河南省周口市扶沟县高级中学2025~2026学年高二上学期开学考试物理检测试题(附解析)
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这是一份河南省周口市扶沟县高级中学2025~2026学年高二上学期开学考试物理检测试题(附解析),共21页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28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. 将地面上静止的货物竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过程中,图像如图所示,以下判断正确的是( )
A. 最后2s内货物只受重力作用
B. 前3s内货物处于超重状态
C. 货物前3s内的平均速度小于最后2s内的平均速度
D. 第3s末至第5s末的过程中,货物的机械能守恒
【正确答案】B
【详解】A.图线斜率的物理意义为加速度,最后内的加速度大小
所以最后内货物除了重力作用外还受到阻力作用,A错误;
B.前3s内货物加速向上,处于超重状态,B正确;
C.根据匀变速直线运动中某段时间内,平均速度等于中间时刻速度
可知货物前3s内的平均速度等于最后2s内的平均速度,C错误;
D.货物的机械能由动能和重力势能构成,第3s末至第5s末的过程中,货物的动能不变,图线和时间轴围成的面积为位移,根据图像可知货物的位移一直增大,选择货物起点为零势能面,根据
可知货物的重力势能一直增加,则货物的机械能一直增加,D错误。
故选B。
2. 图甲为家用燃气炉架,其有四个对称分布的爪,若将总质量一定的锅放在炉架上,如图乙所示(侧视图),忽略爪与锅之间的摩擦力,若锅是半径为的球面,正对的两爪间距为,则下列说法正确的是( )
A. 越大.爪与锅之间的弹力越小B. 越大,爪与锅之间的弹力越大
C. 越大,锅受到的合力越大D. 越大,爪与锅之间的弹力越小
【正确答案】A
【详解】对锅进行受力分析如图所示
炉架的四个爪对锅的弹力的合力与锅受到的重力大小相等,方向相反,即
则越大,爪与锅之间弹力越小,同理越大,爪与锅之间弹力越大,锅受到的合力为零。
故选A。
3. 自由式小轮车赛是一种对感官冲击强烈的极限运动,单人表演场地如图所示,两个相同等腰直角三角形斜坡间隔15m,表演者从右边斜坡顶点以的速度沿斜面方向滑出,最终落在左边斜坡的斜面上。忽略空气阻力,表演者连带装备可看作质点,g=10m/s2。下列说法中正确的是( )
A. 表演者将落在左边斜坡的顶点上
B. 表演者落在左边斜坡的斜面时,速度方向沿斜面向下
C. 表演者距离左边斜坡的最远距离为
D. 表演者上升和下降的高度之比为
【正确答案】C
【详解】AC.因为表演者从右边斜坡顶点沿斜面方向滑出,则在水平方向和竖直方向的分速度为
表演者将做斜抛运动,根据斜抛运动的对称性,当表演者下落到与斜坡顶点等高时,速度方向与左边斜坡平行,此时距离左边斜坡最远,在竖直方向,可得运动时间为
在水平方向的位移为
则表演者距离左边斜坡的最远距离为
故A错误,C正确;
B.表演者下落到与左边斜坡顶点等高时,速度方向沿斜面向下,继续下落到斜坡上时,速度方向改变,故B错误;
D.表演者上升到最高点时,在竖直方向
在水平方向
设下降的高度为,则
联立解得
所以表演者上升和下降的高度之比为
故D错误。
故选C。
4. 如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M点和N点的电势分别为,粒子在M和N时加速度大小分别为,速度大小分别为,电势能分别为.下列判断正确的是
A. B.
C. D.
【正确答案】D
【详解】试题分析:将粒子的运动分情况讨论:从M运动到N;从N运动到M,根据电场的性质依次判断;
电场线越密,电场强度越大,同一个粒子受到的电场力越大,根据牛顿第二定律可知其加速度越大,故有;若粒子从M运动到N点,则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧,可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示,故电场力做负功,电势能增大,动能减小,即,负电荷在低电势处电势能大,故;
若粒子从N运动到M,则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧,可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示,故电场力做正功,电势能减小,动能增大,即,负电荷在低电势处电势能大,故;
综上所述,D正确;
考查了带电粒子在非匀强电场中的运动;本题的突破口是根据粒子做曲线运动时受到的合力指向轨迹的内侧,从而判断出电场力方向与速度方向的夹角关系,进而判断出电场力做功情况.
