2024-2025学年广东省广州市越秀区高二（上）开学考试物理试卷（含解析）

2024-2025学年广东省广州市越秀区高二（上）开学考试物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.小越同学在课本中选取了四幅图片，如图所示，他的观点正确的是( )
A. 图甲，喷泉斜向上喷出的水到最高点时的速度为零
B. 图乙，桶内衣物上的水滴被甩出是因为水滴受到离心力的作用
C. 图丙，用不同力度打击弹性金属片，高度一定时，力度越大，球运动时间越长
D. 图丁，液压杆缓慢将车厢顶起过程中货物相对车厢静止，支持力对货物做正功
2.如图所示是小船过河的情景，水流速度恒定，以下分析正确的是( )
A. 若船头指向图中的方向，船可能在点靠岸
B. 若要船过河位移最短，船头应指向图中的方向
C. 若要船过河时间最短，船头应指向图中的方向
D. 若要船过河到达点，船头应指向图中的方向
3.如图所示，实线为电场中方向未知的三条电场线，、两带电粒子以不同速度从点射入电场，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则( )
A. 一定带正电，一定带负电
B. 的动能逐渐减小，的动能逐渐增加
C. 的加速度逐渐减小，的加速度逐渐增加
D. 两个粒子的电势能一个逐渐增加一个逐渐减小
4.年月日嫦娥六号发射成功，月日成功实施近月制动如图所示，并顺利进入环月轨道飞行。假设登月探测器在环月轨道上的点实施变轨，进入椭圆轨道，再由近月点点进入圆轨道，已知轨道的半径为，轨道的半径为，登月探测器在轨道的运行周期为，则登月探测器
A. 在轨道上运行的周期为
B. 从轨道上的点进入圆轨道时，需要点火加速
C. 沿轨道过点比沿轨道上过点时的加速度大
D. 沿轨道运行时，经点和点时的加速度大小之比为
5.澳门特区的澳门塔是亚洲最高的蹦极地，挑战者甲从米的高空跳下，能体验到完全失重的刺激。为了研究蹦极运动过程，做以下简化：将挑战者视为质点，她的运动始终沿竖直方向，不计空气阻力。弹性绳的一端固定在点，另一端与挑战者相连。挑战者从点自由下落，至点弹性绳自然伸直，经过合力为零的点到达最低点，然后弹起来，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 到，甲的加速度一直减小
B. 到，甲的速度先增大后减小
C. 到，绳弹性势能增加量等于甲重力势能的减少量
D. 到，甲重力势能减少量等于甲动能和绳弹性势能增加量之和
6.图甲为沿顺时针方向转动的水平传送带，将一可视为质点的质量的小物块轻放在传送带左端处，时恰好到达右端处，其图如图乙，则( )
A. 间距离为
B. 小物块对传送带做功为
C. 传送带对小物块做功为
D. 小物块与传送带间因摩擦而产生的热量为
7.年月日，中国“天问一号”探测器发射升空，开启了火星探测之旅。已知火星与地球绕太阳公转的轨道半径之比为，火星与地球的质量之比为，火星与地球的半径之比为，则下列说法正确的是( )
A. 火星比地球绕太阳公转的向心加速度大
B. 火星与地球绕太阳运行的动能之比为
C. 火星与地球的第一宇宙速度之比为
D. 地球和太阳的连线与火星和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.足球在空中运动的轨迹如图，若以地面为参考平面，为足球距地面高度，不计空气
阻力，下列表示足球在空中运动的加速度、重力势能随变化的图像正确的是( )
