甘肃省兰州第一中学2024-2025学年高二上学期开学考试物理试题

高二年级阶段检测物理试卷 第 1 页 共 4 页 兰州一中 2024-2025-1 学期阶段检测试题 高二物理 命题：张其君 审题：尹娟 说明：本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分 100 分，考试时间 75 分钟。答案写在答题卡上，交 卷只交答题卡。 第Ⅰ卷（选择题） 一、单项选择题：本题共 7小题，每小题 4分，共 28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由 M向 N行驶，速度逐渐增大。图中分别画出了汽车转弯时受到的合力 F 的四种方向，可能正确的是 2. “指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。如图，当篮球在指尖上绕轴转动时，球面上 P、Q 两点做圆周运动的 A. 半径相等 B. 线速度大小相等 C. 向心加速度大小相等 D. 角速度大小相等 3．接地导体球壳外固定放置着一个点电荷，空间电场线的分布如图所示，a、b为点电荷与球壳球心连线上的两 点，a点在点电荷左侧，b点在点电荷右侧，a、b两点到点电荷的距离相等。下列说法正确的是 A．该点电荷带负电 B．a点的电场强度比 b点的大 C．b点的电势小于零 D．导体球壳内的电场强度等于零 4．某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，M、N 分别是运动轨迹与等势面 b、a的交点，下列说法错误．．的是 A. 粒子带负电荷 B. M点的电场强度比 N点的小 C. 粒子在运动轨迹上存在动能最小的点 D. 粒子在 M点的电势能大于在 N点的电势能 5.如图，在(a，0)位置放置电荷量为 q的正点电荷，在(0，a)位置放置电荷量为 q的负点电荷，在距 P(a，a)为 2a 的某点处放置正点电荷 Q，使得 P点的电场强度为零。则 Q的位置及电荷量分别为 A.(0，2a)， 2q B.(0，2a)，2 2q C.(2a，0)， 2q D.(2a，0)，2 2q 高二年级阶段检测物理试卷 第 2 页 共 4 页 6.如图甲所示为粒子直线加速器原理图，它由多个横截面积相同的同轴金属圆筒依次组成，序号为奇数的圆筒与 序号为偶数的圆筒分别和交变电源相连，交变电源两极间的电势差的变化规律如图乙所示。在 t＝0 时，奇数圆 筒比偶数圆筒电势高，此时和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为 0)的中央有一自由电子由静止开始在各间隙中不 断加速。若电子的质量为 m，电荷量为 e，交变电源的电压为 U，周期为 T。不考虑电子的重力和相对论效应， 忽略电子通过圆筒间隙的时间。下列说法正确的是 A.电子在圆筒中也做加速直线运动 B.电子离开圆筒 1时的速度为 2 Ue m C.第 n个圆筒的长度应满足 Ln＝T nUe 2m D.保持加速器筒长不变，若要加速比荷更大的粒子，则要调大交变电压的周期 7．如图所示为某景观喷泉的喷射装置结构示意图。它由竖直进水管和均匀分布在同一水平面上的多个喷嘴组成， 喷嘴与进水管中心的距离均为 r=0.6m，离水面的高度 h=3.2m。水泵位于进水管口处，启动后，水泵从水池吸水， 并将水压到喷嘴处向水平方向喷出，水在水池面上的落点与进水管中心的水平距离为 R=2.2m。水泵的效率为 η=80%，水泵出水口在 1s内通过的水的质量为 m0=10kg，重力加速度 g取 10m/s2，忽略水在管道和空中运动时 的机械能损失。则下列错误．．的是 A. 水从喷嘴喷出时速度的大小 2m/s B. 在水从喷嘴喷出到落至水面的时间内，水泵对水做的功是 320J C. 水泵输出的功率 340W D. 水泵在 1h内消耗的电能 61.53 10 J 二、多项选择题：本题有 3小题，共 18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，每小题 5分， 全部选对的得 6分，选对但不全的得 3分，有选错的得 0分。 8.四个带电粒子的电荷量和质量分别为(＋q，m)、(＋q，2m)、(＋3q，3m)、(－q，m)，它们先后以相同的速度从 坐标原点沿 x轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与 y轴平行。不计重力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图 像中，可能正确的是 9.