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河北省邢台市第一中学2024-2025学年高二上学期开学考试物理试题（Word版附答案）
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这是一份河北省邢台市第一中学2024-2025学年高二上学期开学考试物理试题（Word版附答案），文件包含河北省邢台市第一中学2024--2025学年高二上学期开学物理试题docx、河北省邢台市第一中学2024-2025学年高二上学期开学物理试题答案pdf等2份试卷配套教学资源，其中试卷共8页， 欢迎下载使用。
说明: 1. 本试卷共8页, 满分100分。
2. 请将所有答案填写在答题卡上，答在试卷上无效。
一、单选题 (每题 4 分, 共28分)
1. 如图所示，将完全相同的小球1、2、3分别从同一高度由静止释放(图甲和图丙) 或平抛(图乙)，其中图丙是一固定在地面上的光滑斜面，每个小球从开始运动到落地过程，不计空气阻力，下列说法正确的是 ( )
A. 3个小球落地瞬间的速度大小相等
B. 小球3落地瞬间的重力的功率最小
C. 该过程中，小球3的重力做功最多
D. 该过程中，3个小球的重力做功的平均功率相等
2 如图所示，质量为M、倾角为30°的斜面体置于水平地面上，一轻绳绕过两个轻质滑轮连接着固定点 P 和物体B，两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行，物体A、B的质量分别为m、2m，A 与斜面间的动摩擦因数为 33,重力加速度大小为g，将A、B由静止释放，在B下降的过程中(物体A 未碰到滑轮)，斜面体静止不动(不计绳子和滑轮间的摩擦力)。下列说法正确的是 (
A. 轻绳对 P 点的拉力大小为 43mg
B. 物体A 的加速度大小 13
C. 物体 A 处于失重状态
D. 地面对斜面体的支持力大小为 Mg+3mg
3. 如图所示，光滑水平地面上并排放置着质量分别为 m₁=1kg、m₂=2kg的木板A、B,一质量 M=2kg的滑块C (视为质点) 以初速度 v₀=10m/s从 A 左端滑上木板，C滑离木板A 时的速度大小为 v₁=7m/s, 最终 C 与木板B 相对静止，则( )
A. 木板 B 与滑块C 最终均静止在水平地面上
B. 木板 B 的最大速度为2m/s
C. 木板 A 的最大速度为1m/s
D. 整个过程，A、B、C组成的系统机械能减少了57.5J
4. 如图所示为著名的“阿特伍德机”装置示意图。跨过轻质定滑轮的轻绳两端悬挂两个质量均为 M的物块，当左侧物块附上质量为m的小物块时，该物块由静止开始加速下落，下落h后小物块撞击挡板自动脱离，系统以v匀速运动。忽略系统一切阻力，重力加速度为g。若测出v，则可完成多个力学实验。下列关于此次实验的说法，正确的是( )
A. 系统放上小物块后，轻绳的张力增加了 mg
B. 可测得当地重力加速度 g=2M+mv22mh
C. 要验证机械能守恒，需验证等式 mgh=Mv²,是否成立
D. 要探究合外力与加速度的关系，需探究 mg=M+mv22h是否成立
5. 如图所示，M、N和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP=60°。电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点的电场强度大小为E₁。若将 N 点处的点电荷移至 P 点，则O 点电场强度的大小变为E₂。则E₁与E₂之比为 ( )
A. 2: 1 B. 1: 2
C. 2:3 D. 3: 2
6. 如图所示，在水平匀速转动的圆盘圆心正上方一定高度处，若向同一方向以相同速度每秒抛出N个小球，不计空气阻力，发现小球仅在盘边缘共有4个均匀对称分布的落点，则圆盘转动的角速度可能是 ( )
A.94πN B.54πN
C.12πN D.83πN
7. 如图甲所示，质量相等大小可忽略的a、b两小球用不可伸长的等长轻质细线悬挂起来，使小球a在竖直平面内来回摆动，小球b在水平面内做匀速圆周运动，连接小球b的绳子与竖直方向的夹角和小球a 摆动时绳子偏离竖直方向的最大夹角都为θ，运动过程中两绳子拉力大小随时间变化的关系如图乙中c、d所示。则下列说法正确的是 ( )
A. 图乙中直线d 表示绳子对小球a 的拉力大小随时间变化的关系
