内容正文:
(
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学校
__________________班级__________________姓名__________________准考证号__________________
﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍
密
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封
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线
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2025年秋季高二开学摸底考试模拟卷
物 理·答题卡
姓名:
(
注
意
事
项
1
.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,并认真检查监考员所粘贴的条形码。
2
.
选择题必须用
2B
铅笔填涂;非选择题必须用
0.5mm
黑色签字笔答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3
.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4
.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
5
.正确填涂
缺考标记
) (
贴条形码区
)
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准考证号
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8
9
)
(
一、
二
选择题(共
42
分)
1 [A] [B] [C] [D]
2 [A] [B] [C] [D]
3 [A] [B] [C] [D]
4
[A] [B] [C] [D]
5
[A] [B] [C] [D]
6 [A] [B] [C] [D]
7[A] [B] [C] [D]
8 [A] [B] [C] [D]
9 [A] [B] [C] [D]
10
[A] [B] [C] [D]
1
1
[A] [B] [C] [D]
1
2
[A] [B] [C] [D]
13 [A] [B] [C] [D]
三、非选择题(本题共5小题,共5
8
分
。
)
1
4
.实验题(I、Ⅱ、Ⅲ三题共14分)
1
4
-I
.
(
4
分)
_________、___________、_________
1
4
-Ⅱ
.
(
4
分)
_________、___________、___________________________
1
4
-
Ⅲ
.
(
5
分)
_________、___________
、___________
、___________
___________
)
(
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
)
(
1
5
.(
8
分)
) (
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
)
(
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
)
(
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
) (
16
.
(
11
分)
)
(
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
)
(
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
)
(
17
.
(
12分
)
) (
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
)
(
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
)
(
18
.
(
13
分)
) (
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
)
(
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
)
物理 第4页(共5页) 物理 第5页(共5页)
物理 第1页(共5页) 物理 第2页(共5页) 物理 第3页(共5页)
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2025年秋季高二开学摸底考试模拟卷
物 理
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
学电磁感应别当“楞次定律”的“阻碍派”,要做“切割磁感线”的行动派,让知识“感应电流”在大脑里“发光发热”!
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、座号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,用0.5mm黑色签字笔在答题卡上题号提示的区域作答。在本试卷上作答无效。
3.不允许使用计算器。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.考试范围:人教版必修一、二全部+必修三 第九、十章
一、选择题I(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分。)
1.如图所示,足够大的光滑水平面内固定一段弯管,一小球(直径略小于弯管内径)从端进入弯管。则该小球从端离开后的一段运动情况可能是( )
A. 甲B. 乙C. 丙 D. 丁
2. 捕蝇草的叶片在受到触碰时,细胞膜外的钙离子 内流,导致电位发生变化,叶片会迅速闭合。若某次触碰时,流入细胞的钙离子数目为 个,则这些钙离子 携带的总电荷量为( )
A. B. C. D.
3.一架搭载着多名伞兵的飞机水平匀速直线飞行,每隔相同时间有一名伞兵从飞机上落下。所有伞兵均可视为质点,不计空气阻力。当第四名伞兵刚离开飞机时,其他伞兵的降落伞都没打开,则此时飞机和这四名伞兵在空中的大致位置是( )
4.如图,趣味运动会的“聚力建高塔”活动中,两长度相等的细绳一端系在同一塔块上,两名同学分别握住绳的另一端,保持手在同一水平面以相同速率v相向运动。为使塔块沿竖直方向匀速下落,则v( )
A.一直减小 B.一直增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
5. 2031年我国将在火星上采样并返回。已知地球和火星的半径之比为2:1、质量之比为9:1,地球表面的重力加速度大小为,不考虑星体的自转,则火星表面的重力加速度大小为( )
A. B. C. D.
6.如图所示,在细绳的拉动下,半径为r的卷轴可绕其固定的中心点O在水平面内转动。卷轴上沿半径方向固定着长度为l的细管,管底在O点。细管内有一根原长为、劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧底端固定在管底,顶端连接质量为m、可视为质点的插销。当以速度v匀速拉动细绳时,插销做匀速圆周运动。若v过大,插销会卡进固定的端盖。使卷轴转动停止。忽略摩擦力,弹簧在弹性限度内。要使卷轴转动不停止,v的最大值为( )
A. B. C. D.
7.如图所示,一光滑圆形轨道固定在竖直平面内,为圆心,点在圆形轨道上,且连线水平。一小球(可视为质点)恰好能在圆形轨道内侧做完整的圆周运动。已知该小球重力为,不计空气阻力,则该小球经过点时对轨道的弹力大小为( )