A. B. C. D.
9.如图，截面将空间中的长方体区域分成两个正方体区域，在点固定有正点电荷，点固定有负点电荷，下列说法正确的是( )
A. 点电势高于点的电势
B. 点和点的电场强度相同
C. 点的电场强度小于点的电场强度
D. 一负点电荷自点沿直线运动至点，静电力先做正功后做负功
10.如图为修建高层建筑常用的塔式起重机，起重机将质量的重物由静止开始匀加速竖直吊起，加速度，当起重机输出功率达到最大值后，保持该功率直到重物做速度为的匀速运动，取，不计空气阻力和额外功。则( )
A. 起重机输出的最大功率为
B. 重物做匀加速运动所经历的时间为
C. 重物做匀加速运动所经历的时间为
D. 起重机在第秒末的输出功率为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验，图甲为“向心力演示器”装置，已知挡板、到左右塔轮中心轴的距离相等，到左塔轮中心轴距离是的倍，皮带按图乙三种方式连接左右变速塔轮，每层半径之比由上至下依次为、和。
在探究向心力与角速度的关系时，为了控制角速度之比为，需要将传动皮带调至第_____填“一”、“二”或“三”层塔轮，然后将两个质量相同的钢球分别放在_____挡板填“、”，“、”或“、”处，匀速转动手柄，左侧标尺露出格，右侧标尺露出格，则可得出的结论是_____。
在记录两个标尺露出的格数时，同学们发现要同时记录两边的格数且格数又不是很稳定，不便于读取。于是有同学提出用手机拍照后再通过照片读出两边标尺露出的格数。下列对该同学建议的评价，你认为正确的是______。
A.该方法可行，且不需要匀速转动手柄
B.该方法可行，但仍需要匀速转动手柄
C.该方法不可行，因不能确定拍照时露出的格数是否已稳定
12.某校高一年级同学，在学习机械能守恒定律时，准备做验证机械能守恒的实验，两组同学采用的装置如图甲、乙所示。
第一组同学将图甲中的实验装置安装好后，用手提住纸带上端，松手之后让重物拖着纸带由静止开始下落。回答下列问题：
从打出的多条纸带中找出一条起点清晰的纸带，如图丙所示，其中点为打出的第一个点，、、为从合适位置开始选取的三个连续计时点，已知打点计时器打点频率为。重物的质量为，取，从打点到打点的过程中，重锤的重力势能减少量_____，动能增加量_____在误差允许的范围内，如果两者近似相等，则可验证机械能守恒。结果保留三位有效数字
利用本实验的实验器材，不能完成的实验是_____填选项前字母。
A.研究自由落体运动规律 探究加速度与物体质量大小的关系
C.研究匀变速直线运动的规律 测量重力加速度的大小
第二组同学按图乙将实验装置安装好后，小球静止下垂时球心恰好正对光电门，用手把小球拉至与悬点等高处，且细线伸直，由静止释放小球，已知小球质量为，直径为，细线长为，当地重力加速度大小为，测得小球遮挡光电门的时间为，回答下列问题：
小球通过光电门时的速度大小_____；
若小球下落过程中机械能守恒，则应满足关系式_____。用题中物理量表示
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.用一长的轻质柔软绝缘细线拴一个质量为、电荷量为的小球，细线的上端固定于点，现加一水平向右的匀强电场，平衡时细线与竖直方向成取，，
求细线对小球的拉力；
求匀强电场的场强为多大；
把小球从点移到点，，此时细线与竖直方向成，求电场力对小球做的功和小球电势能的变化量。
14.如图所示的倒“”字型装置中，圆环和轻弹簧套在杆上，弹簧两端分别固定于竖直转轴底部和环，细线穿过光滑小孔，两端分别与环和小球连接，细线与竖直杆平行，整个装置开始处于静止状态。现使整个装置绕竖直轴缓慢加速转动，当细线与竖直方向的夹角为时，使整个装置以角速度匀速转动。已知弹簧的劲度系数为，环、小球的质量均为，重力加速度为，，。求：
装置静止时，弹簧的形变量；
装置角速度为转动时，小孔与小球的之间的线长；
装置由静止开始转动至角速度为的过程中，细线对小球做的功。
15.如图所示，为固定在地面上半径、圆心角的粗糙圆弧轨道，圆弧轨道末端与长木板上表面平滑对接但不粘连，竖直．质量的小物块从固定水平台右端点以的初速度水平抛出，运动至点时恰好沿切线方向进入圆弧轨道，至点时对圆弧轨道的压力大小为，之后小物块滑上木板，始终未从木板上滑下．已知木板质量，小物块与木板间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数，重力加速度，，，忽略空气阻力，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，求：
小物块在点的速度大小；
小物块在点的速度大小；
整个过程中，地面对木板做的功．
答案解析
1.
