广西壮族自治区百色市2024-2025学年高二上学期9月联考物理试题

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单选题（每题4分，28分）
1. 对研究对象或研究过程建立理想化模型，突出问题的主要方面忽略次要因素从而有效地解决问题，是物理学研究的常用方法。下列各选项中属于理想化模型的是（ ）
A. 点电荷B. 元电荷C. 重心D. 电场
【答案】A
【解析】
【详解】A．点电荷是本身大小比相互之间的距离小得多的带电体，实际不存在属于理想化模型，故A正确；
B．元电荷是最小的电荷量，不属于理想化模型，故B错误；
C．重心是重力在物体上的等效作用点，不属于理想化模型，故C错误；
D．电场是存在于电荷周围能传递电荷与电荷之间相互作用的物理场，不属于理想化模型，故D错误。
故选A。
2.下列说法正确的是（ ）
A．电场线越密的区域，同一负电荷所受电场力越小
B．点电荷的电场强度，式中Q是试探电荷的电荷量
C．是电场强度的定义式，表明电场强度E与静电力F成正比
D．正电荷在电场中某点所受静电力的方向与该点电场强度方向相同
【答案】.D【详解】A．电场线的疏密表示电场强度的大小，所以电场线越密的区域，电场强度越大，则同一电荷所受电场力越大，与电荷的电性无关，故A错误；
B．点电荷的电场强度，式中Q是场源电荷的电荷量，故B错误；
C．是电场强度的定义式，电场强度E是由电场本身决定的，与试探电荷q、静电力F无关，故C错误；
D．正电荷在电场中某点所受电场力的方向与该点电场强度方向相同，故D正确。
故选D。
3.如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间电势差相等，即，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（ ）

A. 三个等势面中，c的电势最高
B. 带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小
C. 带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小
D. 带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小
【答案】C
【解析】
【详解】A．由于质点只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的凹侧，即斜向右下方，由于质点带正电，因此电场方向也指向右下方，由于沿电场线电势降低，故三个等势面中，a的电势最高，c的电势最低，故A错误；
B．P点电势高于Q点电势，质点带正电，所以质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大，故B错误；
C．质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大，根据能量守恒可知，质点通过P点时的动能比通过Q点时小，故C正确；
D．等差等势面密集的地方场强大，稀疏的地方场强小，则P点的电场强度大于Q点的电场强度，质点在P点时的电场力比通过Q点时大，所以质点通过P点时的加速度比通过Q点时大，故D错误。
故选C。
4.用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素（如图）。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为。实验中，极板所带电荷量不变，若（ ）
A． 保持S不变，减小d，则变大
B． 保持S不变，增大d，则变小
C． 保持d不变，增大S，则变小
D． 保持d不变，增大S，则不变
【答案】C
5.如图所示，某同学到超市购物时，用大小恒为20N、方向与水平面成60°角斜向上的拉力使购物篮以1m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，则（ ）

A．前进6s内拉力所做的功120J
B．前进6s内重力的平均功率为10W
C．前进6s内拉力的平均功率为10W
D．6s末拉力做功的瞬时功率为20W
【答案】C
【详解】AC．前进6s内拉力所做的功为
位移为
解得得
平均功率
解得
故A错误，C正确；
B．由于重力始终与位移垂直，做功为零，故前进6s内重力的平均功率为0，故B错误；
D．6s末拉力做功的瞬时功率为
解得
故D错误。
故选C。
6.如图所示，竖直放置、半径为R的半圆轨道直径边在水平地面上，O为圆心，A、B在轨道上，A是轨道最左端，OB与水平面夹角为60°.在A点正上方P处将可视为质点的小球水平抛出，小球过B点且与半圆轨道相切，重力加速度为g，小球抛出时的初速度为( )
A．B．
C．D．
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】平抛运动速度的计算、平抛运动位移的计算
【详解】小球做平抛运动，在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点，则知速度与水平方向的夹角为30°，则有：vy＝v0tan 30°，又vy＝gt，则得：v0tan 30°＝gt，t＝；水平方向上小球做匀速直线运动，则有：R＋Rcs 60°＝v0t；联立解得：v0＝，故选B.
7. 如图所示为匀强电场的电场强度随时间变化的图象．当时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是

A. 带电粒子将始终向同一个方向运动
B. 内，电场力做的总功为零
C. 末带电粒子回到原出发点
D. 内，电场力做的总功为零
【答案】D
【解析】
【详解】AC．因内粒子向正方向运动的加速度
在内粒子运动的加速度
则在时刻速度减为零，然后反向运动画出带电粒子速度随时间变化图象如图所示

图线与时间轴所围“面积”表示位移，可见带电粒子不是只向一个方向运动，4s末带电粒子不能回到原出发点，故AC错误
B．2s末速度不为，可见0~2s内电场力做的功不等于，故B错误
D．2.5s末和4s末，速度的大小、方向都相同，则内，动能变化为零，电场力做功等于，故D正确。
故选D。
多选题（每题6分，18分）
8.下列说法错误的是
A． 公式适用于求一切电场中某点的电场强度，且E与q、F均无关
B． 公式只适用于求真空中点电荷电场的某点电场强度，且E与q、F均无关
C． 公式适用于一切点电荷周围某点的电场强度，且E与Q、r均无关
D． 由公式可知电场中某点的电场强度与电荷q成反比
[答案]BCD
9.如图所示的电路，电源内阻为r，A、B、C为三个相同的灯泡，其电阻均为2r/3，当变阻器的滑动触头P向上滑动时( )
A． A灯变暗，B灯变亮，C灯变亮
B． 电源输出的电功率增加，电源的效率变小
C． A灯的电压改变量的绝对值比B灯小
D． A灯的电压改变量的绝对值与B灯大
【答案】BC
10.如图所示，在水平面运动的小车内，用轻绳AB，BC拴住一个重力为G的小球，轻绳AB，BC与水平方向夹角分别为30°和45°，绳AB的拉力为T1，绳BC的拉力为T2，下列叙述正确的是（ ）
A．小车向右以加速度g匀加速运动时
B．小车向右以加速度g匀加速运动时
C．小车向右以加速度匀减速运动时
D．小车向右以加速度匀减速运动时
【答案】ABC
【难度】0.65
【知识点】含有悬挂小球的连接体问题
【详解】AB．小车向右以加速度g匀加速运动，小球与小车具有相同的加速度，对小球作受力分析，由牛顿运动定律可知