5. 如图所示,a、b为两个固定的带正电q的点电荷,相距为L,通过其连线中点O作此线段的垂直平分面,在此平面上有一个以O为圆心,半径为的圆周,其上有一个质量为m,带电荷量为-q的点电荷c做匀速圆周运动,则c的速率为( )
A. B. C. D.
【正确答案】B
【详解】c做匀速圆周运动所需要的向心力由两个点电荷+q库仑力的合力提供,对c进行受力分析如图所示
由于c到O点距离,故三角形abc为等边三角形,故根据矢量合成法则,可得ab对c的静电力为
根据
联立解得
故选B。
6. 如图甲所示,在绝缘光滑的水平面上建立x轴,在处和处分别固定点电荷和。两点电荷连线上的电势与位置x之间的关系图像如图乙所示,图中处的电势最低。已知点电荷q在某点的电势(r为该点到点电荷的距离,k为静电力常量),若空间存在几个点电荷时,则某点的电势为各个点电荷在该点电势的代数和。在处由静止释放一个带正电荷的小球(可视为质点),下列判断正确的是( )
A. Q1带正电,Q2带负电
B.
C. 小球将在之间往复运动
D. 小球的最大加速度为处加速度的4倍
【正确答案】C
【详解】AB.根据题意,由图像可知,处电场强度为0,电场方向沿轴正方向,电场方向沿轴负方向,则、均带正电,且有
解得
故AB错误;
C.根据题意,由电势公式可得,处电势为
设处电势与处电势相等,则有
解得
(舍),
由动能定理可知,小球运动到时,速度减小到0,即小球将在之间往复运动,故C正确;
D.当小球运动到时,加速度最大,此处的电场强度为
处的电场强度为
则有
故D错误。
故选C。
7. 如图甲所示,水平地面上竖直固定一半径为的半圆形轨道,A为最低点,为轨道中点,为最高点。现有一质量为的小球从点以一定速度进入半圆轨道,恰好能到达最高点。测得小球在轨道上速度的平方与其高度的关系如图乙所示。已知轨道粗糙程度处处相同,空气阻力不计,重力加速度取。则( )
A 图乙中
B. 小球在A点对轨道的压力大小为
C. 小球从A到合力做的功为
D. 小球从到损失机械能小于
【正确答案】D
【分析】
【详解】A.由图可知,图中对应小球到达最高点,因为是恰好到最高点,则有
解得
则
则A错误;
B.由图可得时即在点时的速度
则由牛顿第二定律有
解得
则B错误;
C.小球从到由动能定理可得
则C错误;
D.由前面分析可知到小球动能减少量为,重力势能增加量为,由能量守恒可知,到小球机械能减少,但由于在段的平均压力大于段,故在段摩擦力做功大于段,故段损失机械能小于,则D正确。
故选D。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分,在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,当轨道半径增大到2倍时,如果人造地球卫星的质量不变,则该卫星( )
A. 周期变为原来的B. 线速度变为原来的
C. 向心力变为原来的D. 向心加速度变为原来的
【正确答案】BC
【详解】A.根据
周期变为原来的倍,故A错误;
B.根据
线速度变为原来的,故B正确;
C.根据
向心力变为原来的,故C正确;
D.根据
向心加速度变为原来的,故D错误。
故选BC。
9. 如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可忽略,开关闭合,稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P点,下列说法正确的是( )
A. 保持K闭合,将上极板右移一小段距离后,静电计指针的张角变大
B. 保持K闭合,将上极板下移一小段距离后,P点电势升高
C. 若断开K,将上极板右移一小段距离后,带电油滴向下运动
D. 若断开K,将上极板下移一小段距离,带电油滴的电势能不变
【正确答案】BD
【详解】A.当开关保持闭合时,将上极板右移一小段距离后,则两极板间的电势差保持不变,静电计指针的张角不变,故A错误;
B.当开关保持闭合时,则两极板间的电势差保持不变,根据
将上极板下移一小段距离后,两极板间场强增大,根据
P点与下极板间电势差增大,P点电势升高,故B正确;
C.当开关断开时,极板的电荷量保持不变,根据