A. B. C. D.
8.跳伞爱好者从悬停在高空的直升机上跳下,起跳后先做一段自由落体运动,然后打开降落伞,开伞后减速下降,空气阻力的大小与速率成正比,最后匀速下落。跳伞爱好者的动能、重力势能、机械能、重力的功率随下落的高度变化的图像可能正确的是
9.蜜蜂飞行时身上会积累少量正电荷,当接近带负电的花蕊时,它们之间的电场线如图中实线所示,虚线为一带电花粉颗粒仅在电场力作用下的部分运动轨迹。则
A. 花粉颗粒带正电
B. 花粉颗粒一定是从点向点运动
C. 花粉颗粒在点的加速度方向沿轨迹在该点的切线方向
D. 花粉颗粒在点的速度小于点的速度
10.工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板,向坡底运送长方体建筑材料。如图所示,坡面与水平面夹角为,交线为PN,坡面内QN与PN垂直,挡板平面与坡面的交线为MN,。若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g,则建筑材料沿MN向下匀加速滑行的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
11.2025年4月,我国已成功构建国际首个基于DRO(远距离逆行轨道)的地月空间三星星座,DRO具有“低能进入、稳定停泊、机动转移”的特点。若卫星甲从DRO变轨进入环月椭圆轨道,该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为a和b,卫星的运行周期为T;卫星乙从DRO变轨进入半径为r的环月圆形轨道,周期也为T。月球的质量为M,半径为R,引力常量为G。假设只考虑月球对甲、乙的引力,则( )
A. B. C. D.
12.关于下列四幅图,说法正确的是( )
A. 图甲中,加油前,工作人员触摸静电释放器是为了导走自身的静电
B. 图乙中,优质话筒线外面包裹着的金属网也可以用绝缘的塑料网替代
C. 图丙中,燃气灶上点火器的放电电极是钉尖形,原理是静电屏蔽
D. 图丁中,带负电的粉尘会被收集在除尘器的A板上
13. 如图,两个质量相等的小球A、B通过铰链用长为L轻杆连接,小球A套在一根固定的竖直杆上,小球B放在水平地面上。初始时,小球A、B之间的轻杆认为竖直且静止,在轻微扰动下,小球B沿水平面向右滑动。重力加速度大小为g,两球均看作质点,不计一切摩擦,sin37°=0.6,下列说法正确的是( )
A. 从开始运动至小球A落地,小球B一直做加速运动
B. 小球A落地时的速度大小为
C. 当轻杆和水平面的夹角为37°时,小球A 的速度大小为
D. 当轻杆和水平面的夹角为37°时,小球B 的速度大小为
三、非选择题(本题共5小题,共58分。)
14.实验题(I、Ⅱ、Ⅲ三题共14分)
14-I.(4分)某探究小组用图甲装置,来探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系,已知挡板A、C到左、右塔轮中心轴的距离相等,挡板B到左塔轮中心轴距离是挡板A的2倍,皮带按图乙三种方式连接左、右变速塔轮,每层半径之比由上至下依次为1∶1、2∶1和3∶1。
(1)若要探究向心力大小与小球质量的关系,则需要将皮带放在第________层,小球放在挡板C处和挡板________(选填“A”或“B”)处。
(2)若将皮带放在第二层,将质量为m、2m两金属球分别放在挡板A、C 处,匀速摇动手柄,左、右两标尺格数的比值为________。
14-Ⅱ.(4分)在用如图甲的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验中:
(1)探究小车加速度与小车所受拉力的关系时,需保持小车(含加速度传感器,下同)质量不变,这种实验方法是____。
(2)实验时,调节定滑轮高度,使连接小车的细绳与轨道平面保持_____。
(3)由该装置分别探究M、N两车加速度a和所受拉力F的关系,获得图像如图乙,通过图乙分析实验是否需要补偿阻力(即平衡阻力)。如果需要,说明如何操作;如果不需要,说明理由。
14-Ⅲ.(6分)某实验小组用如图甲所示的装置,验证机械能守恒定律。已知物块A(含遮光片)、物块B的质量分别为m、M(M>m),重力加速度大小为g,遮光片的宽度为d,光电门1、2间的高度差为h。