如图所示，在 x轴上的 O点(x＝0)和 b点(x＝15 cm)分别固定放置两点电荷 q1、q2，所形成静电场的电势φ在 x 轴上的分布如图所示，取无穷远处的电势为零，下列说法正确的是 A.a、c两点的电场强度相同 B.q1所带电荷量是 q2所带电荷量的 4倍 高二年级阶段检测物理试卷 第 3 页 共 4 页 C.将一负电荷从 a点移到 c点，静电力做功为零 D.将一负电荷从 c点移到 d点，电势能增大 10.如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场，电场强度的大小 mg q E  （g为重力加速度），A、B两物体通过劲 度系数为 k的绝缘竖直轻质弹簧相连放在水平面上，A、B都处于静止状态。A、B质量均为 m，其中 A带正电， 电荷量为 q ，B不带电。弹簧始终在弹性限度内，弹簧的弹性势能可表示为 2p 1 2 E kx ，k为弹簧的劲度系数， x为弹簧的形变量。若不计空气阻力，不考虑 A物体电荷量的变化，保持电场强度的大小不变，将电场方向改为 竖直向上，下列说法正确的是 A. 电场换向的瞬间，物体 A的加速度大小为 2g B. 从电场换向瞬间到物体 B刚要离开地面的过程中，物体 A的速度一直增大 C. 从电场换向瞬间到物体 B刚要离开地面的过程中，物体 A的机械能增加量等于物体 A 电势能的减少量 D. 物体 B刚要离开地面时，A的速度大小为 3mg k 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（本题共 2小题，共 16 分。） 11．(8分)小郭同学将电容式位移传感器的两极板接入到电路中进行实验探究 电路结构如图所示，。电容式位移传感器中的电介质板与被测物体固连在一 起，可以左右移动。电介质板插入极板间的深度记为 x，电压表和电流表均 为理想电表，电源电动势、内阻均恒定，R为定值电阻。经实验可以发现： (1)当电压表读数不为零时，电介质板插入极板间的深度 x_____________(选填“增大”、“减小”、“无法确定增减”)； (2)若 x保持不变，则电压表示数_________为零(选填“一定”或“不一定”)； (3)在 x增大的过程中，电容器两极板带电量_________(选填“增大”或“减小”)，a点电势始终_________b点电势(选 填“高于”或“低于”)。 12．(8分)图为某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的装置，实验的主要步骤有： A．将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平； B．测出挡光条的宽度 d； C．分别测出滑块与挡光条的总质量 M及托盘与砝码的总质量 m； D．将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离 L； E.由静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的时间 t； F.改变挡光条到光电门的距离，重复步骤 D、E，测出多组 L和 t。已知重力加速度为 g，请回答下列问题： (1)本实验中 （填“需要”或“不需要”）满足 m远小于 M。 高二年级阶段检测物理试卷 第 4 页 共 4 页 (2)若某次测得挡光条到光电门的距离为 L，挡光条通过光电门的时间为 t，滑块由静止释放至光电门的过程，系 统的重力势能减少了 ；若系统机械能守恒，应满足 。（用实验步骤 中各测量量符号表示） (3)多次改变挡光条到光电门的距离，重复步骤 D、E，测出多组 L和 t，作出 L随1 �2 的 变化图像如图所示，图线为过坐标原点的直线，如果在误差允许的范围内当地的重力 加速度大小为 g= 时，可以判断槽码带动滑块运动过程中机械能守恒。（用 题中已知量和测得的物理量符号表示） 四、计算题（本题共 3 小题，共 38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。） 13.(10分)电磁炮灭火消防车(图甲)采用电磁弹射技术投射灭火弹进入高层建筑快速灭火。电容器储存的能量通过 电磁感应转化成灭火弹的动能，设置储能电容器的工作电压可获得所需的灭火弹出膛速度。如图乙所示，若电磁 炮正对高楼，与高楼之间的水平距离 L＝60 m，灭火弹出膛速度 v0＝50 m/s，方向与水平面夹角θ＝53°，不计炮 口离地面高度及空气阻力，取重力加速度大小 g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8。 (1)求灭火弹击中高楼位置距地面的高度 H； (2)已知电容器储存的电能 E＝1 2 CU2，转化为灭火弹动能的效率η＝15%， 灭火弹的质量为 3 kg，电容 C＝2.5×104 μF，电容器工作电压 U应设置 为多少？ 14.(12分)如图所示，用一条长度为 L的绝缘轻绳悬挂一个带正电的小球，小球质量为 m,所带电荷量为 q。现于 水平地面上方整个空间加一水平向右的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向成θ角，小球离地的竖直高度为 h。 重力加速度大小为 g。求： (1)匀强电场的电场强度大小； (2)轻绳的拉力大小； (3)若突然剪断轻绳,求小球落地时的速度大小。 15．(16分)如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道 AB的下端与光滑的圆弧轨道 BCD相切于 B，C是最低点， 圆心角∠BOC=37°，D与圆心 O等高，圆弧轨道半径 R=1.0m，现有一个质量为 m=0.2kg可视为质点的小物体， 从 D点的正上方 E点处自由下落，物体恰好到达斜面顶端 A处。已知 DE距离 h＝1.0m，物体与斜面 AB之间的 动摩擦因数μ0=0.5。取 sin37o=0.6，cos37o=0.8，g=10m/s2。求： (1)物体第一次到达 C点时的速度大小和受到的支持力大小； (2)斜面 AB的长度 L； (3)若μ可变，求μ取不同值时，物块在斜面上滑行的路程 x。 第 1 页 共 5 页 兰州一中 2024-2025-1学期高二年级阶段检测考试 物理参考答案 一、单项选择题(本题共 7小题，每小题只有一项符合题目要求，每小题 4分，共 28分) 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 B D D A B C B 1.【答案】 B 【解析】 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由 M向 N行驶，合力 F指向曲线弯曲的凹侧，由 M向 N 行驶时速度逐渐增大，合力 F需与速度成锐角，综合来看，B是可能的，B正确。 2. 【答案】D 【解析】D．由题意可知，球面上 P、Q两点转动时属于同轴转动，故角速度大小相等，故 D正确； A．由图可知，球面上 P、Q两点做圆周运动的半径的关系为 P Qr r＜ ，故 A错误； B．根据 v r 可知，球面上 P、Q两点做圆周运动的线速度的关系为 P Qv v＜ ，故 B错误； C．根据 2na r 可知，球面上 P、Q两点做圆周运动的向心加速度的关系为 P Qa a＜ ，故 C错误。 3. 【答案】D 【解析】A．电场线由正电荷出发，可知点电荷带正电，A错误； B．电场线越密，场强越大，a点的电场强度比 b点的小，B错误； C．因球壳接地，则球壳处的电势为零，沿电场线方向电势降低，则 b点的电势大于零，C错误； D．由静电屏蔽知，导体球壳内的电场强度处处为零，D正确。 4.【答案】A 【解析】A．根据粒子所受电场力指向曲线轨迹的凹侧可知，带电粒子带正电，故 A错误； B．等差等势面越密集的地方场强越大，故 M点的电场强度比 N点的小，故 B正确； CD．粒子带正电，因为 M点的电势大于在 N点的电势，故粒子在 M点的电势能大于在 N点的电势能；由 于带电粒子仅在电场作用下运动，电势能与动能总和不变，故可知当电势能最大时动能最小，故粒子在运 动轨迹上到达最大电势处时动能最小，故 CD正确。 5.【答案】B 【解析】 (a，0)和(0，a)两点处的电荷量为 q的点电荷在 P点产生的电场强度的矢量和 为 E＝ 2kq a2 ，方向由点(a，a)指向点(0，2a)，如图所示。因在距 P点为 2a的某点处放置 的正点电荷 Q，使得 P点电场强度为零，此正电荷 Q应位于(0，2a)点，且电荷量 Q满足 kQ （ 2a）2 ＝ 2kq a2 ，解得 Q＝2 2q，B正确。 第 2 页 共 5 页 6.【答案】C 【解析】 由于金属圆筒处于静电平衡状态，圆筒内部场强为零，则电子在金属圆筒中做匀速直线运动， 故 A错误；电子离开圆筒 1时，由动能定理得 eU＝1 2 mv2，所以电子离开圆筒 1瞬间速度为 v＝ 2eU m ，故 B错误；电子从金属圆筒出来后要继续做加速运动，在金属圆筒中的运动时间为交变电源周期的一半，即 T 2 ，电子在圆筒中做匀速直线运动，所以第 n个圆筒长度为 Ln＝vn· T 2 ＝T 2 2neU m ＝T nUe 2m ，故 C正确；由 C可知，保持加速器筒长不变，若要加速比荷更大的粒子，则要调小交变电压的周期，故 D错误。 