河北省邢台市第一中学2024-2025学年高二上学期开学物理试题

邢台一中2024—2025学年第一学期开学考试 高二年级物理试题 说明: 1. 本试卷共8页, 满分100分。 2. 请将所有答案填写在答题卡上，答在试卷上无效。 一、单选题 (每题 4 分, 共28分) 1. 如图所示，将完全相同的小球1、2、3分别从同一高度由静止释放(图甲和图丙) 或平抛(图乙)，其中图丙是一固定在地面上的光滑斜面，每个小球从开始运动到落地过程，不计空气阻力，下列说法正确的是 ( ) A. 3个小球落地瞬间的速度大小相等 B. 小球3落地瞬间的重力的功率最小 C. 该过程中，小球3的重力做功最多 D. 该过程中，3个小球的重力做功的平均功率相等 2 如图所示，质量为M、倾角为30°的斜面体置于水平地面上，一轻绳绕过两个轻质滑轮连接着固定点 P 和物体B，两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行，物体A、B的质量分别为m、2m，A 与斜面间的动摩擦因数为 重力加速度大小为g，将A、B由静止释放，在B下降的过程中(物体A 未碰到滑轮)，斜面体静止不动(不计绳子和滑轮间的摩擦力)。下列说法正确的是 ( A. 轻绳对 P 点的拉力大小为 B. 物体A 的加速度大小 C. 物体 A 处于失重状态 D. 地面对斜面体的支持力大小为 3. 如图所示，光滑水平地面上并排放置着质量分别为 的木板A、B,一质量 M=2kg的滑块C (视为质点) 以初速度 从 A 左端滑上木板，C滑离木板A 时的速度大小为 最终 C 与木板B 相对静止，则( ) A. 木板 B 与滑块C 最终均静止在水平地面上 B. 木板 B 的最大速度为2m/s C. 木板 A 的最大速度为1m/s D. 整个过程，A、B、C组成的系统机械能减少了57.5J 4. 如图所示为著名的“阿特伍德机”装置示意图。跨过轻质定滑轮的轻绳两端悬挂两个质量均为 M的物块，当左侧物块附上质量为m的小物块时，该物块由静止开始加速下落，下落h后小物块撞击挡板自动脱离，系统以v匀速运动。忽略系统一切阻力，重力加速度为g。若测出v，则可完成多个力学实验。下列关于此次实验的说法，正确的是( ) A. 系统放上小物块后，轻绳的张力增加了 B. 可测得当地重力加速度 C. 要验证机械能守恒，需验证等式 是否成立 D. 要探究合外力与加速度的关系，需探究 是否成立 5. 如图所示，M、N和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP=60°。电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点的电场强度大小为E₁。若将 N 点处的点电荷移至 P 点，则O 点电场强度的大小变为E₂。则E₁与E₂之比为 ( ) A. 2: 1 B. 1: 2 C. 2:3 D. 3: 2 6. 如图所示，在水平匀速转动的圆盘圆心正上方一定高度处，若向同一方向以相同速度每秒抛出N个小球，不计空气阻力，发现小球仅在盘边缘共有4个均匀对称分布的落点，则圆盘转动的角速度可能是 ( ) 7. 如图甲所示，质量相等大小可忽略的a、b两小球用不可伸长的等长轻质细线悬挂起来，使小球a在竖直平面内来回摆动，小球b在水平面内做匀速圆周运动，连接小球b的绳子与竖直方向的夹角和小球a 摆动时绳子偏离竖直方向的最大夹角都为θ，运动过程中两绳子拉力大小随时间变化的关系如图乙中c、d所示。则下列说法正确的是 ( ) A. 图乙中直线d 表示绳子对小球a 的拉力大小随时间变化的关系 B. a球在最低点的速度大小跟b球速度大小相同 C. 的取值不是唯一的 二、多选题 (每道6分，共18分) 8. 如图(a) 所示，一质量为m 的物块B 与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上，物块A向 B 运动, 时与弹簧接触，到 时与弹簧分离，A、B碰撞结束，A、B的 图像如图 (b) 所示。A、B分离后，B与静止在水平面上的C 再次碰撞并粘接在一起，之后A 与BC 间距离不再变化。