2024-2025学年湖南省长沙一中城南校区高二（上）入学物理试卷（含答案）

2024-2025学年湖南省长沙一中城南校区高二（上）入学物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究，开创了科学实验和逻辑推理和谐结合的重要科学研究方法。图、图分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，下列相关说法正确的是( )
A. 图通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速直线运动
B. 图中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
C. 图中斜面倾角减小到零时，小球一定会一直运动下去
D. 图的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持
2.如图所示，固定在水平面上的光滑斜面长，宽，倾角，一可视为质点的小球从顶端处水平向左射入，恰好从底端点处射出，重力加速度取。则下列说法正确的是( )
A. 小球运动的加速度为
B. 小球从运动到所用时间为
C. 小球从点水平射入时的速度为
D. 小球从点水平射入时的速度为
3.如图所示，卫星、、沿圆形轨道绕地球运行。是极地轨道卫星，在地球两极上空约处运行是低轨道卫星，距地球表面高度与相等是地球同步卫星，则( )
A. 、的周期比大 B. 、的向心力一定相等
C. 、的速度大小相等 D. 、的向心加速度比小
4.在轴上、两点分别放置电荷量为、的点电荷，一带正电的试探电荷在两电荷连线上的电势能随变化关系如图所示，其中、两点电势能为零，段中点电势能最大，则( )
A. 和都是正电荷且
B. 间场强方向沿轴负方向
C. 点的电场强度大于点的电场强度
D. 将一负点电荷从点移到点，电场力先做负功后做正功
5.如图所示，两块较大的金属板、平行放置并与一电源相连，其中板接地取大地电势。开关闭合后，两板间有一质量为、电荷量为的油滴恰好处于静止状态。以下说
法正确的是( )
A. 保持闭合，若将板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，中有的电流
B. 保持闭合，若将板向左平移一小段位移油滴仍处于两极板之间，则油滴仍然静止，中有的电流
C. 若将断开，则油滴立即向下做匀加速直线运动
D. 若将断开，再将板向下平移一小段位移，则油滴仍然保持静止，但油滴的电势能减小
6.如图所示，一个正电荷由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电荷质量为，电荷量为，加速电场电压为。偏转电场可看作匀强电场，极板间电压为，极板长度为，板间距为。不计正电荷所受重力，下列说法正确的是( )
A. 正电荷从加速电场射出时具有的速度
B. 正电荷从偏转电场射出时具有的动能
C. 正电荷从偏转电场射出时速度与水平方向夹角的正切值
D. 正电荷从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.如图，在竖直平面内，一半径为的圆弧轨道和水平轨道在点相切，为圆弧轨道的直径，为圆心，和之间的夹角为，。一质量为的小球沿水平轨道向右运动，经点沿圆弧轨道通过点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用。已知小球在点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。不计一切摩擦，重力加速度大小为。则下列说法正确的是( )
A. 小球在点时速度最大 B. 小球在点时对轨道的压力最大
C. 小球受到的水平恒力的大小为 D. 小球到达点时速度的大小为
8.赛车是最昂贵、速度最快、科技含量最高的运动，是商业价值最高，魅力最大，最吸引人观看的体育赛事。因为影响范围广，知名度高，与世界杯足球赛，奥林匹克运动会，并称为“世界三大运动”。在上海站的一场比赛中，质量为的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度和速度的倒数的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A. 赛车的功率为
B. 赛车做匀加速直线运动
C. 赛车运动过程中所受阻力大小为
D. 当赛车速度大小为时，赛车的加速度为
9.如图所示，质量为长度为的小车静止在光滑水平面上，质量为的小物块可视为质点放在小车的最左端。现用一水平恒力作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的滑动摩擦力为，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为，此过程中，以下结论正确的是( )