B. a球在最低点的速度大小跟b球速度大小相同
C. θ的取值不是唯一的
D.θ=60°
二、多选题 (每道6分，共18分)
8. 如图(a) 所示，一质量为m 的物块B 与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上，物块A向 B 运动, t=0时与弹簧接触，到 t=2t₀时与弹簧分离，A、B碰撞结束，A、B的v—t 图像如图 (b) 所示。A、B分离后，B与静止在水平面上的C 再次碰撞并粘接在一起，之后A 与BC 间距离不再变化。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内，B和C 碰撞过程时间极短。根据已知条件可以求出 ( )
A. 物块 A 的质量为 2.5m
B. 物块 C 的质量为1.5m
C. A、B 碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值为0.8 mv02
D. B、C 碰撞过程中损失的机械能1.2mv02
9. 如图所示是电阻R 的I-U图像，图中α=45°, 由此得出 ( )
A. 通过电阻的电流与两端电压成正比
B. 电阻R=0.5Ω
C. 因I-U图像的斜率表示电阻的倒数，故 R=1tanα=1.0Ω
D. 在R 两端加上6.0V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0C
10. 北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，其空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。已知地球静止轨道卫星的运行周期为 T，地球(可视为质量分布均匀的球体) 的半径为R，近地卫星(轨道半径近似等于地球半径) 的运行周期为 116T,引力常量为G，下列说法正确的是 ( )
A. 地球的质量为 4π2R3GT2
B. 地球的平均密度为 768πGT2
C. 地球赤道上与北极极点上重力加速度大小的比值为 255256
D. 地球静止轨道卫星的轨道半径为16R
三、实验题 (每空2 分, 共18分)
11. 实验小组用如图所示的装置验证“机械能守恒定律”。
(1) 除了图中所用的器材，还需要的器材有 (填正确答案标号)。
A. 刻度尺 B. 天平 C. 停表 D. 游标卡尺
(2) 实验小组将挂有钩码的细线跨过定滑轮固定在滑块上，并保持滑块静止不动，测出遮光条到光电门中心的距离L，接通气泵电源，然后将滑块由静止释放。已知钩码的质量为m、滑块(带遮光条) 的质量为M，遮光条的宽度为d，光电门记录的遮光时间为t，当地重力加速度为g，滑块经过光电门时钩码未着地。则在滑块从释放至遮光条运动至光电门的时间内，系统减少的重力势能为 ，系统增加的动能为 。(均用题中所给物理量的字母表示)
(3) 实验小组发现，所测出系统增加的动能总是大于系统减少的重力势能，可能的原因是:
12. 某同学用如图所示的实验装置验证碰撞过程中动量守恒，图中a、b是两个半径相等的小球。实验步骤：
①在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠斜槽轨道水平段槽口处，将小球a从斜槽轨道上某固定点由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；
②将木板向右平移一定距离并固定，再将小球a从固定点由静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹 B；
③把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a 仍从原固定点由静止释放，与小球b相碰，两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A 和C。
回答下列问题：
(1) 若碰撞过程中没有机械能损失，为了保证碰撞后a球向右运动，a、b两球的质量m₁与m₂的大小关系是m₁ m₂ (选填“>”“=”或“<”)。
(2) 痕迹A 是小球 在白纸上留下的。(选填“a”或“b”)
(3) 必须测量的物理量有 。
A. 小球a 开始释放时离斜槽轨道水平面的高度h
B.木板水平向右移动的距离L
C. a 球和b球的质量m₁、m₂