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内，B和C 碰撞过程时间极短。根据已知条件可以求出 ( ) A. 物块 A 的质量为 2.5m B. 物块 C 的质量为1.5m C. A、B 碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值为0.8 D. B、C 碰撞过程中损失的机械能 9. 如图所示是电阻R 的I-U图像，图中, 由此得出 ( ) A. 通过电阻的电流与两端电压成正比 B. 电阻R=0.5Ω C. 因I-U图像的斜率表示电阻的倒数，故 D. 在R 两端加上6.0V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0C 10. 北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，其空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。已知地球静止轨道卫星的运行周期为 T，地球(可视为质量分布均匀的球体) 的半径为R，近地卫星(轨道半径近似等于地球半径) 的运行周期为 引力常量为G，下列说法正确的是 ( ) A. 地球的质量为 B. 地球的平均密度为 C. 地球赤道上与北极极点上重力加速度大小的比值为 D. 地球静止轨道卫星的轨道半径为16R 三、实验题 (每空2 分, 共18分) 11. 实验小组用如图所示的装置验证“机械能守恒定律”。 (1) 除了图中所用的器材，还需要的器材有 (填正确答案标号)。 A. 刻度尺 B. 天平 C. 停表 D. 游标卡尺 (2) 实验小组将挂有钩码的细线跨过定滑轮固定在滑块上，并保持滑块静止不动，测出遮光条到光电门中心的距离L，接通气泵电源，然后将滑块由静止释放。已知钩码的质量为m、滑块(带遮光条) 的质量为M，遮光条的宽度为d，光电门记录的遮光时间为t，当地重力加速度为g，滑块经过光电门时钩码未着地。则在滑块从释放至遮光条运动至光电门的时间内，系统减少的重力势能为 ，系统增加的动能为 。(均用题中所给物理量的字母表示) (3) 实验小组发现，所测出系统增加的动能总是大于系统减少的重力势能，可能的原因是: 12. 某同学用如图所示的实验装置验证碰撞过程中动量守恒，图中a、b是两个半径相等的小球。实验步骤： ①在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠斜槽轨道水平段槽口处，将小球a从斜槽轨道上某固定点由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O； ②将木板向右平移一定距离并固定，再将小球a从固定点由静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹 B； ③把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a 仍从原固定点由静止释放，与小球b相碰，两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A 和C。 回答下列问题： (1) 若碰撞过程中没有机械能损失，为了保证碰撞后a球向右运动，a、b两球的质量m₁与m₂的大小关系是m₁ m₂ (选填“>”“=”或“<”)。 (2) 痕迹A 是小球 在白纸上留下的。(选填“a”或“b”) (3) 必须测量的物理量有 。 A. 小球a 开始释放时离斜槽轨道水平面的高度h B.木板水平向右移动的距离L C. a 球和b球的质量m₁、m₂ D. O 点到A、B、C 三点的竖直距离. (4) 在实验误差允许范围内，若关系式 成立，则动量守恒。(用物理常量和 (3) 中所测物理量表示) (5) 若碰撞过程中有机械能损失，第(4) 中的关系式成立， (选填“能”或“不能”) 验证碰撞过程中动量守恒。 四、计算题 (13题8分, 14题12分, 15题16分, 共36分) 13. 