云南省昆明市云南师范大学附属中学2023-2024学年高二上学期开学考试物理试题

2023-2024学年第一学期期初开学考试

高二物理

注意事项：

1. 答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在  答题卡上的指定位置。用 2B 铅笔将答题卡上试卷类型 A 后的方框涂黑。
2. 选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3. 非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4. 考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。

一、选择题；本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．

1．真空中有两个完全相同、带异种电荷的导体小球A和B（可视为点电荷），小球A所带的电荷量多于小球B。将两小球固定在空间某两点时，它们之间库仑力的大小为F。将两小球互相接触后再放回原处，它们之间库仑力的大小为，则小球A所带电荷量的绝对值是小球B的（    ）

A．5倍 B．4倍 C．3倍 D．2倍

2．在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是（　　）

A．甲图中与点电荷等距的a、b两点

B．乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点

C．丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点

D．丁图中非匀强电场中的a、b两点

3．如图所示，倾角的斜面上有一木箱，木箱与斜面之间的动摩擦因数。现对木箱施加一拉力F，使木箱沿着斜面向上做匀速直线运动。设F的方向与斜面的夹角为，在从0逐渐增大到53°的过程中，木箱的速度保持不变，则（　　）

A．F先减小后增大 B．F先增大后减小

C．F一直增大 D．F一直减小

4．卫星M在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，一段时间后在A点变速进入轨道Ⅱ，运行一段时间后，在B点变速进入轨道半径为轨道Ⅰ轨道半径5倍的轨道Ⅲ，最后在轨道Ⅲ做匀速圆周运动，在轨道Ⅲ上的速率为v，则卫星在轨道Ⅱ上的B点速率可能是（　　）

A． B．

C． D．

5．“天问一号”于2020年7月23日成功发射，经过多次变轨，于2021年5月15日成功着陆火星，着陆后“祝融号”火星车成功传回遥测信号。已知“天问一号”在距火星表面高度为的圆形轨道上运行的周期为，火星的半径为，引力常量为，忽略火星自转的影响，则以下说法正确的是（　　）

A．“天问一号”在地球上的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

B．“天问一号”在着陆火星的过程中，引力势能增大，动能减少，机械能守恒

C．火星的平均密度为

D．火星的第一宇宙速度为

6．A、B两物体的质量之比mA：mB=2：1，它们以相同的初速度v0在水平面上仅在摩擦力作用下做匀减速直线运动，直到停止，其v-t图像如图所示．此过程中，A、B两物体受到的摩擦力分别为FA、FB，A、B两物体受到的摩擦力做的功分别为WA、WB，则（　　）

A． B．

C． D．

7．如图所示，一带正电的小球在匀强电场中，受到的电场力与小球的重力大小相等，以初速度v0沿ON方向做加速度不为零的匀变速直线运动，ON与水平面的夹角为30°。不计空气阻力，重力加速度为g。则（　　）

A．电场力方向可能水平向左

B．小球可能做匀加速直线运动

C．小球的加速度大小一定小于g

D．经过时间小球的速度方向发生改变

8．一轻质弹簧一端固定在倾角为的光滑斜面的底端，另一端拴住质量不计的物块P，Q为质量为的重物，弹簧的劲度系数为，系统处于静止状态。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上匀加速运动，已知在前内F为变力，以后F为恒力（），则以下分析正确的是（　　）

A．P、Q一起匀加速运动的加速度为 B．F的最小值为，F的最大值为

C．P、Q分离时弹簧为压缩状态 D．若Р为有质量的物体，P、Q分离时弹簧为原长

二、选择题；本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得4分，有选错的得0分，部分选对的得2分．

9．下列说法正确的是（　　）

A．打雷时，人呆在木屋里要比呆在汽车里安全

B．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为零

C．燃气灶点火器的放电电极做成针形是为了利用尖端放电现象

D．超高压带电作业的工人穿绝缘服比穿含金属丝的工作服安全

10．如图所示，两个固定的等量正点电荷相距为2L，其连线中点为O，以O为圆心、0.5L为半径的圆与两正点电荷间的连线及连线的中垂线分别交于a、b和c、d，以O为坐标原点、垂直ab向上为正方向建立Oy轴。取无穷远处电势为零，则下列判断正确的是（　　）

