精品解析：甘肃省张掖市某校2024-2025学年高二上学期开学考试物理试卷

2024年秋学期高二年级开校检测 高二物理试卷 一、选择题（共10小题，1-7为单选题，每小题4分；8-10为多选题，每小题5分，全部选对得5分，选对但未选全得3分，选错不得分；共计43分） 1. 狗拉雪橇在水平冰面上加速转弯，由A向B运动，轨迹为曲线AB，雪橇运动到C点时所受合外力可能正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 关于电场强度，下列说法正确的是（　　） A. 将检验电荷从电场中某点移走时，该点电场强度变为0 B. 点电荷电场强度计算式中的Q指试探电荷 C. 对于公式，电场强度由检验电荷受力和电量决定 D. 虽然电场强度定义为，但某一点的电场强度与检验电荷无关 3. 质量为的玩具小车，速度由向左的变为向右的，取向左为正方向，则小车的动能变化量和动量变化量分别为（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 4. 如图所示是某自行车的传动装置，其大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为4：1：10，A、B、C是三个轮边缘上的点。设三点的线速度大小分别为、、，角速度分别为、、，加速度大小分别为、、。当支起后轮，三个轮在踏板的带动下一起转动时，下列判断不正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 设地球的半径为R0，质量为m的卫星在距地面R0高处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g0，则以下说法错误的是（　　） A. 卫星的线速度为 B. 卫星的角速度为 C. 卫星的加速度为 D. 卫星的周期 6. 四种电场的电场线分布情况如图所示。将一检验电荷分别放在场中a、b两点，则该检验电荷在a、b两点所受的电场力相同的是（　　） A. 甲图中，与正点电荷等距离的a、b两点 B. 乙图中，两等量异种点电荷连线中垂线上与连线等距的a、b两点 C. 丙图中，两等量同种点电荷连线中垂线上与连线等距的a、b两点 D. 丁图中，某负点电荷的电场中同一条电场线上的a、b两点 7. 在足球赛中，红队球员在白队禁区附近主罚定位球，球从球门右上角擦着横梁进入球门，如图所示，球门高度为h，足球飞入球门的速度为v，足球的质量为m，则红队球员将足球踢出时对足球所做的功W为(不计空气阻力) A B. mgh C. D. 因为球被踢入球门过程中的运动曲线的形状不确定，所以做功的大小无法确定 8. 将三个光滑的平板倾斜固定，三个平板顶端到底端的高度相等，三个平板AC、AD、AE与水平面间的夹角分别为θ1、θ2、θ3，如图所示。现将三个完全相同的小球由最高点A沿三个平板同时无初速度释放，经一段时间到达平板的底端。则下列说法正确的是（　　） A. 重力对三个小球所做的功相同 B. 沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球的重力的平均功率最大 C. 三个小球到达底端时的瞬时速度大小相同 D. 沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球到达平板底端时重力的瞬时功率最小 9. 如图所示，带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示。若不考虑其他力，则下列判断正确的是(　　) A. 若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负电 B. 不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电 C. 若粒子是从B运动到A，则其加速度减小 D. 若粒子是从B运动到A，则其速度减小 10. 如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两个物体，质量分别为M和m，且M>m，不计摩擦，系统由静止开始运动的过程中（　　） A. 两个物体各自机械能分别守恒 B. 质量为M的物体减少的机械能等于质量为m的物体增加的机械能 C. 质量为M的物体减少的重力势能等于质量为m的物体增加的重力势能 D. 两个物体组成系统机械能守恒 二、实验题：本题共2小题，每小题8分，共16分。把答案填在题中的横线上或按題目要求作答。 11. 在《验证机械能守恒定律》的实验中，质量为1.00kg的重物自由下落，带动纸带打出一系列的点，如图所示；相邻计数点间的时间间隔为0.02s，距离单位为cm；（g＝9.8m/s2）（所有计算结果保留小数点后两位） （1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB＝___________m/s； （2）从起点O到打下计数点B的过程中物体的动能增加量ΔEK＝_________J，势能减少量ΔEP＝_________J． （3）通过计算，数值上ΔEK小于ΔEP，其主要原因为__________________________． 12. 在“研究小球做平抛运动的规律”的实验中： （1）如图甲所示的实验中，观察到两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做_________；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向做_________； （2）该同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球平抛运动的照片，照片中小方格的边长，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则照相机每隔_________s曝光一次，小球平抛初速度为_________（当地重力加速度大小）。 三、解答题（本题共3小题，共41分，解答时写出必要的文字说明、公式或表达式。