解得
，
故AB正确；
CD．设当T2恰好等于零时，AB绳与竖直方向的夹角为θ，则有
解得
当时，，现小车向右以加速度匀减速运动，由于，故此时AB与竖直方向的夹角大于30°，则有
故C正确，D错误。
故选ABC。
三、实验题（共15分）
11.（6分）有一个未知电阻Rx，用图中左和右两种电路分别对它进行测量，用左图电路测量时，两表读数分别为6V，6mA，用右图电路测量时，两表读数分别为5.9V，10mA，则用______图所示电路测该电阻的阻值误差较小，测量值Rx="______Ω" ，测量值比真实值偏______（填：“大”或“小”）。
【答案】左 ；1000； 大
12.（9）用图示装置验证机械能守恒定律。实验前调整光电门位置使直径为d的小球下落过程中球心通过光电门中的激光束。实验中通过断开电磁铁开关使小球从A点下落，经过B点处的光电门，记录挡光时间，测出小球在AB间下落的距离h。竖直移动光电门，改变光电门的高度，重复上述步骤，测得多组h及相应的，已知当地重力加速度为g。

（1）小球通过光电门速度的表达式为 。
（2）根据测量数据可描绘 （选填“”、“”、“”、“”）图象来验证机械能是否守恒。若图象是过原点的倾斜直线，且直线斜率 ，可验证下落物体的机械能守恒。
（3）不更换小球，请你提出一种减小实验误差的方法： 。
【答案】 增加A、B间的距离h
【详解】（1）[1]小球通过光电门速度的表达式为
（2）[2]根据机械能守恒定律
即
[3]可描绘图象来验证机械能是否守恒，若图象是过原点的直线，当斜率k近似等于，就验证了自由落体运动中的物体机械能守恒。
（3）[4]依据实验原理，若不更换小球（若换密度更大的小球，可减小空气阻力影响），则减小实验误差的方法还有：增加A、B间的距离h。增大h可以得到更多的测量数据，描绘的图像更能准确反映真实情况，有效减小误差。
四、解答题（39分）
13.有一辆质量为1.2×103kg的小汽车驶上半径为50m的圆弧形拱桥，求：
（1）汽车到达桥顶的速度为10m/s时对桥的压力的大小；
（2）设想拱桥的半径增大到与地球半径一样，那么汽车要在这样的桥面上腾空，速度至少多大（重力速度g取10m/s2，地球半径R取6.4×103km ）。
【详解】（1）汽车对桥顶的压力大小等于桥顶对汽车的支持力N，汽车过桥时做圆周运动，重力和支持力的合力提供向心力，即
有
（2）压力正好为零，则有
解得
14.某兴趣小组对一辆遥控玩具小车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，2s末小车达到最大功率，并在以后的运动中保持最大功率不变．传感器将小车运动的v－t图象描绘下来，如图所示．已知在小车运动的过程中，小车电动机的最大功率为9w，小车的质量为1.0kg，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变．求：
（1）小车所受到的阻力大小；
（2）小车的速度大小为4m/s时，小车的加速度大小；
（3）在0~12s的时间内小车位移大小．
【详解】（1）由图象可知，小车的最大速度是vm＝6m/s，此时小车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，
因此Pm＝fvm
可求出小车所受到的阻力大小f＝1.5N
（2）小车的速度大小为4m/s时，由图象可知小车已经达到最大功率，设此时牵引力为F，Pm＝Fv
求得牵引力大小F＝2.25N
由牛顿第二定律 F－f＝mα
求得加速度大小α＝0.75m/s2
（3）由图象可知，小车在0~2s的时间内做匀加速直线运动，位移大小x1＝v1t1
代入数据求得x1＝3m
2s末小车达到最大功率，在2s~12s的时间内，小车先做加速度减小的加速运动，后做匀速直线运动，设这段时间内小车的位移为x2，由动能定理，Pmt2－fx2＝
解得x2＝51m
在0~12s的时间内小车位移大小x＝x1＋x2＝54m
15．（18分）如图所示，虚线左侧有一场强为E1=E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L，电场强度为E2=2E的匀强电场，在虚线PQ右侧相距为L处有一与电场E2平行的屏。现将一电子（电荷量e，质量为m）无初速度放入电场E1中的A点，最后打在右侧的屏上，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：
（1）电子从释放到打到屏上所用的时间；
（2）电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值；
（3）电子打到屏上的点B到O点的距离。
15．（1）3；（2）2；（3）3L
【详解】（1）电子在电场E1中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a1，时间为t1，
由牛顿第二定律得
电子进入电场E2时的速度为
v1=a1t1
从进入电场E2到打到屏上，电子水平方向做匀速直线运动，时间为
电子从释放到打到屏上所用的时间为
t=t1＋t2
解得
（2）设粒子射出电场E2时平行电场方向的速度为vy，由牛顿第二定律得：电子在电场E2中的加速度为
电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值为
解得
（3）带电粒子在电场中的运动轨迹如图所示
设电子打到屏上的点B到O点的距离为x，由几何关系得
联立得
x=3L