甘肃省武威市第六中学2024-2025学年高二上学期开学考试物理试卷（解析版）

这是一份甘肃省武威市第六中学2024-2025学年高二上学期开学考试物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1. 一小船要渡过一条两岸平行，宽为120m的河流，当船头朝向斜向上游与上游河岸的夹角为53°时，小船恰从A点沿直线到达正对岸的B点，如图所示。已知小船在静水中的速度为5m/s，河内各处水速相同且保持不变。，，小船的过河时间为（ ）
A. 24sB. 30sC. 40sD. 48s
【答案】B
【解析】
【详解】小船的过河时间为
故选B。
2. 如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴的距离为r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】硬币做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，则：，解得，即圆盘转动的最大角速度为，故选B.
3. 如图所示，三角形ABC是等腰三角形，∠BAC=∠ACB=30°，在A点固定一个电荷量大小为Q1的点电荷，在B点固定一个电荷量大小为Q2的点电荷，C点处的电场强度方向与AB垂直，则的值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设BC边长度为r，则AC边长度为，根据库仑定律
，
、的水平分量相等，由几何关系知
解得
故ACD错误，B正确。
故选B。
4. 太阳系一颗质量均匀、可看作球体的小行星自转角速度为ω，在该星球表面“赤道”处的重力加速度大小为“两极”处的重力加速度大小的，已知引力常量G，则该星球密度ρ为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】该星球“两极”处
该星球表面“赤道”处
则该星球密度ρ为
解得
故选C。
5. 如图所示，是一只理想二极管，电流只能从流向，而不能从流向，平行板电容器的、B两极板间有一电荷，在点处于静止状态。以表示电容器储存的电荷量，表示两极板间的电压，表示电荷在点的电势能。若保持极板不动，将极板稍向上平移，则下列说法中正确的是（ ）
A. 不变B. 减少
C. 变小D. 电荷仍保持静止
【答案】D
【解析】
【详解】AC．保持极板B不动，将极板A稍向上平移，板间距离d增大，根据可知，电容减小。若电容器上的电压不变，根据可知电荷量要减小，即电容器要放电，但是二极管具有单向导电，所以电容器无法放电，即电量不变，根据可知电压增大，选项AC错误；
D．根据及、可得
所以场强不变，电荷仍静止，选定D正确；
B．因为P点与B极板距离不变，则其电势差不变，所以P点的电势不变，电荷的电势能也不变。选项B错误。
故选D。
6. 某人（视为质点）在空乘逃生演练时，从倾斜滑垫上端A点由静止滑下，经过转折点B后进入水平滑垫，最后停在水平滑垫上的C点，A点在水平地面上的射影为点，该过程简化示意图如图所示。已知人与倾斜滑垫和水平滑垫间的动摩擦因数均为，、B两点间的距离为，B、两点间的距离为，人的质量为，重力加速度大小为，不计人通过转折点B时的机械能损失，下列说法正确的是（ ）
A. 人与倾斜滑垫间因摩擦产生的热量大于
B. 人与倾斜滑垫间因摩擦产生的热量为
C. 人从A点运动到点的过程中克服摩擦力做的功为
D. 因为倾斜滑垫的倾角未知，所以不能求出人从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功
【答案】C
【解析】
【详解】AB．设倾斜滑垫的倾角为，对人分析有
故错误；
CD．人从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功
故C正确；D错误。
故选C。
7. 如图所示，一根轻杆，在其B点系上一根细线,细线长为R,在细线下端连上一质量为m小球．以轻杆的A点为顶点，使轻杆旋转起来,其B点在水平面内做匀速圆周运动,轻杆的轨迹为一个母线长为L的圆锥，轻杆与中心轴AO间的夹角为α．同时小球在细线的约束下开始做圆周运动,轻杆旋转的角速度为ω,小球稳定后，细线与轻杆间的夹角β = 2α．重力加速度用g表示,则（ ）
A. 细线对小球的拉力为mg /sina
B. 小球做圆周运动的周期为π/ω