D. O 点到A、B、C 三点的竖直距离. y₁、y₂、y₃
(4) 在实验误差允许范围内，若关系式 成立，则动量守恒。(用物理常量和 (3) 中所测物理量表示)
(5) 若碰撞过程中有机械能损失，第(4) 中的关系式成立， (选填“能”或“不能”) 验证碰撞过程中动量守恒。
四、计算题 (13题8分, 14题12分, 15题16分, 共36分)
13. 辘轳是中国古代常见的取水设施，某次研学活动中，一种用电动机驱动的辘轳引发了同学们的兴趣。如图甲所示为该种辘轳的工作原理简化图，已知辘轳的半径为 r=0.2m,电动机以恒定输出功率将质量为 m=3kg的水桶由静止开始竖直向上提起，提起过程中水桶上升速度随时间变化的图像如图乙所示。忽略辘轳的质量以及所有摩擦阻力，取重力加速度 g=10m/s²,求：
(1) 电动机的输出功率为多少；
(2) 当水桶速度 v=0.5m/s时的加速度大小；
(3) 0~4s内水桶上升的高度为多少。
14. 某校科技小组参加了如图所示的轨道游戏项目，图中 P 为弹性发射装置，AB 为倾角为 θ=37°的倾斜轨道，BC 为水平轨道， CDC'为竖直圆轨道， C'E为足够长的倾斜曲线轨道，各段轨道均平滑连接，AB、BC 段动摩擦因数为 μ=0.5,，其余各段轨道均光滑。已知滑块质量为 m=0.1kg,圆轨道半径R 大小可以调整，轨道AB 长为1m，BC长为1.2m, 弹射装置 P 把滑块以v。为 4m/s速度水平弹出，恰好从 A 点沿斜面方向无碰撞进入斜面，滑块可视为质点。 (sin37°=0.6,cs37°=0.8,g取 10m/s²)
(1) 弹射装置 P 离 A 点的竖直高度；
(2) 若滑块从A 点进入轨道后运动不脱离轨道，圆轨道半径R 应满足的条件。
15. 如图：地面光滑，光滑 14圆弧曲面固定不动，半径为0.3米。木板CM长为4米，质量为0.2kg，木板上表面与B 的摩擦因数为0.25，但与A 无摩擦，AB 中间的弹簧与B 接触却不栓接，其弹性势能为3.2J。开始时刻AB 和板均静止，若AB 放置于距C 右侧2米处，释放弹簧后 B 到达N 时速度恰好为0(弹簧弹开时间极短，可忽略不计)，A、B 均视为质点，弹簧长度忽略不计，已知B 的质量为0.2kg，g取 10m/s²。
(1) B 到 14圆弧曲面M点时的支持力为多少?
(2) A的质量为多少?
(3) 求A 离开木板时 B 的速度?
(4) 若开始时刻AB 放置于距C右侧3.2米处求摩擦力对 B 从开始到最后做的功?
说明: 1. 本试卷共8页, 满分100分。
2. 请将所有答案填写在答题卡上，答在试卷上无效。
一、单选题 (每题 4 分, 共28分)
1. 如图所示，将完全相同的小球1、2、3分别从同一高度由静止释放(图甲和图丙) 或平抛(图乙)，其中图丙是一固定在地面上的光滑斜面，每个小球从开始运动到落地过程，不计空气阻力，下列说法正确的是 ( )
A. 3个小球落地瞬间的速度大小相等
B. 小球3落地瞬间的重力的功率最小
C. 该过程中，小球3的重力做功最多
D. 该过程中，3个小球的重力做功的平均功率相等
2 如图所示，质量为M、倾角为30°的斜面体置于水平地面上，一轻绳绕过两个轻质滑轮连接着固定点 P 和物体B，两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行，物体A、B的质量分别为m、2m，A 与斜面间的动摩擦因数为 33,重力加速度大小为g，将A、B由静止释放，在B下降的过程中(物体A 未碰到滑轮)，斜面体静止不动(不计绳子和滑轮间的摩擦力)。下列说法正确的是 (
A. 轻绳对 P 点的拉力大小为 43mg
B. 物体A 的加速度大小 13
C. 物体 A 处于失重状态
D. 地面对斜面体的支持力大小为 Mg+3mg
3. 如图所示，光滑水平地面上并排放置着质量分别为 m₁=1kg、m₂=2kg的木板A、B,一质量 M=2kg的滑块C (视为质点) 以初速度 v₀=10m/s从 A 左端滑上木板，C滑离木板A 时的速度大小为 v₁=7m/s, 最终 C 与木板B 相对静止，则( )
A. 木板 B 与滑块C 最终均静止在水平地面上
B. 木板 B 的最大速度为2m/s
C. 木板 A 的最大速度为1m/s
D. 整个过程，A、B、C组成的系统机械能减少了57.5J