有效值计算的题，答案必须明确写出数值和单位）。 13. 如图，两个靠摩擦传动（不打滑）的轮A和B水平放置，两轮半径、。现启动主动轮B，使其转速缓慢增加，直到位于A轮边缘的小木块（视为质点）飞离A轮，已知小木块与A轮间的动摩擦因数为0.2，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2。求： （1）小木块飞离A轮时的速度大小； （2）小木块飞离A轮时，B轮的角速度大小； （3）若A轮离地高，求小木块落地后离A轮轴心O的距离大小。 14. “嫦娥奔月”非神话，“破壁飞天”化玉娥。“万户”精魂付火箭，屈原“天问”下长河。2021年5月22日，祝融号火星车成功驶入火星表面；天问一号2021年11月8日成功实施第五次近火制动，准确进入遥感使命轨道，我国因此成为第一个首次同时实现火星环绕和登陆的国家。若已知祝融号质量为，它静止在火星表面时受到的重力大小为。天问一号探测器的质量为，在某时间段天问一号的轨迹可视为匀速圆周运动，圆周运动的周期为。火星可近似视为半径为质量均匀分布的球体，万有引力常量为，求： （1）火星的质量； （2）天问一号在该时间段与火星表面的距离。 15. 滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来，如图是滑板运动的轨道，BC和DE是两段光滑圆弧形轨道，BC段的圆心为O点，圆心角为，半径OC与水平轨道CD垂直，水平轨道CD段粗糙且长8m。一运动员从轨道上的A点以3m/s的速度水平滑出，在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC，经CD轨道后冲上DE轨道，到达E点时速度减为零，然后返回，已知运动员和滑板的总质量为60kg，B、E两点与水平面CD的竖直高度为h和H，且，，g取。求： （1）运动员从A运动到达B点时的速度大小； （2）轨道CD段动摩擦因数； （3）通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到B点？如能，请求出回到B点时速度的大小；如不能，则最后停在何处？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024年秋学期高二年级开校检测 高二物理试卷 一、选择题（共10小题，1-7为单选题，每小题4分；8-10为多选题，每小题5分，全部选对得5分，选对但未选全得3分，选错不得分；共计43分） 1. 狗拉雪橇在水平冰面上加速转弯，由A向B运动，轨迹为曲线AB，雪橇运动到C点时所受合外力可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】曲线运动的物体受合外力的方向指向轨迹的凹向，速度方向是该点的切线方向，因为做加速转弯，可知合外力方向与速度方向夹角小于90°。 故选A。 2. 关于电场强度，下列说法正确的是（　　） A. 将检验电荷从电场中某点移走时，该点电场强度变为0 B. 点电荷电场强度计算式中的Q指试探电荷 C. 对于公式，电场强度由检验电荷的受力和电量决定 D. 虽然电场强度定义为，但某一点的电场强度与检验电荷无关 【答案】D 【解析】 【详解】ACD．电场强度的定义式为 由电场自身性质决定，而与检验电荷无关。故AC错误；D正确； C．真空中点电荷电场强度的决定式为 式中Q为场源电荷。故B错误。 故选D。 3. 质量为的玩具小车，速度由向左的变为向右的，取向左为正方向，则小车的动能变化量和动量变化量分别为（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】C 【解析】 【详解】小车的初速度为，末速度为，小车的动能变化量 动量变化量 故选C。 4. 如图所示是某自行车的传动装置，其大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为4：1：10，A、B、C是三个轮边缘上的点。设三点的线速度大小分别为、、，角速度分别为、、，加速度大小分别为、、。当支起后轮，三个轮在踏板的带动下一起转动时，下列判断不正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 详解】A．A、B两点靠链条传动，线速度相等，根据 v=rω 由题意可知 rA：rB=4:1 则角速度之比为 故A不符合题意。 B．小齿轮和后轮共轴角速度相等，根据 v=ωr 可知，小齿轮边缘和后轮边缘的线速度之比为1：10，则大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为 故B不符合题意； C．大齿轮和后轮靠链条传动，线速度相等，根据 由题意可知 rA：rB=4:1 则加速度之比为 故C符合题意； D．由上分析可知 根据 可得 故D不符合题意。 故选C。 5. 设地球的半径为R0，质量为m的卫星在距地面R0高处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g0，则以下说法错误的是（　　） A. 卫星的线速度为 B. 卫星的角速度为 C. 卫星的加速度为 D. 卫星的周期 【答案】C 【解析】 【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有 解得 地球表面的物体万有引力近似等于重力，则有 解得 故卫星的线速度为 A正确； B．由可知，卫星的角速度为 B正确； C．卫星的加速度为 C错误； D．卫星的周期为 D正确。 本题选错误的，故选C。 【点睛】研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出线速度、角速度、周期、加速度等物理量。地球表面的物体，忽略地球自转的影响，万有引力近似等于重力。 6. 四种电场的电场线分布情况如图所示。将一检验电荷分别放在场中a、b两点，则该检验电荷在a、b两点所受的电场力相同的是（　　） A. 甲图中，与正点电荷等距离的a、b两点 B. 