(1)初始时,滑轮两侧细线处于绷紧状态。由静止释放物块B,遮光片通过光电门1、2的遮光时间分别为 ,遮光片通过光电门1时的速度大小为________。(选用题中物理量的符号表示)
(2)遮光片从光电门1运动到光电门2的过程中,物块A、B组成的系统重力势能的减少量为________,动能的增加量为________,在误差允许的范围内,两者相等,则可验证A、B组成的系统机械能守恒。(均选用题中物理量的符号表示)
(3)保持物块A、B释放位置及光电门1的位置不变,上下移动光电门2,改变光电门1、2间的高度差h,重复实验,得到多组h和遮光片通过光电门2的遮光时间t,作 图像,如图乙,在误差允许的范围内,若图像的斜率 ________,与纵坐标的截距b=________,也可验证A、B组成的系统机械能守恒。(均选用题中物理量的符号表示)
15.(8分)如图,带等量同种正电荷的小球a、b通过绝缘细线悬挂于天花板上的O点,平衡时,小球a、b处于同一水平线上且相距L,细线与竖直方向的夹角分别为已知小球a的质量为m,重力加速度大小为g,静电力常量为k,不计小球a、b的大小。
(1)求小球b的质量 及所带的电荷量q;
(2)若仅在虚线的左侧空间布置一个匀强电场,平衡时连接小球a的细线上的拉力为0,小球a的位置始终没变,求匀强电场的电场强度E。
16.(11分)一火星探测器着陆火星之前,需经历动力减速、悬停避障两个阶段。在动力减速阶段,探测器速度大小由减小到0,历时。在悬停避障阶段,探测器启用最大推力为的变推力发动机,在距火星表面约百米高度处悬停,寻找着陆点。已知火星半径约为地球半径的,火星质量约为地球质量的,地球表面重力加速度大小取,探测器在动力减速阶段的运动视为竖直向下的匀减速运动。求:
(1)在动力减速阶段,探测器的加速度大小和下降距离;
(2)在悬停避障阶段,能借助该变推力发动机实现悬停的探测器的最大质量。
17.(12分)2024年我国成为全球首个新能源汽车年产销量超1000万辆的国家。某款新能源汽车在平直的路面进行加速性能测试,测试过程汽车的速度 v随时间t变化的关系图像如图所示。初始时,该车以速度大小 匀速行驶,此时汽车的功率为 接到加速指令后,测试员立即加大油门,该车的功率立即增大到额定功率P,以该功率继续行驶时间 达到最大速度。已知该车的质量为m,行驶过程中受到恒定大小的阻力。求:
(1)该车行驶的最大速度的大小;
(2)测试员加大油门,功率立即增大到额定功率P时,该车加速度a的大小;
(3)时间 内,该车行驶位移s的大小。
18.(13分)带电粒子绕着带电量为的源电荷做轨迹为椭圆的曲线运动,源电荷固定在椭圆左焦点F上,带电粒子电量为;已知椭圆焦距为c,半长轴为a,电势计算公式为,带点粒子速度的平方与其到电荷的距离的倒数满足如图关系。
(1)求在椭圆轨道半短轴顶点B的电势;
(2)求带电粒子从A到B的运动过程中,电场力对带电粒子做的功;
(3)用推理论证带点粒子动能与电势能之和是否守恒;若守恒,求其动能与电势能之和;若不守恒,说明理由。
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2025年秋季高二开学摸底考试模拟卷
物理·答案及评分参考
一、选择题I(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分。)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
B
B
B
C
A
B
A
A
B
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
11
12
13
BC
AD
BC
三、非选择题(本题共5小题,共58分。)
14.实验题(I、Ⅱ、Ⅲ三题共14分)
14-I.【4分】【答案】(1) ①. 一 ②. A (2)1∶8
评分参考:前2个空每空1分,最后一个空2分。
14-Ⅱ.【4分】【答案】(1)控制变量法 (2)平行
(3)需要;撤出细绳连接的力传感器和重物,将木板左端用垫块垫起适当高度,使小车能沿木板匀速下滑。
评分参考:前2个空每空1分,最后一个空2分。
14-Ⅲ.【6分】【答案】(1)
(2) ①. ②.
(3) ①. ②.
