2024-2025学年贵州省遵义市第四中学高二（上）开学考试物理试卷（9月）（含解析）

2024-2025学年贵州省遵义市第四中学高二（上）开学考试
物理试卷（9月）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图所示为遵义四中第五届“骆驼杯”足球赛的比赛场景。下列说法正确的是( )
A. 研究足球形变量的大小时可将足球视为质点
B. 研究足球在空中飞行轨迹时可将足球视为质点
C. 研究足球在空中如何旋转时可将足球视为质点
D. 研究运动员的踢球动作时可将运动员视为质点
2.电动汽车的电机具有输出效率高、响应速度快等特点。某品牌电动汽车以功率在平直公路上匀速行驶，时刻，驾驶人通过控制踏板将功率降低到，接下来保持该功率继续行驶，到时刻汽车又开始匀速行驶设汽车所受阻力不变。则在时间内( )
A. 汽车的速度先减小后增大 B. 汽车的速度先增大后减小
C. 汽车的加速度逐渐减小 D. 汽车的加速度逐渐增大
3.如图所示，关于轴对称的抛物线是机器人在水平地面上的比赛路线，机器人沿该路线从点匀速率运动到点，则该机器人( )
A. 所受合力不变
B. 所受合力始终沿轴负方向
C. 轴方向分速度不变
D. 轴方向分速度先增大后减小
4.“指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。如图所示，球面上点到转轴的距离为。当篮球在指尖上绕轴转动的转速为时，点的向心加速度大小约为 取
A.
B.
C.
D.
5.如图甲所示，太阳系外的一颗行星绕恒星做匀速圆周运动。由于的遮挡，探测器探测到的亮度随时间做如图乙所示的周期性变化，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，下列说法正确的是( )
A. 周期为 B. 半径为
C. 线速度的大小为 D. 角速度的大小为
6.如图甲所示，环形电流在金属圆环中心产生的磁感应强度大小为。若将圆环去掉一段圆心角为的圆弧，如图乙所示，保持电流大小不变，则该环在中心产生的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
7.用如图甲所示的电路研究电容器两端的电压变化，从开始，开关接“”，时把开关改接到“”，得到电容器两端的电压随时间变化的图像如图乙所示。已知电容器的电容为，，则整个过程电路中产生的焦耳热为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在到的范围内，边长为的正方形闭合线圈从图示位置向右运动，运动过程中、边始终平行于轴。当边在哪些范围内运动时线圈中有感应电流产生？( )
A. B. C. D.
9.如图所示，电源电动势不变，内阻，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为，则( )
A. 当滑动变阻器接入电路的阻值为时，电源的输出功率最大
B. 当滑动变阻器接入电路的阻值为时，电源的输出功率最大
C. 当滑动变阻器接入电路的阻值为时，滑动变阻器消耗的功率最大
D. 当滑动变阻器接入电路的阻值为时，滑动变阻器消耗的功率最大
10.如图所示，电荷量为的两个正点电荷放置于正方体的顶点、，正方体的边长为，静电力常量为，则下列说法正确的是( )
A. 顶点和的电势相等
B. 顶点和的电势不相等
C. 顶点的电场强度大小为
D. 顶点的电场强度大小为
三、填空题：本大题共1小题，共6分。
11.用玻璃管演示红蜡块运动的实验过程如图所示，红蜡块在水平方向和竖直方向均做匀速直线运动。以红蜡块开始运动的时刻为计时零点，运动的起点为坐标原点，水平方向为轴，竖直方向为轴建立平面直角坐标系。红蜡块沿水平方向和竖直方向的速度大小分别为、。
时间内红蜡块沿轴方向的位移大小为_____用、表示，合速度大小为_____用、表示；
实际情况下，红蜡块在竖直向上做的是先加速后很快匀速的运动，则实验中观察到红蜡块的运动轨迹大致为______填标号。
A. ． ．
四、实验题：本大题共1小题，共10分。
12.某实验小组为了尽量精确地测量干电池的电动势和内阻，找到了如下器材：干电池、电压表量程，内阻约、电流表量程、滑动变阻器、开关和导线若干。
用如图甲所示电路测量电流表的内阻，闭合开关，电压表和电流表的示数如图乙所示，则电流表的内阻_____保留位有效数字；
用如图丙所示电路测量干电池的电动势和内阻，导线端应连接到_____填“”“”或“”接线柱上；
正确连接电路，若电压表示数、电流表示数、干电池内阻和电流表内阻分别用、、和表示，则干电池的电动势_____用、和表示；
调节滑动变阻器测得多组电表示数，并据此作出如图丁所示的图像，则干电池的电动势_____保留位有效数字，内阻_____保留位小数。
