四川省宜宾市兴文第二中学2023-2024学年高二物理上学期开学考试试题（Word版附解析）

兴文二中高2022级高二上学期开学考试

物理试题

第一部分  选择题（共48分）

一、选择题（本题共11小题，1~7题每小题4分，每小题给出的四个选项中只有一个是正确的；8~11题有多个选项符合要求，全部选对得5分，不全得3分，有错选或不选得0分，共48分）

1. 物价变化趋势与市场供给和调控息息相关，若将物价的“上涨”类比成“加速”，将物价的“下跌”类比成“减速”，据此，你认为“物价下跌出现变缓趋势”可类比成（　　）

A. 速度增加，加速度增大 B. 速度增加，加速度减小

C. 速度减小，加速度增大 D. 速度减小，加速度减小

【答案】D

【解析】

【详解】物价类比成速度，物价上涨快慢可类比成加速度，物价下跌出现变缓趋势，相当于加速度减小；但物价仍然在下跌，则速度仍然减小。

故选D。

2. 某同学对电学中相关概念和公式的理解如下，下列说法正确的是（　　）

A. 把负电荷从初位置移到末位置静电力做正功，初位置电势比末位置电势低

B. 由，电容器极板上的电荷量每增加1C，两极板间的电势差就增加1V

C. 在中，U、d分别是匀强电场中任意两点间的电势差和距离

D. 由，电荷在电场中电势能越大，电荷所在位置电势越高

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据可知，把负电荷从初位置移到末位置静电力做正功，则初、末位置的电势差小于零，所以初位置的电势比末位置电势低，故A正确；

B．由，可得

得

显然，只有当电容器的电容为1F时，极板上的电荷量每增加1C，两极板间的电势差就增加1V，故B错误；

C．在中，U两点间的电势差，而是此两点沿着电场线方向上的距离，故C错误；

D．由知，正电荷在电场中电势能越大，电荷所在位置电势越高，而负电荷在电场中电势能越大，电荷所在位置电势越低，故D错误。

故选A。

3. 某区域电场线分布如图所示。将同一负的试探电荷先后置于a、b两点，电势能分别为和，电荷所受电场力大小分别为和，则（　　）

A. ， B. ，

C. ， D. ，

【答案】D

【解析】

【详解】依题意，由于a点电场线较b点电场线密，可知a点场强大于b点场强，则同一负的试探电荷先后置于a、b两点，可知有；将负电荷从a点移至b点，从题图可知，电场力做负功，则电势能变大，则可知，故ABC错误，D正确。

故选D

4. 如图所示，A和B两个物体通过一轻弹簧固定连接，两物体的质量均为，开始时，系统静止，弹簧的劲度系数为，在竖直向上的拉力F作用下，B物体缓慢向上运动，取重力加速度大小，弹簧始终在弹性限度内。当B物体缓慢上升时，地面对A物体的支持力大小为（　　）