4. 如图所示为著名的“阿特伍德机”装置示意图。跨过轻质定滑轮的轻绳两端悬挂两个质量均为 M的物块，当左侧物块附上质量为m的小物块时，该物块由静止开始加速下落，下落h后小物块撞击挡板自动脱离，系统以v匀速运动。忽略系统一切阻力，重力加速度为g。若测出v，则可完成多个力学实验。下列关于此次实验的说法，正确的是( )
A. 系统放上小物块后，轻绳的张力增加了 mg
B. 可测得当地重力加速度 g=2M+mv22mh
C. 要验证机械能守恒，需验证等式 mgh=Mv²,是否成立
D. 要探究合外力与加速度的关系，需探究 mg=M+mv22h是否成立
5. 如图所示，M、N和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP=60°。电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点的电场强度大小为E₁。若将 N 点处的点电荷移至 P 点，则O 点电场强度的大小变为E₂。则E₁与E₂之比为 ( )
A. 2: 1 B. 1: 2
C. 2:3 D. 3: 2
6. 如图所示，在水平匀速转动的圆盘圆心正上方一定高度处，若向同一方向以相同速度每秒抛出N个小球，不计空气阻力，发现小球仅在盘边缘共有4个均匀对称分布的落点，则圆盘转动的角速度可能是 ( )
A.94πN B.54πN
C.12πN D.83πN
7. 如图甲所示，质量相等大小可忽略的a、b两小球用不可伸长的等长轻质细线悬挂起来，使小球a在竖直平面内来回摆动，小球b在水平面内做匀速圆周运动，连接小球b的绳子与竖直方向的夹角和小球a 摆动时绳子偏离竖直方向的最大夹角都为θ，运动过程中两绳子拉力大小随时间变化的关系如图乙中c、d所示。则下列说法正确的是 ( )
A. 图乙中直线d 表示绳子对小球a 的拉力大小随时间变化的关系
B. a球在最低点的速度大小跟b球速度大小相同
C. θ的取值不是唯一的
D.θ=60°
二、多选题 (每道6分，共18分)
8. 如图(a) 所示，一质量为m 的物块B 与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上，物块A向 B 运动, t=0时与弹簧接触，到 t=2t₀时与弹簧分离，A、B碰撞结束，A、B的v—t 图像如图 (b) 所示。A、B分离后，B与静止在水平面上的C 再次碰撞并粘接在一起，之后A 与BC 间距离不再变化。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内，B和C 碰撞过程时间极短。根据已知条件可以求出 ( )
A. 物块 A 的质量为 2.5m
B. 物块 C 的质量为1.5m
C. A、B 碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值为0.8 mv02
D. B、C 碰撞过程中损失的机械能1.2mv02
9. 如图所示是电阻R 的I-U图像，图中α=45°, 由此得出 ( )
A. 通过电阻的电流与两端电压成正比
B. 电阻R=0.5Ω
C. 因I-U图像的斜率表示电阻的倒数，故 R=1tanα=1.0Ω
D. 在R 两端加上6.0V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0C
10. 北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，其空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。已知地球静止轨道卫星的运行周期为 T，地球(可视为质量分布均匀的球体) 的半径为R，近地卫星(轨道半径近似等于地球半径) 的运行周期为 116T,引力常量为G，下列说法正确的是 ( )
A. 地球的质量为 4π2R3GT2
B. 地球的平均密度为 768πGT2
C. 地球赤道上与北极极点上重力加速度大小的比值为 255256
D. 地球静止轨道卫星的轨道半径为16R
三、实验题 (每空2 分, 共18分)
11. 实验小组用如图所示的装置验证“机械能守恒定律”。
(1) 除了图中所用的器材，还需要的器材有 (填正确答案标号)。
A. 刻度尺 B. 天平 C. 停表 D. 游标卡尺
