2024-2025学年河北省衡水市故城县郑口中学高二（上）开学物理试卷（含解析）

2024-2025学年河北省衡水市故城县郑口中学高二（上）开学物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于运动的合成与分解，下列说法中正确的是( )
A. 两个速度大小不等的匀速直线运动的合运动一定不是匀速直线运动
B. 两个直线运动的合运动一定是直线运动
C. 合运动是曲线运动时，其分运动中至少有一个是加速运动
D. 合运动是曲线运动时，其分运动中都是加速运动
2.如图所示，两个可视为质点的、相同的木块甲和乙放在转盘上，两者用长为的不计伸长的细绳连接细绳能够承受足够大的拉力，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的倍，连线过圆心，甲到圆心距离，乙到圆心距离，且，，水平圆盘可绕过圆心的竖直轴转动，两物体随圆盘一起以角速度转动，当从开始缓慢增加时，甲、乙与转盘始终保持相对静止，则下列说法错误的是已知重力加速度为( )
A. 当时，乙的静摩擦力恰为最大值
B. 取不同的值时，甲、乙所受静摩擦力都指向圆心
C. 取不同值时，乙所受静摩擦力始终指向圆心；甲所受静摩擦力可能指向圆心，也可能背向圆心
D. 如果时，两物体将相对圆盘发生滑动
3.年月日下午，长征五号火箭成功将我国空间站的首个实验舱“问天”实验舱送入太空与天和核心舱进行对接，随后神舟十四号乘组顺利进入问天实验舱，开启了太空实验的新阶段．如图所示，已知空间站在距地球表面高约的近地轨道上做匀速圆周运动，地球半径约为，万有引力常量为，则下列说法不正确的是( )
A. 空间站中的航天员处于完全失重状态
B. 航天员乘坐的载人飞船需先进入空间站轨道，再加速追上空间站完成对接
C. 若已知空间站的运行周期则可以估算出地球的平均密度
D. 空间站在轨运行速度一定小于
4.如图所示，两个质量相等可视为质点的小球、通过铰链用长为的刚性轻杆连接，球套在竖直杆上，球套在水平杆上，最初刚性轻杆与细杆的夹角为。两根足够长的细杆、不接触、球均可无碰撞通过点，且两杆间的距离忽略不计，将两小球从图示位置由静止释放，不计一切摩擦，重力加速度为。下列说法中正确的是( )
A. 、两球组成系统机械能不守恒
B. 球到达与球等高位置时速度大小为
C. 球运动到最低点时，球速度最大
D. 球从初位置下降到最低点的过程中，刚性轻杆对球的弹力一直做负功
5.如图所示，两根完全相同的四分之一圆弧绝缘棒分别放置在第一、二象限，其端点在两坐标轴上。两棒带等量同种电荷且电荷均匀分布，此时点电场强度大小为。撤去其中一棒后，点的电场强度大小变为( )
A.
B.
C.
D.
6.如图所示，实线是一簇未标明方向的匀强电场的电场线，虚线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，、是轨迹上的两点。则( )
A. 粒子带正电
B. 点的电势高于点的电势
C. 粒子在点的速度大于在点的速度
D. 粒子在点的电势能大于在点的电势能
7.如图所示，三个定值电阻、、的电阻值均不相等，在、之间接一个电源，在、之间接一个电流表，电流表的示数为。现将电源、电流表的位置互调，则电流表的示数( )
A. 可能增大
B. 可能减小
C. 一定不变
D. 由于、、大小关系不知，故无法判定
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图，足够长的水平传送带与斜面在点平滑连接，斜面倾角，质量为的物块从距传送带高为的点静止释放，物块与斜面和传送带间的动摩擦因数均为，传送带顺时针运行速度恒为。已知重力加速度，，。则下列判断正确的是( )
A. 物块第二次经过点的速度为
B. 物块第一次到达传送带最左端的过程中与传送带摩擦生热
C. 物块在斜面上向下运动的路程之和为
D. 物块在斜面上向下运动的路程之和为
9.我国新能源汽车发展迅猛，已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量为的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度启动，其图像如图所示，其中段和段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为，、时刻的速度分别为、，则下列说法正确的是( )