将上极板右移一小段距离后,电容减小,根据
两极板间的电势差增大,根据两极板间场强增大,带电油滴受到的电场力增大,带电油滴向上运动,故C错误;
D.当开关断开时,极板的电荷量保持不变,将上极板下移一小段距离,两极板间的场强
不变,根据
P点与下极板间电势差不变,P点电势不变,带电油滴的电势能不变,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,在竖直平面内有水平向左的匀强电场,在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线,细线一端固定在O点,另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角,此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的电场强度
B. 小球动能的最小值为
C. 小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D. 小球从初始位置开始,在竖直平面内运动一周的过程中,其电势能先减小后增大
【正确答案】AB
【详解】A.小球静止时细线与竖直方向成角,对小球受力分析,小球受重力、拉力和电场力,如图所示
三力平衡,根据平衡条件,有
解得
故A正确;
B.小球恰能绕点竖直平面内做圆周运动,在等效最高点速度最小,根据牛顿第二定律,有
则最小动能
故B正确:
C.小球的机械能和电势能之和守恒,则小球运动至电势能最大的位置机械能最小,小球带负电,则小球运动到圆周轨迹的最左端点时机械能最小,故C错误;
D.小球从初始位置开始,在竖直平面内运动一周的过程中,电场力先做正功,后做负功,再做正功,则其电势能先减小后增大,再减小,故D错误。
故选AB。
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 在探究平抛运动的规律实验中,某同学用频闪照相机对准方格背景照相,拍摄处理后得到了如图所示的照片,小球做平抛运动所经历的位置分别为a、b、c、d、e点,其中有部分位置已被污迹覆盖导致无法确定d点,以拍摄的a点为坐标原点,以水平向右为x轴、竖直向下为y轴建立直角坐标系。已知每个小方格的边长为10cm,取当地的重力加速度大小g=10m/s2。
(1)照相机相邻两次闪光的时间间隔T=______s。
(2)被拍摄到的小球在d点的坐标为(___________),a点______(填“是”或者“不是”)小球的抛出点。
【正确答案】 ①. 0.1 ②. (60cm,60cm) ③. 不是
【详解】(1)[1]小球在竖直方向上做自由落体运动,则有
解得
(2)[2]小球在水平方向上做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,经过相等时间水平位移相等,竖直方向上位移差恒定,所以d点的横坐标为
d点纵坐标满足
解得
小球在d点的坐标为(60cm,60cm);
[3]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,可知b点的竖直分速度为
则a点的竖直分速度为
可知a点不是抛出点。
12. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中,某同学进行了如下测量:
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,测量结果如图甲所示,则金属丝的直径为________mm。
(2)然后用欧姆表粗测金属丝电阻,选择倍率为的欧姆挡,按正确的实验操作步骤测量,表盘指针位置如上图所示,该金属丝电阻约为_______。
(3)某同学通过实验测定金属丝的电阻Rx,现有电源(4V,内阻忽略不计)、滑动变阻器(0-50Ω)、额定电流(2A)、开关和导线若干,以及下列电表:
A.电流表(0-3A,内阻约0.025Ω)
B.电流表(0-0.6A,内阻约为0.125Ω)
C.电压表(0-3V,内阻约3kΩ)
