湖南省部分名校2024-2025学年高二上学期开学联考物理试卷（解析版）

这是一份湖南省部分名校2024-2025学年高二上学期开学联考物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：人教版必修第一、二册，必修第三册前两章。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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. 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述不正确的是
A. 牛顿发现了万有引力定律
B. 相对论的创立表明经典力学已不再适用
C. 卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量
D. 爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推进到高速领域
【答案】B
【解析】试题分析：英国科学家牛顿发现了万有引力定律，故A正确；经典力学是相对论低速情况下的近似，经典力学在宏观、低速情况下仍然适用，故B错误；英国科学家卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，故C正确；爱因斯坦建立了狭义相对论，研究高速运动的情形，把物理学推进到高速领域，故D正确．
考点：考查了物理学史
2. 图为某一电场的电场线和等势面，电荷在A、B两点，下列说法错误的是（ ）
A. 正电荷在A点的电势能比在B点的小
B. 负电荷从A点运动到B点，电势能增加
C. A点的电场强度更大
D. B点的电势更高
【答案】B
【解析】C．根据题图电场线的疏密程度可知，A点的电场强度更大，故C正确，不满足题意要求；
D．根据沿电场线方向电势降低，可知B点的电势高于A点的电势，故D正确，不满足题意要求；
A．根据
，
可知正电荷在A点的电势能比在B点的小，故A正确，不满足题意要求；
B．负电荷从A点运动到B点，电场力做功
可知电场力做正功，所以电势能减少，故B错误，满足题意要求。
故选B。
3. 一辆质量为20kg的玩具赛车在水平直跑道上由静止开始匀加速启动，达到额定功率后保持功率不变，其加速度a随时间t变化的规律如图所示。已知赛车在跑道上运动时受到的阻力恒为40N，赛车从起点到终点所用的时间为35s，赛车到达终点前已达到最大速度，下列说法正确的是（ ）
A. 赛车匀加速行驶的距离是20m
B. 赛车5s末的速度是10m/s
C. 赛车5s末的功率是1000W
D. 赛车匀速行驶的时间是30s
【答案】B
【解析】A．图像可知赛车匀加速了，加速度，则赛车匀加速行驶的距离
故A错误；
B．由于赛车从静止开始匀加速启动，则赛车5s末的速度
故B正确；
C．前5s内，对赛车，由牛顿第二定律有
而功率
代入题中数据，联立解得
故C错误；
D．由题中图像可知，赛车匀加速了5s，且还有一段变加速运动过程，则赛车匀速行驶时间应小于30s，选D错误。
故选B。
4. “儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢。”如图所示，空中各处风力方向一致，在细线拉力的作用下，风筝静止在空中。下列说法正确的是（ ）
A. 气流对风筝的作用力竖直向上
B. 气流对风筝的作用力在水平方向
C. 图中细线各处拉力大小不相等
D. 人受到地面的合力方向竖直向上
【答案】C
【解析】AB．风筝受重力、气流的作用力、线的拉力处于静止状态，由平衡知识知，气流的作用力斜向上，故AB错误；
C．由细线弯曲情况可知，细线各处受力不等，故C正确；
D．由题图可知，人受到地面的支持力和摩擦力，地面作用力的合力方向不在竖直方向，故D错误。
5. 宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统。其中一种三星系统如图所示，三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点，三角形的边长为R。忽略其他星体对它们的引力作用，三颗星体在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，引力常量为G，则（ ）
A. 每颗星体做圆周运动的线速度为
B. 每颗星体做圆周运动的周期为
C. 每颗星体做圆周运动的角速度为
D. 每颗星体做圆周运动的加速度与三颗星体的质量无关
【答案】B
【解析】A．任意两个星体之间的万有引力
每颗星体受到的合力
由几何关系知，每颗星体做匀速圆周运动的半径
根据牛顿第二定律可得
解得
故A错误；
B．根据万有引力提供向心力有
解得
故B正确；
C．每颗星体做圆周运动的角速度
故C错误；
D．根据
得
可知加速度与质量有关，故D错误。
故选B
6. 带电球体的半径为R，以球心O为原点建立坐标轴x，轴上各点电势随x的变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 球体带正电荷
