2024-2025学年山东省济宁市育才中学高二（上）开学收心考物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年山东省济宁市育才中学高二（上）开学收心考物理试卷（含答案），共11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.如图所示，两小球A、B通过轻质细杆相连，斜靠在车厢里，两小球及车厢均处于静止状态，则下列说法不正确的是( )
A. A球可能受到3个力的作用B. A球可能受到4个力的作用
C. B球一定仅受到3个力的作用D. B球一定仅受到4个力的作用
2.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，下图中分别画出了汽车转弯时加速度a的四种方向，你认为正确的是( )
A. B. C. D.
3.2024年4月中下旬，太阳系中被称为“恶魔彗星”的庞士−布鲁克斯彗星到达了近日点，在视野良好的情况下通过肉眼观测到该彗星，如图所示。已知地球的公转轨道半径为1AU(AU为天文单位)，该彗星的运行轨道近似为椭圆，其近日点与远日点之间的距离约为34AU，则这颗彗星绕太阳公转时，从远日点到近日点的最短时间( )
A. 34 17年B. 172 17年
C. 34年D. 17年
4.内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐。如图所示，岩盐晶体结构中相邻的四个离子处于正方形的四个顶点，O点为正方形中心，A、B为两边中点，关于这四个离子形成的电场，下列说法正确的是( )
A. A点电场强度为零
B. O点电场强度不为零
C. A、B两点的电场强度相同
D. A点电场强度方向指向下方的氯离子
5.如图所示，在平行板电容器两板间有一个带电微粒。开关S闭合时，该微粒恰好能保持静止。若使该带电微粒向上运动，下列说法正确的是( )
A. 保持S闭合，极板N上移
B. 保持S闭合，极板M上移
C. 充电后将S断开，极板N上移
D. 充电后将S断开，极板M上移
6.如图所示，一半径为R的圆环处于竖直平面内，A是与圆心等高点，圆环上套着一个可视为质点的、质量为m的小球。现使圆环绕其竖直直径转动，小球和圆环圆心O的连线与竖直方向的夹角记为θ，转速不同，小球静止在圆环上的位置可能不同。当圆环以角速度ω匀速转动且小球与圆环相对静止时( )
A. 若圆环光滑，则角速度ω= gRtanθ
B. 若圆环光滑，则角速度ω= gtanθR
C. 若小球与圆环间的摩擦因数为μ，且小球位于A点，则角速度ω可能等ω= 2gμR
D. 若小球与圆环间的摩擦因数为μ，且小球位于A点，则角速度ω可能等于ω= g2μR
7.如图所示，把质量是0.2kg的小球放在竖直的弹簧上，先把小球往下按至A的位置，再迅速松手后，弹簧把小球弹起；小球运动的最高位置为C，在B位置弹簧刚好处于自由状态。已知A、B之间的高度差为0.05m，C、B的高度差为0.25m，弹簧的质量和空气阻力均可忽略，g取10m/s2。下列关于小球弹起过程的说法正确的是( )
A. 小球的动能先增大后减小，在B点时小球动能最大
B. 小球的重力势能逐渐增大，动能先增大后减小，但总的机械能保持不变
C. 若选B点为零势能点，则小球在A、C点，重力势能分别为0.1J和0.5J
D. 在A位置弹簧的弹性势能为0.6J
8.通过质量为m的电动玩具小车在水平面上的运动来研究“机车启动”问题。小车刚达到额定功率开始计时，且此后小车功率不变，小车的v−t图像如图甲所示，t0时刻小车的速度达到最大速度的三分之二，小车速度由v0增加到最大值的过程中，小车受到的牵引力F与速度v的关系图像如图乙所示，且F−v图像是双曲线的一部分(即反比例图像)，运动过程中小车所受阻力恒定，下列说法正确的是( )
A. 小车的额定功率为F0v
B. t=0时刻，小车的加速度大小为3F0m
C. t0时刻，小车的加速度大小为F0m
D. 0∼t0时间内，小车运动的位移大小为3v0t0−3mv022F0
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
9.如图所示，在水平地面上方的某一水平面上，将A、B两球以相同大小的初速度分别竖直向上和水平向右抛出，两球可视为质点且质量相同，不计空气阻力，关于两球从抛出到落地的运动过程，下列说法正确的是( )
A. 抛出瞬间两球重力的瞬时功率大小相等
B. 落地前瞬间A球重力的瞬时功率更大
C. 两球在各自轨迹的最高点时重力的瞬时功率相等
D. 重力对A球做功的平均功率更大
10.2023年5月30日16时29分，神舟十六号载人飞船入轨后，成功对接于空间站和核心舱径向端口，形成了三舱三船组合体，飞船发射后会在停泊轨道(I)上进行数据确认，后择机经转移轨道(Ⅱ)完成与中国空间站的交会对接，其变轨过程可简化为下图所示，已知停泊轨道半径近似为地球半径R，中国空间站轨道距地面的平均高度为ℎ，飞船在停泊轨道上的周期为T1，则( )
A. 飞船在转移轨道(Ⅱ)上各点的速度均小于7.9km/s
