湖南省名校联盟2024-2025学年高二上学期入学考试物理试题（解析版）

这是一份湖南省名校联盟2024-2025学年高二上学期入学考试物理试题（解析版），共20页。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
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的答案标号涂黑，如有改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；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。
一、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. 在物理学的发展过程中，科学家们总结出了许多物理学研究方法，取得了很多的成就。下列关于物理学研究方法和物理学家的成就叙述正确的是（ ）
A. 忽略带电体的形状和大小，用“点电荷”表示带电体的方法，是运用了类比法
B. 牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动
C. 第谷通过研究行星观测记录，发现了行星运动的三大定律
D. 牛顿发现了万有引力定律，后来卡文迪什通过扭秤实验测出了引力常量的数值
【答案】D
【解析】A．忽略带电体的形状和大小，用“点电荷”表示带电体的方法，是运用了理想模型法，故A错误；B．伽利略将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动，B错误；C．开普勒通过研究行星观测记录，发现了行星运动的三大定律，故C错误；D．牛顿发现了万有引力定律，后来卡文迪什通过扭秤实验测出了引力常量的数值，故D正确。
故选D。
2. 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，经过转折点后进入水平滑垫，最后停在水平滑垫上的点，两段运动均可视为匀变速直线运动．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，、两点间的距离为，、两点间的距离为，人的质量为，重力加速度大小为，不计人通过转折点时的机械能损失，下列说法正确的是（ ）
A. 人在倾斜滑垫上运动的距离比在水平滑垫上运动的距离长
B. 人在倾斜滑垫上运动的平均速度比在水平滑垫上运动的平均速度小
C. 人从A点运动到点的过程中克服摩擦力做的功为
D. 倾斜滑垫的倾角未知，不能求出人从A点运动到点的过程中克服摩擦力做的功
【答案】C
【解析】A．设倾斜滑垫的倾角为，人在倾斜滑垫上运动时，加速度大小为，位移大小为，则有
设人在水平滑垫上运动时，加速度大小为，位移大小为，则有
由于倾角未知，则加速度大小关系未知，故无法比较、的大小关系，故A错误；
B．由匀变速直线运动的特点可知
即
故B错误；
CD．人从点运动到点的过程中克服摩擦力做的功
故C正确，D错误。
故选C。
3. 如图所示，在水平面内的M、N两点各固定一个点电荷，带电量均为。O为MN的中点，过O点固定一个绝缘杆，杆水平且与MN垂直。一光滑带孔小球P穿在绝缘杆上，小球带负电，开始时在MN的左侧，现给小球一向右的初速度，则小球向右运动的过程中（ ）
A. 小球从开始到O点，做加速度增大的加速运动
B. 小球受到绝缘杆的弹力先增大后减小
C. 若把N点变为，小球做匀速运动
D. 若把N点变为，小球受到绝缘杆的弹力始终不变
【答案】C
【解析】A．应用矢量合成可知，等量同种正电荷中垂线上场强，方向沿中垂线，大小从无限远到中点O先增大后减小，题中没有明确给出小球开始时是处在最大场强的左侧还是右侧，所以加速度变化无法判断，A错误；B．绝缘杆所在处场强与杆平行，由平衡可知，杆对小球弹力总等于其重力，B错误；C．应用矢量合成可知，等量异种电荷中垂线上的场强方向垂直中垂线，大小从无限远到中点O一直增大，小球运动方向不受任何力作用，则做匀速运动，C正确；D．小球从开始到O点，场强水平且与杆垂直，不断增大，电场力增大，由平衡条件可知，杆对小球的弹力总等于其重力与电场力的合力，则弹力从开始到O点一直增大，过O点后，向右运动过程中弹力逐渐减小，D项错误。
4. 我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功发射了第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）。已知地球半径为R、地球表面的重力加速度为g、地球自转周期为T，下列说法正确的是（ ）
A. 地球的第一宇宙速度为
B. 该卫星距地面的高度为
C. 该卫星的加速度大小为
