湖南省岳阳市平江县颐华高级中学2024-2025学年高二上学期入学考试物理试题（解析版）

这是一份湖南省岳阳市平江县颐华高级中学2024-2025学年高二上学期入学考试物理试题（解析版），共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. 为践行新形势下的强军目标，在某次军事演习中，水平匀速飞行的无人机在斜坡底端A的正上方投弹，炸弹垂直击中倾角为θ＝、长为L＝300m的斜坡的中点P，如图所示，若sin＝0.6，cs＝0.8，g取10m/s2，则无人机距A点的高度h和飞行的速度v分别为（ ）
A. h＝170m v＝30m/s
B. h＝135m v＝40m/s
C. h＝80m v＝30m/s
D. h＝45m v＝40m/s
【答案】A
【解析】
【详解】将炸弹在P点的速度分解为水平方向和竖直方向，则有
P点到A点的竖直高度为
P点到A点的水平距离为
由平抛运动规律有
联立解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
2. 利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前地球同步卫星的轨道半径为地球半径的6.6倍，假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为（ ）
A. 1hB. 4hC. 8hD. 16h
【答案】B
【解析】
【详解】设地球的半径为R，周期T=24h，地球自转周期最小时，三颗同步卫星的位置如图所示
所以此时同步卫星的半径
r1=2R
由开普勒第三定律得
可得
故选B。
3. 半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有竖直挡板MN。在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态。如图所示是这个装置的纵截面图。若用外力使MN保持竖直并缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止。在此过程中，下列说法中正确的是（ ）

A. MN对Q的弹力逐渐减小
B. 地面对P的摩擦力逐渐增大
C. P、Q间的弹力先减小后增大
D. Q受到P和MN的合力逐渐增大
【答案】B
【解析】
【详解】ACD．对圆柱体Q受力分析，如图所示

P对Q的弹力为F，MN对Q的弹力为FN，挡板MN向右运动时，F和竖直方向的夹角逐渐增大，由图可知，F和FN都在不断增大，而圆柱体所受重力大小不变，所以F和FN的合力大小不变， ACD错误；
B．对P、Q整体受力分析知，地面对P的摩擦力大小等于FN，所以地面对P的摩擦力逐渐增大， B正确。
故选B。
4. 如图所示，传送带通过滑道将长为L、质量为m的匀质物块以初速度v0向右传上水平台面，物块前端在台面上滑动s后停下来。已知滑道上的摩擦不计，物块与台面间的动摩擦因数为μ且s>L，则物块在整个过程中克服摩擦力所做的功为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】分两个阶段计算物块克服摩擦力所做功：物块在完全滑上台面前，摩擦力随滑上的距离从0均匀增大，最大值为；物块滑上平台后摩擦力恒定，则有整个过程中克服摩擦力做的功
故C正确ABD错误。
故选C。
5. 如图所示，物体A的质量为M，圆环B的质量为m，由绳子通过定滑轮连接在一起，圆环套在光滑的竖直杆上。开始时连接圆环的绳子处于水平，长度l=4m。现从静止释放圆环，不计定滑轮和空气的阻力，g取10m/s2。若圆环下降h=3m时的速度v=5m/s，则A和B的质量关系为（ ）