A．a、b两点的场强相同

B．Oy轴上沿正方向电势随坐标y的变大而减小

C．Oy轴上沿正方向电场强度的大小随坐标y的变大而增大

D．将一试探电荷自a点由静止释放，若不计电荷重力，试探电荷将在a、b间往复运动

11．如图，∠M是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q（q>0）的点电荷固定在P点。下列说法正确的是（　　）

A．沿MN边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大

B．沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小

C．正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大

D．将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负

12．两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v=6m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量4kg的物块C静止在前方，如图所示，B与C碰撞后二者会粘在一起运动，则下列说法正确的是（　　）

A．B、C碰撞刚结束时BC的共同速度为3m/s

B．弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为3m/s

C．弹簧的弹性势能最大值为12J

D．弹簧再次恢复原长时A、B、C三物块速度相同

三、实验题:20分

13．某学习小组用小球1与小球2正碰（对心碰撞）来验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽平滑连接．安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下铅垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，认为其圆心就是小球落点的平均位置；

步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘处的B点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；

步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。

（1）在上述实验操作中，下列说法正确的是        。

A．小球1的质量一定大于小球2的质量，小球1的半径可以大于小球2的半径

B．斜槽轨道末端必须调至水平

C．重复实验时，小球在斜槽上的释放点可以不在同一点

D．实验过程中，白纸需固定，复写纸可以移动

（2）以下提供的器材中，本实验必需的有       。

A．刻度尺            B．游标卡尺            C．天平            D．秒表

（3）设小球1的质量为m1，小球2的质量为m2，MP的长度为l1，ON的长度为l2，则本实验验证动量守恒定律的表达式为                                    。

14．某同学在做“测定木板与木块间动摩擦因数”的实验时，设计了两种实验方案．

方案一：木板固定，用弹簧测力计拉动木块，如图a所示。

方案二：用弹簧测力计钩住木块，用力拉动木板，如图b所示。

除了实验必须的弹簧测力计、木块、木板、细线外，该同学还准备了若干重力均为2.00N的砝码。

（1）上述两种方案中，你认为更合理的方案是          （选填“方案一”或“方案二”）。

（2）该同学在木块上加放砝码，改变木块对木板的压力，记录了5组实验数据，如下表所示：

请根据上述数据在图c坐标纸上做出摩擦力f和砝码对木块的压力F的关系图象（以F为横坐标，选择合适的标度）。(       )

（3）由图象可知，木块与木板间的动摩擦因数为          （保留2位有效数字）。

四、解答题：40分

15．如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，又沿偏转电场极板间的中心轴线从点垂直射入偏转电场，并从另一侧射出打到荧光屏上的点，点为荧光屏的中心。已知电子质量，电荷量，加速电场电压，偏转电场电压，极板的长度，板间距离，极板的末端到荧光屏的距离（忽略电子所受重力）。求：

（1）电子射入偏转电场时的初速度；

（2）电子打在荧光屏上的点到点的距离；

（3）电子经过偏转电场过程中电场力对它所做的功。

16．如图所示，在平面直角坐标系xoy中第1象限存在沿y轴负方向的水平匀强电场，在x轴下侧平面内某处固定着一点电荷（设匀强电场与点电荷电场以x轴为界互不影响），一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入第4象限，此后在点电荷作用下做匀速圆周运动，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出，OP＝3R。不计粒子重力，静电力常量为k，求：

（1）MN两点间的电势差UMN；

（2）固定x轴下侧平面内的点电荷电量Q；

（3）匀强电场的电场强度。

17．如图所示，在xOy直角坐标系中，第一象限内的等腰直角三角形ABO区域内有水平向左的匀强电场（电场强度大小未知），在第二象限边长为L的正方形CBOM区域内有竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E0，现有一带正电粒子（重力不计）从AB边上的A点由静止释放，恰好能通过M点．