A. 汽车所受的阻力
B. 汽车匀加速运动过程阻力做的功
C. 汽车速度为时的功率为
D. 汽车速度为时的加速度大小为
10.两电荷量分别为和的点电荷固定在轴上的、两点，两点电荷连线上各点电势随坐标变化的关系图像如图所示，其中点电势最高，且，则( )
A. 和都带负电荷
B. 的电荷量小于的电荷量
C. 在、之间将一负点电荷沿轴从点左侧移到右侧，电势能逐渐减小
D. 一点电荷只在静电力作用下沿轴从点运动到点，加速度逐渐变小
三、实验题：本大题共2小题，共13分。
11.在“探究平抛运动的特点”的实验中，可以描绘平抛运动轨迹和求物体做平抛运动的初速度。
下列器材中必需的测量仪器是 。
A.刻度尺
B.秒表
C.天平
图中为什么斜槽底端要保持水平？答： 。
让小球多次从 选填“同一”或者“不同”位置由静止滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置。取下白纸，以为原点，以过点的竖直线、水平线分别为、轴建立坐标系，以平滑曲线描出平抛轨迹。
在探究平抛运动的特点时，下列说法中正确的是 填选项前的字母。
A.应使用密度大、体积小的小球
B.必须测出平抛小球的质量
C.不需要使木板平面与小球下落的竖直平面平行
若小球的水平初速度为，小球落到某点时水平位移为，竖直位移为，求小球在这一点的速度表达式 。
12.导电胶具有粘合和导电功能，在医疗辅助中有广泛应用。某研究性学习小组为探究某种导电胶材料电阻率，把导电胶装入玻璃管中，导电胶两端通过电阻不计的金属片与导线相连，如图甲所示。
在装入导电胶之前，先用游标卡尺测量玻璃管的内径，如图乙所示，应该用游标卡尺的______选填“”“”或“”进行测量，该玻璃管内径为______。
用多用电表粗略测得该导电胶电阻约为，为精确测量其电阻阻值，现有的干电池组、开关和若干导线及下列器材：
A.电压表，内阻约
B.电流表，内阻
C.定值电阻
D.定值电阻
E.滑动变阻器
由于电流表量程偏小，需要对电流表进行合理改装，改装时应选______填器材前面的序号作为分流电阻。
将图中所示器材符号连线，画出实验电路原理图，要求电压和电流的测量范围尽可能大。
测出电压表读数、电流表读数，则该导电胶的电阻 ______用、、、表示
四、简答题：本大题共1小题，共14分。
13.如图所示，倾角为、足够长的粗糙斜面固定在水平地面上，轻绳一端连接质量为的物体，另一端跨过光滑的定滑轮连接质量为的物体，斜面上方轻绳始终与斜面平行且处于伸直状态，已知物体与斜面间的动摩擦因数，物体距地面高度。现将物体、由静止释放，落地后不再弹起，不会与滑轮相撞，物体、可视为质点，重力加速度取，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，求：
物体刚要接触地面时的速度大小；
物体向上滑动的整个过程中与斜面间因摩擦产生的热量。
五、计算题：本大题共2小题，共27分。
14.如图所示，电源电压恒定不变，小灯泡上标有“”字样，滑动变阻器最大阻值为，灯泡电阻不随温度变化。闭合、、，当滑动变阻器滑片位于最右端时，电压表示数为；闭合、，断开，当滑动变阻器滑片位于最左端时，灯泡正常发光。求：
电源电压；
的阻值。
15.固定的光滑绝缘半球槽的半径为，处在水平向右的匀强电场中，一个质量为的带电小球从槽的右端处与球心等高无初速度沿轨道滑下，滑到最低点时，球对轨道的压力为。求：
小球从到的过程中受到的电场力做的功；
带电小球通过点时的加速度大小；
带电小球在滑动过程中的最大速度。
答案解析
1.
【解析】解：、两个匀速直线运动合成，合加速度为零，则合运动仍然是匀速直线运动．故A错误．
、两个直线运动的合运动不一定是直线运动．如平抛运动．故B错误；
、合运动是曲线运动时，其分运动中至少有一个是加速运动．故C正确，D错误；
故选：．
当合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上，合运动是直线运动，不在同一条直线上，合运动是曲线运动．
解决本题的关键掌握判断合运动是直线运动还是曲线运动的方法，关键看合速度的方向与合加速度的方向
2.
