四川省内江市第六中学2023-2024学年高二物理上学期开学考试试题（Word版附解析）

内江六中2023—2024学年（上）高2025届入学考试

物理试卷

考试时间：75分钟满分：100分

一、选择题（本题共10小题，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，共计43分）

1. 发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（　　）

A. 开普勒、卡文迪许 B. 牛顿、伽利略

C. 牛顿、卡文迪许 D. 开普勒、伽利略

【答案】C

【解析】

【详解】万有引力定律是由牛顿发现的，而万有引力常量是由卡文迪许通过扭秤实验测定的。

故选C。

2. 质量为m的物体，静止在倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，经过时间t，下列说法正确的是（　　）

A. 重力的冲量大小是

B. 支持力的冲量大小为零

C. 摩擦力的冲量大小为

D. 合力的冲量大小为零

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据冲量的定义，重力的冲量大小是，A错误；

B．根据平衡条件可知物体所受支持力大小为，支持力的冲量大小为，B错误；

C．根据平衡条件可知物体受静摩擦力大小为，所以摩擦力的冲量大小为，C错误；

D．物体静止，所受合外力为0，所以合外力冲量为0，D正确。

故选D。

3. 对于库仑定律，下列说法正确的是（    ）

A. 只要带电体的电荷量很小，就可以看作点电荷

B. 自然界中可能存在电荷量大小为元电荷1.5倍的带电体

C. 凡是计算真空中两个静止点电荷之间的相互作用力就可以使用公式

D. 电荷量为2q的A球对电荷量为q的B球作用力大于B球对A球的作用力

【答案】C

【解析】

【详解】A．所谓点电荷，即电荷的形状、大小比之相互之间的距离小得多的带电体叫做点电荷，而并不是因为电荷量小才可看成点电荷，故A错误；

B．元电荷电荷量是自然界中电荷量的最小值，即所有带电体的电荷量均为元电荷电荷量的整数倍，故B错误；

C．库伦定律适用于真空中，静止的点电荷，因此凡是计算真空中两个静止点电荷之间的相互作用力就可以使用公式

故C正确；

D．力的作用力是相互的，且大小相等、方向相反，作用在两个物体上，因此电荷量为2q的A球对电荷量为q的B球作用力等于B球对A球的作用力，故D错误。

故选C。

4. 两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】接触前两个点电荷之间的库仑力大小为

两球分开后各自带电量为+Q，距离又变为原来的，库仑力为

所以两球间库仑力的大小为。

故选C。

5. 半径为r和R（rR）的光滑半圆形槽，其圆心均在同一水平面上，如图所示，质量相等的两小球分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速地释放，在以后的运动过程中两小球（　　）

A. 机械能总是相等的

B. 经过最低点时动能相等

C. 在最低点时重力的功率不相等

D. 在最低点时对轨道的压力不相等

【答案】A

【解析】

【详解】A．两小球初态机械能相等，在以后的运动过程中只有重力做功，机械能守恒，所以两小球机械能总是相等的，A正确；

B．对左侧小球下滑过程，据机械能守恒定律可得

同理，对右侧小球的下滑过程，可得

因为

则

B错误；

C．滑到最低点，重力与速度夹角为，重力方向上的速度为0，根据

可知在两小球在最低点时重力的瞬时功率均为零，重力的功率相等，C错误；

D．设左侧小球在最低点时，轨道对小球的支持力为；对左侧小球在最低点时受力分析，据牛顿第二定律可得

解得

同理可得，右侧小球在最低点时，轨道对小球的支持力为

据牛顿第三定律可得，在最低点两球对轨道的压力相等，D错误。

故选A。

6. 混合动力汽车变速箱的核心部件是行星齿轮机构，如图所示，它由太阳轮a、齿圈b、行星齿轮c以及行星架组成，设a、b、c的齿数分别为、、。若太阳轮顺时针转动，周期为T，则它通过行星齿轮带动齿圈转动时，齿圈的转动方向和周期为（　　）

A. 顺时针   B. 逆时针 

C. 顺时针   D. 逆时针 

【答案】B

【解析】

【详解】若太阳轮a顺时针转动，由图可知，行星齿轮c与太阳轮a转动方向相反，齿圈b与行星齿轮c转动方向相同，故行星齿轮c逆时针转动，齿圈b逆时针转动；设齿圈b转动的周期为，太阳轮a、齿圈b半径分别为、，则有

