江西省宜春市宜丰县宜丰中学2023-2024学年高二上学期开学考试物理试题

2023-2024（上）江西省宜丰中学高二开学考物理试卷

一、选择题（每小题4分，共44分。1-7为单选，8-11为多选）

1．下列说法正确的是（　　）

A．加速度为正，表明物体一定在做加速运动 B．平抛运动是匀变速运动

C．做匀速圆周运动的物体所受的合力为恒力 D．合力做功为零，则物体的机械能一定守恒

2．如图所示，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，椭圆的半长轴为a，运行周期为TB；C为绕地球沿圆周运动的卫星，圆周的半径为r，运行周期为TC。下列说法或关系式中正确的是（　　）  

A．地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上

B．卫星B和卫星C运动的速度大小均不变

C．，该比值的大小与地球和卫星有关

D．，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关

3．如图所示，在水平转台上放置有质量相同的滑块P和Q（均视为质点），它们与转台之间的动摩擦因数相同，P到转轴的距离为，Q到转轴的距离为，且，转台绕转轴匀速转动，转动过程中，两滑块始终相对转台静止。认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，下列正确的是（　　）  

A．P所受的摩擦力比Q所受的摩擦力大

B．P、Q的线速度大小相等

C．若转台转动的角速度缓慢增大，则Q一定比P先开始滑动

D．P需要的向心力比Q需要的向心力大

4．如图所示，一手持迷你小风扇内安装有小直流电动机，其线圈电阻为RM，额定电压为U，额定电流为I。将它与电压为U的直流电源连接，电动机恰好正常工作，则（    ）  

A．电源输出功率为I2RM

B．电动机消耗的功率为I2RM

C．电动机线圈电阻的发热功率为

D．电动机输出的机械功率为

5．如图所示为闭合电路中两个不同电源的U-I图像，则下列判断正确的是（　　）

A．电源电动势E1>E2 B．电源电动势E1<E2

C．电源内阻r1>r2 D．电源内阻r1<r2

6．如图所示，相距较近的一对带等量异种电荷的平行金属板水平放置，两板间的电场可看作匀强电场。一电子以初速度v0沿平行于板面的方向射入匀强电场，运动轨迹如图中实线所示。则电子在两板间运动过程中（　　）

A．速度逐渐增大                 B．加速度逐渐增大

C．电子的电势能逐渐增大        D．静电力对电子做负功

7．如图所示，真空中有一匀强电场（图中未画出），电场方向与圆周在同一平面内，∆ABC是圆的内接直角三角形，，O为圆心，半径。位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为、电荷量为的粒子，这些粒子会经过圆周上不同的点，其中到达B点的粒子动能为，到达C点的粒子动能也为。忽略粒子受到的重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　）  

A．电场方向由B指向A

B．经过圆周上的所有粒子，动能最大为

C．

D．匀强电场的电场强度大小为

8．某同学在操场上踢足球，足球质量为，该同学将足球以速度从地面上的A点踢起，最高可以到达离地面高度为的B点位置，从A到B足球克服空气阻力做的功为，选地面为零势能的参考平面，则下列说法中正确的是（　　）  

A．足球从A到B机械能守恒    B．该同学对足球做的功等于

C．足球在A点处的机械能为

D．足球在B点处的动能为

9．如图所示，实线为某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面，A、B、C是电场中的三点，下列说法正确的是（　　）  

A．三点中，A点的场强最大

B．三点中，A点的电势最高

C．将一带负电的检验电荷从A移动到B，电势能增大

D．将一带正电的检验电荷从A移动到B和从A移动到C，电势能的变化相同

10．2022年10月9日7时43分，我国在酒泉卫星发射中心采用长征二号丁型运载火箭，成功将先进天基太阳天文台卫星“夸父一号”发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得了圆满成功。这颗卫星的发射，将实现我国天基太阳探测卫星跨越式突破；我国的卫星发射技术已经占据领先地位。假设在某次卫星发射中的轨迹如图所示，设地球半径为R，地球表面的重力加速度为，卫星在半径为R的近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入轨道半径为4R的圆形轨道Ⅲ绕地球做圆周运动，设整个过程中卫星质量保持不变，不计空气阻力。则（　　）  

A．该卫星在轨道Ⅰ、Ⅲ上运行的周期之比为

B．该卫星在轨道Ⅲ的运行速率小于

C．该卫星在轨道Ⅰ上经过A处点火前的加速度大小等于地球赤道上静止物体的加速度大小

D．该卫星在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅲ上的机械能

11．一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10，则（　　）  

A．汽车在前5s内的牵引力为 

B．汽车在15时的加速度为

C．汽车的额定功率为40 D．汽车在前5s内摩擦力做功为

二、实验题（每空2分，共18分）

12．如图甲所示是某同学验证机械能守恒定律的实验装置，提供的器材如下：铁架台、电磁打点计时器、学生电源、导线若干、纸带、重锤、夹子．已知重锤的质量为，当地的重力加速度。