A. 0 B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】开始时，系统静止，对B物体受力分析可知，受重力mg和弹簧的弹力F弹，由平衡条件可得，弹簧的弹力大小等于重力，则有

可知弹簧被压缩，由胡克定律可得弹簧压缩量为

当B物体缓慢上升时，可知弹簧恢复原长后又被拉伸长0.1m。对A物体受力分析可知，受重力mg、地面对A物体的支持力FN和弹簧的拉力，A物体受力平衡，由平衡条件可得

解得

可知地面对A物体的支持力大小为10N，ABD错误，C正确。

故选C。

5. 如图所示，正常工作的电风扇扇叶上两质点A、B到转轴O的距离之比为，则（　　）

A. 质点A、B转动的角速度之比为1：2

B. 质点A、B转动的线速度大小之比为2：1

C. 质点A、B转动的周期之比为1：4

D. 质点A、B转动的向心加速度大小之比为1：2

【答案】D

【解析】

【详解】AC．由题意可知，A、B两点做同轴转动，角速度相等，角速度之比为，根据可知质点A、B转动的周期之比为，故AC错误；

B．根据可知质点A、B转动的线速度大小之比为，故B错误；

D．根据可知质点A、B转动的向心加速度大小之比为，故D正确。

故选D。

6. 经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1：m2＝3：2。则可知（　　）

A. m1、m2做圆周运动线速度之比为3：2

B. m1、m2做圆周运动的角速度之比为3：2

C. m1做圆周运动的半径为

D. m2做圆周运动的半径为

【答案】C

【解析】

【详解】由于两颗星的连线始终过圆心O点，可知双星运动的角速度相等，设运行的角速度为ω，根据万有引力定律和牛顿第二定律，对m1

①

对m2

②

由①、②联立可得

又

解得

，

由于

v=ωr

可得m1、m2做圆周运动的线速度之比为

v1：v2=r1：r2=2：3

故选C。

7. 一物块沿倾角为的斜坡向上滑动，当物块的初速度为时，上升的最大高度为，如图所示。当物块的初速度为时，上升的最大高度记为。重力加速度为，则物块与斜坡间的动摩擦因数和分别为（    ）

A. 和 B. 和

C. 和 D. 和

【答案】D

【解析】

【详解】当物块上滑的初速度为时，根据动能定理，有

当上滑的初速度为时，有

联立可得

故选D。

8. 质量为m的物体从地面上方高H处无初速释放，陷入地面的深度为h，不计空气阻力，如图所示，在此过程中（　　）

A. 重力对物体做功为 B. 重力对物体做功为

C. 合力对物体做的总功为零 D. 地面对物体的平均阻力为

【答案】BCD

【解析】

【详解】AB．重力对物体做功为，故A错误，B正确；

C．由动能定理可知，合外力做的功等于动能的变化量，全程动能变化量为0，所以合力对物体做的总功为零，故C正确；

D．根据动能定理有

解得

故D正确。

故选BCD。

9. 如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块P，滑块P系于轻绳一端，轻绳绕过光滑的定滑轮O，另一端与重物Q相连。把滑块P从A点由静止释放后，滑块开始上升，滑块运动到与滑轮等高的位置B的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 滑块P的机械能守恒

B. 滑块P的速度先增大后减小

C. 滑块P运动到B点时，重物Q的速度为零

D. 绳的拉力对重物Q先做正功，后做负功

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据题意可知，绳子对滑块P做功，则滑块P机械能不守恒，故A错误；

B．设绳子与光滑竖直杆之间的角度为θ，竖直向上为正方向，对滑块，由牛顿第二定律有

开始时滑块的速度变大，在上升的过程中，θ变大，变小，滑块P运动到B点时，有

则到B点之前必有小于时，滑块的加速度方向由向上变为向下，此时物体做减速运动，则滑块的速度先增大后减小，故B正确；

C．设OP与竖直杆的夹角为，滑块的速度为，重物的速度为，则有

滑块P运动到B点时

则有

故C正确；

D．根据题意可知，绳的拉力对重物Q一直做负功，故D错误。

故选BC

10. 在光滑的水平桌面上有质量分别为、的两个小球，中间夹着一个被压缩的具有弹性势能的轻弹簧（弹簧与两球不拴接），原来处于静止状态．现突然释放弹簧，球m脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为R=1.125m的竖直放置的光滑半圆形轨道，如图所示，g取，则下列说法正确的是（　　）