B. 球心处电场强度最大
C. A、B两点电势相同，电场强度不相同
D. 一带负电的试探电荷仅受电场力作用从B点运动到C点，电势能增大，动能增大
【答案】C
【解析】A．由题图可知离带电球体越远，电势越高，电场方向由远处指向球体，所以球体带负电，故A错误；
B．由题图知球体是等势体，内部任意两点间的电势差为零，故电场强度为零，故B错误；
C．由题图可知A、B两点电势相同，电场强度大小相等，方向不同，故C正确；
D．由题图可知B点的电势比C点的电势小，带负电的试探电荷仅受电场力作用从B点运动到C点，根据
可知电场力做正功，电势能减小，动能增大，故D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，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。
7. 某学校实验楼大厅里科普器材中有如图所示的传动装置：在大齿轮盘内嵌有三个等大的小齿轮。若齿轮的齿很小，大齿轮半径（内径）是小齿轮半径的3倍，则当大齿轮顺时针匀速转动时，下列说法正确的是（ ）
A. 小齿轮逆时针匀速转动
B. 大、小齿轮的角速度相等
C. 小齿轮的每个齿的线速度大小相等
D. 小齿轮每个齿的向心加速度是大齿轮每个齿的向心加速度的3倍
【答案】CD
【解析】A．小齿轮的运动方向和大齿轮的运动方向相同，所以小齿轮也是顺时针匀速转动的，故A错误；
B．根据可知，线速度相等，大齿轮半径（内径）是小齿轮半径的3倍时，小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍，角速度不相等，故B错误；
C．大齿轮和小齿轮的线速度大小相等，故C正确；
D．根据，大齿轮半径（内径）是小齿轮半径的3倍，可知小齿轮每个齿的向心加速度是大齿轮每个齿的向心加速度的3倍，故D正确。
故选CD。
8. 一只小船渡过两岸平行的河流，河中水流速度各处相同且恒定不变，方向平行于河岸。小船的初速度均相同，且船头方向始终垂直于河岸，小船相对于水分别做匀加速、匀减速和匀速直线运动，其运动轨迹如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. AD是小船匀减速运动的轨迹
B. 船沿AB轨迹渡河所用时间最短
C. 船沿不同的三条轨迹渡河所用时间相等
D. 船沿AC轨迹渡河，船靠岸时速度最大
【答案】AD
【解析】A．船沿着船头方向做匀加速直线运动同时还要随着水流一起运动，曲线运动的加速度指向轨迹的内侧，故轨迹代表船相对于静水做匀加速运动，轨迹代表船相对于静水做匀速运动，轨迹代表船相对于静水做匀减速运动，故A正确；
D．沿轨迹渡河时，船做匀加速运动，则船到达对岸的速度最大，故D正确；
BC．船相对于水的初速度大小均相同，方向垂直于岸边，由前面分析可知船沿三条不同路径渡河的时间不同，沿轨迹渡河所用的时间最短，故BC错误。
故选AD。
9. 如图所示，在电场强度为的匀强电场中有A、、三个点，长，长，其中沿电场方向，和电场方向的夹角为。下列说法正确的是（ ）
A. 将电荷量为的正电荷从A点移到点，再从点移到点，静电力做的功为
B. A点和点的电势差为
C. A点和点的电势差为
D. 将电荷量为的正电荷沿直线由A点移到点，静电力做的功为
【答案】CD
【解析】AD．将电荷量为的正电荷从A点移到点，静电力做的功为
再从点移到点，静电力做的功为
则静电力做的总功为
因电场力做功与路径无关，若将该电荷沿直线由A点移到C点，静电力做功仍为
故A错误，D正确；
BC．根据
代入数据解得
故B错误，C正确。
10. 如图所示，一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置。在管子的底部固定一电荷量为的带电体，在距离底部的管口A处，有一电荷量为、质量为m的小球由静止释放，小球在距离底部的B处速度恰好为零。现让一个电荷量为q、质量为2m的小球仍在A处由静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度大小为g，带电体小球均可视为点电荷，则该小球（ ）
A. 运动到B处时的速度为
B. 在下落过程中加速度一直变大
C. 向下运动了位移时速度最大
D. 运动到B处时的速度为
【答案】AC
【解析】B．质量为m的小球由静止释放后开始下落，所受库仑力越来越大，所以小球先加速后减速，则加速度先减小后增大，当到达B处时，小球的速度为零。由动能定理可得
解得
而当换成质量为2m的小球时，仍从原来位置由静止释放，则小球先加速后减速，加速度先减小后增大，故B错误；
C．速度最大的位置，就是加速度为零的位置，即库仑力与重力相等的位置，当小球的质量为2m时，设平衡位置距底部带电体的距离为，则有
所以
则小球向下运动的位移
故C正确；
AD．质量为2m的小球从静止到B处，由动能定理可得
而
所以小球在B处时的速度为
故A正确，D错误。
故选AC。
三、非选择题：共56分。