B. 飞船在转移轨道(Ⅱ)上Q点的加速度等于空间站轨道(Ⅲ)上Q点的加速度
C. 飞船在停泊轨道(I)与组合体在空间站轨道(Ⅲ)上的速率之比为R+ℎ:R
D. 飞船在转移轨道(Ⅱ)上正常运行的周期为T=T1 1+ℎ2R3
11.有一匀强电场，方向平行于坐标轴平面，平面内a、b、c、d四点的位置如图所示，cd，cb分别垂直于x轴、y轴，其中a、b、c三点电势分别为2.0V、4.0V、5.0V。将电荷量为q=2.0×10−10C的正点电荷从a点沿abcd路线移动，则下列判断正确的是( )
A. 坐标原点0的电势为3.5V
B. 电场强度的大小为50 2V/m
C. 该点电荷在d点的电势能为10.0×10−10J
D. 该点电荷从a点移动到d点的过程中，电场力做功为−4.0×10−10J
12.如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量都为m，轻绳足够长。假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A. 当A的位移为ℎ时，B的速度大小为 8gℎ5
B. 运动过程中B的机械能在增大
C. 运动过程中B的加速度大小为15g
D. 运动过程中绳上拉力为35mg
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
13.图(a)为观察电容器充、放电现象的实验装置。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。电源输出电压恒为8V，S为单刀双掷开关，C为电容器，R为电阻箱。当开关S接1，电容器开始充电，电容器充电完毕后，把开关改接2进行放电，其放电电流随时间变化关系如图(b)所示。
(1)开关接1，电容器开始充电后，电流大小______(填正确选项前的标号)。
A.逐渐增大 B.保持不变 C.逐渐减小
(2)根据图(b)可估算出电容器开始放电时所带的电荷量q=_____ C(保留2位有效数字)。
(3)如果不改变电路其他参数，只增大电阻箱的阻值R并重复上述实验，实线和虚线分别表示改变前后放电过程电流随时间变化的曲线，最符合实际情况的图像为______(填正确图像对应的标号)。
A. B． C. D．
14.小明同学在学习机械能守恒定律时，老师讲到“做平抛运动的物体机械能守恒”，小明对此感到怀疑，决定亲手做一做，来验证老师的结论是否正确。于是他找来了研究自由落体运动时用到的频闪相机，通过频闪照相的方法得到了小球运动的几个位置A、B、C、D、E，如图所示。已知频闪相机的频率为20Hz，O点为平抛运动的起点，以O为坐标原点，沿水平和竖直方向建立直角坐标系，经测量得到几个位置的坐标列表如下：已知小球的质量为0.2kg，重力加速度g取9.8m/s2请你帮助小明对测量的数据进行分析(结果保留
三位有效数字)。
(1)从O点到D点，小球动能的增加量为__________J，重力势能的减少量为__________J；
(2)小球重力势能的减小量与动能增加量不相等的原因可能是__________；
(3)小明想换一种方法对数据分析，测出O点到每一个点的高度d，每个点的竖直速度vy，以d为横坐标、vy2为纵坐标建立坐标系，作出vy2—d图像。若所有操作均正确，则在误差允许的范围内，vy2—d图线的“斜率”为k，可以得出重力加速度大小为__________；
(4)通过对测量结果进行分析可以得出，在误差允许范围内，“做平抛运动的物体机械能守恒”这句话__________(填“正确”、“不正确”或者“不一定正确”)。
四、计算题：本大题共4小题，共36分。
15.经过长期观测，人们发现银河系中的恒星约四分之一是双星系统。某双星系统由A、B两颗恒星构成，两星绕它们连线上一点O做匀速圆周运动，经观测可知A、B间的距离为s，B恒星的运行周期为T。
(1)请根据上述数据求出两恒星的质量之和。
(2)若观测到AO间距离为L，试求A恒星的质量。
16.藏族文化是中华文化的重要组成部分，如图甲所示为藏族文化中的转经轮，转经轮套在转轴上，轮上悬挂一吊坠，简化模型如图乙。可视为质点的吊坠质量m=0.1kg，绳长L=10cm，悬挂点P到转经轮转轴的距离为d=4cm，吊坠的运动可视为水平面内的匀速圆周运动。(g取10m/s2,sin37∘=0.6,cs37∘=0.8)求：
(1)绳子与竖直方向夹角θ1=37°时吊坠的线速度；
(2)若转经轮加速转动，使绳子与竖直夹角由θ1=37°变为θ2=53°，求此过程绳子拉力对吊坠所做的功。(不计空气阻力)
17.如图所示，倾角θ=37∘的足够长粗糙斜面固定在水平面上，斜面上放一质量M=2kg的薄木板，木板的最上端叠放一质量m=1kg的小物块，对木板施加沿斜面向上的拉力F=32.4N，使木板沿斜面向上由静止开始做匀加速直线运动，经测量得知F的作用时间为2s时，物块滑离木板。已知木板与斜面间、物块与斜面间的动摩擦因数μ1=0.5，物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.8，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。求：