【解析】A.甲乙随转盘一起做匀速圆周运动，由于乙的半径较大，故需要的向心力较大，故K，得，，乙的半径大，知乙先达到最大静摩擦力，故A正确；
根据得，，乙的半径大，知乙先达到最大静摩擦力。当角速度增大，绳子出现张力，乙靠张力和静摩擦力的合力提供向心力，甲也靠拉力和静摩擦力的合力提供向心力，角速度增大，绳子的拉力逐渐增大，甲所受的静摩擦力先减小后反向增大，当反向增大到最大值，角速度再增大，甲乙与圆盘发生相对滑动。所以乙所受的静摩擦力方向始终指向圆心，甲所受的静摩擦力方向先指向圆心，然后背离圆心，故B错误，C正确；
D.设角速度为时，此时甲乙发生滑动，此时绳子的拉力为，则，，解得，故时，两物体将相对圆盘发生滑动，故D正确。
本题选错误的，故选B。
3.
【解析】A、空间站中的航天员只受地球的万有引力，处于完全失重状态， A正确
B、航天员乘坐的载人飞船需先进入比空间站低的轨道，再加速追上空间站完成对接， B错误
C、由公式和可推出地球的平均密度， C正确
D、第一宇宙速度是地球卫星的最大运行速度，故空间站在轨运行速度不可能大于，则D正确。
4.
【解析】A.球和球所组成的系统只有重力做功，则机械能守恒，故A错误；
B.根据系统机械能守恒，则球到达与球等高位置时，球速度为零，则，解得，故B错误；
C.当球运动到两杆的交点后再往下运动 ，此时球到达两杆的交点处，球的速度为，球的速度达到最大，则，所以，故C正确；
D.由于系统机械能守恒，球从初位置下降到最低点的过程中，刚性轻杆对球的弹力先做负功后做正功再做负功，故D错误。
故选C。
5.
【解析】解：两根等长带电棒等效成两个同种点电荷，两点电荷在点产生的场强的小为，故撤走一根带电棒后，在点产生的场强为，故ACD错误，B正确。
故选B。
6.
【解析】解：假定粒子由到运动；
A、由图可知，粒子运动轨迹向左偏，则说明粒子在、两处所受的电场力向左，由于不知电场线方向，故无法判断粒子电性，故A错误；
B、由于不知电场线方向，无法判断电势的高低，故B错误；
、粒子在、两处所受的电场力向左，从到的过程电场力做负功，则电势能增加，粒子在点的电势能小于在点的电势能，动能减小，所以粒子在点的速度大于在点的速度，故C正确D错误；
故选：。
由粒子的偏转方向可得出粒子的受力方向，由力的方向与速度方向的夹角可得出电场力做功的正负，由动能定理可得出粒子动能的变化；由电场力做功与电势能的关系可得出电势能的变化。
本题是电场中轨迹问题，关键要能根据轨迹弯曲方向判断出电场力的方向，掌握电场力做正功，电势能减小，判断电势能的大小。
7.
【解析】两种情况下的电路连接如图所示
设电源电压为，，，
在甲图中
电流表的示数为
在乙图中
电流表的示数为
故两次示数相同则
故选C。
8.
【解析】A.物块在斜面上运动的加速度，
物块从点释放后，先沿斜面加速下滑，到达点时速度，
物块在传送带上先匀减速到零后反向加速，则第二次到达点时速度仍为，故A错误
B.物块在传送带上减速运动的加速度大小，减速到零运动的时间，
物块第一次到达传送带最左端的过程中与传送带摩擦生热，故B正确；
物块从点再次冲上斜面时，向上运动的最大距离
解得
再次下滑到斜面底端时的速度
解得
滑上传送带后再次返回到点时速度仍为，
再次沿斜面上滑时向上运动的最大距离
解得
则每次下滑的距离呈等比数列，则物块在斜面上向下运动的路程之和为
，选项C错误D正确。
9.
