江西省宜春市2024-2025学年高二上学期开学物理试卷（解析版）

这是一份江西省宜春市2024-2025学年高二上学期开学物理试卷（解析版），共18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. 关于电场的概念，以下说法正确的是（ ）
A. 在以一个点电荷为球心，半径为r的球面上各点电场强度相同
B. 不同点电荷处于电场中的不同点，所受电场力大的场强一定大
C. 电场中某点场强为零，检验电荷在该点受到的电场力一定为零
D. 点电荷的形状大小对研究的问题有影响
【答案】C
【解析】A．在以一个点电荷为球心，半径为r的球面上各点电场强度大小相等，方向不同，故A错误；
B．不同电荷在不同位置所受电场力与场强和电荷量都有关系，电场力大，可能是因为电荷量大也可能是场强大，故B错误；
C．电场中某点场强为零，则检验电荷在该点受到的电场力一定为零，故C正确；
D．点电荷就是忽略电荷的形状大小，对研究问题没有影响，故D错误。
故选C。
2. 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为+Q和-Q，在它们连线的竖直中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为+q的小球（直径略比细管小）以初速度v0从上端管口射入，重力加速度为g，静电力常量为k，则小球（ ）
A. 受到的库仑力不做功
B. 下落过程中加速度先增大后减小
C. 速度先增大后减小，射出时速度仍为v0
D. 管壁对小球的弹力的最大值为
【答案】A
【解析】A．根据等量异种点电荷电场线分布特点可知，带电小球受到水平向右电场力，电荷量为+q的小球以初速度v0从管口射入的过程，因电场力与速度垂直，所以电场力不做功，故A正确；
B．小球在竖直方向上只受重力作用，所以下落过程中加速度始终为g，故B错误；
C．小球在竖直方向上只受重力作用，所以小球做匀加速运动，则
所以
故C错误；
D．水平方向管壁对小球的弹力与库仑力的分力大小相等，所以当库仑力最大时，弹力达到最大，在两个电荷的中垂线的中点，每个电荷产生的电场力均为
所以管壁对小球的弹力的最大值为
故D错误。
故选A。
3. 图甲中水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B，一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一重物，绳BC段与水平横梁夹角为30度，整个装置处于静止状态；图乙中自动扶梯修建在斜坡上，扶梯上表面水平，人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转；图丙中圆桶桶壁竖直，物体随圆桶一起绕竖直轴匀速转动；图丁中小球在固定于竖直面的光滑圆管内运动。对于这些常见的物理情景，以下分析中正确的是（ ）
A. 图甲中绳对滑轮作用力方向与水平方向成30°角，斜向左下
B. 图乙中加速时扶梯对人的作用力大于人的重力，摩擦力方向朝右上方
C. 图丙中当圆桶匀速转动的转速增大时，物体所受的摩擦力增大
D. 图丁中小球过最高点的最小速度为
【答案】A
【解析】A．对滑轮进行受力分析，如图所示
绳子拉力F1和F2大小相等，根据平行四边形定则可得，绳子对滑轮的作用力应为F1和F2夹角的角平分线，所以绳对滑轮作用力方向与水平方向成30°角，斜向左下，故A正确；
B．当扶梯加速运动时，人受到静摩擦力、重力、支持力三个力，加速度方向指向右上方，所以合力方向指向右上方，因重力和支持力均在竖直方向且合力竖直向上，故支持力大于重力，水平方向静摩擦力水平向右，故扶梯对人的作用力方向，即支持力和静摩擦力的合力方向会指向右上方，且大于人的重力，故B错误；
C．物体在竖直方向受到竖直向下的重力和竖直向上的静摩擦力，二力平衡，因为物体的重力不变，所以物体所受的摩擦力不变，故C错误；
D．在最高点，圆管可以对小球提供竖直向上的支持力，所以小球过最高点的最小速度为零，故D错误。
故选A。