A. 小物块到达小车最右端时具有的动能为
B. 小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为
C. 小物块和小车组成的系统因摩擦产生的热量为
D. 小物块和小车增加的机械能为
10.如图，水平放置长为的平行金属板右侧有一竖直挡板。金属板间的电场强度大小为，其方向随时间变化的规律如图所示，其余区域的电场忽略不计。质量为、电荷量为的带电粒子任意时刻沿金属板中心线射入电场，均能通过平行金属板，并打在竖直挡板上。已知粒子在电场中的运动时间与电场强度变化的周期相同，不计粒子重力，则( )
A. 金属板间距离的最小值为 B. 金属板间距离的最小值为
C. 粒子到达竖直挡板时的速率都大于 D. 粒子到达竖直挡板时的速率都等于
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.物理实验小组用如图所示的装置，探究加速度与力、质量的关系。现研究质量不变的情况下，加速度与力的关系。
关于本实验，下列说法正确的是______。
A.必须平衡摩擦力
B.必须控制槽码质量不变
C.必须控制小车质量不变
D.必须保证槽码的质量远小于小车的质量
某同学在实验中得到如图所示的一条纸带两计数点间还有四个计时点没有画出，已知打点频率为，根据纸带可求出小车的加速度大小为______结果保留三位有效数字。
按正确操作完成实验，以弹簧测力计的示数为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图像是一条过原点的直线，如图所示，若直线斜率为，则小车包含定滑轮的质量为______用表示。
12.某实验小组用频闪照相的方法研究平抛运动。该组同学得到小球运动过程中、、、四个点，以为原点，以水平方向为轴，竖直方向为轴，其他点的坐标位置如图所示，不计空气阻力。根据图像中的数据可知：
小球做平抛运动的初速度为______；
小球过点的速度为______；
小球抛出点的坐标为______。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，水平屋顶高，墙高，墙到房子的距离，墙外马路宽，小球从房顶点水平飞出，取
若小球落在墙外的马路上，求小球在空中运动的时间
若小球恰好经过墙顶点后落在马路上，求小球离开房顶时的速度
若小球落在墙外的马路上，求小球离开房顶时的速度的取值范围。
14.如图所示，空间有一水平向右的匀强电场，半径为的绝缘光滑圆轨道固定在竖直平面内，是圆心，是水平方向的半径，是竖直方向的直径。一质量为、电荷量为的小球在圆轨道内，并能够静止在点，与竖直方向的夹角，不计空气阻力已知重力加速度为。求：
电场强度的大小；
若小球从点静止释放，求它运动中速度的最大值。
15.如图所示，虚线左侧有一场强为的匀强电场，在两条平行的虚线和之间存在着宽为、电场强度为的匀强电场，在虚线右侧距为处有一与电场平行的屏。现将一电子电荷量为，质量为，重力不计无初速度地放入电场中的点，最后电子打在右侧的屏上，点到的距离为，连线与屏垂直，垂足为，求：
电子到的速度大小；
电子从释放到打到屏上所用的时间；
电子刚射出电场时的速度方向与连线夹角的正切值；
电子打到屏上的点到点的距离。
参考答案
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13.解：根据得，小球在空中运动的时间．
设小球运动到墙顶点所用时间为
竖直方向上有：，
水平方向上有：
代入数据解得
最小时，小球恰好经过墙顶点后落在马路上，最大时，小球落在马路的最右端．
设的最大值为
竖直方向上有：
水平方向上有：
代入数据解得
所以小球抛出时的速度取值范围大小为 ．
答：小球在空中运动的时间为；
小球离开房顶时的速度为；
小球离开房顶时的速度的取值范围为 ．
14.解：小球能够静止在点，由平衡条件得：
解得：
经分析，点为等效最低点，小球运动到点时速度最大，小球从到，对小球由动能定理得：
解得：
答：电场强度的大小为；
运动中速度的最大值为。
15.解：电子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为，时间为，
由牛顿第二定律得：
由位移公式得：
电子进入电场时的速度为：
解得：
进入电场到屏水平方向做匀速直线运动，时间为：
解得：
电子从释放到打到屏上所用的时间为：
设粒子射出电场时平行电场方向的速度为
由牛顿第二定律得：电子进入电场时的加速度为：


电子刚射出电场时的速度方向与连线夹角的正切值为；
联立解得：
带电粒子在电场中的运动轨迹如图所示：
设电子打到屏上的点到点的距离，
根据上图有几何关系得：
联立解得：
答：电子到的速度大小是；
电子从释放到打到屏上所用的时间是；
电子刚射出电场时的速度方向与连线夹角的正切值是；
电子打到屏上的点到点的距离是。
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