1.
【解析】解：、电视机主要根据带电粒子电子在电磁场中受力加速、偏转而工作的，没有利用电流的热效应，故A错误；
B、电动机是通电线圈在磁场中受力转动而工作的，没有利用电流的热效应，故B错误；
C、电饭煲是利用电流热效应工作的，它把电能转化为内能，故C正确；
D、电脑没有利用电流的热效应工作，故D错误；
故选：。
分析各用电器的工作原理，然后答题．
要熟悉常用用电器的工作原理，这有助于解答该类型习题．
2.
【解析】设地球表面有一物体质量为，地球的质量为物体在地球表面时，所受的重力近似等于地球对物体的万有引力，则有，解得，地球体积为，地球密度，A正确．
3.
【解析】等量异种电荷的电场线如图所示。
A.沿两点电荷连线从到，电场强度先变小后变大，一带正电的粒子从点由静止开始在电场力作用下运动到点的过程中，电场力一直做正功，粒子的速度一直在增大。电场力先变小后变大，则加速度先变小后变大。图象切线的斜率先变小后变大，该图是不可能的，故A错误；
B.根据沿着电场线方向电势逐渐降低，电场强度为
先减小后增大，所以图象切线的斜率先减小后增大，则B错误；
C.加速度先变小后变大，方向不变，故C正确；
D.粒子的动能 ，电场强度先变小后变大，则切线的斜率先变小后变大，故D错误。
则选C。
4.
【解析】当开关从掷向后，两板间将产生交变电场设周期为，根据两板间电压的周期性可知，若电子在板间的运动时间为的奇数倍，则电子在板间加速和减速的时间相等，根据对称性可知电子从两板间射出时的竖直分速度为零，此时电子的动能不变，且电子的竖直分位移方向向上。因为电子一定先向上加速，其竖直位移一定向上或等于零，所以电子不可能从两板间中轴线的下方射出。综上所述可知ABD错误，C正确。
5.
【解析】A.当速度为时，牵引车的速度达到最大，做匀速直线运动，此时
A正确；
牵引车的额定功率
匀加速直线运动的加速度
匀加速直线运动的末速度
匀加速直线运动的时间
因为
所以汽车速度为时，功率已达到额定功率，BCD错误。
故选A。
6.
【解析】A.当刚性杆转动到与竖直方向夹角 时，如图所示
由系统机械能守恒得，
联立得
故A错误；
B.由于球初末速度均为，即先做加速运动再做减速运动，故杆上的法向力先给球以推力，再变为拉力，变化瞬间法向力为，故B正确；
C.球下落到竖直杆末端瞬间，由、系统机械能守恒得
解得
故C错误；
球落地瞬间，合速度竖直向下，沿杆方向速度为，故球此时合速度为，故D错误。
7.
【解析】解：、如果、点电荷带电性一致，点电场强度必有轴分量，若、点电荷分别带负电、正电，则点电场强度必有指向轴负方向分量，故点处点电荷带正电，处点电荷带负电，故A错误；
B、由题意点电场强度沿轴正方向，可得，即，解得：，故B正确；
C、由上分析，结合矢量的合成法则，则有：，解得：，因此在轴负半轴上某点电场强度可以为零，故C正确；
D、由于电势沿电场线方向降低，点电荷带负电且电荷量较大，则点左侧电场线沿轴负方向，故沿轴正方向电势越来越高，故D错误。
故选：。
根据点电场强度方向判断、两点点电荷带电性，再根据点竖直方向合场强为计算电荷量大小关系，再根据沿电场线方向电势越来越低判断电势变化。
本题考查点电荷电场的特点以及电场叠加，掌握矢量的合成法则，难度中等，需要熟记点电荷电场分布，同时注意电势的高低与电场线方向关系。
8.
【解析】解：、图线的斜率表示速度，故在时刻，乙的瞬时速度为零，甲的瞬时速度不为零，故A错误；
B、根据图线的斜率表示速度，知在时间内，甲做匀速直线运动，乙先沿负方向做减速直线运动，后沿正方向做加速直线运动，甲、乙能通过的路程可能相等，平均速率可能相等，故B正确；
C、在时刻，两图线相交，甲、乙两同学坐标相同，表示相遇，故C正确；
D、在时刻，乙的位置坐标为零，但速度不为零，故D错误。
故选BC。
9.
【解析】解：连接对角线交于，如图所示；根据图中几何关系可知，；
由于匀强电场平行等距离的电势差相等，则，
解得；
同理，，解得，故DC为等势线；
A、重力不计的电荷量为的带电粒子从坐标原点处以平行于坐标平面的速度垂直电场方向射入电场，恰好通过点，说明沿电场线方向移动一段距离，粒子带正电，故A正确；
B、点电势为，故B错误；
C、粒子从到电场力做正功，电势能减小，电势能减少了，故C错误；
D、粒子从到在沿垂直于电场线方向的位移为，所用的时间为，故D正确。
故选：。
由于匀强电场平行等距离的电势差相等，求解和的电势，找出等势线，根据粒子运动情况确定电性；粒子从到电场力做正功，电势能减小；根据平抛运动的规律求解运动时间。
解决这类带电粒子在电场中运动问题的关键是根据轨迹判断出电场力方向，利用电场中有关规律求解；明确电场力做功与电势能和动能间的关系。
10.
【解析】解：根据图可知，的亮度变化的周期即的公转周期为：，则公转的角速度的大小为：，故A错误，C正确；
B.行星受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律可得：，解得：，故B正确；
D.的加速度大小为，故D错误。
11.外；分压式；；状态灯丝电阻的倒数；变大。
【解析】灯泡正常发光时的电阻：，电流表内阻约为，电压表内阻约为，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法；
灯泡两端电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法；
电流表采用外接法、滑动变阻器采用分压接法，则应采用图所示实验电路；
坐标原点到点连线的斜率表示小灯泡电阻的倒数；则根据此图给出的信息可知，随着小灯泡两端电压的升高，小灯泡的电阻变大。
故答案为：外；分压式；；状态灯丝电阻的倒数；变大。
12.