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】圆环下降3m后的速度可以按如图所示分解

可得
A、B和绳子看成一个整体，整体只有重力做功，机械能守恒，当圆环下降h=3m时，根据机械能守恒可得
其中
联立可得
故选A。
6. 如图，在竖直平面内一半径为的圆弧轨道和水平轨道在点相切，为圆弧轨道的直径，O为圆心，和之间的夹角为，。一质量为的小球沿水平轨道向右运动，经点沿圆弧轨道通过点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用。已知小球在点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。不计一切摩擦，重力加速度大小为。则下列说法不正确的是（ ）
A. 小球在点时速度最大B. 小球在点时对轨道的压力最大
C. 小球受到的水平恒力的大小为D. 小球到达点时速度的大小为
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意可知，重力和恒力的合力沿方向，则可以将此模型中重力和的合力看做等效重力，则在圆周中点为等效最低点，点为等效最高点。
C．设小球受到的水平恒力大小为F，由题意，根据力的合成与分解可得
解得
故C正确；
AB．在模型的等效最低点点速度最大，所需向心力最大，受到轨道的支持力也最大，即对轨道的压力最大，故A错误，B正确；
D．在C点小球对轨道的压力恰好为零，等效重力提供小球做圆周运动的向心力，则
，
解得
故D正确。
题目要求选择不正确，故选A。
二、多选题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）
7. 甲、乙两车在平直公路上沿同一方向行驶，甲车正在刹车，其v-t图像如图所示。在时刻，乙车在甲车前方x0处，在0～t1时间内甲车的位移为x，下列判断正确的是（ ）
A. 若甲车的位移为时，两车第一次相遇，则第二次相遇时，甲车位移是
B. 若甲车的位移，则甲、乙两车在t1时刻相遇
C. 若甲、乙两车在时间内能够相遇，两车只能相遇一次
D. 若甲、乙两车在时间内能够相遇，两车可以相遇两次
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．根据图像，甲车的加速度为
甲车速度减到零的时间为
在0～t1时间内甲车的位移为x
甲车的位移为时的速度为v
解得
甲车的位移为时的时刻为
解得
根据图像，若甲车的位移为时，即两车第一次相遇，则第二次相遇刻为，此时甲车位移是
A正确；
B．t1时刻两车的位移分别为
解得
因为
所以甲车的位移，则甲、乙两车在t1时刻相遇，B正确；
CD．若甲、乙两车在时间内能够相遇，后面的乙车做加速运动，前面的甲车做减速运动，乙车一定能追上甲车，两车还能相遇一次，两车可以相遇两次，C错误，D正确。
故选ABD。
8. 如图所示，两矩形物块A、B质量均为m，叠放在一个竖直立着的弹簧上时，弹簧的压缩量为，弹簧的劲度系数为k，质量忽略不计。今用一竖直向下的力F压物块A，弹簧在F的作用下又缩短了（仍在弹性限度内），突然撤去外力F，此时A对B的压力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】BCD
【解析】
【详解】施加压力前，根据题意有
用一竖直向下的力F压物块A，弹簧又缩短了，以A、B为整体，则有
可得
突然撤去外力F，弹簧弹力保持不，以A、B为整体，根据牛顿第二定律可得
以B为对象，根据牛顿第二定律可得
联立解得A对B的压力大小为
故选BCD。
9. 如图所示，两个带等量正电荷的小球A、B（可视为点电荷）被固定在光滑绝缘水平面上。P、N是小球A、B连线的垂直平分线上的点，且PO=ON。现将一个电荷量很小的带负电的小球C（可视为质点）从P点由静止释放，在小球C向N点运动的过程中，关于小球C的速度图像中，一定不正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】在中垂线上，O点场强为零，无穷远处场强为零，故从无穷远到O的过程，场强指向O点，先增大后减小，小球做加速度先增大后减小的加速运动，越过O点后由对称性可知，小球做加速度先增大后减小的减速运动，若P点在场强最大值的内侧，小球先做加速度减小的加速运动再做加速度增大的减速运动，对比图像可知，AB正确，不符合题意，CD错误，符合题意。
故选CD。
10. 四个相同的电流表分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2，A1的量程小于A2，V1的量程小于V2，把它们接入如图所示的电路，闭合开关后（ ）
A. A1的读数和A2的读数相同
B. V1的读数小于V2的读数
C. A1指针偏转角度和A2指针偏转角相同
D. V1指针偏转角度比V2指针偏转角度大
【答案】BC
【解析】
【详解】AC．设改装前四个电流表的满偏电流为Ig，内阻为Rg。改装成电流表时需要并联电阻R，其量程为
由上式可知，改装后的电流表量程越小，R越大，所以A1的内阻大于A2的内阻。根据并联分流规律可知通过A1的电流小于通过A2的电流，所以A1的读数小于A2的读数，又因为原始表头为并联关系，所以表头两端电压相等，通过两表头的电流相等，即A1指针偏转角度和A2指针偏转角相同，故A错误，C正确；
BD．改装成电压表时需要串联电阻R，其量程为
U=Ig（R+Rg）
由上式可知，改装后电压表量程越小，R越小，所以V1内阻小于V2的内阻，根据串联分压规律可知V1两端电压小于V2两端电压，所以V1的读数小于V2的读数，又因为原始表头为串联关系，所以通过两表头的电流相等，即V1指针偏转角度和V2指针偏转角度相同，故B正确，D错误。
故选BC。
三、实验题（本大题共2小题，每空2分，共16分）
11. 物理实验小组用如图（a）所示的装置，探究加速度与力、质量的关系。现研究质量不变的情况下，加速度与力的关系。
（1）关于本实验，下列说法正确的是 。
A. 必须平衡摩擦力B. 必须控制槽码质量不变
C. 必须控制小车质量不变D. 必须保证槽码的质量远小于小车的质量