【解析】A.喷泉斜向上喷出的水到最高点时竖直方向上的速度为零，但水平方向上的速度不为零，A错误；
B.水滴在衣服上的附着力小于其圆周运动所需的向心力时，水滴会做离心运动，从而被甩出去，向心力、离心力都是效果力，不能说水滴受到离心力的作用，B错误；
C.平抛运动在水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动，根据自由落体运动规律
解得
因此球在空中运动的时间只与竖直高度有关，C错误；
D.对货物受力分析可知，支持力的方向与货物上升位移的夹角为锐角，故支持力对其做正功，D正确。
故选D。
2.
【解析】A.若船头朝向，则合速度方向有可能沿图中方向，船可能在点靠岸。故A正确；
B.若要船过河位移最短，则合速度方向沿图中方向，所以船头应该朝向图中的左侧方向。故B错误；
C.若要船过河时间最短，船头应垂直河岸，应朝向图中的方向。故C错误；
D.若要船过河到达点，则合速度方向沿图中方向，所以船头应该朝向图中的左侧方向。故D错误。
故选A。
3.
【解析】根据题意可知，静电力方向沿电场线指向轨迹凹侧，又有正电荷所受电场力的方向与电场强度方向相同，负电荷相反，但不知道电场线方向，则无法判断粒子电性，、粒子速度方向与、粒子所受静电力方向的夹角均为锐角，电场力做正功，由动能定理可知：两粒子的动能都增大，故AB错误；
C.电场线疏密表示场强大小，结合公式 可知，受到的电场力在减小，加速度 在减小，受到的电场力在增大，加速度在增大，故C正确；
D.电场力对、做正功，两个粒子动能均增大，电势能均减小，故D错误。
故选C。
4.
【解析】A.根据开普勒第三定律
得
故A正确；
B.从轨道上的点进入圆轨道时，做近心运动，需要减速，故B错误；
C.万有引力提供向心力，根据
沿轨道过点加速度等于沿轨道上过点时的加速度，故C错误；
D.根据
沿轨道运行时，经点和点时的加速度大小之比为 ，故D错误。
故选A。
5.
【解析】根据题意，到过程甲做自由落体运动，加速度不变，速度增大；到过程，对甲受力分析，由牛顿第二定律
到过程，由于重力不变，弹力增大，加速度减小，由合力方向与运动方向相同，则甲做加速度减小的加速运动；经过合力为零的点速度达到最大；到过程，弹力大于重力，且弹力不断增大，加速度增大，由合力方向与运动方向相反，则甲做加速度增大的减速运动，故AB错误；
根据能量守恒，甲在点重力势能最大，到过程甲重力势能减少量等于甲动能和绳弹性势能增加量之和，而到过程，甲重力势能的减少量大于绳弹性势能增加量，故C错误，D正确。
故选D。
6.
【解析】A.传送带长度即为物块在内发生的位移，即图乙图线与坐标轴所围区域的面积，所以
故A错误；
B.物块对传送带只在加速过程中做功，所以
联立可得
故B正确；
C.传送带对小物块做功为
故C错误；
D.小物块与传送带间因摩擦而产生的热量为
故D错误。
故选B。
7.
【解析】A.由题意可知，火星与地球绕太阳公转的轨道半径之比为 ，即
火星与地球绕太阳做匀速圆周运动，由牛顿第二定律
可知
即火星比地球绕太阳公转的向心加速度小，故A错误；
B.火星与地球绕太阳做匀速圆周运动，由牛顿第二定律
又
则火星与地球绕太阳运行的动能之比为
故B正确；
C.设某天体分别绕火星和地球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律
又
可得火星与地球的第一宇宙速度之比为
故C错误；
D.由开普勒第二定律可知，对同一个行星，太阳与该行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等，故D错误。
故选B。
8.
【解析】足球在空中运动时只受重力，所以加速度为重力加速度，保持不变，故B错误，A正确；
足球在某一高度所具有的重力势能为
即重力势能 与高度成正比，故D错误，C正确。
故选AC。
9.