C. 小球做圆周运动的线速度与角速度的乘积为gtan2a
D. 小球做圆周运动的线速度与角速度的比值为(L+R)sina
【答案】D
【解析】
【详解】细线的拉力满足，得，选项A错误；小球达到稳定状态后做匀速圆周运动，其周期与轻杆旋转的周期相同，周期，选项B错误；小球做圆周运动，根据题意有得，小球的线速度与角速度的乘积是，选项C错误；小球做圆周运动的线速度与角速度的比值即是半径，根据题意得，选项D正确．
综上所述本题答案是：D
二、多选题（每题5分，选项全对得5分，选不全得3分，选错或不选得0分，共15分）
8. 2023年7月，中联重科3200吨履带式起重机再次助力“华龙一号”全球示范工程——中核集团福清核电6号机组建设，成功吊装了机组外穹顶。用起重机提升质量为1000kg货物的图像如图所示（g取）。下列说法正确的是（ ）
A. 起重机将货物提升了10m
B. 在匀加速、匀减速过程，货物加速度大小相等
C. 整个过程中货物重力做功为6×104J
D. 整个过程中拉力对货物做功的平均功率为1.2×104W
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据图像的面积表位移，由图可知，起重机将货物提升了
故A错误；
B．根据图像的斜率表加速度，由图可知，在匀加速过程，货物加速度的大小为
匀减速过程，货物加速度的大小为
即在匀加速、匀减速过程，货物加速度大小相等，故B正确；
C．整个过程中货物重力做功为
故C错误；
D．在匀加速过程，拉力大小为
货物上升的高度为
拉力做功为
匀速过程，拉力大小为
货物上升的高度为
拉力做功为
匀减速过程，拉力大小为
货物上升的高度为
拉力做功为
整个过程中拉力对货物做功的平均功率为
故D正确。
故选BD。
9. 太极球是近年来较流行的健身运动．健身者舞动球拍，控制太极球在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，如图所示，a为圆周的最高点，c为最低点，在这两处拍面水平，b、d两点与圆心O等高。已知球的质量为m，重力加速度大小为g，球在c点对球拍的压力大小为，则球（ ）
A. 做圆周运动的线速度大小为B. 在a处受到球拍的作用力为
C. 在b处一定只受到两个力的作用D. 运动的周期为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．球在c点对球拍的压力大小为，由牛顿第三定律，在c点球拍对球的支持力大小
则在c点
解得做圆周运动的线速度大小
故A正确；
B．在a处重力恰好提供向心力，即
球在a处受到球拍的作用力为零，故B错误；
C．设在b处球拍与水平面的夹角为，若满足
又
解得
得
时小球在b处一定只受到重力、支持力这两个力作用。大于或小于，小球在b处受重力、支持力和摩擦力这三个力的作用，故C错误；
D．运动的周期为
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，D是的中点，A、B、C构成一个直角三角形，长为2m，电场线与三角形所在的平面平行，已知、、，由此可以判断（ ）
A. 电场强度的方向垂直连线斜向下
B. 电场强度的方向由B点指向C点
C. 电场强度的大小为
D. 电场强度的大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．在匀强电场中，，，则B、C连线的中点D的电势
故
为一条等势线，根据电场线与等势线垂直且沿着电场线方向电势降低可知，电场强度方向垂直于连线斜向下。故A正确；B错误；
CD．做出辅助线，如图所示
电场强度的大小
故C错误；D正确。
故选AD。
三、实验题（每空2分，共16分）
11. 某实验小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。
质量为0.5kg的重物由静止开始自由下落，在纸带上打出一系列的点，其中O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的连续三个点，如图乙所示，相邻计数点间隔的时间为0.02s，测量点间距所用单位为cm，取重力加速度。
（1）打点计时器打下计数点B时，重物的速度是__________m/s；从起点O到打下计数点B的过程中，重物重力势能的减少量__________J（计算结果均保留3位有效数字）