辘轳是中国古代常见的取水设施，某次研学活动中，一种用电动机驱动的辘轳引发了同学们的兴趣。如图甲所示为该种辘轳的工作原理简化图，已知辘轳的半径为 电动机以恒定输出功率将质量为 的水桶由静止开始竖直向上提起，提起过程中水桶上升速度随时间变化的图像如图乙所示。忽略辘轳的质量以及所有摩擦阻力，取重力加速度 求： (1) 电动机的输出功率为多少； (2) 当水桶速度 时的加速度大小； (3) 0~4s内水桶上升的高度为多少。 14. 某校科技小组参加了如图所示的轨道游戏项目，图中 P 为弹性发射装置，AB 为倾角为 的倾斜轨道，BC 为水平轨道， 为竖直圆轨道， 为足够长的倾斜曲线轨道，各段轨道均平滑连接，AB、BC 段动摩擦因数为 ，其余各段轨道均光滑。已知滑块质量为 圆轨道半径R 大小可以调整，轨道AB 长为1m，BC长为1.2m, 弹射装置 P 把滑块以为 速度水平弹出，恰好从 A 点沿斜面方向无碰撞进入斜面，滑块可视为质点。 g取 (1) 弹射装置 P 离 A 点的竖直高度； (2) 若滑块从A 点进入轨道后运动不脱离轨道，圆轨道半径R 应满足的条件。 15. 如图：地面光滑，光滑 圆弧曲面固定不动，半径为0.3米。木板CM长为4米，质量为0.2kg，木板上表面与B 的摩擦因数为0.25，但与A 无摩擦，AB 中间的弹簧与B 接触却不栓接，其弹性势能为3.2J。开始时刻AB 和板均静止，若AB 放置于距C 右侧2米处，释放弹簧后 B 到达N 时速度恰好为0(弹簧弹开时间极短，可忽略不计)，A、B 均视为质点，弹簧长度忽略不计，已知B 的质量为0.2kg，g取 (1) B 到 圆弧曲面M点时的支持力为多少? (2) A的质量为多少? (3) 求A 离开木板时 B 的速度? (4) 若开始时刻AB 放置于距C右侧3.2米处求摩擦力对 B 从开始到最后做的功? 学科网（北京）股份有限公司 $$邢台一中高二物球开李考试试感 4,B【弹解】A。对系统，由牛领第二定神德，如速度出+四-想。一对M,由牛佩第二 M+群+M2M+m 参考答案 一，单选题（每墨4分，共球分） 定神得一收始解得户一您等放A绵误： 1,B 品.对系统出骑能定罩得(Wm城M+e+w)加-0解得g-2M+业故B正确： 2m0 【详解】A.根据动能定理对甲有一宁得一 C,如果机械能守板，期(+m-片+m一V整得g=2M4n小故C铅提： 对乙有e-小-m得4一2+雪对网有0-n得丽 D,物体预初过查为零的匀加建直设运动，加速度。一云由牛领第二定律得山州红一你=(m+M加 落然瞬间蔬度=写《故A话误： 鉴理得g一(2+时呢 B,落瑞解阿震力的功率为P-%,则对甲有月-。g2精对乙有月=4。“或 要探究合外力5度的类乘。闹探究mg一(2，云是否成立，故D楷误。款选一 对内有6一，·5和n竹”=g,乐所以落结解何重力的功率完=片>数B正确： 5.A【洋解】餐设M点的电营为正，N点电萄为负，则根据电场的叠加可知，移动前丙个点电背在 C,重力微动的特点与路径无关，只与初末位置的高皮楚决定，所以被过程重力做动属=围=需，故C 0点产生的电暴强度都为5子当将N点处的点电药移至P点后，电蜗的蚕加如图所示 笛议 D.全帮夏力做功的平海功率为P=号-驴由于兰个小球下落的时同有=6<5所议全程重力做功的 平均功率 月=乃>乃放D储误。故选B 6.C【得解】小球在盘边缘共有4个为匀分布的落点。说明转动2后鼓有一个小球落在置 2,B【洋解】AB.由于相同时间内物体B通过的位移是物体A通过的位移的两倍。财物体B的加 量的边缘，或 速度是德体A的加速度的两倍，设齿体A的加速度为：则B的加速度为2：设物体A,B释放桑 9-+《wn,12)如-故角流度为0=把=n付0mdsa,12)背时 间，轻绳的拉力为T。根据牛领第二定律得T-gn3-gms时。 用-N当1时。则-N当2时。财w-水放这C mg-7-2m20代入数箱，联立辆得7-号g ⑦，D【分析】。除做探动，绳子的拉力牌期性的变化，b球在水平面做匀速到周运动，绳子拉力大小 0“5放A错视，B正魂： 不变。由向心力有关妇识可知绳了最大拉力的表达式。