(1)此过程中拉力F所做的功；
(2)物块与木板间因摩擦产生的热量；
(3)物块滑离木板后沿斜面上升的最大距离。
18.如图1所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限中存在竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E；第二象限中存在水平向右的匀强电场，电场强度大小也为E；第四象限中存在竖直向上的匀强电场，电场强度大小为2E。一质量为m、电荷量为q的正离子从A点由静止释放，A点位置坐标为(−d,d)，不计该离子的重力。

(1)求离子第一次通过y轴时的速度大小；
(2)求离子第二次通过x轴时的位置坐标；
(3)若离子第一次经过x轴时开始计时，第四象限中的电场按图2规律变化(图中T=6 dm2Eq)，求离子第4次通过x轴的位置坐标。
参考答案
1.C
2.B
3.B
4.D
5.A
6.C
7.D
8.D
9.BC
10.BD
11.BD
12.AD
13.(1)C
(2) 1.8×10−2 ## 1.7×10−2 ## 1.9×10−2
(3)A
14. 3.11 3.13 空气阻力的影响 k2 正确
15.(1)设A星质量为m1，轨道半径为s1，B星质量为m2，轨道半径为s2，
对A恒星：Gm1m2s2=m14π2T2s1
可得：Gm2s2=4π2T2s1
对B恒星：Gm1m2s2=m24π2T2s2
联立可得：Gm1s2=4π2T2s2
又s1+s2=s
联立可得：m1+m2=4π2s3GT2
(2)由m1=4π2s2s2GT2
由题意可知s2=s−L
联立可得m1=4π2s2(s−L)GT2
答：(1)两恒星的质量之和为4π2s3GT2。
(2)若观测到AO间距离为L，A恒星的质量为4π2s2(s−L)GT2。
16.(1)对吊坠受力分析，绳子竖直方向的分力等于吊坠的重力，水平分力为吊坠做圆周运动提供向心力，则mgtanθ1=mv12r1
其中r1=d+Lsinθ1
解得v1= 32m/s
(2)转经轮加速转动后mgtanθ2=mv22r2
其中r2=d+Lsinθ2
解得v2=4 1010m/s
根据动能定理W−mgLcs37∘−mgL53∘=12mv22−12mv12
解得W=0.0625J

17.(1)对木板根据牛顿第二定律得
F−Mgsin37∘−μ2mgcs37∘−μ1m+Mgcs37∘=Ma1
解得
a1=1m/s2
2s末木板的位移为
x1=12a1t 12=2m
此过程中拉力F所做的功
W=Fx1=64.8J
(2)木块向上匀加速运动，对木块根据牛顿第二定律得
μ2mgcs37∘−mgsin37∘=ma2
解得
a2=0.4m/s2
2s末木块的速度和位移分别为
v2=a2t1=0.8m/s
x2=12a2t 12=0.8m
物块与木板间因摩擦产生的热量
Q=μ2mgx1−x2cs37∘=7.68J
(3)根据牛顿第二定律得
mgsin37∘+μ1mgcs37∘=ma3
解得
a3=10m/s2
物块滑离木板后沿斜面上升的最大距离
v22=2a3x3
解得
x3=0.032m

18.解：(1)根据动能定理有
qEd=12mv12
解得离子第一次通过y轴时的速度大小为
v1= 2qEdm
(2)离子在第一象限做类平抛运动，水平方向有
x1=v1t1
竖直方向有
d=12⋅qEmt12
联立解得
x1=2d
故离子第一次通过x轴时的位置坐标(2d,0)。由于
vy12t1=d=12v1t1
则有
vy1=v1
进入第四象限的电场时离子在竖直方向上沿y轴负方向先做匀减速，速度减到零后反向加速，第二次回到x轴，则有
t2=2vv12qEm= 2dmqE
沿x轴方向的位移
x2=v1t2= 2qEdm× 2dmqE=2d
离子第二次通过x轴时的位置坐标(4d,0)
(3)若离子第一次进入第四象限后开始计时，则在竖直方向上t=T6= dm2Eq时间内，离子向下做减速运动，在t=T6时刻的速度大小
vy2=vy1−2qEmt=0
然后经过T6后开始反向加速，仍经过T6后第2次回到x轴，之后离子以与x轴成45°的方向斜射入第一象限，则竖直方向上经过时间
t=2vy1qEm=4 dm2qE=4×⋅T6=2T3
离子第3次回到x轴，此时第四象限的电场正处于向上的2E，则再经过T6离子速度减为零，再经过两个T6，离子开始反向运动，再经过T6第4次经过x轴，此时从计时开始离子已经经过了11个T6的时间，离子第4次通过x轴时，沿x方向的位移为
x=v1⋅116T
解得
x=11d
则此时的位置坐标为(13d,0)。
答：(1)离子第一次通过y轴时的速度大小 2qEdm；
(2)离子第二次通过x轴时的位置坐标(4d,0)；
(3)离子第4次通过x轴的位置坐标(13,0)。
A
B
C
D
E
x/cm
x0
x0+25.00
x0+50.00
x0+75.00
x0+100.00
y/cm
87.04
108.85
133.10
159.78
188.89