乙图中，两等量异种点电荷连线中垂线上与连线等距的a、b两点 C. 丙图中，两等量同种点电荷连线中垂线上与连线等距的a、b两点 D. 丁图中，某负点电荷的电场中同一条电场线上的a、b两点 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图中，与正点电荷等距离的a、b两点场强大小相等，但是方向不同，则该检验电荷在a、b两点所受的电场力不相同，故A错误； B．乙图中，两等量异种点电荷连线中垂线上与连线等距的a、b两点，由对称可知，两点的场强大小和方向均相同，则检验电荷所受的电场力相同，故B正确； C．丙图中，两等量同种点电荷连线中垂线上与连线等距的a、b两点的场强大小相同，但是方向不同，则该检验电荷在a、b两点所受的电场力不相同，故C错误； D．丁图中，某负点电荷的电场中同一条电场线上的a、b两点的场强方向相同，但大小不同，则该检验电荷在a、b两点所受的电场力不相同，故D错误。 故选B。 7. 在足球赛中，红队球员在白队禁区附近主罚定位球，球从球门右上角擦着横梁进入球门，如图所示，球门高度为h，足球飞入球门的速度为v，足球的质量为m，则红队球员将足球踢出时对足球所做的功W为(不计空气阻力) A. B. mgh C D. 因为球被踢入球门过程中的运动曲线的形状不确定，所以做功的大小无法确定 【答案】C 【解析】 【详解】以地面为零势能面，足球初始状态：重力势能为零，动能为零， 足球进门时：重力势能为，动能为， 人对足球做的功等于足球机械能增加量，故： ； A．，A错误； B．，B错误； CD．，C正确D错误； 8. 将三个光滑的平板倾斜固定，三个平板顶端到底端的高度相等，三个平板AC、AD、AE与水平面间的夹角分别为θ1、θ2、θ3，如图所示。现将三个完全相同的小球由最高点A沿三个平板同时无初速度释放，经一段时间到达平板的底端。则下列说法正确的是（　　） A. 重力对三个小球所做的功相同 B. 沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球的重力的平均功率最大 C. 三个小球到达底端时的瞬时速度大小相同 D. 沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球到达平板底端时重力的瞬时功率最小 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．设A点距水平面的高度为h，小球的质量为m，对沿AC板下滑的小球，重力做功为 WAC＝mgsin θ1·LAC＝mgh 同理可得，重力对三个小球所做的功相同，均为 W＝mgh A正确； B．根据题意可得 a＝gsin θ L＝＝at2 可知 t＝ 故沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球运动的时间最长，根据 ＝ 可知，重力的平均功率最小，B错误； CD．根据 v2＝2aL＝2gsin θ·＝2gh 可知三个小球到达底端时的瞬时速度大小相同，根据 P＝mgvsin θ 可知，沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球到达平板底端时重力的瞬时功率最小，CD正确。 故选ACD。 9. 如图所示，带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示。若不考虑其他力，则下列判断正确的是(　　) A. 若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负电 B. 不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电 C. 若粒子从B运动到A，则其加速度减小 D. 若粒子是从B运动到A，则其速度减小 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据做曲线运动物体所受合外力指向曲线内侧可知静电力与电场线的方向相反，所以不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电，故A错误，B正确； C．电场线密的地方电场强度大，所以粒子在B点受到的静电力大，在B点时的加速度较大，若粒子是从B运动到A，则其加速度减小，故C正确； D．从B到A过程中静电力与速度方向成锐角，即做正功，动能增大，速度增大，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两个物体，质量分别为M和m，且M>m，不计摩擦，系统由静止开始运动的过程中（　　） A. 两个物体各自的机械能分别守恒 B. 质量为M的物体减少的机械能等于质量为m的物体增加的机械能 C. 质量为M的物体减少的重力势能等于质量为m的物体增加的重力势能 D. 两个物体组成系统机械能守恒 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据题意可知，质量为M的物体向下做匀加速直线运动，质量为m的物体向上做匀加速直线运动，细绳拉力对左侧物体做负功，左侧物体的机械能减小，细绳拉力对右侧物体做正功，右侧物体的机械能增大，故A错误； B．细绳拉力对两侧物体做功的代数和为零，两物体构成的系统机械能守恒，根据上述可知质量为M的物体减少的机械能等于质量为m的物体增加的机械能，故B正确； C．根据上述可知，质量为M的物体减少的重力势能等于质量为m的物体增加的重力势能与两物体增加的动能之和，故C错误； D．根据上述可知，两个物体组成的系统机械能守恒，故D正确。 故选BD。 二、实验题：本题共2小题，每小题8分，共16分。把答案填在题中的横线上或按題目要求作答。 11. 在《验证机械能守恒定律》的实验中，质量为1.00kg的重物自由下落，带动纸带打出一系列的点，如图所示；相邻计数点间的时间间隔为0.02s，距离单位为cm；（g＝9.8m/s2）（所有计算结果保留小数点后两位） （1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB＝___________m/s； （2）从起点O到打下计数点B的过程中物体的动能增加量ΔEK＝_________J，势能减少量ΔEP＝_________J． （3）通过计算，数值上ΔEK小于ΔEP，其主要原因为__________________________． 