D. 入轨后该卫星可能位于西昌的正上方
【答案】B
【解析】A．地球的第一宇宙速度即为近地卫星的运行速度，在地球表面万有引力近似等于重力，由万有引力提供向心力得
解得
而T为地球自转周期，也为同步卫星的周期，但不等于近地卫星的周期，故A错误；
B．卫星绕地球运行，由万有引力提供向心力得
故卫星距地面的高度
故B正确；
C．卫星绕地球运行加速度
故C错误；
D．地球同步卫星都位于赤道的正上方，故不可能位于西昌的正上方，故D错误。
故选B。
5. 某条电场线是一条直线，上边依次有O、A、B、C四个点，相邻两点间距离均为d，以O点为坐标原点，沿电场强度方向建立x轴，该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示。一个带电荷量为+q的粒子，从O点由静止释放，仅受电场力作用。则（ ）
A. 若O点的电势为零，则B点的电势为
B. 粒子从O到A做匀变速直线运动
C. 粒子在OA段电势能减少量等于BC段电势能减少量
D. 粒子运动到B点时动能为
【答案】D
【解析】A．由图可知E − x图像所包围的面积表示两点间的电势差大小，则
由于
解得
故A错误；
B．粒子由O到A过程电场力一直做正功，则带正电粒子一直加速运动，在该过程电场强度增大，由牛顿第二定律可得带电粒子做加速度增大的加速直线运动，故B错误；
C．粒子在OA段的平均电场力小于BC段的平均电场力，则OA段的电场力做功小于BC段电场力做功，由功能关系知，粒子在OA段电势能的变化量小于BC段变化量，或者从OA段和BC段图像包围的面积分析可知UOA > UBC，根据电场力做功公式W = qU和W = − ΔEp，也可得出粒子在OA段电势能的变化量大于BC段电势能的变化量，故C错误；
D．从O到B点过程由动能定理，则有
可得
故D正确。
故选D。
6. 有一段水平粗糙轨道AB长为s，第一次物块以初速度v0由A点出发，向右运动到达B点时速度为v1，第二次物块以初速度v0由B出发向左运动。以A为坐标原点，物块与地面的摩擦力f随x的变化如图，已知物块质量为m，下列说法正确的是（ ）
A. 第二次能到达A点，且所用时间与第一次相等
B. f − x图像的斜率为
C. 若第二次能到达A点，则在A点的速度小于v1
D. 两次运动中，在距离A点处摩擦力功率大小相等
【答案】B
【解析】AC．根据能量守恒，第二次也能到达A点，且速度也为v1，第一次的加速度逐渐变大，第二次的加速度逐渐变小，图像如图
可知第二次的时间更长，AC错误；
B．从A到B运用动能定理，则有
f − x图像的斜率为
B正确；
D．两次运动中，物块运动到距离A点时摩擦力做的功不相等，速度大小不相等，而摩擦力大小相等，根据力的瞬时功率计算公式P = Fv，可得在距离A点处摩擦力功率大小不等，故D错误。
故选B。
二、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. 一种利用电容器原理制作的简易“液体深度指示计”，如图所示，是外层包裹着绝缘电介质的金属电极，将它带上一定电量后与一个静电计的金属球用导线相连，静电计的外壳接地．然后将放入装有导电液体的容器中，金属导线将导电液体与大地相连。下列有关描述中正确的是（ ）
A. 电容器的两极分别是金属电极和导电液体
B. 金属电极外层包裹着绝缘电介质层越厚，电容器的电容值越大
C. 若打开容器出口处阀门K，随着液面高度降低，电容器的电容值减小
D. 若打开容器出口处阀门K，随着液面高度降低，静电计指针的偏角将减小
【答案】AC
【解析】A．由图可知，导电液体与金属电极构成了电容器，电容器的两极分别是金属电极和导电液体，故A正确；
B．根据
绝缘电介质层越厚，即变大，电容器的电容值变小，故B错误；
CD．若打开容器出口处阀门K，随着液面高度降低，两板间距离不变，正对面积变小，电容器的电容值变小；又因为两极板电荷量不变，根据
可知两极板电势差增大，静电计指针的偏角将增大，故C正确，D错误。
故选AC。
8. 如图所示，一质量为的小球用两个长度均为的轻质细绳系着，两根绳另一端分别固定在竖直转轴上的、两点，、两点之间的距离也为，小球随竖直转轴一起在水平面内做匀速圆周运动。已知重力加速度为，当竖直转轴以不同的角速度转动时，下列说法正确的是（ ）
A. 若时，绳1上的张力随的增大而减小
B. 两绳均处于伸长状态时，绳1上的张力不随的变化而变化
C. 两绳均处于伸长状态时，绳1上的张力与绳2上的张力差值恒定
D. 当竖直转轴的角速度为时，绳2上的张力大小等于
【答案】CD
【解析】A．根据几何关系可知，两绳都处于伸长状态时，两绳与竖直杆的夹角（锐角）均为；当绳2刚好伸直时，有
解得
故当时，绳2松弛，绳1与竖直方向的夹角为，有
得
故绳1上的张力随的增大而增大，故A错误；