五、计算题：本大题共3小题，共41分。
13.如图所示，某物流公司为了把货物运送到高度为的高台，在地面上架设了一个由水平台阶组成的传送装置与自动扶梯类似，该装置与水平地面的夹角为。现把一质量为的货物放在最下层台阶上、货物随传送装置由静止以恒定加速度向上运动。重力加速度大小为。求：
货物从最下层台阶传送到高台的时间；
货物在传送过程中受到的支持力和摩擦力的大小。
14.如图所示，竖直平面内的光滑圆形轨道与水平轨道在点平滑相接，轨道半径为，水平轨道段粗糙且长度为，段光滑。现将轻质弹簧水平放置，一端固定在点，处于原长时另一端恰好在点。一质量为的小滑块从距离圆形轨道点正上方处由静止释放，从点沿切线无机械能损失地进入圆形轨道。小滑块视为质点，小滑块与段间的动摩擦因数为，重力加速度大小取。
求小滑块与弹簧相碰过程中弹簧的最大弹性势能；
小滑块与弹簧第一次分离后，求小滑块运动到圆形轨道上到达最大高度时对轨道的压力大小。
15.如图所示，空心圆柱体的半径为、长为，内表面涂有荧光粉，中间为某电学器件。该电学器件由阴极和阳极构成，中间阴极是一根长为的细长直导体，阳极是环绕阴极且半径为的金属网罩。从阴极均匀发射的电子初速度不计，经加速后从阳极小孔水平射出，撞到内壁被吸收，可使内壁发光。已知阴、阳两极之间所加电压恒为，电子质量为、电荷量为，电子重力、电子间相互作用力以及其他阻力均不计。
求电子从阳极射出时的速度大小；
若在阳极与圆柱体内壁之间加沿轴线方向的匀强电场，恰好能够使上表面处于阳极与圆柱体内壁之间的荧光粉发光，求所加电场的电场强度的大小和方向；
若在阳极与圆柱体内壁之间加沿轴线方向的匀强电场，求撞到上表面的电子数与总电子数之比与电场强度大小的函数关系。
答案解析
1.
【解析】研究足球形变量的大小和在空中如何旋转时足球的形状和大小不能忽略，故不可将足球视为质点，故AC错误；
B.研究足球在空中飞行轨迹时足球的形状和大小可以忽略，可将足球视为质点，故B正确；
D.研究运动员的踢球动作时运动员的形状和大小不可忽略，不可将运动员视为质点，故D错误。
故选B。
2.
【解析】电动汽车以额定功率在平直公路上匀速行驶，则有
在 时刻突发故障使汽车的功率减小一半，由于速度来不及变化，可知此时牵引力减小为原来的一半，即牵引力小于阻力，根据牛顿第二定律可得
加速度方向与速度方向相反，汽车开始做减速运动，速度减小，导致牵引力增大，可知汽车的加速度逐渐减小，当牵引力增大到等于阻力时，加速度减少到，又做匀速直线运动；故这段时间内汽车做加速度逐渐减小的减速运动。
故选C。
3.
【解析】机器人沿该路线从点匀速率运动到点，合外力不做功，可知合外力方向与速度方向垂直，机器人做曲线运动，速度方向时刻变化，故所受合力方向时刻变化，所受合力是变化的，所受合力不是始终沿轴负方向，故AB错误；
设机器人速度与 轴正方向的夹角为 ，设机器人运动的速率为 ，机器人沿该路线从点匀速率运动到点，轴方向分速度为
由图可知 先减小后增大，则轴方向分速度先增大后减小，故C错误，D正确。
故选D。
4.
【解析】根据向心加速度公式得
故选B。
5.
【解析】A.由图可知探测器探测到的亮度随时间变化的周期为
则的公转周期为 ，故A错误；
B.绕恒星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
解得半径为
故B错误；
的角速度为
故线速度为
故C正确，D错误。
故选C。
6.
【解析】将圆环看成无数段极小的电流元，根据安培定则可知每个电流元在产生的磁感应强度方向相同，大小相同，若将圆环去掉一段圆心角为 的圆弧，则该环在中心产生的磁感应强度大小为
故选A。
7.
【解析】充电完成后电容器的带电量为
设此时电容器储存的能量为 ，根据图像可知电源电动势为 ，该过程中电源的非静电力做功为
转化为电容器储存的能量和电路中的焦耳热，故充电过程中电路中的焦耳热为
放电过程中根据能量守恒可知，电容器储存的能量转化为电路中通过电阻时的焦耳热，可得
故整个过程电路中产生的焦耳热为
故选D。
8.
【解析】根据法拉第电磁感应定律可知当线圈的磁通量发生变化时，闭合线圈中有感应电流产生，故可知线框刚进入磁场到完全进入磁场间和刚出磁场时到完全离开磁场时有感应电流产生，即边在和时线圈中有感应电流产生。
故选BD。
9.
【解析】根据电路知识可知当电源的输出功率最大，外电路电阻等于内阻，则此时滑动变阻器阻值为 ，故A正确，B错误；
将电阻等效为电源内阻，则当滑动变阻器阻值为时，变阻器消耗的功率最大，故C错误，D正确。
故选AD。
10.
【解析】顶点到两个正点电荷的距离都为 ，顶点 到两个正点电荷的距离都为 ，故顶点的电势比顶点 电势大，故A错误，B正确；
根据点电荷的场强公式和场强的叠加法则可知顶点的电场强度大小为
根据几何知识可知顶点 与两点的连线夹角为 ，故顶点 的电场强度大小为
故C正确，D错误。
故选BC。
11.