(2) 实验小组将挂有钩码的细线跨过定滑轮固定在滑块上，并保持滑块静止不动，测出遮光条到光电门中心的距离L，接通气泵电源，然后将滑块由静止释放。已知钩码的质量为m、滑块(带遮光条) 的质量为M，遮光条的宽度为d，光电门记录的遮光时间为t，当地重力加速度为g，滑块经过光电门时钩码未着地。则在滑块从释放至遮光条运动至光电门的时间内，系统减少的重力势能为 ，系统增加的动能为 。(均用题中所给物理量的字母表示)
(3) 实验小组发现，所测出系统增加的动能总是大于系统减少的重力势能，可能的原因是:
12. 某同学用如图所示的实验装置验证碰撞过程中动量守恒，图中a、b是两个半径相等的小球。实验步骤：
①在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠斜槽轨道水平段槽口处，将小球a从斜槽轨道上某固定点由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；
②将木板向右平移一定距离并固定，再将小球a从固定点由静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹 B；
③把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a 仍从原固定点由静止释放，与小球b相碰，两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A 和C。
回答下列问题：
(1) 若碰撞过程中没有机械能损失，为了保证碰撞后a球向右运动，a、b两球的质量m₁与m₂的大小关系是m₁ m₂ (选填“>”“=”或“<”)。
(2) 痕迹A 是小球 在白纸上留下的。(选填“a”或“b”)
(3) 必须测量的物理量有 。
A. 小球a 开始释放时离斜槽轨道水平面的高度h
B.木板水平向右移动的距离L
C. a 球和b球的质量m₁、m₂
D. O 点到A、B、C 三点的竖直距离. y₁、y₂、y₃
(4) 在实验误差允许范围内，若关系式 成立，则动量守恒。(用物理常量和 (3) 中所测物理量表示)
(5) 若碰撞过程中有机械能损失，第(4) 中的关系式成立， (选填“能”或“不能”) 验证碰撞过程中动量守恒。
四、计算题 (13题8分, 14题12分, 15题16分, 共36分)
13. 辘轳是中国古代常见的取水设施，某次研学活动中，一种用电动机驱动的辘轳引发了同学们的兴趣。如图甲所示为该种辘轳的工作原理简化图，已知辘轳的半径为 r=0.2m,电动机以恒定输出功率将质量为 m=3kg的水桶由静止开始竖直向上提起，提起过程中水桶上升速度随时间变化的图像如图乙所示。忽略辘轳的质量以及所有摩擦阻力，取重力加速度 g=10m/s²,求：
(1) 电动机的输出功率为多少；
(2) 当水桶速度 v=0.5m/s时的加速度大小；
(3) 0~4s内水桶上升的高度为多少。
14. 某校科技小组参加了如图所示的轨道游戏项目，图中 P 为弹性发射装置，AB 为倾角为 θ=37°的倾斜轨道，BC 为水平轨道， CDC'为竖直圆轨道， C'E为足够长的倾斜曲线轨道，各段轨道均平滑连接，AB、BC 段动摩擦因数为 μ=0.5,，其余各段轨道均光滑。已知滑块质量为 m=0.1kg,圆轨道半径R 大小可以调整，轨道AB 长为1m，BC长为1.2m, 弹射装置 P 把滑块以v。为 4m/s速度水平弹出，恰好从 A 点沿斜面方向无碰撞进入斜面，滑块可视为质点。 (sin37°=0.6,cs37°=0.8,g取 10m/s²)
(1) 弹射装置 P 离 A 点的竖直高度；
(2) 若滑块从A 点进入轨道后运动不脱离轨道，圆轨道半径R 应满足的条件。
15. 如图：地面光滑，光滑 14圆弧曲面固定不动，半径为0.3米。木板CM长为4米，质量为0.2kg，木板上表面与B 的摩擦因数为0.25，但与A 无摩擦，AB 中间的弹簧与B 接触却不栓接，其弹性势能为3.2J。开始时刻AB 和板均静止，若AB 放置于距C 右侧2米处，释放弹簧后 B 到达N 时速度恰好为0(弹簧弹开时间极短，可忽略不计)，A、B 均视为质点，弹簧长度忽略不计，已知B 的质量为0.2kg，g取 10m/s²。
(1) B 到 14圆弧曲面M点时的支持力为多少?
(2) A的质量为多少?
(3) 求A 离开木板时 B 的速度?
(4) 若开始时刻AB 放置于距C右侧3.2米处求摩擦力对 B 从开始到最后做的功?
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