【答案】 ①. 3.11 ②. 4.83 ③. 4.86 ④. 下落过中有阻力的影响 【解析】 【分析】测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值． 【详解】（1）[1]根据匀变速直线运动中间时刻速度推论可得 （2）[2]从O到B点的动能增加量为 [3]势能减小量为 （3）[4]两者在数值上不相等，这是因为物体下落过程中受阻力作用； 12. 在“研究小球做平抛运动的规律”的实验中： （1）如图甲所示的实验中，观察到两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做_________；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向做_________； （2）该同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球平抛运动的照片，照片中小方格的边长，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则照相机每隔_________s曝光一次，小球平抛初速度为_________（当地重力加速度大小）。 【答案】 ①. 自由落体运动 ②. 匀速直线运动 ③. 0.05 ④. 1 【解析】 【详解】（1）[1]用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动； [2]因为观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，可知球1在水平方向上的运动规律与球2相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动； （2）[3]在竖直方向上，根据匀变速直线运动的规律可得 得 [4]由公式，可得小球初速度为 三、解答题（本题共3小题，共41分，解答时写出必要的文字说明、公式或表达式。有效值计算的题，答案必须明确写出数值和单位）。 13. 如图，两个靠摩擦传动（不打滑）的轮A和B水平放置，两轮半径、。现启动主动轮B，使其转速缓慢增加，直到位于A轮边缘的小木块（视为质点）飞离A轮，已知小木块与A轮间的动摩擦因数为0.2，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2。求： （1）小木块飞离A轮时的速度大小； （2）小木块飞离A轮时，B轮的角速度大小； （3）若A轮离地高，求小木块落地后离A轮轴心O的距离大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，对小木块而言，即将飞离A轮时，由牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 根据题意可知，A轮边缘线速度大小与B轮边缘线速度大小相等，则有 解得 【小问3详解】 小木块飞出后做平抛运动，则竖直方向有 水平方向有 小木块的位移为 联立解得 14. “嫦娥奔月”非神话，“破壁飞天”化玉娥。“万户”精魂付火箭，屈原“天问”下长河。2021年5月22日，祝融号火星车成功驶入火星表面；天问一号2021年11月8日成功实施第五次近火制动，准确进入遥感使命轨道，我国因此成为第一个首次同时实现火星环绕和登陆的国家。若已知祝融号质量为，它静止在火星表面时受到的重力大小为。天问一号探测器的质量为，在某时间段天问一号的轨迹可视为匀速圆周运动，圆周运动的周期为。火星可近似视为半径为质量均匀分布的球体，万有引力常量为，求： （1）火星的质量； （2）天问一号在该时间段与火星表面的距离。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设火星表面重力加速度为，则有 在火星表面有 解得火星的质量为 （2）天问一号绕火星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 由几何关系 联立可得 15. 滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来，如图是滑板运动的轨道，BC和DE是两段光滑圆弧形轨道，BC段的圆心为O点，圆心角为，半径OC与水平轨道CD垂直，水平轨道CD段粗糙且长8m。一运动员从轨道上的A点以3m/s的速度水平滑出，在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC，经CD轨道后冲上DE轨道，到达E点时速度减为零，然后返回，已知运动员和滑板的总质量为60kg，B、E两点与水平面CD的竖直高度为h和H，且，，g取。求： （1）运动员从A运动到达B点时的速度大小； （2）轨道CD段的动摩擦因数； （3）通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到B点？如能，请求出回到B点时速度的大小；如不能，则最后停在何处？ 【答案】（1）6m/s；（2）0.125；（3）第一次返回时，运动员不能回到B点，最后停在距离D点左侧6.4m处 【解析】 【详解】（1）由题意可知 m/s （2）由B点到E点，由动能定理可得 代入数据可得 =0.125 （3）运动员能到达左侧的最大高度为，从B到第一次返回左侧最高处，根据动能定理有 解得 =1.8m<h=2m 所以第一次返回时，运动员不能回到B点，设运动员从B点运动到停止，在CD段的总路程为s，由动能定理可得 代入数据解得 s=30.4m 因为 m 所以运动员最后停距离D点左侧6.4m处。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$