太阳轮a、齿圈b转动的线速度大小相等，则有

可得

故选B。

7. 自动充电式电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接．骑车者用力蹬车或电动车自动滑行时，发电机向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来．现使车以500J的初动能在粗糙的水平路面上自由滑行，第一次关闭自充电装置，其动能随位移变化关系如图线①所示；第二次启动自充电装置，其动能随位移变化关系如图线②所示，则第二次向蓄电池所充的电能是（　　　）

A. 500J B. 300J C. 250J D. 200J

【答案】D

【解析】

【详解】第一次关闭自充电装置，由图线①知道10m停止运动，动能变为0，则只有滑动摩擦力做负功，根据功能关系有：

-f×10=0-500

解得：

f=50N

第二次启动自充电装置，由图线②知道6m停止运动，动能变为0，则滑动摩擦力做负功，根据功能关系有：

-f×6=500-E

解得：

E=500-50×6=200J

所以第二次向蓄电池所充电能是200J，故D正确，ABC错误。

故选D．

8. 如图所示，纸面内a、b、c三点构成直角三角形，ab与ac互相垂直，，。带电荷量分别为、的点电荷分别固定放置在a、b两点，d点为a、b两点连线上的中点，静电力常量为k，下列说法正确的是（　　）

A. 两点电荷在d点产生的合电场强度大小为0

B. b点处的点电荷在c点产生的电场强度大小为

C. 两点电荷在c点产生的合电场强度大小为

D. 两点电荷在c点产生的电场强度方向与ab边平行

【答案】BC

【解析】

【详解】A．a、b两点的距离

两点电荷在d点产生的合电场强度大小为

故A错误；

B．b点处的点电荷在c点产生的电场强度大小为

故B正确；

C．a点处的点电荷在c点产生的电场强度大小为

根据场强的叠加可知两点电荷在c点产生的合电场强度大小为

故C正确；

D．根据场强的叠加可知两点电荷在c点产生的合电场强度与ab边不平行，故D错误。

故选BC。

9. 如图所示，将一小球从空中A点以水平速度抛出，经过一段时间后，小球以大小为3v0的速度经过B点，不计空气阻力，重力加速度为g，则小球从A到B （　　）

A. 经过的时间为 B. 速度增量为，方向竖直向下

C. 水平位移为 D. 下落高度为

【答案】BC

【解析】

详解】A．小球经过B点时竖直分速度

由

vy=gt

解得

故A错误；

B．速度增量为

方向竖直向下，故B正确；

C．水平位移为

故C正确；

D．下落高度为

故D错误。

故选BC。

10. 在光滑的水平面上，质量为m的小球A以速度水平向右运动，与质量为3m的静止的小球B发生碰撞。A、B的材质不同，碰撞情景会不同。下列说法正确的是（　　）

A. 碰后B球的速度方向一定向右 B. 碰后A球的速度方向一定向左

C. 碰后B球速度的最大值为v0 D. 碰后A球速度的最大值为v0

【答案】AC

【解析】

【详解】无论小球材质如何，两小球的碰撞过程都遵循动量守恒，设碰撞前小球A的速度方向为正方向，若两球发生的是完全非弹性碰撞，则有

若两球发生的是完全弹性碰撞，则动量守恒的同时机械能也守恒

联立解得

AB．由以上分析可知，碰后小球B的速度方向一定向右，小球A的速度方向可能向右也可能向左，A正确，B错误；

CD．碰后B球速度的最大值为，碰后小球A的速度可以是反向，所以碰后A球速度的最大值不是v0，C正确，D错误。

故选AC。

二、实验题（本题包括2小题，共16分。）

11. 如图所示，光滑水平轨道与光滑弧形轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O点转动的轻杆，且摆到某处就能停在该处，另有一小钢球（可看做质点），当地重力加速度已知。现要利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能。

（1）还需要的器材是：天平、______。

（2）以上测量，实际上是把对弹性势能的测量转化为对______的测量，进而转化为对质量和______的直接测量。

【答案】    ①. 刻度尺    ②. 重力势能    ③. 高度

【解析】

【详解】（1）[1]根据题意，所有接触面光滑，且弹簧和杆都是轻质的，以小球为研究对象，根据能量守恒定律可知弹性势能全部转化为小球的重力势能，所以需要测量小球的质量和上升的高度，还需要的实验器材是刻度尺。