由图乙两种俯况最大拉力大小相等，联立即 C,因为物体A的加速度是斜向上的，故物体A是超重状态，故C描误： 可求得P。 D.物体B下降过程中，对别面体、A,B整体，在竖直方向根据牛顿第二定律海 【详解】A。:味作狐动，绳子的拉力作周期性变化，球在水平面做匀速置周运砖，经直方科没有 仙+如g--了m30-2m2a-r解得地面对斜国体的支持力为人-气M:2” 如速度，划有 D错误，放迹B. 五c069=g 3,D【并解】ABC,整个系统水平方向动量守恒，C滑离木板A时=出+偶+。 可如尺一器保特不变，所以图乙中直接山表示绳子对小球b的投力大小随时间变化的关系，直线 解得木板A的最大速度为，·2m略滑上B后，对B。C整体水平动量守恒%+属，”，=(+写以 表示绳子对小球：的拉力大小随时间变化的关系，A情误： 解得木板B的最大速度为，4S心并且B。C一起匀建运动，故AC最误： B。,跟在录低点清足5~g一上b球整直方向表足4析68一眼本平方向满足代s三州工心 D.整个过松，么，C组成的系统机械能减少了a=以-以-+n以-7制放D正确 联文解海.-雨时.长0-☑ 故选D. 既然8+1，所以片与，B结误： 行名1[，找 符米第2项。共6实 C①，在甲图中，设小球烃过最低点的速度大小为绳子长度为，则由机常能守恒海 视： (-cm D,需要用爵标卡尺来量塘光条的宽度，故D正境，故达ABD. 在最低点，有天-装-吃联立解得=r个-叫，由留乙知片=，即n0-2a0-二 (2)周系统莱少的重力势能为m,滑块经过光电门时速度大小为- 解得8-6心，C错，D正确。故运D, 系统的动能为胸码和情块的动能之和，甲三~扣（们 二多选愿（每道6分，共18分） (3)实验中气焚导轨左蜂低、右端高，致使灣块的蜜力做功，使得测量出的系统增如的动能大于 8。BD【标解】A.根然图(b,在时同内，对AB系统有m2-(m,+W4解得m,=5mA特 系统减少的重力势能。 误 C。上述A碰描过短中，弹黄弹性势能达到最大-一2机+m况斜得气-aa以C 11. >ACD/DC 云 铠误： 【详解】(1)山在小球疑接过程中描动量守恒完律可得一叫4+两， BD.出于B与卧止在水平面上的C再次碰情并黏楼在一起，之后A与C间距离不再变化。表明 移撞直后系统动能不变，故有-宁n解招%三品 码+ BC藏證后的通度与A的速度相等，即为.，对BC系统有e2,-(时十属)s 若要使球的遵度方向不变，应情是吗之两 Ad=n2了-m+乓a】 以小球平特运动离时阅一层新道度为一子-品 解得出-15w正-2mD正确。故选D, 可知平常运动的初速度与下降亮皮二次方根的倒数成正比，昼后&球的速度较大，则下落高座本较 9.AD【详解】A,由图像可归，透过电阻的电流与两精电压成正比，选项AE确： 小，痕差A是小球5在白纸上图下的： BC.由图像可知电阻是号-0a-20n遮项C被误 15 (3》3判据动量守征定律可得属%=风号+离与 D.在R两瑞扣上60v的电压时，每秒透过电阳领被面的电背量影？一-只-C心选吸D正 代入初速瘦与平抛下落高度的关系可得受一二，一 确，敢选AD. 为万网 由上站表达式可知，需测量的物理量有✉球和6球的质量m、,和0点到A、B、C三点的极直距离片， 1.BC【洋解】A.对近地卫星有R 解得财=1人错提：B,地球的平均密度 6 为、为。 N769= 故远CD p-v“o7 B正确：C地球赤道上有G管吸+…芹地球北极极点上有G尝%解得受 8125 （④刊在实验误羞允诗相湖内，若关系式云云云成立，则动量守但。 1 C正璃。D,根据开普漱第三定律有r(6然得r=4GRD结误：故垃C (5)倒由实验原理可知，若碰推过程中有机械能提失，不影响磷验过程动量守恒的验证，数第(4》 中的关系式成立，能验活碰德过程中功量守伍。 三，实数题（每空1分，共1分） 四.计算愿13题8分，14愿2分，15恩16分，共36分) 11. ABD g m+w間 实散中气整导轨左墙低、右灌高 【详解】(1)，本实数还滔要用刻度尺米测量添块起功的R移，需要刻度尺，放A正确： B.需要用天平来测量构码及济块的质量。放B正确：C,本实赖不篱要用停表来记录时间，放C错