（1）该同学还应补充的实验器材是       。

（2）该同学通过正确的实验操作得到的一条纸带如图乙所示，点对应重锤自由下落的初始位置，该同学从合适位置开始选取了三个连续的计数点间的距离已在图中标出．该同学选择段来验证重锤的机械能是否守恒，则他还只需        （填选项前的字母）。

A．测量段的长度    B．测量段的长度    C．测量段的长度    D．测量段的长度

（3）根据图乙中的纸带，可求得重锤在段重力势能减少了         J。（结果保留三位有效数字）

（4）在某次实验中，该同学测得重锤下落的加速度为，则重锤和纸带（纸带的质量不计）下落过程中所受的平均阻力         。

13．某同学要测定某金属丝的电阻率。

（1）如图甲所示，先用游标卡尺测其长度为           cm；然后再用螺旋测微器（如图乙）测其直径为           mm；最后又利用多用电表的“×1”欧姆挡（如图丙）粗测了其电阻为           Ω。

（2）某同学要测定某金属丝的电阻率为了减小实验误差，需进一步测量电阻，拟采用的最合理电路图如图所示，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：

A．电压表V（量程为3V，内阻约为15kΩ；量程为15V，内阻约为75kΩ）

B．电流表A（量程为0.6A，内阻约为1Ω；量程为3A，内阻约为0.2Ω）

C．滑动变阻器R1（0~5Ω，允许通过的最大电流为0.6A）

D．滑动变阻器R2（0~2000Ω，允许通过的最大电流为0.1A）

E.电动势为1.5V的干电池两节，内阻不计

F.电阻箱

G.开关S，导线若干。

为了得到多组实验数据，上述器材中的滑动变阻器应选用           （填“R1”或“R2”）；用上面测得的金属导线长度L、直径d和电阻R，可根据电阻率的表达式ρ=            算出所测金属的电阻率。

三、解答题（38分）

14．（12分）如图所示，已知平行板电容器两极板间距d＝4mm，充电后两极板电势差为120V。A板带正电，若它的电容为3μF，且P到A板距离为1mm。不计重力，求：

（1）两板间的电场强度；

（2）P点的电势；

15．（12分）如图所示，某人将一个质量的石块从距离水平地面高处以角斜向上抛出，初速度大小，不计空气阻力，重力加速度．求：

（1）石块在空中运动的总时间；

（2）石块落到水平地面瞬间的速度大小．

16．（14分）如图所示，一轻弹簧置于光滑水平面上，左端固定。在水平面的右侧，有一个四分之三光滑圆环轨道，圆环轨道半径为。用一质量为的小球（可视质点）压缩弹簧右端至点，小球释放后，刚好运动到轨道的最高点，已知重力加速度为，不计空气阻力。求：

（1）弹簧的弹性势能为多大？

（2）改变小球的质量，小球仍从点释放，要使小球在轨道上运动过程中不脱离轨道，小球的质量满足的条件是什么？

2023-2024（上）高二开学考物理试卷参考答案：

1．B【详解】A．加速度为正，若速度方向为负，物体做减速运动，故物体不一定在做加速运动，故A错误；B．平抛运动只受重力作用，加速度为重力加速度，故平抛运动是匀变速运动，故B正确；C．做匀速圆周运动的物体所受的合力提供向心力，合力大小不变，方向指向圆心，为变力，故C错误；D．合力做功为零，物体的动能不变，但物体的重力势能可能改变，故物体的机械能不一定守恒，故D错误。故选B。

2．A【详解】A．由开普勒第一定律可知，地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上，选项A正确；B．由开普勒第二定律可知，B卫星绕地球转动时速度大小在不断变化，卫星C运动的速度大小不变，选项B错误；CD．由开普勒第三定律可知比值的大小仅与中心天体地球质量有关，选项CD错误。故选A。

3．C【详解】A．滑块P和Q绕转轴转动，可知滑块P和Q的角速度相同，根据摩擦力提供向心力可知P所受的摩擦力比Q所受的摩擦力小，故A错误；B．根据可知P的线速度比Q的线速度小，故B错误；CD．根据摩擦力提供向心力可知滑块发生移动时的角速度为可知若转台转动的角速度缓慢增大，则Q一定比P先开始滑动，P需要的向心力比Q需要的向心力小，故C正确，D错误。故选C。

4．D【详解】A．电源输出功率为电动机消耗的总功率UI，故A错误；B．电动机消耗的总功率为UI，故B错误；C．电动机线圈电阻的发热功率为为P热=I2RM故C错误；D．动机输出的机械功率为故D正确。故选D。

5．D【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律，路端电压为U=E-IrU-I图像中与U轴的交点表示电源的电动势，与I轴的交点表示短路电流，斜率表示内阻，所以电动势E1=E2故AB错误；CD．根据以上分析可知，内阻r1<r2故C错误，D正确。故选D。