A. 球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为

B. 弹簧弹开过程，弹力对m的冲量大小为

C. 若半圆轨道半径可调，要使球m能从B点飞出轨道的半径最大为1.62m

D. M离开轻弹簧时获得的速度为9m/s

【答案】AC

【解析】

【详解】ABD．释放弹簧过程中系统动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，由动量守恒得

由机械能守恒得

代入数据解得

即M离开轻弹簧时获得的速度为3m/s；m从A到B过程中，由机械能守恒定律得

解得

以向右为正方向，由动量定理得，球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为

则合力冲量大小为3.0N•s，由动量定理得，弹簧弹开过程，弹力对m的冲量大小为

故A正确，BD错误；

C．设圆轨道半径为r时，球m能从B点飞出轨道的半径最大，即此时小球恰能从轨道最高点飞出，则由A到B机械能守恒定律得

在最高点，由牛顿第二定律得

解得

r=1.62m

故C正确。

故选AC。

11. 如图所示，光滑水平面上质量为2M的物体A以速度v向右匀速滑动，质量为M的B物体左端与轻质弹簧连接并静止在光滑水平面上，在物体A与弹簧接触后，以下判断正确的是（　　）

A. 在物体A与弹簧接触过程中，弹簧对A的弹力冲量大小为

B. 在物体A与弹簧接触过程中，弹簧对B的弹力做功的功率一直增大

C. 从A与弹簧接触到A、B相距最近的过程中，弹簧对A、B做功的代数和为0

D. 从A与弹簧接触到A、B相距最近的过程中，最大弹性势能为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据动量守恒定律得

根据机械能守恒定律得

解得

根据动量定理得

解得

A正确；

B．在物体A与弹簧接触到弹簧最短的过程中，弹簧的弹力和B的速度都增大，弹簧对B的弹力做功的功率增大；在弹簧接近原长时，B的速度接近 ，而弹簧的弹力几乎等于零，弹簧对B的弹力做功的功率几乎等于零，所以在物体A与弹簧接触过程中，弹簧对B的弹力做功的功率先增大后减小，B错误；

CD．根据动量守恒定律得

解得

弹簧对A、B做功分别为

弹簧对A、B做功的代数和为

最大弹性势能为

C错误，D正确。

故选AD。

第二部分  非选择题（共52分）

注意事项：

必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目指示区域内作答。

二、实验题（共14分）

12. 小高同学用如图所示的实验装置来验证平抛运动的特征：两个完全相同的弧形轨道M、N分别用于发射小铁球 P、Q，其中 N的末端与水平板相切。两轨道上端分别装有电磁铁C、D，调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD．现将小铁球 P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能同时分别从轨道M、N的顶端滑下。

（1）为完成本实验，弧形轨道 M、N的表面________（填“需要”或“不需要”）确保光滑，水平板的表面________（填“需要”或“不需要”）确保光滑。

（2）符合上述实验条件后，可观察到的实验现象应是________。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动的水平分运动是________。

【答案】    ①. 不需要    ②. 需要    ③. 铁球P、Q同时到达水平轨道上的同一位置相碰    ④. 匀速直线运动

【解析】

【详解】（1）[1] 实验要求两球到达斜槽末端的速度相同即可，所以弧形轨道 M、N的表面不需要光滑。

[2]实验要验证平抛运动水平方向是否为匀速直线运动，所以水平面板需要确保光滑，确保Q为匀速直线运动才能对比。

（2）[3][4]实验能观察到的现象是两球在长木板上正好相碰。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明两球在水平方向的运动完全相同，说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动。

13. 在验证机械能守恒定律的实验中，质量m = 1kg的重物自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，相邻记数点间的时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s2。求：

（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB = ___________（保留两位有效数字）。

（2）从起点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能减小量Ep= ___________，动能的增加量Ek= _________（保留两位有效数字）。

（3）即使在实验操作规范、数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验求得的Ep也一定略大于Ek，这是实验存在系统误差的必然结果，试分析该系统误差产生的主要原因（     ）

A．重物下落的实际距离大于测量值

B．重物质量选用得大了，造成的误差

C．重物在下落的过程中，由于摩擦生热造成的误差

D．先释放纸带后接通计时器造成的误差

（4）某同学利用自己在做该实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以v2为纵轴画出了如图的图线。则图线未过原点O的原因是___________，图线的斜率近似等于___________。

A．19.6m/s2  B．9.80m/s2  C．4.90m/s2

【答案】    ①. 0.97m/s    ②. 0.48J    ③. 0.47J    ④. C    ⑤. 实验过程先释放重物后接通（打点计时器）电源    ⑥. A