【解析】A.由图可知，汽车最大速度为 ，当汽车达到最大速度后由
可知
故A正确；
B. 时间内汽车做匀加速运动，由图像可得位移
阻力做负功，所以
故B错误；
C. 内牵引力不变， 时刻
当汽车速度为 时，功率
故C错误；
D.汽车速度为 时，牵引力大小为
根据牛顿第二定律，有
故D正确。
故选AD。
10.
【解析】A、由题图知，越靠近两电荷，电势越低，则和都是负电荷，故A正确；
B、图象的斜率表示电场强度，则点场强为零，据场强的叠加知两点电荷在处产生的场强等值反向，又，所以的电荷量小于的电荷量，故B正确；
C、由题图知，在、之间沿轴从点左侧到右侧，电势先增加后减小，则负点电荷的电势能先减小后增大，故C错误；
D、图象的斜率表示电场强度，则沿轴从点运动到点场强逐渐增大；据可知，电荷只在电场力作用下沿轴从点运动到点，加速度逐渐增大，故D错误。
故选AB。
11. 因为平抛运动的初速度方向是沿水平方向 同一
【解析】解：实验是描绘平抛运动轨迹和求物体做平抛运动的初速度，根据，可知，需要使用刻度尺测量水平和竖直位移，不需要测质量和时间，故A正确，BC错误。
故选：。
小球在实验中做平抛运动，平抛运动的初速度方向是沿水平方向，故斜槽底端要保持水平；
为描绘平抛运动轨迹，每次平抛运动的初速度相同，根据动能定理：可知每次小球应从同一位置由静止滚下；
应使用密度大、体积小的小球，以减小空气阻力，故A正确；
B.根据中结论可知，不需要测出平抛小球的质量，故B错误；
C.实验是要将轨迹描绘在白纸上，需要使木板平面与小球下落的竖直平面平行，故C错误。
故选：。
小球运动到该点的时间为：
小球在该点竖直分速度大小为：
小球在该点的速度表达式为：
故答案为：；因为平抛运动的初速度方向是沿水平方向；同一；；。
根据实验原理分析判断；
根据做平抛运动的条件判断；
根据实验要求和动能定理分析判断；
根据实验注意事项分析判断；
根据运动学公式推导。
本题考查探究平抛运动的特点的实验，要求掌握实验原理、实验器材、实验装置和数据处理。
12.
【解析】在装入导电胶之前，先用游标卡尺测量玻璃管的内径，应该用游标卡尺的测量爪进行测量。
该玻璃管内径为
估测电路可达到的最大电流为
应并联一个分流电阻，其阻值为
故选D。
由于改装后的电流表内阻已知，直接与导电胶串联，电压表测量他们的总电压，由于滑动变阻器最大阻值较小，同时要满足电压和电流的测量范围尽可能大，故应采用分压式接法，电路如图所示
测出电压表读数、电流表读数，流经 的电流为
流经导电胶的电流
导电胶两端电压
故该导电胶的电阻
13.解：灯泡的电阻： ；
当闭合、、，当滑动变阻器滑片位于最右端时，
电路中的电流
电源的电压；
闭合、，断开，当滑动变阻器滑片位于最左端时，
灯泡正常发光，
电路中的电流
两端的电压，
的阻值

【解析】据灯泡的铭牌可求得灯泡的电阻值，由欧姆定律求得电压。
可先由求得的电压值，由灯泡求得电流值，由欧姆定律求得电阻。
考查串并联电路，欧姆定律及功率的内容，是基本公式的应用，简单。
14.解：从物体、由静止释放到物体刚要接触地面时速度大小为的过程。设绳子拉力做功为，对于，根据动能定理
对于，根据动能定理
解得
从物体速度大小为到的过程
解得
物体向上滑动的整个过程中与斜面间产生的热量
解得
。
【解析】本题考查动能定理，从物体、由静止释放到物体刚要接触地面过程中，分别对、利用动能定理求速度，从物体速度大小为到的过程，同样利用动能定理求出的位移，利用焦耳热等于滑动摩擦力乘以相对位移解决。
15.小球从到的过程中受到的电场力做的功
解得
带电小球通过点时的加速度大小
解得
由上面的式子得
设电场力与重力的合力与竖直方向的夹角为
当小球的位置与球心连线与竖直方向成角时速度最大，由动能定理
解得

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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