6．A

【详解】电子在两板间运动过程中，静电力对电子做正功，电子速度逐渐增大，电势能逐渐减小，由于电子所受电场力不变，所以加速度不变，故A正确，BCD错误。故选A。

7．B【详解】A．由题意可知，到达B点的粒子动能与到达C点的粒子动能相等，可知B、C两点的电势相等，BC的连线为匀强电场的等势线，等势线与电场线互相垂直，如图所示，电荷量为的粒子从A点到B点，动能增加，可知电场力做正功，则有粒子沿电场线运动，因此可确定AB方向是该电场的方向，A错误；D．由电场力做功与电势差的关系公式，可得由几何知识可知，，则有由匀强电场的电场强度与电势差的关系公式，可得匀强电场的电场强度大小为D错误；B．由解析题图可知，圆周上的D点电势最低，则粒子运动到D点的动能最大，则有由几何关系可得联立解得从A到D由动能定理可得代入数据解得B正确；C．BC是等势线，由匀强电场的电场强度与电势差的关系公式，可得C错误。

故选B。

8．BD【详解】A．足球从A到B过程，足球克服空气阻力做功，足球从A到B机械能不守恒，故A错误；B．该同学将足球以速度从地面上的A点踢起，该同学对足球做的功故B正确；

C．选地面为零势能面，足球在A点处的机械能故C错误；

D．对足球从A到B的过程中应用动能定理可得解得足球在B点处的动能为故D正确。故选BD。

9．AD【详解】A．电场线的疏密程度反映场强的大小，A处电场线最密，场强最大，则有，

A正确；B．沿电场线的方向电势降低，由图可知，A点的电势最低，B错误；C．沿电场线方向电势越来越低，则知,负电荷在电势高处的电势能小，所以将一带负电的检验电荷从A移动到B，电势能减小,C错误；D．因为B、C在同一等势面上，电势相等，即，将一带正电的检验电荷从A移动到B和从A移动到C，电场力做的功相等，所以电势能的变化相同，D正确。故选AD。

10．ABD【详解】A．根据开普勒第三定律可得可得该卫星在轨道Ⅰ、Ⅲ上运行的周期之比为故A正确；B．设该卫星在轨道Ⅲ的运行速率为，根据万有引力提供向心力可得又联立解得故B正确；C．该卫星在轨道Ⅰ上经过A处点火前的加速度大小等于地球表面的重力加速度为，地球赤道上静止物体的加速度大小小于地球表面的重力加速度为，故C错误；D．卫星从A处需要点火加速进入轨道Ⅱ，卫星的机械能增加；卫星从B处需要点火加速进入轨道Ⅲ，卫星的机械能增加；则该卫星在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅲ上的机械能，故D正确。故选ABD。

11．AB【详解】A．根据图象，可得前内的加速度由牛顿第二定律解得故A正确；C．汽车5s末达到额定功率，额定功率为故C错误；B．汽车速度为15m/s时，则有解得故B正确；D．前5s内的位移是摩擦力做功故D错误。故选AB。

12．     刻度尺     A     1.20     0.18

【详解】（1）[1]求纸带的点与点之间的距离测量需要刻度尺；

（2）[2]该同学选择OB段来验证重锤的机械能是否守恒，需要知道位移的同时还要需要知道末速度，所以根据匀变速直线运动的规律，需要测量AC的长度，然后计算出B点的速度即可，故A正确；

（3）[3]根据纸带的数据得，重锤重力势能减少

W=mgh=1×9.8×0.1228J≈1.20J

（4）[4]根据牛顿第二定律得

mg-Ff=ma

代入数值解得

Ff=0.18N

13．     6.015     1.780/1.779/1.781     6.0     R1           

【详解】（1）[1]游标卡尺读数为60mm+3×0.05 mm=60.15mm=6.015cm，即金属丝的长度6.015cm；

[2]螺旋测微器的读数为1.5 mm+28.0×0.01 mm=1.780 mm，即金属丝直径为1.780mm；

[3]多用电表的“×1”欧姆挡，由图丙所示可知，此段金属丝的电阻为6.0×1Ω=6.0Ω。

（2）[4][5]因电源电动势1.5V，为了调节方便，减小温度对电阻率的影响，并能较准确地测出该金属丝的电阻，电流表应该选择0.6A；电压表应该选择3V；，由实验要求可知滑动变阻器应接成分压方式，故为便于控制电路滑动变阻器选择R1，

[6]由电阻定律可知

联立可得

14．（1）；（2）

【详解】

（1）两板间的电场强度为

（2）由图可知，B板接地，其电势；A板带正电，其电势；则P点的电势为

15．（1）；（2）

【详解】

（1）抛出时，石块竖直方向的分速度为

竖直方向，根据运动学公式

代入数据解得

（2）全过程根据动能定理

代入数据接的

16．（1）；（2）见解析

【详解】（1）小球刚好运动到轨道的最高点，重力刚好提供向心力，则有

从小球释放至运动到最高点的过程，根据能量守恒可得

联立解得弹簧的弹性势能为

（2）要使小球在运动过程中不脱离轨道，有两种情况：

①小球能够通过最高点；应满足

从小球释放至运动到最高点的过程，根据能量守恒可得

解得

②小球运动的最高点不超过圆周；应满足

根据能量守恒可得

解得