【解析】为了减小阻力对实验的影响，应选用小钢球，在固定摆线时，应采用夹子夹紧防止摆动中摆线长发生变化。故选D。
小表盘已经过了格，则读数为
根据
可得
从图像中可知斜率
解得
根据
可得
A.直接将摆线的长度作为摆长，测量值偏小，结果偏小，故A错误；
B.由
误将次全振动记为次，使得值偏小，导致测量值偏大，故B正确；
C.摆线上端悬点未固定，摆动过程中出现松动，测量值偏小，导致测量值偏小，故C错误。
故选B。
13.对于在天体表面的物体，有
所以天体表面的自由落体加速度
解得
对于贴近天体表面沿圆轨道运动的小卫星，有

所以小卫星的环绕速度为
解得

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.根据题意，对薄板，由于
可知，小滑块在薄板上往下滑时，薄平板静止不动．设小滑块在板上滑动的加速度为 ，对滑块有
解得
由运动学公式有
解得
滑块在斜面上滑动的加速度为 ，由牛顿第二定律有
可得
设滑块在斜面上滑动时间为 ，有
滑块离开板后板运动的加速度为 ，由
解得
薄板滑至 端所用时间为 ，有
滑块与板下端 到达斜面底端 的时间差为
由以上几式解得

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.解：加速过程，根据动能定理得：
代入数据解得：
粒子在板右侧做类平抛运动，则有：
联立解得：
粒子从到的过程，根据动能定理得：
得：
答：粒子到达点的速度是。
匀强电场的电场强度是；
粒子到达点的动能是。
【解析】对粒子加速过程，根据动能定理求粒子到达点的速度；
粒子在板右侧做类平抛运动，水平分运动是匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，根据分位移公式和牛顿第二定律结合求匀强电场的电场强度；
研究粒子从到的过程，根据动能定理求粒子到达点的动能。
本题考查了带电粒子在匀强电场中的加速和偏转问题，在加速电场中，一般用动能定理求加速获得的速度；在偏转电场中做类平抛运动，将运动分解为垂直电场线的匀速运动和沿电场线的匀加速运动处理。
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