4. 如图所示为低空跳伞极限运动表演，运动员从悬崖上一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完美结合。假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落（空气阻力不可忽略），在打开伞之前，下落高度h时速度达到v。在运动员下落h的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员的重力做功为B. 运动员的重力势能减少了
C. 运动员的动能增加了mghD. 运动员的机械能减少了
【答案】D
【解析】AB．运动员的重力做功为mgh，故运动员的重力势能减少了mgh，故AB错误；
C．运动员的动能增加了，但由于空气阻力不可忽略，则mgh大于，故C错误；
D．根据功能关系可知，运动员的机械能减少了
故D正确。
故选D。
5. 如图所示，内置金属网的高压静电防护服接地，O为防护服内的一点，把一带电量为Q的金属小球移动到距离O点的r处。金属小球可视为点电荷，静电力常量为k，无穷远处电势为0，下列说法不正确的是（ ）
A. 感应电荷在O点处产生的场强大小等于
B. 金属小球激发的电场在防护服内不存在
C. 防护服内金属网带电是因为其电子的转移
D. 防护服内金属网左侧外表面带负电，大地的无限远处带正电
【答案】B
【解析】A．金属小球和防护服在防护服内产生的合场强为零，金属小球+Q在O点产生的场强与感应电荷在该处产生的电场强度大小相等方向相反，感应电荷在O点产生的场强大小为
故A正确，不符合题意；
B．金属小球激发的电场存在于防护服内，与防护服上感应电荷的电场大小相等方向相反，故B错误，符合题意；
C．物体带电的实质都是电子的转移，故C正确，不符合题意；
D．防护服接地，由静电感应原理可以知道，防护服内金属网左侧外表面带负电，大地的无限远处带正电，故D正确，不符合题意。
故选B。
6. 如图为雀尾螳螂虾，它的“铁拳”可由静止状态下在0.01s内以接近72km/h的速度挥出，出拳冲击力度高达600N。若“铁拳”挥出过程中，不考虑其他力的作用，则下列估算正确的是（ ）
A. “铁拳”的质量约为600gB. “铁拳”的加速度大约为1000m/s2
C. “铁拳”的动量约增大了0.6kg·m/sD. “铁拳”所受合力的冲量大约为6N·s
【答案】D
【解析】A．“铁拳”挥出过程，根据动量定理可得
代入数据解得
故A错误；
B．“铁拳”的加速度大小为
故B错误；
CD．根据动量定理可得
故C错误，D正确。
故选D。
7. 如图甲所示，农民用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次一颗谷粒被水平抛出的运动轨迹如图乙所示，O为抛出点，Q、P为轨迹上两点，且谷粒在OQ间与QP间运动的时间相等。忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 谷粒在P点时的速度大小是在Q点速度大小的2倍
B. 谷粒在OQ间竖直方向的位移大小与QP间竖直方向的位移大小相等
C. 谷粒在P点时速度与水平方向间的夹角是在Q点时速度与水平方向间夹角的2倍
D. 谷粒在P点时重力的瞬时功率是在Q点时重力的瞬时功率的2倍
【答案】D
【解析】A．设平抛初速度大小为，OQ、QP间运动时间均为t，则在Q、P点的速度大小分别为
故
故A错误；
B．平抛运动竖直方向做自由落体运动，故从抛出点开始连续相等的两段时间内竖直方向的位移大小之比等于，故B错误；
C．点时速度与水平方向间的夹角大小
在Q点时速度与水平方向间夹角大小
故C错误；
D．在P点时重力的瞬时功率大小
在Q点时重力的瞬时功率大小
故D正确。
故选D。
二、多选题（本题共3题，每小题5分，共15分。选项中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。）
8. 关于动能和重力势能，下列说法正确的是（ ）
A. 若物体所受的合力为零，则动能一定不变
B. 重力对物体做的正功，物体动能不一定增加
C. 一个物体的重力势能从− 5 J变到− 3 J，重力势能变小了
D. 重力势能是物体和地球所共有的，而不是地球上的物体单独具有的
【答案】ABD
【解析】A．合力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化，所以若物体所受合力为零，则合力做功为零，即动能不变；而重力对物体做的正功，其物体的动能不一定增加，因为动能的变化等于合力做的功，而不是只有重力做功，故AB正确；