【解析】

【详解】（1）[1]根据匀变速直线运动的推论得

（2）[2]从起点O到打下记数点B的过程中，重力势能减小量为

[3]动能的增加量为

（3）[4]由于在物体下落的过程中，不可避免的要克服阻力做功，因此重力势能并没有全部转化为动能，故动能的增量总是要小于重力势能的减小量。

故选C。

（4）[5]从图像中可以看出，当物体下落的高度为0时，物体的速度不为0，说明了操作中先释放重物，再接通（打点计时器）电源。

[6]根据机械能守恒可得

可得

可知图像的斜率为

k = 2g = 19.6m/s2

故选A。

[5]从图像中可以看出，当物体下落的高度为0时，物体的速度不为0，说明了操作中先释放重物，再接通（打点计时器）电源。

三、计算题（写出必要的文字说明，3个小题，14题12分，15题12分，16题14分，共38分）

14. 汽车质量为1000kg，汽车的发动机的额定功率为80kW，它在平直公路上行驶的最大速度可达20m/s。现在汽车在该公路上由静止开始以4m/s2的加速度做匀加速直线运动，若汽车运动过程中所受的阻力是恒定的，求：

（1）汽车所受阻力多大；

（2）这个匀加速过程可以维持多长时间；

（3）开始运动后第2s末，汽车瞬时速度是多大；

（4）开始运动第5s末，汽车瞬时功率多大？

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）

【解析】

【详解】（1）汽车速度达到最大时加速度等于零，此时牵引力与阻力平衡，有

解得汽车所受阻力为

（2）由牛顿第二定律，汽车在匀加速过程时有

设在匀加速过程中最大速度为，有

匀加速过程可以维持时间为

联立解得

（3）由前面分析可知开始运动后第2s末，汽车处于匀加速运动，故瞬时速度为

（4）由前面分析可知开始运动后，经过汽车达到额定功率，之后一直保持该功率行驶，故开始运动第5s末，汽车瞬时功率为

15. 如图所示，在一倾角为的光滑绝缘固定斜面上有一带电体，现加一水平向左的匀强电场使其静止在斜面上，已知带电体的质量为，电荷量为，重力加速度为。问：

（1）物体带什么电？

（2）匀强电场的电场强度是多大？

（3）若改变电场的方向，使带电物体仍能静止在斜面上，求电场强度的最小值和方向。

【答案】（1）正电；（2）；（3），方向沿斜面向上

【解析】

【详解】（1）物体若带负电，受到的静电力水平向右，物体不可能静止在斜面上。物体带正电，所受静电力方向水平向左，在重力和支持力的共同作用下，可以静止在斜面上。因此物体带正电。

（2）对物块进行受力分析如图所示

则有

得

（3）根据矢量三角形定则，当电场力沿斜面向上时电场力最小，电场强度也最小，如图所示

则有

得

方向：沿斜面向上。

16. 如图所示，物块A、木板B的质量分别为4kg、2kg，A可视为质点，木板B放在光滑水平面上，木板B长4m。开始时A、B均静止，某时A获得6m/s的水平初速度，从B板最左端开始运动。已知A与B间的动摩擦因数为0.2，。

（1） A、B相对运动过程中，求A、B的加速度大小；

（2）请判断A能否从B上滑下来，若能，求A、B分离时的速度大小，若不能，求A、B最终的速度大小；

（3）求A、B相对运动过程中因摩擦产生的热量。

【答案】（1），；（2）不能，均为4m/s；（3）24J

【解析】

【详解】（1）A、B相对运动过程中，由受力分析，根据牛顿第二定律，对A

解得

对B

解得

（2）若A不能从B上下滑下来，末状态A、B共速。其速度为v，则

解得

设A相对B运动的位移为，则

根据运动学公式

和

联立解得

因为

所以A不能从B上滑下来，B最终速度为

（3）由能量守恒得

解得