（2）通过计算可知，在数值上，出现这一结果的原因可能是__________。
【答案】（1） ①. 1.91 ②. 0.941
（2）存在空气阻力
【解析】
【小问1详解】
[1] 打点计时器打下计数点B时，重物的速度
[2] 从起点O到打下计数点B的过程中，重物重力势能的减少量
【小问2详解】
重力势能减少量大于动能增加量，可能是存在空气阻力作用，导致机械能损失。
12. 某同学设计实验“测定金属的电阻率”，要求电压从零开始调节。已知金属丝的电阻大约为4Ω，在用伏安法对金属丝电阻进一步测定时，有如下实验器材可供选择：
直流电源：电压3V，内阻不计；
电流表A：量程0~0.6A，内阻约0.125Ω；
电压表V：量程0~3V，内阻约3kΩ；
滑动变阻器R1：最大阻值20Ω；
滑动变阻器R2：最大阻值1000Ω；
开关、导线等。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径时，测量结果如图甲所示，可知金属丝的直径_______mm；用游标卡尺测量金属丝的长度，测量结果如图乙所示，可知金属丝的长度____________。
（2）在所给的器材中，滑动变阻器应选_______。（填写仪器的字母代号）
（3）根据题目要求，在下面方框中画出实验电路图______。
（4）根据实验原理，测得金属丝的电阻为，则金属丝的电阻率________（用题中所测物理量符号表示）
【答案】（1） ①. 0.880 ②. 1.060
（2）
（3） （4）
【解析】
【小问1详解】
[1]金属丝的直径
[2]金属丝长度
【小问2详解】
为使电压从零开始调节，且调节方便，滑动电阻器应采用分压式接法，滑动电阻器应选择阻值较小的，故选。
【小问3详解】
金属丝电阻远小于电压表的内阻，为减小实验误差，电流表采用外接法，实验电路图如图所示。
【小问4详解】
根据电阻定律
金属丝的横截面积为
金属丝的电阻率
四、解答题（13题10分，14题15分，15题16分）
13. 体育课上，甲同学在距离地面高处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为；乙同学在离地处将排球垫起，垫起前后球的速度大小相等，方向相反。已知排球质量，取重力加速度。不计空气阻力。求：
（1）排球被垫起前在空中飞行的时间t；
（2）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x；
（3）排球被垫起前瞬间的速度大小v及方向。
【答案】（1）；（2）；（3），方向与水平方向夹角为
【解析】
【详解】（1）排球击出后做平抛运动，竖直方向有
解得排球被垫起前在空中飞行的时间为
（2）排球被垫起前在水平方向飞行的距离为
（3）排球被垫起前瞬间在竖直方向速度的大小为
根据速度的合成可得
设方向与水平方向夹角为，根据几何关系有
解得
方向与水平方向夹角为。
14. 如图所示，光滑弧形坡道顶端距水平面高度为h，底端切线水平且与一水平粗糙滑道相连接，O点为连接处，一轻弹簧的一端固定在水平滑道左侧的固定挡板M上，弹簧自然伸长时另一端N与O点的距离为。质量为m的小物块A从坡道顶端由静止开始滑下，进入水平滑道并压缩弹簧，已知弹簧的最大压缩量为，物块与水平滑道间的动摩擦因数为，重力加速度为g，求：
（1）物块刚与弹簧接触时速度v的大小；
（2）弹簧的最大弹性势能；
（3）若物块能够被重新弹回到坡道上，它在坡道上能够上升的最大高度H。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）从A到N由动能定理可得
解得
（2）物体由释放点到与到达最大弹性势能处由动能定理得
解得
（3）物块A被弹回的过程中，由动能定理有
解得物块A能够上升的最大高度为
15. 如图所示，图甲中A、B是两个足够大的平行金属板，两平行板间加如图乙所示电压，U0、T0为已知。质量为m、电量为q的带正电粒子在t=0时刻从紧靠A板位置由静止释放（不计重力），粒子经2T0时间到B板。求：
（1）粒子到达B板时的速度v；
（2）两个金属板间的距离d。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【分析】
【详解】(1)在0~T0时间，粒子运动的位移为
在T0~2T0时间，粒子运动位移为
根据动能定理得
解得
(2)根据位移关系得
解得