C．重力势能是标量，其− 3 J大于− 5 J，一个物体的重力势能从− 5 J变到− 3 J，重力势能变大了，故C错误；
D．重力势能时地球与物体所组成的“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的，故D正确。
故选ABD。
9. 如图所示为地球赤道平面，d是静止在赤道地面上的物体，a、b、c均为卫星，其中a是地球同步卫星，c是近地卫星，以下关于a、b、c、d四者的线速度、角速度、周期以及向心加速度的大小关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】A．由万有引力提供向心力知
解得
则可知
由题知，a是地球同步卫星，则
且
由线速度公式知
解得
故，A正确；
B．由万有引力提供向心力知
解得
则可知
故，B错误；
C．由万有引力提供向心力知
解得
则可知
根据加速度公式知
则可知
故，C错误；
D．由万有引力提供向心力知
解得
则可知
由地球同步卫星特点知
故，D正确；
故选AD。
10. 发展新能源汽车是我国当前一项重大国家战略。假设有一辆纯电动汽车质量，汽车沿平直的公路从静止开始启动，汽车启动后的速度记为v，牵引力大小记为F，图像如图所示，表示最大速度，ab平行于v轴，bc反向延长线过原点。已知汽车运动过程中受到的阻力大小恒定，bc段汽车运动的时间为20s。下列说法正确的是（ ）
A. 汽车所受阻力为
B. 汽车从a到b的加速度大小为
C. 汽车能够获得的最大速度为25m/s
D. 汽车从b到c过程中运动的位移为350m
【答案】AC
【解析】
详解】AC．根据
可得
因给定图像bc是过原点的直线，可知在bc段汽车以恒定的功率启动，此时汽车的功率为
由图像可知汽车能达到的最大速度
则阻力
选项AC正确；
B．汽车从a到b汽车的牵引力为F=104N，则加速度大小为
选项B错误；
D．从b到c由动能定理
解得
s=368.75m
选项D错误。
三、实验题（每空2分，共14分）
11. 如图所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器由____________（填“直流”或“交流”）电源供电；由于重物在下落过程中受到阻力作用，则重物增加的动能____________（填“大于”“小于”或“等于”）减小的重力势能；实验中，____________（填“需要”或“不需要”）测量重物的质量。
【答案】交流 小于 不需要
【解析】[1][2]在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器由交流电源供电；由于重物在下落过程中受到阻力作用，则重物增加的动能小于减小的重力势能。
[3]该实验中，质量可以消去，所以质量可以不需要测量。
12. 用如图1所示装置研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图2中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影。实验时先让a球多次从斜槽上某一固定位置C由静止释放，其平均落地点的位置为P。再把b球放在水平轨道末端，将a球仍从位置C由静止释放，a球和b球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作多次，其平均落地点的位置为M、N。测量出a、b两个小球的质量分别为、（），OM、OP、ON的长度分别为、、。
（1）实验中，不容易直接测定小球碰撞前后的速度。但是，可以通过仅测量__________（填选项前的符号），间接地解决这个问题。
A. 小球开始释放高度h
B. 小球抛出点距地面的高度H
C. 小球做平抛运动的水平位移
（2）关于本实验的条件和操作要求，下列说法正确的是__________。
A. 斜槽轨道必须光滑B. 斜槽轨道末端必须水平
C. b球每次的落点一定是重合的D. 实验过程中，复写纸和白纸都不可以移动
（3）在实验误差允许范围内，若满足关系式__________，则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒，若还满足关系式__________，则可认为两球碰撞为弹性碰撞（用所测物理量的字母表示）。
