2024-2025学年山西省高二（上）开学物理试卷（A）（含答案）

这是一份2024-2025学年山西省高二（上）开学物理试卷（A）（含答案），共10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.我国神舟飞船返回舱每次返回到达离地面高为ℎ时，返回舱的缓冲发动机开始向下喷气，舱体减速，使舱体到达地面时速度恰好为零，此过程可视为竖直方向的匀减速直线运动。若发动机刚开始向下喷气时舱体速度大小为v，则此过程舱体运动的时间为( )
A. ℎvB. 2ℎυ
C. ℎ2vD. 2ℎ2v
2.两只质量相同的蚂蚁a、b(可视为质点)在半球形碗内从底部缓慢向上爬，某时刻处在如图所示位置，此时蚂蚁a与蚂蚁b相比( )
A. 受到的合力大B. 受到碗的作用力大
C. 受到碗的支持力大D. 受到碗的摩擦力大
3.如图所示，马拉雪橇沿水平雪地从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为a，人和雪橇的总质量为m，马对雪橇的拉力恒为F，拉力与竖直方向夹角为α，在加速过程中，当雪橇的速度大小为v时，拉力的功率为( )
A. FvsinαB. Fvcsα
C. F+mavsinαD. F+mavcsα
4.如图所示，A处固定一个带正电的点电荷，将一个不带电的金属块B放在A的附近，C、D是金属块内的两个点，C、D和A在一条直线上，则金属块中感应电荷在C、D两点产生的电场强度( )
A. 方向不同
B. 方向均沿直线AD向右
C. 大小相等
D. C点比D点的大
5.某跳伞运动员打开降落伞后以4m/s的速度匀速竖直降落，当运动员到达离地面16m的高度时，突然起风，持续水平风力使运动员连同降落伞产生一个沿水平方向的加速度，运动员的落地点偏离了6m，则运动员在水平方向的加速度大小为( )
A. 0.5m/s2
B. 0.75m/s2
C. 1m/s2
D. 1.25m/s2
6.如图所示为某静电场的电场线，一个带负电的粒子仅在电场力作用下从A点沿直线运动到B点，关于带电粒子的动能Ek随运动的位移x的关系图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
7.2024年6月4日，嫦娥六号完成了月球背面采样，采样后返回时先进入近月圆轨道1。在P点变轨再进入椭圆轨道2，在轨道2的Q点与返回器对接，P、Q点分别为椭圆轨道2的近月点和远月点。则下列说法正确的是( )
A. 在P点，嫦娥六号从轨道1进入轨道2需要减速
B. 在轨道2上的P点和Q点，嫦娥六号速度变化一样快
C. 在轨道2上，嫦娥六号从P点运动到Q点，机械能一直增大
D. 嫦娥六号在轨道2上Q点速度一定比在轨道1上P点速度小
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.如图甲所示，一个物块沿倾角θ=37∘的斜面向下加速运动，物块经过斜面上P点时开始计时，物块运动的速度大小为v，运动的时间为t，其vt−1t图像如图乙所示，重力加速度g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，则下列说法正确的是( )
A. 物块经过P点时的速度大小为2m/sB. 物块经过P点时的速度大小为3m/s
C. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.4D. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
9.如图所示，一个小球用长为L的细线悬挂于固定在天花板上的力传感器上P点，力传感器可以显示细线上拉力的大小，使小球在水平面内绕O点做匀速圆周运动，测得圆周运动的周期为T时，力传感器的示数为F，小球可视为质点，重力加速度为g，则( )
A. 小球的质量为FT24π2L
B. P、O两点间的高度差为gT24π2
C. 仅减小悬线与竖直方向间的夹角，小球做圆周运动的周期会变小
D. 仅减小悬线与竖直方向间的夹角，小球做圆周运动时力传感器的示数会变小
10.如图所示，长为L的轻杆一端连接在M处的铰链上，另一端连接在质量为2m的小球A上，轻绳穿过N处的光滑圆环，一端连接在小球A上，另一端吊着质量为m的小球B，用向上的力F拉着小球A，使A、B两球均处于静止状态，此时轻杆和连接小球A的轻绳与水平方向的夹角均为30°，铰链和圆环在同一水平直线上，不计小球大小，不计一切摩擦，重力加速度为g，某时刻撤去拉力F，从撤去F到轻杆水平的过程中，下列说法正确的是( )
A. 撤去拉力F的瞬间，小球A的加速度为零
B. 轻杆对小球A不做功
C. 当轻杆水平时，轻杆和轻绳对小球的拉力大小相等
D. 当轻杆水平时，小球A的速度大小为 3− 3gL
三、实验题：本大题共2小题，共22分。
11.某实验小组用如图甲所示实验装置做探究小车的加速度与合外力的关系实验。实验中用力传感器测量细线对小车的拉力。
(1)本实验中，_______(填“需要”或“不需要”)满足砂和砂桶的质量远小于小车质量。
(2)要保证小车受到的合外力等于细线对小车的牵引力，需要________(填正确答案标号)。
A.补偿阻力
B.调整定滑轮的高度使牵引小车的细线与长木板平行
C.开始时小车的位置靠近打点计时器
D.先接通电源，后释放小车