(1)求ABO区域内的匀强电场的电场强度大小E1；

(2)若ABO区域内的匀强电场的电场强度为3E0，要使从AO线上某点由静止释放题述相同的带电粒子，通过坐标为（－2L，0）的点，求释放点的坐标．

物理参考答案

1．A

设小球B所带的电荷量大小为Q，小球A所带的电荷量大小为nQ，开始两小球的库仑力大小为

两小球接触后再分开，两小球电荷量的绝对值为，放回原处后两小球的库仑力大小为

联立两式解得

或

因为小球A所带的电荷量多于小球B，所以n=5。

故选A。

2．C

A．电场线的切线方向表示电场强度的方向，a、b两点的电场强度大小相等，方向分别沿a、b点切线向外，不是相反，故A错误；

B．a、b两点的电场强度大小相等，方向分别沿a、b点切线向右，所以两点电场强度大小相等，方向相同，故B错误；

C．a、b两点的电场强度大小相等，a点电场强度方向竖直向上，b点电场强度方向竖直向下，故C正确；

D．a点的电场强度大于b点的电场强度，方向分别沿a、b点切线斜向右下方，故D错误。

故选C。

3．A

对物体受力分析如图

木箱沿着斜面向上做匀速直线运动，根据平衡条件，合力为零，在垂直斜面方向，有

在平行斜面方向，有

其中：

联立解得

当时F最小，则在从0逐渐增大到53°的过程中，F先减小后增大。

故选A。

4．C

令轨道Ⅰ轨道半径为R，则有

在轨道Ⅲ上有

解得

由A运动到B机械能守恒，则有

由于

解得

根据椭圆的对称性可知，椭圆在A、B两点的弯曲程度相同，即这两位置曲率圆的曲率半径相等，则有

解得

故选C。

5．D

A．由于“天问一号”飞到火星位置时，已经脱离地球的束缚，但没有脱离太阳的束缚，因此在地球上的发射速度介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之间，A错误；

B．“天问一号”在着陆火星的过程中，火星引力做正功，因此引力势能减少，动能增加，机械能守恒，B错误；

C．由于

①

而

可得火星的密度

C错误；

D．根据

②

①②联立解得火星的第一宇宙速度

D正确。

故选D。

6．D

AB．由动能定理可知

由于A、B两物体仅受摩擦力做功，质量之比mA：mB=2：1，因此两物体受到的摩擦力做的功之比为

AB错误；

CD．根据v-t图像的斜率可知两物体加速度之比为2:1，根据牛顿第二定律可得

可得

C错误，D正确。

故选D。

7．D

ABC．小球做匀变速直线运动，合力方向一定和速度方向在同一直线上，即在ON直线上，因为mg=qE，所有电场力qE与重力关于ON对称，根据几何关系可知，电场力qE与水平方向夹角为30°，受力情况如图所示：

合力沿ON方向向下，大小为mg，所以加速度为g，方向沿ON向下，与速度方向相反，粒子做匀减速直线运动，故ABC错误；

D．当粒子减速为零时，所用时间为t，则

故经过时间，小球速度刚好减为零，然后反向加速，即小球的速度方向发生改变，故D正确。

故选D。

8．A

AC．P、Q静止时，设弹簧压缩量为x，则

    ①

0.2s时P、Q分离，由于P质量不计，合力为零，此时P、Q间无弹力，弹簧恢复原长，则Q在0.2s内

    ②

带入数据可得

    ③

故A正确，C错误；

B．设P、Q间作用力大小为FPQ，弹簧弹力为FT，对P

    ④

对Q

⑤

在P、Q加速上移过程中，FT在逐渐较小，FPQ逐渐减小，F逐渐增大，故0s时的F是最小值Fmin，0.2s时的F是最大值Fmax。

0s时

⑥

带入⑤式可得

⑦

0.2s时

⑧

带入⑤式可得

故B错误；

D．若P有质量，则刚要分离时，P合力也要沿斜面向上，弹簧必须有沿斜面向上的弹力，应处于压缩状态，D错误。

故选A。

9．BC

A．一辆金属车身的汽车可以起到静电屏蔽的作用，也是最好的“避雷所”，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会将闪电的电流导入地下，打雷时，呆在汽车里更安全，故A错误；

B．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为零，故B正确；

C．因为电荷集中于形状比较尖端的地方，即尖端放电，故燃气灶的电子点火器的放电电极做成针形比较好，故C正确；

D．电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的工作服，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业，故D错误。