【答案】（1）C （2）B （3）
【解析】（1）小球做平抛运动，根据
，
联立可得
因为小球做平抛运动下落高度相同，故可以通过测量小球做平抛运动的水平位移，来间接测定小球碰撞前后的速度。
故选C。
（2）A．为了保证每次碰撞前瞬间入射小球的速度相同，每次需要在同一位置静止释放入射小球，但斜槽轨道不需要光滑，故A错误；
B．为了保证小球抛出速度处于水平方向，斜槽轨道末端必须水平，故B正确；
C．由于存在一定的误差，b球每次的落点不一定是重合的，故C错误；
D．实验过程中，白纸不可以移动，但复写纸可以移动，故D错误。
故选B。
（3）[1]设碰撞前瞬间a球的速度为，碰撞后瞬间a、b球的速度分别为、，根据动量守恒可得
由于两球做平抛运动的高度相同，下落时间相等，则有
，，
则若满足
则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒；
[2]若碰撞是弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可得
联立可得
则有
则若碰撞是弹性碰撞，应满足的关系式为
四、解答题（共3题，共43分。解答要有必要的式子等过程）
13. 质量均为m的两个可视为质点的小球A、B，分别被长为L的绝缘细线悬挂在同一点O，给A、B分别带上一定量的正电荷，并用水平向右的外力作用在A球上，平衡以后，悬挂A球的细线竖直，悬挂B球的细线向右偏60°角，如图所示。若A球的带电量为q，则：
（1）B球的带电量为多少；
（2）水平外力多大？
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）小球B受重力、绳子拉力、库仑斥力而平衡，如下图所示
根据几何关系可知库仑力大小为
所以B球的带电量为
（2）小球A受重力、绳子拉力、库仑斥力和水平外力而平衡，如下图所示
水平外力为
14. 如图所示，ABC是光滑轨道，其中BC部分是半径为R的竖直放置的半圆，AB部分与BC部分平滑连接。一质量为M的小木块放在轨道水平部分，木块被水平飞来的质量为m的子弹射中，子弹留在木块中。子弹击中木块前的速度为v0。若被击中的木块能沿轨道滑到最高点C，重力加速度为g，求：
（1）子弹击中木块后的速度；
（2）子弹击中木块并留在其中的过程中子弹和木块产生的热量Q；
（3）木块从C点飞出后落地点距离B点的距离s。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）子弹击中木块，根据动量守恒有
解得子弹击中木块后的速度
（2）根据能量守恒
得子弹击中木块并留在其中的过程中子弹和木块产生的热量Q
（3）击中后根据动能定理
木块从C点飞出后做平抛运动
解得
15. 如图，水平光滑平台左端固定一竖直挡板，轻质弹簧左端与其相连；平台右方有一光滑圆弧轨道CD，半径，圆心角，半径OD与水平光滑轨道DE垂直；DE与长为的水平传送带EF等高，传送带静止不动。一质量的滑块（可视为质点）从A点由静止释放，弹簧的弹性势能，滑块离开弹簧后从平台边缘B点水平飞出，刚好在C点沿切线滑入圆弧轨道CD，最终停在传送带正中央。不计空气阻力，g取，。
（1）求滑块离开平台时的速度大小以及运动到C点的速度大小；
（2）求滑块与传送带之间的动摩擦因数；
（3）若传送带以速度逆时针匀速转动，只考虑滑块从滑上传送带到第一次离开传送带的过程，求滑块与传送带间因摩擦产生的热量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）弹性势能转化成物体的动能，则
解得
在C点，分解速度可得
（2）滑块从C点到D点，由动能定理可知
解得
滑块从D点到传送带正中央，由能量守恒可知
解得
（3）滑块滑上传送带时的速度
滑块向右做匀减速直线运动至速度为0，根据牛顿第二定律
由可知
此时滑块位移
传送带位移
滑块与传送带间因摩擦产生的热量
由于滑块速度为0时，解得
故不会从传送带右端离开。然后滑块向左匀加速至与传送带共速
此过程滑块位移
传送带位移
滑块与传送带间因摩擦产生的热量
以后滑块与传送带一起匀速至离开传送带，滑块与传送带间因摩擦产生总热量