(3)某次实验得到的纸带如图乙所示，已知所用电源的频率为50Hz，相邻2个计数点之间还有4个计时点没有标出，可求出小车的加速度大小为_______m/s2。(计算结果保留2位有效数字)
(4)利用实验数据作出了如图丙所示的a−F图像，请分析图像不过原点的原因是_______。
12.某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，已知物块A(含挡光片)、物块B、物块C的质量均相等，挡光片的宽度为d，重力加速度为g。用外力控制物块A，使A、B、C处于静止状态。
(1)初始时，测出物块C到地面的高度ℎ，要保证实验成功，使开始时挡光片到光电门的距离_______(填“略小于ℎ”或“略大于ℎ”)。
(2)由静止释放物块A，测得挡光片通过光电门的挡光时间为t，则物块C刚要落地时的速度大小为v=_______，如果表达式_______成立，则从释放A到C刚好要落地的过程中，_______(填“物块C”或“物块A、B、C组成的系统”)机械能守恒。
(3)实验中发现研究对象的重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______。
四、计算题：本大题共3小题，共35分。
13.一名爱滑雪的小朋友在倾角为37°的倾斜雪道上由静止开始沿直线匀加速滑下，经过一段时间滑到雪道底端，然后又在水平雪道上滑行4s停下，在水平雪道上滑行的距离为16m，若该小朋友在水平雪道上的运动看成匀减速运动，不考虑滑到水平雪道时的机械能损失，在倾斜雪道上和水平雪道上，滑雪板与雪道间的动摩擦因数相同，重力加速度g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，求：
(1)滑雪板与雪道间的动摩擦因数；
(2)小朋友滑到倾斜雪道底端时的速度大小；
(3)小朋友在倾斜雪道上滑行的时间和滑行的路程大小(结果保留两位有效数字)。
14.如图所示，轻质弹簧的一端与固定在水平桌面上的竖直挡板拴接，另一端与放在桌面上的物块A相连，绕过定滑轮的轻绳一端连接在物块A上，另一端吊着物块B，连接物块A部分的轻绳水平，且足够长，物块B离地面足够高，已知物块A的质量为m，物块B的质量为2m，弹簧的劲度系数为k，弹簧的弹性势能Ep=12kx2，x为弹簧的形变量，重力加速度为g，开始时锁定物块A，弹簧处于原长状态，解除对A的锁定，弹簧始终处于弹性限度内，不计一切摩擦与阻力，求：
(1)解除锁定的瞬间，物块A的加速度大小；
(2)物块B在向下运动过程中的最大速度大小；
(3)从解除锁定到物块A达到最大速度的过程中轻绳对物块A做的功。
15.如图所示，质量为m、电荷量为q的带正电的小球用长为L的绝缘细线悬挂在天花板上，空间存在水平向右的匀强电场，小球静止时位于P点，此时细线与竖直方向的夹角α=37∘，不计小球的大小，重力加速度为g。
(1)求匀强电场的电场强度大小；
(2)若把小球向右移到与O点等高的位置且细线刚好拉直，由静止释放小球，当小球运动到P点时速度多大，此时细线的拉力多大；
(3)若在(2)问中，小球运动到P点时细线刚好断开，求从细线断开到小球运动到P点正下方所用的时间。
参考答案
1.B
2.D
3.A
4.D
5.B
6.C
7.D
8.BD
9.ABD
10.BD
11.(1)不需要
(2)AB
(3)0.79
(4)补偿阻力时木板倾角过大或补偿阻力过度
12.(1)略大于ℎ
(2) dt gℎ=32dt2 物块A、B、C组成的系统
(3)存在空气阻力、滑轮摩擦阻力
13.(1)设小朋友在水平雪道上的加速度大小为 a2 ，根据牛顿第二定律有
μmg=ma2
根据运动学公式有
x2=12a2t22
解得
μ=0.2
(2)设小朋友滑到倾斜雪道底端时速度大小为v，根据运动学公式有
v2=2a2x2
解得
v=8m/s
(3)设小朋友在倾斜雪道上滑行的加速度大小为 a1 ，根据牛顿第二定律有
mgsinθ−μmgcsθ=ma1
解得
a1=4.4m/s2
因此小朋友在倾斜雪道上滑行的时间
t1=va1=2011s≈1.8s
在倾斜雪道上滑行的路程
x1=12vt1=8011m≈7.3m
14.(1)解除锁定的瞬间，对A研究，有
T=ma
对B研究，有
2mg−T=2ma
解得
a=23g
(2)当物块B的速度最大时，加速度为零，根据力的平衡条件有
kx=2mg
根据机械能守恒有
12kx2+12×3mvm2=2mgx
解得
vm=2g m3k
(3)对物块A研究，从解除锁定到物块A达到最大速度的过程中，设轻绳拉力做功为 W1 ，弹簧弹力做功为 W2 ，根据动能定理有
W1+W2=12mvm2
根据功能关系有
W2=−12kx2
解得
W1=8m2g23k

15.(1)对小球进行受力分析如图
可知
Eqmg=tanα
解得
E=mgtanαq=3mg4q
(2)从释放到运动到P点，由动能定理得
mgLsin53∘−qEL(1−cs53∘)=12mv2
又
E=3mg4q
解得
v= gL
由牛顿第二定律得
F−mgcs37∘−qEsin37∘=mv2L
解得
F=94mg
(3)小球运动到P点时水平方向的分速度大小
vx=vcs37∘=45 gL
水平方向的加速度大小
ax=qEm=34g
方向水平向右。
从细线断开到小球运动到P点正下方，水平方向的位移为零，则
x=vxt−12axt2=0
代入数据得
t=3215 Lg