2024-2025学年河南省许昌市鄢陵县第一高级中学高二（上）开学考试物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年河南省许昌市鄢陵县第一高级中学高二（上）开学考试物理试卷（含答案），共7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.城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥.如图所示，桥面是半径为R的圆弧形的立交桥AB横跨在水平路面上，一辆质量为m的小汽车，从A端冲上该立交桥，小汽车到达桥顶时的速度大小为v1，若小汽车在上桥过程中保持速率不变，则( )
A. 小汽车通过桥顶时处于失重状态
B. 小汽车通过桥顶时处于超重状态
C. 小汽车在上桥过程中受到桥面的支持力大小为FN=mg−mv12R
D. 小汽车到达桥顶时的速度必须大于 gR
2.一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v−t图像如图所示。已知汽车的质量m=2×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则( )
A. 汽车在前5s内的牵引力为4×103N
B. 汽车在15m/s时的加速度为1m/s2
C. 汽车的额定功率为40kW
D. 汽车在前5s内摩擦力做功为−1.5×105J
3.如图所示，小船在河中发动机损坏失去动力，人们用绳通过定滑轮将小船拉回河岸。若人以0.3m/s的速度匀速拉绳，某时刻绳与水平方向的夹角α=60°，下列关于船的运动性质及该时刻小船在水中运动速度的说法，正确的是( )
A. 船做变速直线运动，v=0.15m/s
B. 船做变速直线运动，v=0.6m/s
C. 船做匀速直线运动，v=0.6m/s
D. 船做匀速直线运动，v=0.15m/s
4.一物体在水平面上，受恒定的水平拉力和摩擦力作用由静止开始沿直线运动，已知在第1秒内合力对物体做的功为45J，在第1秒末撤去拉力，其v−t图象如图所示，g取10m/s2，则( )
A. 物体的质量为1kg B. 物体与水平面间的动摩擦因数为0.2
C. 第1s内拉力对物体做的功为60J D. 第1s内摩擦力对物体做的功为60J
5.如图所示，三个点电荷q1、q2、q3固定在一直线上，q2与q3的距离为q1与q2的距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电量之比q1：q2：q3为( )
A. −9:3:64 B. (−3)：−2：(−6) C. 3:2:6 D. (−9)：4：(−36)
6.如图所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边沿垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边沿飞出，现在使电子入射速度变为原来的14，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边沿飞出，则两极板的间距应变为原来的( )
A. 4倍B. 2倍
C. 14倍D. 12倍
7.如图所示的电路中，通过R1的电流是4A，已知R1=3Ω，R2=3Ω，R3=6Ω，则下列说法正确的是( )
A. 电路的总电阻是5Ω
B. 通过R2的电流是1.0A
C. a、b两端的电压是20V
D. a、c两端的电压是12V
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图甲所示，我国男子体操运动员运动员张成龙用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动。如图甲所示，张成龙运动到最高点时，用力传感器测得张成龙与单杠间弹力大小为F，用速度传感器记录他在最高点的速度大小为v，得到F--v2图像如图乙所示。g取10 m/s2，则下列说法中正确的是( )
A. 张成龙的质量为65 kg
B. 张成龙的重心到单杠的距离为0.9 m
C. 当张成龙在最高点的速度为4 m/s时，张成龙受单杠的弹力方向向上
D. 当张成龙在最高点的速度为4 m/s时，张成龙受单杠的弹力方向向下
9.如图所示，带箭头的实线表示某电场的电场线，虚线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，M、N是轨迹上的两点，设粒子在M和N时加速度的大小分别为aN、aN，速度的大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN。下列判断正确的是( )
A. 粒子带负电
B. aMvN
D. EpM>EpN
10.如图所示，空间存在与三角形ABC所在平面平行的匀强电场，∠A=30∘，∠C=90∘，BC=4cm，D为AC边上的一点，且AD=BD。若在A处有一个放射源，能向各个方向射出动能为14eV的质子，经过B、C两点的质子的动能分别为30eV和26eV，不考虑质子之间的相互作用，重力忽略不计，则下列说法中正确的是( )
A. 电场强度的大小为200N/CB. 电场强度的方向为由A指向C
C. B、D两点之间的电势差UBD=−4VD. 经过D点的质子动能为22eV
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.如图1为验证机械能守恒定律的实验装置图，如图2为某次实验截取的一段纸带。