C．两绳均处于伸长状态时，竖直方向有
可得
可知绳1上的张力与绳2上的张力差值恒定，故C正确；
BD．水平方向有
可得
绳1、绳2上的张力均随的增大而增大，当竖直转轴的角速度为时，代入上式联立解得
故B错误，D正确。
故选CD。
9. 如图所示，顺时针运行的传送带与水平面夹角，底端到顶端的距离，运行速度大小。将质量的物块轻放在传送带底部，物块与传送带间的动摩擦因数，取重力加速度，，。下列说法正确的是（ ）
A. 物块从传送带底端到达顶端的时间为5s
B. 物块相对传送带的位移大小为6m
C. 物块被运送到顶端的过程中，摩擦力对物块做的功为80J
D. 物块被运送到顶端的过程中，电动机对传送带做功至少为136J
【答案】ACD
【解析】AB．物块刚放上传送带时，所受摩擦力沿传送带向上，根据牛顿第二定律得
解得
物块速度与传送带速度相等的时间
之后，由于
摩擦力突变为静摩擦力，大小为，物块与传送带保持相对静止向上匀速运动，物块匀加速阶段的位移
传送带的位移
物块与传送带保持相对静止运动的时间
物块从传送带底端到达顶端的时间
物块相对传送带位移大小为
故A正确，B错误；
C．物块被运送到顶端的过程中，摩擦力对物块做的功为
故C正确；
D．物块被运送到顶端的过程中，电动机对传送带做的功转化为热和物块增加的机械能，其大小为
故D正确。
故选ACD。
10. 空间存在一匀强电场，将一质量为、带电荷量为的小球从一水平线上的点分两次抛出。如图所示，第一次抛出时速度大小为，方向与竖直方向的夹角为，经历时间回到点；第二次以同样的速率竖直向上抛出，经历时间经过水平线上的点，为小球运动轨迹的最高点．电场方向与小球运动轨迹在同一竖直面内，不计空气阻力，重力加速度为。关于小球从抛出到回到水平线的过程，下列说法正确的是（ ）
A. 第一次抛出后，小球做匀变速曲线运动
B.
C. 电场沿水平方向时，电势差
D. 电场强度的最小值为
【答案】BC
【解析】A．第一次抛出后，小球回到A点，说明重力与电场力的合力恰好与的方向相反，小球做匀变速直线运动，故A错误；
B．两次小球的竖直加速度相同，则第一次
第二次
解得
故B正确；
C．电场沿水平方向时，小球在水平方向做初速度为零的匀加速运动，则
根据
可知，电势差
故C正确；
D．当电场力方向与第一次抛出时的初速度方向垂直时场强最小，则此时
电场强度的最小值为
故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共56分。
11. 用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
（1）下列实验条件必须满足的有_________（填标号）。
A. 斜槽轨道光滑
B. 斜槽轨道末端水平
C. 挡板高度等间距变化
D. 每次必须从斜槽同一位置无初速度释放钢球
E. 小球运动时不应与硬板上的白纸相接触
（2）为定量研究，建立以水平方向为轴、竖直方向为轴的坐标系。
a．取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于点，钢球的_________（选填“最上端”“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点。
b．若遗漏记录平抛轨迹的起始点，可按下述方法处理数据：如图所示，在轨迹上取A、B、C三点，和的水平间距相等且均为，测得和的竖直间距分别是和，那么钢球从A运动到C所用时间为_________s，钢球平抛的初速度大小为_________（已知）。
【答案】（1）BDE （2）球心 0.4 2
【解析】（1）ABD．因为本实验是研究平抛运动，只需要每次实验都能保证钢球做相同的平抛运动，即每次实验都要保证钢球从同一高度无初速度释放并水平抛出，没必要要求斜槽轨道光滑，故A错误，B、D正确；
C．挡板高度可以不等间距变化，故C错误；
E．小球运动时不应与硬板上的白纸相接触，否则会改变运动轨迹，E正确。
故选BDE。
（2）[1] 因为钢球做平抛运动的轨迹是其球心的轨迹，故将钢球静置于点，钢球的球心对应白纸上的位置即为坐标原点（平抛运动的起始点）；
[2][3] 由
得
故钢球从A运动到C所用时间为0.4s，又因为
解得
12. 如图甲所示，学生将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验（已知当地的重力加速度为g = 9.8m/s2）。
（1）实验中得到如图乙所示的一条纸带，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（重物静止）的距离分别为hA = 19.60cm、hB = 23.70cm、hC = 28.20cm，已知打点计时器打点的周期为T = 0.02 s，重物的质量为m = 0.1kg，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp = _________J，重物动能增加量ΔEk = _________J（保留三位有效数字）。