11. “祖冲之”研究小组探究平行板电容器实验，如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带负电，板间距离为d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地（电势为零），在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，静电计指针偏角______（填“变大”“变小”或“不变”），P点电势______（填“升高”“降低”或“不变”），油滴的电势能______（填“大于”“小于”或“等于”）零。
【答案】变小 不变 小于
【解析】[1]带电油滴保持静止，则电场力与重力相平衡，电场力竖直向上，极板间电场线竖直向上，则可知油滴带正电，由于电容器不与电源相连，则电容器极板所带电荷量不变，根据
可知，上极板向下移动后，电容C增大，U减小，则静电计指针偏角变小；
[2]根据
可知，极板间电场强度不变，所以下极板与P点间的电势差不变，而下极板始终接地，电势始终为零，所以P点电势不变；
[3]由于下极板接地，上极板带负电，所以P点电势小于零，根据
可知，电势能小于零。
12. 在研究平抛运动规律时，让小钢球多次从斜槽上的挡板处由静止释放，从轨道末端抛出，落在水平地面上。某学习小组为了测量小球在轨道上损失的机械能，他们准备了一块木板，设计了如图所示的实验方案。已知木板的下端放在水平地面上且可以在地面上平移，木板与水平地面的夹角为45°。

（1）请完善下列实验步骤：
①调整轨道末端沿___________方向；
②轨道末端重垂线的延长线与水平地面的交点记为O点；
③让小球多次从轨道上滚下，平移木板使小球与木板刚好不相碰，此时木板与地面接触点记为C点；
（2）用刻度尺测量小球在轨道上初位置A时到地面的高度H、小球在轨道末端B时到地面的高度h、C点到O点距离s，用天平测出小球质量m，已知当地重力加速度为g。若小球可视为质点，则小球离开B点时的速度为___________，小球在轨道上损失的机械能为___________；（用题中所给的物理量表示）
【答案】（1）水平 （2）
【解析】（1） ①[1]因为小球要做平抛运动，所以初速度应该是水平方向，故调整轨道末端沿水平方向；
（2）[2][3]设从B点抛出的小球，经过时间t与板相切，可知此时小球的合速度方向沿木板的方向，根据几何关系，可知水平速度和竖直速度均为v0，由几何关系
，
解得
根据能量守恒，可知小球在轨道上损失的机械能为
13. 在xOy坐标系的第一象限有沿y轴负方向、大小为E的匀强电场，一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子从y轴上的P点垂直y轴以速度v进入电场，后从x轴上的Q点射出，已知OP=L，不计粒子受到的重力，求：
（1）粒子的加速度大小a；
（2）OQ的长度d；
（3）粒子经过Q点时的速度大小v0。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）由牛顿第二定律有
解得
（2）粒子在电场中做类平抛运动，水平方向有
竖直方向有
解得
（3）粒子在Q点时竖直方向的分速度
解得
14. 如图所示，一粗糙斜面下端与光滑圆管轨道BCD相切于B点。整个装置竖直放置，圆管轨道的最低点为C，最高点为D，圆心角，轨道半径。现将一个可视为质点的滑块从斜面上距离B点2.26m处的A点由静止释放。已知滑块的质量，与斜面之间的动摩擦因数。忽略空气阻力，取重力加速度大小，。求：
（1）滑块第一次通过C点时的速度大小；
（2）滑块通过最高点D时对轨道的作用力；
（3）滑块从D点飞出到落到斜面上的时间。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）滑块从A点到C点的过程，根据动能定理有
解得
（2）滑块从C点到D点的过程，根据动能定理有
解得
在D点，由牛顿第二定律有
代入数据解得
由牛顿第三定律得滑块通过D点时对轨道的压力大小为，方向竖直向下。
（3）设滑块从D点飞出到落到斜面上的时间为t，水平方向有
竖直方向有
且
解得
15. 较大型的超市广泛使用传送带来搬运货物。如图所示，倾角的倾斜传送带以恒定的速率顺时针运动，传送带始终是绷紧的，将可视为质点的质量的货物轻放在传送带上的A端，货物经过到达传送带的B端，货物与传送带之间的动摩擦因数，B端与水平面平滑连接，货物由传送带经B点过渡到水平面速率不变，货物经B点后又用了1.4s停在C点。取重力加速度大小，。
（1）通过计算说明货物从传送带A端到达B端的运动情况，并画出这1.2s内货物的图像；
（2）求货物与BC段水平面间的动摩擦因数；
（3）若货物在传送带上滑动时留下了痕迹，求痕迹的长度。
【答案】（1）见解析 （2） （3）
【解析】（1）货物刚放在传送带上，由牛顿第二定律有
解得
当货物与传送带共速时
解得
后对货物由牛顿第二定律有
解得
货物到B点时
综上：货物从A点到B点先以加速度做匀加速直线运动，再以加速度做匀加速直线运动，图像如图所示。
（2）货物在段运动有
根据牛顿第二定律有
把代入，解得。
（3）在内，货物的位移大小
传送带的位移大小
这段过程痕迹的长度
在内，货物的位移大小
传送带的位移大小
这段过程痕迹的长度
，所以痕迹的长度为。