【解析】时间内红蜡块沿轴方向的位移大小为
合速度大小为
红蜡块在竖直向上做的是先加速后很快匀速的运动，由于水平方向速度不变，可知在加速过程中运动相同的水平位移时，时间相同，由于竖直方向速度在增大故该段过程相同水平方向位移间隔内竖直方向的位移在增大，即图线向下凸起。
故选C。
12.


【解析】图中电压表示数为 ，电流表示数为 ，故电流表的内阻为
由于电流表的内阻已知，故选择电流表相对电源内接时可消除系统误差，故导线端应连接到接线柱上；
根据闭合电路欧姆定律得
根据前面分析可得
结合图像可知
，
解得
13.由图可知，货物沿斜面的位移为 ，根据运动学公式有
解得
对物体受力分析如图所示
将加速度沿水平方向和竖直方向分解，可得
，
可得
，

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.从开始到小滑块与弹簧相碰过程中，根据能量守恒可得弹簧的最大弹性势能为
设小滑块运动到圆形轨道上到达最大高度为 ，此时与点连线与水平方向的夹角为 ，根据能量守恒得
解得
到达最高点时对小滑块分析可知此时速度为，故可得
解得
根据牛顿第三定律可得对轨道的压力大小为

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.设电子从阳极射出时的速度大小为，由动能定理得
解得
由题意可知，要使电子向上运动，则电子得受到向上的电场力，故匀强电场的电场强度方向应沿轴线向下。为了恰好能够使上表面处于阳极与圆柱体内壁之间的荧光粉发光，设电场强度大小为，此时从阳极下表面飞出的电子做类平抛运动，恰好落到圆柱体内壁与上表面的交界处，则
解得
当电场强度方向沿轴线向上时，没有电子撞到上表面，此时 。
当电场强度方向沿轴线向下时，由问可知：
当 时，所有电子将撞到上表面，此时 ；
当 时，没有电子撞到上表面，此时 ；
当 时，只有在阳极上到上表面的距离小于的位置射出的电子才能到达上表面，其中 ，则
解得
综上所述，撞到上表面的电子数与总电子数之比与电场强度大小的函数关系为
电场强度方向沿轴线向上
电场强度方向沿轴线向下

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
第1页，共1页