（2）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，其原因可能是____________。
（3）该同学在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算打下对应计数点的重物速度v，得到如图丙所示的v2 − h图像，由图像可求得当地的重力加速度g = ________m/s2（保留两位小数）。
【答案】（1）0.232 0.231 （2）重物受到空气阻力和纸带受到摩擦阻力的影响 （3）9.75
【解析】（1）重物在B点瞬时速度为
根据题图可知，从起始点下落的高度为hB，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量
动能的增加量
（2）重力势能的减少量略大于动能的增加量，其原因可能是重物受到空气阻力和纸带受到摩擦阻力的影响。
（3）若重物下落机械能守恒，则有
即
可知v2 − h图线是一条过原点的直线，直线的斜率为k = 2g
题图丙所示的v2 − h图线的斜率为
因此可求得当地重力加速度大小为
13. 随着国产汽车的日益崛起，越来越多的人选择购买国产汽车，某国产汽车发动机的额定功率为，驾驶员和汽车的总质量为，当汽车在水平路面上行驶时受到的阻力为车对路面压力的0.2倍。若汽车从静止开始以恒定的加速度启动，时，功率达到额定功率，此后汽车以额定功率运行，时速度达到最大值，汽车运动的图像如图所示，取，求：
（1）汽车额定功率；
（2）汽车在期间牵引力的大小及汽车在期间牵引力做的功；
（3）汽车在期间的位移大小。
【答案】（1） （2）； （3）
【解析】（1）汽车受到的阻力为
当牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大
则汽车的额定功率为
解得
（2）从0～5s时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度大小为
汽车匀加速直线运动的位移为
根据牛顿第二定律可得
可得
在期间牵引力做的功为
可得
（3）在期间
由动能定理得
解得
14. 研究人员利用电场控制带电物体的运动，如图所示，实验区域内充满与水平面夹角斜向上的匀强电场，电场强度大小。BC为竖直固定的绝缘光滑半圆弧轨道，O为圆心，半径，圆弧BC与绝缘光滑水平面AB平滑连接并相切于B点，间距离。一质量、电荷量的带正电小球，轻放于水平面上A点，一段时间后，小球从C点飞出，立即撤去圆弧轨道。不考虑空气阻力，重力加速度，求：
（1）小球通过C点时的速度大小；
（2）小球通过C点时对圆弧轨道的压力大小；
（3）小球从圆弧轨道C点飞出后，运动到距C点1.5m处所用的时间。
【答案】（1） （2）0.36N （3）或
【解析】（1）对小球受力分析，由题可得
故小球从A点运动到点过程，根据动能定理，可得
解得
（2）小球通过点时，竖直方向上，由牛顿第二定律可得
解得
由牛顿第三定律可得
（3）小球从圆弧轨道点飞出后，做水平方向的匀减速直线运动，有
，
当小球位于点左侧，即时，得
当小球位于点右侧，即时，得
15. 如图甲所示，竖直正对放置的平行极板A、B间存在一匀强电场，在A极板处的放射源连续无初速度地释放质量为、电荷量为的电子，电子经极板A、B间的电场加速后由B极板上的小孔离开，然后沿水平放置的平行极板C、D的中心线进入偏转电场．C、D两极板的长度均为、间距为，两板之间加有如图乙所示的交变电压，时间段内极板C的电势高于极板D的电势。电子被加速后离开极板A、B间的加速电场时的速度大小为，所有电子在极板C、D间的偏转电场里运动时均不会打到C、D两极板上，不考虑电子的重力及电子之间的相互作用和极板的边缘效应。求：
（1）极板A、B之间的电势差；
（2）时刻进入偏转电场的电子离开偏转电场时速度偏角的正切值；
（3）时刻进入偏转电场的电子离开偏转电场时的侧移距离。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）粒子在A、B板之间加速后获得速度为
根据动能定理可得
极板A、B之间的电势差为：
（2）电子进入极板C、D间的偏转电场后在电场力的作用下做类平抛运动，沿水平方向做匀速直线运动有
解得
时刻进入极板C、D间的偏转电场的电子，前时间内加速度大小为
后时间内加速度大小为
则有
得
则有
（3）时刻进入极板C、D间的偏转电场的电子在时刻射出，时刻有
时刻有
故偏移量为
代入解得