（2）[2][3]根据上述分析可知实际上是把对弹性势能测量转化为对重力势能的测量，而测量重力势能，需要测量小球的质量和上升的高度。

12. 用如图所示的装置可以验证动量守恒定律。

(1)实验中质量为m1的入射小球和质量为m2的被碰小球的质量关系是m1______m2（选填“大于”、“等于”、“小于”）；

(2)图中O点是小球抛出点在地面上的投影，实验时，先让入射小球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复本操作。接下来要完成的必要步骤是_____。（填选项前的字母）

A．用天平测量两个小球的质量m1，m2；

B．测量小球m1开始释放的高度h；

C．测量抛出点距地面的高度H；

D．分别通过画最小的圆找到m1，m2相碰后平均落地点的位置M，N；

E．测量平抛射程OM，ON。

(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为________（用(2)中测量的量表示）；

(4)经过测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地的平均位置距O点的距离如图所示。若用长度代表速度，则两球碰撞前“总动量”之和为_____g·cm，两球碰撞后“总动量”之和为______g·cm。

【答案】    ①. 大于    ②. ADE    ③.     ④. 2016    ⑤. 2001

【解析】

【详解】(1)[1]为了防止入射球反弹，必须用质量大的小球去碰撞质量小的小球即

(2)[2]要验证动量守恒定律定律，即验证

小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得

得

因此实验需要测量，两球的质量、小球的水平位移，故ADE正确。

故选ADE。

(3)[3]由(2)分析可知若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为

(4)[4]两球碰撞前的动量之和

[5]碰撞后的总动量

三、计算题（本题共3小题，共41分。）

13. 一颗质量为m的人造卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星离地高度为地球的半径，已知地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，求：

(1)人造卫星的周期；

(2)人造卫星的动能。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)万有引力提供向心力

在地表，万有引力等于重力

解得

(2)万有引力提供向心力

又因

解得

14. 如图所示，长为的木板A质量为，A静止于足够长的光滑水平面上，小物块B（可视为质点）静止于A的左端，B的质量为，曲面与水平面相切于M点。现让另一小物块C（可视为质点），从光滑曲面上离水平面高处由静止滑下，C与A相碰后与A粘在一起，C的质量为，A与C相碰后，经一段时间B可刚好不离开A。求：

（1）A、B之间的动摩擦因数；

（2）从开始到最后损失的机械能。

【答案】（1）0.1；（2）27J

【解析】

【分析】

【详解】（1）设C滑至水平面的速度为v，由动能定理有

m2gh=m2v2

代入数据得

对C、A碰撞过程，设碰后共同速度为v1，由动量守恒有

m2v=(M＋m2)v1

得

B恰好不滑离A时与A有相同的速度，设为v2，对A、C、B组成的系统由动量守恒定律可得

m2v=(M＋m1＋m2)v2

得

对A、B、C组成的系统由能量守恒可得

代入数据求得

（2）选择地面为零势能参考面，开始时，A、B、C整个系统的机械能为

最后系统的机械能为

故整个过程中系统损失的机械能为

15. 如图所示，滑块和小球的质量均为m，滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动，小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连，轻绳长为l。开始时，轻绳处于水平拉直状态，小球和滑块均静止。现将小球由静止释放，当小球到达最低点时，滑块刚好被一表面涂有黏性物质的固定挡板粘住，在极短的时间内速度减为零，小球继续向左摆动，不计空气阻力，重力加速度为g。求：

（1）从滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中，挡板对滑块的冲量的大小；

（2）释放小球时，滑块离固定挡板的距离；

（3）在滑块碰到固定挡板前一瞬间，绳子上的拉力多大。

【答案】（1）；（2）；（3）5mg

【解析】

【详解】（1）设最低点时小球和滑块的速度大小分别为，，系统的水平方向动量守恒

系统机械能守恒

滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程

联立解得

（2）系统总动量为，设释放小球时，滑块离固定挡板的距离为，小球释放到最低点的过程中，水平方向动量守恒，可知满足

二者反向运动，位移关系为

解得

（3）在滑块碰到固定挡板前一瞬间小球相对于滑块的速度大小为，由牛顿第二定律

解得绳子上的拉力为