7. 【答案】B 【解析】水从喷嘴水平喷出，做平抛运动，由平抛运动的规律知 R r vt  ， 2 1 2 h gt ，解得 v=2m/s，选 项 A正确；在水从喷嘴喷出到落至水面的时间内，水泵对水做的功 W=Pt=272J，选项 B错误；水泵对外做 功，转化为水的机械能，水泵的输出功率为 20 1 2 Pt m gh mv  ，其中 t=1s，得 P=340W，选项 C正确； 根据 P=ηP 电，则水泵的电功率是 P 电=425W，1h内消耗的电能为 60.425KW h 1.53 10 JE P t    电 ，选项 D正确。 二、多项选择题(本题共 3小题，总计 18分。在所给的四个选项中，每小题有多项符合题目要求，全部 选对得 6分；选对但不全得 3分，有选错的得 0分) 题号 8 9 10 答案 AD BC AD 8.【答案】 AD 【解析】分析可知带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，则带电粒子的运动轨迹方程为 y＝1 2 ·qE m x v0 2 ，由 于带电粒子的初速度相同，带电粒子(＋q，m)、(＋3q，3m)的比荷相同，则带电粒子(＋q，m)、(＋3q，3m) 的运动轨迹重合，C错误；当电场方向沿 y轴正方向时，带正电的粒子向 y轴正方向偏转，带负电的粒子 向 y轴负方向偏转，则粒子(＋q，m)、(＋3q，3m)的运动轨迹与粒子(－q，m)的运动轨迹关于 x轴对称， 粒子(＋q，2m)的比荷比粒子(＋q，m)、(＋3q，3m)的小，则 x相同时，粒子(＋q，2m)沿 y轴方向的偏转 量比粒子(＋q，m)、(＋3q，3m)的小，D正确；当电场方向沿 y轴负方向时，同理可知 A正确，B错误。 9.【答案】BC 【解析】 φ－x图像的斜率绝对值表示电场强度的大小，斜率的正负表示电场强度的方向，a、c两点电 势相等，但电场强度大小和方向均不同，故 A错误；图中 d点图像斜率为零，表明该点的合电场强度为零， 而 d点到两点电荷 q1、q2的距离之比为 2∶1，根据点电荷电场强度公式 E＝kq r2 可得，q1、q2电荷量之比为 4∶1，故 B正确；a、c两点电势相等，电势差为零，负电荷从 a点移到 c点，静电力做功为零，故 C正 确；c、d间电场强度方向向左，负电荷从 c点移到 d点，静电力做正功，电势能减小，故 D错误。 第 3 页 共 5 页 10.【答案】AD 【解析】在电场未反向时，A物体处于平衡状态，对 A根据平衡条件可得 qE mg F  弹，当施加上电场 力瞬间，对 A物体根据牛顿第二定律可得 qE F mg ma  弹 ，解得 a=2g，故 A正确；在电场未反向时， 弹簧处于压缩状态，压缩量为 x0，根据平衡条件可得 0qE mg kx  ，解得 0 2qE mg mgx k k    ，B刚 要离开地面时，弹簧处于伸长状态，伸长量为 x1，对 B根据平衡条件可得 1kx mg ，解得 1 mgx k  ，对 物体 A受向上的电场力与向下的重力等大反向，可知物体 A受的合力等于弹簧的弹力，则 A受的合外力 先受向上后向下，则加速度先向上后向下，则物体 A先向上加速后向上减速，故 B错误；从电场换向瞬间 到物体 B刚要离开地面的过程中，因 x0>x1，即从初态到末态弹簧的形变量减小，弹性势能减小，A物体的 机械能增量等于电势能的减少量与弹性势能的减少量之和，则物体 A的机械能增加量大于物体 A电势能的 减少量，故 C错误；物体 B刚要离开地面时，由能量关系可知    2 2 20 1 0 1 0 1 1 1 1 2 2 2 mv mg x x qE x x kx kx      。解得 A的速度大小为 3mv g k  ，故 D正确。 三、实验题(本题共2小题，共16分) 11.(8分)【答案】(1)无法确定增减 (2)一定 (3)增大 低于 【解析】 (1)电压表读数不为零，说明 x在变化，但不一定在增大； (2)若 x保持不变，则电容器电容不变，电容器所带电荷量不变，电路中没有电流，则电压表示数一定为零； (3)在 x增大的过程中，根据 r 4 SC kd    ， QC U  ，可知电容器电容增大，电容器电荷量增大，电容器进行充 电，通过 R的电流方向由 b指向 a，则 a点电势始终低于 b点。 12.(8分)【答案】(1)不需要 (2)��� ��� = 1 2 (� + �) � 2 �2 (3)�(�+�)� 2 2�� 【解析】（1）实验中需验证砝码及托盘减少的重力势能与系统增加的动能是否相等，并不需要测量拉力， 故不需要满足 m远小于 M。 （2）[1]滑块由静止释放至光电门的过程，系统的重力势能减少了Δ�p = ��� [2]根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，滑块通过光电门时速度大小为� = � � 系统动能增加了Δ�k = 1 2 (� + �)�2 = 1 2 (� +�) � 2 �2 系统机械能守恒有Δ�p = Δ�k 则系统机械能守恒成立的表达式是��� = 1 2 (� +�) � 2 �2 （3）由（2）可知系统机械能守恒成立的表达式是��� = 1 2 (� + �) � 2 �2 整理得� = (�+�)� 2 2�� ⋅ 1 �2 ，图像的斜率为� = (�+�)� 2 2�� = � � ，解得当地的重力加速度大小为� = �(�+�)� 2 2�� 第 4 页 共 5 页 四、计算题：本题共 3小题，共 38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最 后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13.(10分)【答案】 (1)60 m (2)1 000 2 V 【解析】 (1)灭火弹离开炮口后，做斜上抛运动，则水平方向上有 L＝v0tcos θ，竖直方向上有 H＝v0tsin θ － 1 2 gt2，代入数据联立解得 H＝60 m。 (2)根据题意可知 Ek＝ηE＝15%× 1 2 CU2，又因为 Ek＝ 1 2 mv20， 联立可得 U＝1 000 2 V。 14.(12分)【答案】 (1)��tan�� (2) �� cos� (3) 2�ℎ cos� 【解析】 (1)(2)小球在电场中的受力如图所示: 由平衡条件可得 qE=mg tan θ，T cos θ=mg 解得电场强度大小为 E=��tan�� ,轻绳的拉力大小为 T= �� cos� (3)剪断轻绳后,小球只受重力和电场力,合力大小等于原来轻绳的拉力,有 ��cos�=ma,得 a= � cos� 小球做初速度为零的匀加速直线运动,位移 x= ℎcos� 由速度-位移公式 2ax=v2-0 解得小球落地时的速度大小 v= 2�ℎ cos� 15.(16分)【答案】（1）2 10m/s，10N；（2）1.8m；（3）见解析 【解析】（1）设物体到达 C点的速度为 v，从 E到 C，由动能定理，得 21 0 2 mg h R mv  （ ） 代入数据得 2 10m/sv  在 C点，有 2vF mg m R   代入数据得 10NF  （2）从 C到 A，由动能定理得 2 0 1cos37 sin37 cos37 0 2 mg R R L mg L mv       （ ） 代入数据得 1.8mL  （3）设摩擦因数为μ1时物块刚好能静止在斜面上，则有 1sin37 cos37mg mg   解得 1 0.75  第 5 页 共 5 页 ①若 00 0.5    ，物块将滑出斜面，则物块的路程为 1.8mx L  ②若 10.5 0.75    ，物块在斜面上多次往返，最后在 B点速度为零，则有 cos37 cos37 0mg h R mg x    （ ） 解得 9 4 x μ  ③ 1 0.75   ，则物块将停在斜面上，则有 cos37 sin37 cos37 0mg h R x mg x       （ ） 解得 9 3 4 x μ   兰州一中高二年级阶段检测试物理答题卡 第 1 页 共 2 页 兰州一中 2024-2025-1学期高二年级阶段检测考试 物理答题卡 班 级 姓 名 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分) 二、多项选择题(本题共3小题，共18分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 三、实验题(本题共2小题，共16分) 四、计算题(本题共3小题，共38分) 13.(10分) 11. (8分) (1) (选填“增大”、“减小”、“无法确定增减”) (2) (选填“一定”或“不一定”) (3) (选填“增大”或“减小”) (选填“高于”或“低于”) 12. (8分) (1) (选填填“需要”或“不需要”) (2) (用实验步骤中各测量量符号表示) (3) (用题中已知量和测得的物理量符号表示) 兰州一中高二年级阶段检测试物理答题卡 第 2 页 共 2 页 14.(12分) 15. (16分)