【解析】A. 离正电荷更近，故 点电势高于 点的电势，故A正确；
等量异种点电荷的电场分布如图所示
截面 为两等量异种点电荷的中垂面， 点为两点电荷连线的中点， 点到 点的距离等于 点到 点的距离，根据对称性可知， 点和 点的电场强度大小相等，方向相同；由于 点到 点的距离大于 点到 点的距离，则 点的电场强度小于 点的电场强度，故BC正确；
D.根据等量异种点电荷产生的电场，可知平面 是等势面，故一负点电荷自 点沿直线运动至 点，静电力不做功，故D错误。
故选ABC。
10.
【解析】A.当牵引力等于重力时功率最大，则起重机输出的最大功率为
选项A正确；
重物做匀加速运动的牵引力
匀加速能达到的最大速度
所经历的时间为
选项B正确，C错误；
D.起重机在第秒末的输出功率为
选项D错误。
故选AB。
11. 三 、 在钢球质量和运动半径一定时，钢球做圆周运动时所需的向心力与角速度的平方成正比

【解析】在探究向心力与角速度的关系时，为了控制角速度之比为 ，由线速度与角速度关系公式 可知，因左、右变速塔轮是皮带传动，则左、右两变速塔轮边缘的线速度大小相等，则角速度与半径成反比，可知需要将传动皮带调至第三层塔轮。
在探究向心力与角速度的关系时，需要使两钢球的转动半径和质量分别相同，因此将两个质量相同的钢球分别放在、挡板处。
匀速转动手柄，左侧标尺露出格，右侧标尺露出格，可知左侧钢球需要的向心力与右侧钢球需要的向心力之比是 ，则可得出的结论是：在钢球质量和运动半径一定时，钢球做圆周运动时所需的向心力与角速度的平方成正比。
由题意可知，在转动手柄时，两边标尺露出的格数虽然不同，但是是同时显示的，即两边显示的格数比例关系不变，与是否需要匀速转动手柄无关，因此用手机拍照后再通过照片读出两边标尺露出的格数，该方法可行，且不需要匀速转动手柄。
故选A。
12.


【解析】从打点到打点的过程中，重锤的重力势能减少量
打点时的速度
动能增加量
利用本实验的实验器材，能完成研究自由落体运动规律实验、研究匀变速直线运动的规律实验以及能测量重力加速度的大小，因为重物下落过程中加速度不变，故不能完成探究加速度与物体质量大小的关系的实验。
故选B。
小球通过光电门时的速度大小
若小球下落过程中机械能守恒，则应满足关系式
13.小球受重力、电场力、拉力而平衡，受力情况如图所示
则有
解得
根据平衡条件有
解得
经分析，小球带正电，把小球从点水平移到点，电场力做负功，根据几何关系
则电场力做功
因电场力做功等于电势能的减小量，则
解得
故电场力对小球做了 的功，电势能变化量为

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【解答】装置静止时，
对环和小球整体：
得弹簧的形变量
对球：由牛顿第二定律得：
解得小孔下方绳长
则
整个装置以角速度匀速转动时，设弹簧的形变量为，
对环，受力平衡：
对小球
解得：
小球的速度：
对球：
竖直方向上升的高度
由动能定理得
解得：细线对小球做的功
【解析】【分析】本题主要考查了水平匀速圆周运动，在分析过程中同时涉及到了受力分析和圆周运动的相关知识，综合考查了多个模块的知识，有一定的综合性。
对环和小球整体，对球进行受力分析，根据牛顿第二定律列出等式求细线的长度；
转动的角速度为时，分析的受力求，再由功能关系分析。
15.物块运动至点时恰好沿切线方向进入圆弧轨道，有
解得
根据牛顿第三定律，小物体受到的支持力为 ，方向竖直向上，对小物块
解得
小物块滑上木板时，设小物块的加速度为 ，初速度为 ，最后共速为 ，小物块
解得
对木板
解得
设达到共速的时间为，则
解得
，
设此过程木板的是位移 ，则有
经分析，物块与木板共速后一起做匀减速直线运动直到速度为零，之后有
得
设此过程位移为 ，有
解得
整个过程中，地面对木板做的功为

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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