（2）某同学在实验中得到如图（b）所示的一条纸带（两计数点间还有四个计时点没有画出），已知打点频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度大小为__________m/s2（结果保留三位有效数字）。
（3）按正确操作完成实验，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a−F图像是一条过原点的直线，如图（c）所示，若直线斜率为k，则小车（包含定滑轮）的质量为________（用k表示）。
【答案】（1）AC （2）2.00
（3）
【解析】
【小问1详解】
A．实验中必须平衡摩擦力，选项A正确；
BC．研究质量不变的情况下，加速度与力的关系时，必须控制小车质量不变，选项B错误，C正确；
D．因为有弹簧测力计测量小车受拉力，则不需要保证槽码的质量远小于小车的质量，选项D错误。
故选AC。
【小问2详解】
小车的加速度大小为
【小问3详解】
由牛顿第二定律
即
由图像可知
解得
12. 某实验小组通过电流传感器研究电容器充放电过程，可将电路中电流和时间的关系显示在计算机上，实验电路如图甲所示。
（1）实验操作过程如下：先将开关S打到___________（填选“1”或“2”），对电容器进行充电。充电完毕后，将开关打到___________（填选“1”或“2”），电容器进行放电。在放电过程中，经过电流传感器的电流方向为___________（填选“从上往下”或“从下往上”）。
（2）某次充电过程，电路中电流和时间的关系如图乙所示，则充电过程释放的电量约为___________。
A. B. C. D.
（3）已知电源的输出电压为，估算该电容器的电容约为___________F。
【答案】 ①. 1 ②. 2 ③. 从下往上 ④. C ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]实验操作过程如下：先将开关S打到1，与电源连接，对电容器进行充电。
[2][3]充电完毕后，将开关打到2，与定值电阻连接，电容器进行放电。在放电过程中，由于电容器上极板带正电，经过电流传感器的电流方向为从下往上。
（2）[4]根据图乙中图像与横轴围成的面积表示充电过程释放的电量，图中所围面积大约有65个小方格，则充电过程释放的电量约为
故选C。
（3）[5]已知电源输出电压为，根据
可得该电容器的电容约为
四、计算题（本大题共3小题，第13小题12分，第14小题14分，第15题14分．共40分）
13. 如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮细线悬挂，B放在粗糙的水平桌面上。滑轮被一根斜短线系于天花板上的点，是三根细线的结点，细线水平拉着物体，沿竖直方向拉着弹簧。弹簧、细线、小滑轮的重力不计，细线与滑轮之间的摩擦力可忽略，整个装置处于静止状态。若悬挂小滑轮的斜线中的拉力是，重力加速度取，求：
（1）弹簧的弹力；
（2）重物A的质量；
（3）桌面对物体B的摩擦力；
（4）细线与竖直方向的夹角。
【答案】（1）
（2）
（3）
（4）30°
【解析】
【小问1详解】
由于动滑轮两侧绳子的拉力大小相等，根据对称性和几何关系可知，细线OP与竖直方向的夹角为30°。设绳上的拉力为，根据题意
解得
以结点为研究对象，则受力分析如下图所示
根据平衡条件得，弹簧的弹力为
【小问2详解】
绳上的拉力大小等于重物A的重力，则A的质量大小为
【小问3详解】
物体B受力平衡，则绳上的拉力大小等于桌面对物体B的摩擦力，即
【小问4详解】
根据（1）问中的解析可得细线OP与竖直方向的夹角为30°。
14. 如图所示，光滑水平面和竖直面内的光滑圆弧导轨在B点平滑连接，导轨半径为R。质量为m的带正电小球将轻质弹簧压缩至A点后由静止释放，脱离弹簧后经过B点时的速度大小为，之后沿轨道运动。以O为坐标原点建立直角坐标系，在区域有方向与x轴夹角为的匀强电场，进入电场后小球受到的电场力大小为。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为g。求：
（1）弹簧压缩至A点时的弹性势能；
（2）小球经过O点时的速度大小；
（3）小球过O点后运动轨迹方程。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球从A到B，根据能量守恒定律得
（2）小球从B到O，根据动能定理有
解得
（3）小球运动至O点时速度竖直向上，受电场力和重力作用，将电场力分解到x轴和y轴，则x轴方向有
竖直方向有
解得
，
说明小球从O点开始以后的运动为x轴方向做初速度为零的匀加速直线运动，y轴方向做匀速直线运动，即做类平抛运动，则有
，
联立解得小球过O点后运动的轨迹方程
15. 如图所示，质量的物体B通过一轻弹簧固连在地面上，弹簧的劲度系数。一轻绳一端与物体B连接，绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1、O2后，另一端与套在光滑直杆顶端的、质量的小球A连接。已知直杆固定，杆长L为0.8m，且与水平面的夹角。初始时使小球A静止不动，与A端相连的绳子保持水平，此时绳子中的张力F为45N。已知，重力加速度取，A、B均视为质点，绳子不可伸长。现将小球A从静止释放。
（1）求在释放小球A之前弹簧的形变量；
（2）若直线CO1与杆垂直，求小球A运动到C点的过程中绳子拉力对小球A所做的功；
（3）求小球A运动到底端D点时B物体的速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）对物体B受力分析可知，设弹簧的弹力为，根据平衡条件有
设释放小球A之前弹簧的形变量为，根据胡克定律有，联立解得
此时，弹簧弹力向下，则弹簧被拉伸，形变量为。
（2）小球A从顶点运动到C的过程，设绳子拉力对小球A所做的功为，根据动能定理有
由图，根据几何关系有
，
物块B下降的高度为
由此可知，弹簧此时被压缩了，则弹簧的弹性势能与初状态相等，A、B组成的系统机械能守恒，则
当小球A运动到C点时，小球A的速度方向与绳子垂直，则此瞬间物块B的速度
联立解得
（3）由图根据几何关系可知
则小球A运动到D点时，物体B又回到原位置，根据几何关系有
对于整个下降过程由机械能守恒得
解得
，
则小球A运动到底端D点时B物体的速度大小为。