(1)在本实验中，下列哪些操作有利于较好地完成本次实验验证：______。(填正确选项前的字母)
A.尽量选质量大、体积小的重锤
B.重锤质量一定要先测量出来
C.纸带越长越好
D.纸带上选择的第一个计数点对应物体速度一定要为0
(2)图2为某次实验中得到的纸带，相邻两点时间间隔为0.02s。则打B点时物体速度大小为vB= ______m/s；加速度大小为a= ______m/s2。(均保留三位有效数字)。
(3)即使在实验操作规范，数据测量及数据处理均正确的前提下，实验求得的重锤减小的重力势能通常略______(选填“大于”或“小于”)增加的动能。
12.如图甲，用小锤轻击弹簧金属片，A球向水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动。
(1)用不同的力击打弹簧金属片，可以观察到______。
A.A、B两球同时落地
B.A、B两球的运动路线相同
C.A球的运动路线不同，B球的运动路线相同
D.击打的力越大，A、B两球落地时间间隔越大
(2)改变此装置距地面的高度，重复实验，仍然看到相同的实验现象，据此现象分析可知______。
A.小球A在水平方向做匀速直线运动
B.小球A在水平方向做匀加速直线运动
C.小球B在竖直方向做匀速直线运动
D.小球A、B在竖直方向的运动规律相同
(3)某学生在做“研究平抛物体运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置，如图乙所示，他在小球的运动轨迹上选取了A、B、C三点，并测量了各点间的水平距离和竖直距离，取重力加速度大小g=10m/s2，则相邻小球间的运动时间为_____s，小球做平抛运动的初速度大小为_____m/s。若以A点为坐标原点，以初速度方向为x轴正方向，以重力方向为y轴正方向，则图中抛出点的坐标是(______cm，_____cm)。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.如图甲所示，假设某星球表面上有一倾角为θ=30∘的固定斜面，给一质量为m的小物块初速度v0=6m/s从斜面底端沿斜面向上运动，其速度一时间图像如图乙所示。已知小物块与斜面间的动摩擦因数为μ= 39，该星球半径为R=6×104km，引力常量G=6.67×10−11N⋅m2/kg2，忽略星球自转，求：
(1)该星球的表面重力加速度；
(2)该星球的第一宇宙速度；
(3)该星球的质量。
14.如图所示，两端分别系着小球a和b的轻绳跨过轻定滑轮，小球a的质量ma=4kg，用手托住，距离地面的高度ℎ=1.5m。小球的质量mb=1kg，静置于水平地面上，此时对地面的压力恰好为零。现从静止开始释放小球a，取g=10m/s2。求：
(1)小球a落地时的速率；
(2)小球b能够上升的最大高度H；
(3)小球a下落ℎ的过程中，轻绳对a做的功。
15.如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0垂直射入场强为E方向竖直向下的匀强电场中，射出电场的即时速度的方向与初速度方向成30°角．在这过程中，不计粒子重力．求：
(1)该粒子在电场中经历的时间；
(2)粒子在这一过程中电势能增量．
参考答案
1.A
2.B
3.B
4.C
5.D
6.A
7.A
8.ABD
9.AC
10.AD
11.(1)A；(2)3.60，9.75；(3)大于。
12.(1)AC
(2)D
(3) 0.1 2 −20，−5
13.(1)物块上滑过程中，根据牛顿第二定律在沿斜面方向上有
μmgcsθ+mgsinθ=ma1
下滑过程中，在沿斜面方向上有
mgsinθ−μmgcsθ=ma2
又知 v−t 图像的斜率表示加速度，则上滑和下滑过程中物块的加速度大小分别为a1=6−00.6m/s2=10m/s2
a2=20.4m/s2=5m/s2
联立解得g=15m/s2
(2)由GMmR2=mv2R ， GMmR2=mg
解得该星球的第一宇宙速度为
v1= gR= 15×6×104×103m/s=3.0×104m/s
(3)在星球表面GMmR2=mg
可得该星球的质量为
M=gR2G=15×6×104×10326.67×10−11kg=8.1×1026kg
14.解：(1)由机械能守恒，有magℎ−mbgℎ=12(ma+mb)v2
解得a落地时的速率v=3 2m/s；
(2)小球a落地瞬间，两小球的速率相等，小球a落地后，小球b做竖直上抛运动，
设小球b竖直向上运动的位移为ℎ1，根据机械能守恒定律有12mbv2=mbgℎ1
小球b上升到最高点时，距离地面的高度为H=ℎ+ℎ1
联立解得H=2.4m；
(3)小球a下落ℎ过程中，对a应用动能定理得：W+magℎ=12mav2
解得W=−24J。
15.解：(1)带正电的粒子垂直进入电场后做类平抛运动，如图所示：
粒子在垂直电场方向的做匀速直线运动vx=v0
粒子在电场方向做初速度为0的匀加速直线运动：vy=at=qEmt，
当粒子速度方向与初速度方向成30°角时，如图，vy=vxtan30°= 33v0，
竖直分速度：vy=at=qEmt，粒子经历的时间：t=mvyqE= 3mv03qE；
(2)在这一过程中，粒子在电场方向偏转的位移y=12at2=12qEm( 3mv03qE)2=mv026qE，
电场力对粒子做功：W=qEy=16mv02，
根据电场力做功与电势能变化的关系知，电场力对粒子做正功，电势能减少，电势能的增加量△E=−W=−16mv02，
答：(1)该粒子在电场中经历的时间为 3mv03Eq；
(2)粒子在这一过程中电势能增量为：−16mv02．