故选BC。

10．BD

A．根据两等量正点电荷电场特点，a、b两点的电场强度大小相同，方向相反，A错误；

B．根据点电荷电场强度公式，结合矢量的合成法则，则有Oy轴上沿正方向的电场强度方向沿着y轴正方向，那么电势随坐标y的变大而减小，B正确；

C．根据点电荷电场强度公式

结合矢量的合成法则可知，O点的场强为零，无穷远处场强也为零，因此Oy轴上沿正方向电场强度的大小先增大后减小， C错误；

D．将一试探电荷+q自a点由静止释放，若不计电荷重力，试探电荷在O点左边受到向右的电场力，而在O点右边时，受到向左的电场，则将在a、b间往复运动，D正确。

故选BD。

11．BC

A．点电荷的电场以点电荷为中心，向四周呈放射状，如图

是最大内角，所以，根据点电荷的场强公式（或者根据电场线的疏密程度）可知从电场强度先增大后减小，A错误；

B．电场线与等势面（图中虚线）处处垂直，沿电场线方向电势降低，所以从电势先增大后减小，B正确；

C．、两点的电势大小关系为，根据电势能的公式可知正电荷在点的电势能大于在点的电势能，C正确；

D．正电荷从，电势能减小，电场力所做的总功为正功，D错误。

故选BC。

12．BC

A．由题意可知，B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰撞后瞬间B、C两者的共同速度为vBC，规定向右为正方向，由动量守恒定律可得

解得    

 A错误；

B．当A、B、C三物块的速度相等时，弹簧的弹性势能最大，A、B、C三物块组成的系统动量守恒，规定向右为正方向，由动量守恒定律可得

解得

即物块Ａ的速度为3m/s，B正确；     

C．由能量守恒定律可得弹簧的弹性势能最大值为

C正确；

D．设弹簧再次恢复原长时A的速度为v1，B、C速度为v2，从B、C碰撞后到弹簧再次恢复原长的运动中，三物块组成系统动量守恒，机械能守恒，则有

联立解得

v1=0

v2=4m/s

或

v1=2m/s

v2=6m/s

（不合理，舍去）

D错误。

故选BC。

13．     BD/DB     AC/CA    

（1）[1] A．为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即小球1的质量应大于小球2的质量，两球必须对心碰撞，因此两球的半径大小必须相同，故A错误；

B．为了保证小球做平抛运动，斜槽轨道末端必须调至水平，故B正确；

C．小球1每次必须从斜槽的同一位置由静止滚下，才能保证每次小球1碰前的速度相同，故C错误；

D．由于白纸固定不动，复写纸铺在白纸的上面，实验过程中复写纸可以随时拿起来看印迹是否清晰并进行移动，故D正确。

故选BD。

（2）[2] A．实验时需要测出小球落地点的水平位移，因此实验需要刻度尺，故A正确；

C．实验过程中需要测量入射球与被碰球的质量，因此实验需要天平；故C正确；

BD．实验过程中不需要测球的直径、不需要测小球的运动时间，因此不需要游标卡尺和秒表，故BD错误。

故选AC。

（3）[3]本实验要验证的动量守恒定律表达式

两边乘以相同的平抛的运动时间t可得

即为

则

14．     方案二            0.25

（1）[1]图b中固定弹簧测力计，拉动木板做相对运动，更容易控制拉动的速度，使示数更稳定，测量更准确，故方案二更合理；

（2）[2]采用描点法画出的图象如下

（3）[3]由图象可以看出，在砝码对木块压力为0时，木块对木板最初的摩擦力为1.50N，而且木块与木板间的动摩擦力随着压力的增大而增大，即木块与木板间的动摩擦力大小受压力大小的影响。由题意可知，图象的斜率

15．（1）；（2）；（3）

（1）根据动能定理得

解得

（2）在偏转电场，有

运动的时间为

速度偏转角度满足

电子打在荧光屏上的P点到O′点的距离

（3）电子经过偏转电场过程中电场力对它做的功

16．（1）；（2）；（3）

（1）带电粒子运动轨迹如图所示：设带电粒子过点时的速度为，有

得

带电粒子从点运动到点的过程，有

（2）设带电粒子在第四象限内的运动半径为，由几何关系得

且

得

（3）带电粒子从匀强电场中出来时，

，，

联立得

17．(1)  (2)坐标为（，）

(1)先应用动能定理求出粒子射出第一象限的速度大小，再利用类平抛运动规律求解电场；

(2)综合动能定理和类平抛运动规律求解坐标．

(1) 设粒子的质量为m，电荷量为q．射出第一象限时的速度大小为v．在第一象限的电场中加速时，根据动能定理有，

要使粒子过M点．在第二象限电场中偏转时，竖直方向和水平方向的位移大小均为L

，解得：；

(2) 设从OA上坐标为（x，y）出发的带电粒子．通过第一象限电场过程中．出电场时速度为v1．其在第一象限电场中加速时．根据动能定理有：

要使粒子过坐标为（－2L，0）点．在第二象限电场中偏转时，竖直方向位移为y1，水平方向位移为L，则

转电粒子运动轨迹如图所示

由图可知：得：

得：

其中y＝x

解得：

即释放点坐标为 ．