D.电压表(0-15V,内阻约15kΩ)
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用_________,电压表应选用_________(选填器材前的字母);
(4)实验电路应采用如图________(填“乙”或“丙”),该电路测量得到的电阻阻值比真实值______填(”偏大”或者“偏小”或“相等”)
【正确答案】(1)0.878##0.879##0.880##0.881##0.882
(2)6##6.0 (3) ①. B ②. C
(4) ①. 乙 ②. 偏小
【小问1详解】
金属丝的直径为
【小问2详解】
金属丝电阻约为
【小问3详解】
[1]通过金属丝的电阻的最大电流为
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用量程为的电流表,故选B。
[2]电源电动势为,为减小测量误差,电压表应选用量程为的电压表,故选C。
【小问4详解】
[1]电压表的内阻远大于金属丝的电阻,为减小实验误差,电流表应采用外接法,实验电路应采用如图乙。
[2]由于电压表的分流作用,通过金属丝的电流小于电流表的示数,电路测量得到的电阻阻值比真实值偏小。
13. 冰壶比赛是冬奥会的重要项目。比赛中冰壶在水平冰面上的运动可视为匀减速直线运动直至停止,已知一冰壶被运动员推出的初速度大小为3.6m/s,其加速度大小为,求:
(1)冰壶10s末的速度大小;
(2)冰壶在20s内的位移大小。
【正确答案】(1)1.6m/s;(2)32.4m
【详解】(1)冰壶运动的总时间
时冰壶未停止运动,故末的速度大小
(2)冰壶时已停下,所以内位移等于前内位移
14. 虚线PQ、MN间存在如图所示的水平匀强电场,一带电粒子质量为、电荷量为,从a点由静止开始经电压为的电场加速后,垂直进入匀强电场中,从虚线MN上的某点b(图中未画出)离开匀强电场时速度与电场方向成角.已知PQ、MN间距为20 cm,带电粒子的重力忽略不计求:
(1)带电粒子刚进入匀强电场时的速率;
(2)水平匀强电场的场强大小.
【正确答案】(1)104 m/s;(2)N/C.
详解】(1)由动能定理得:
解得 v1=104m/s
(2)粒子进入水平电场后做类平抛运动,设粒子在电场中运动时间为t,电场宽度为s=0.2m,则
沿初速方向 s=v1t
沿电场方向 Eq=ma,v2=at
由几何关系 tan30º=
联立解得 E=×103N/C
答:(1)带电粒子刚进入匀强电场时的速率v1=104m/s;
(2)水平匀强电场的场强E=×103N/C.
15. 如图所示,一轻质弹簧右端固定在水平地面O处的挡板上,将一质量的小物块靠在弹簧左端D处(小物块与弹簧不拴接),此时弹簧处于原长,OD段光滑,DC段粗糙。水平地面C处与倾斜传送带下端平滑连接,传送带上端B处与一光滑半圆轨道AB最低点相切,半圆轨道固定在竖直平面内,半径。现将小物块向右压缩弹簧一定距离后由静止释放,小物块在传送带上一直做加速运动进入半圆轨道后并从A点飞出,恰好落在C点。已知D、C间距,传送带B、C两端间距,与水平地面间的夹角,传送带由电动机带动以的恒定速度逆时针转动,小物块与传送带间的动摩擦因数,与DC段间的动摩擦因数,重力加速度取,小物块可视为质点,不计空气阻力,, 不考虑小物块再次滑上传送带的情况。求:
(1)小物体运动到A点时轨道对物体支持力的大小FN;
(2)小物体在传送带上运动的过程中,因摩擦而产生的热量大小Q;
(3)小物体释放前,弹簧具有的弹性势能大小Ep以及带动传送带的电动机由于运送小物块多输出的电能ΔE。
【正确答案】(1);(2);(3),
【详解】(1)小物块从A点飞出后,可将重力加速度分解为沿传送带方向
垂直传送带方向
则有
在A点由牛顿第二定律有
联立解得
(2)B到A的过程根据机械能守恒定律得
在传送带上小物体做匀加速运动有
由牛顿第二定律有
由
解得
故小物块在传送带上运动的过程中因摩擦而产生的热量
解得
(3)由功能关系有
解得
由能量守恒有,电动机多输出电能为
解得
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