评分参考:前4个空每空1分,最后一个空2分。
15.【8分】【小问1详解】
对球a,有,(1分)
即
对球b,有,(1分)
即
联立,解得,(2分)
【小问2详解】
由题意,小球a所受重力和库伦斥力的合力为,方向斜向左下方
则其所受匀强电场的电场力与平衡,即(2分)
解得,方向斜向右上方。(2分)
16.【11分】【详解】(1)设探测器在动力减速阶段所用时间为t,初速度大小为,末速度大小为,加速度大小为a,由匀变速直线运动速度公式有
①(1分)
代入题给数据得
②(1分)
设探测器下降的距离为s,由匀变速直线运动位移公式有
③(1分)
联立②③式并代入题给数据得
④(2分)
(2)设火星的质量、半径和表面重力加速度大小分别为、和,地球的质量、半径和表面重力加速度大小分别为、和由牛顿运动定律和万有引力定律,对质量为m的物体有
⑤(1分)
⑥(1分)
式中G为引力常量。设变推力发动机的最大推力为F,能够悬停的火星探测器最大质量为,由力的平衡条件有
⑦(2分)
联立⑤⑥⑦式并代入题给数据得
⑧
在悬停避障阶段,该变推力发动机能实现悬停的探测器的最大质量约为。(2分)
17.【12分】【小问1详解】
初始时,该车以速度大小为v0匀速行驶,设阻力大小为Ff,则 (1分)
继续行驶时间t1达到最大速度,则(1分)
解得(2分)
【小问2详解】
功率立即增加到额定功率P时,设该车牵引力为F,P=Fv0(1分)
根据牛顿第二定律F-Ff=ma(1分)
解得(2分)
【小问3详解】
时间t1内,根据动能定理(1分)
该车行驶的位移(1分)
解得(2分)
18.【13分】【详解】(1)由几何关系可知,椭圆上任何一点到两焦点间距离之和为2a,故顶点B距源电荷的距离为(2分)
根据电势计算公式可得在椭圆轨道半短轴顶点B的电势为(2分)
(2)同理可知,在椭圆轨道半长轴顶点A的电势为(2分)
根据电场力做功与电势能的关系可知,带电粒子从A到B的运动过程中,电场力对带电粒子做的功为(2分)
(3)设带电粒子的质量为m,假设带点粒子动能与电势能之和守恒,则满足(定值)
则(2分)
根据图像可知关系为一条倾斜直线,故假设成立,将图像中代入关系式可得其动能与电势能之和为(3分)
(
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此卷只装订不密封
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物 理
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注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、座号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,用0.5mm黑色签字笔在答题卡上题号提示的区域作答。在本试卷上作答无效。
3.不允许使用计算器。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.考试范围:人教版必修一、二全部+必修三 第九、十章
一、选择题I(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分。)
1.如图所示,足够大的光滑水平面内固定一段弯管,一小球(直径略小于弯管内径)从端进入弯管。则该小球从端离开后的一段运动情况可能是( )
A. 甲B. 乙C. 丙 D. 丁
2. 捕蝇草的叶片在受到触碰时,细胞膜外的钙离子 内流,导致电位发生变化,叶片会迅速闭合。若某次触碰时,流入细胞的钙离子数目为 个,则这些钙离子 携带的总电荷量为( )
A. B. C. D.
3.一架搭载着多名伞兵的飞机水平匀速直线飞行,每隔相同时间有一名伞兵从飞机上落下。所有伞兵均可视为质点,不计空气阻力。当第四名伞兵刚离开飞机时,其他伞兵的降落伞都没打开,则此时飞机和这四名伞兵在空中的大致位置是( )
4.如图,趣味运动会的“聚力建高塔”活动中,两长度相等的细绳一端系在同一塔块上,两名同学分别握住绳的另一端,保持手在同一水平面以相同速率v相向运动。为使塔块沿竖直方向匀速下落,则v( )
A.一直减小 B.一直增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
5. 2031年我国将在火星上采样并返回。已知地球和火星的半径之比为2:1、质量之比为9:1,地球表面的重力加速度大小为,不考虑星体的自转,则火星表面的重力加速度大小为( )
A. B. C. D.
6.如图所示,在细绳的拉动下,半径为r的卷轴可绕其固定的中心点O在水平面内转动。卷轴上沿半径方向固定着长度为l的细管,管底在O点。细管内有一根原长为、劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧底端固定在管底,顶端连接质量为m、可视为质点的插销。当以速度v匀速拉动细绳时,插销做匀速圆周运动。若v过大,插销会卡进固定的端盖。使卷轴转动停止。忽略摩擦力,弹簧在弹性限度内。要使卷轴转动不停止,v的最大值为( )
A. B. C. D.
7.如图所示,一光滑圆形轨道固定在竖直平面内,为圆心,点在圆形轨道上,且连线水平。一小球(可视为质点)恰好能在圆形轨道内侧做完整的圆周运动。已知该小球重力为,不计空气阻力,则该小球经过点时对轨道的弹力大小为( )
A. B. C. D.
8.跳伞爱好者从悬停在高空的直升机上跳下,起跳后先做一段自由落体运动,然后打开降落伞,开伞后减速下降,空气阻力的大小与速率成正比,最后匀速下落。跳伞爱好者的动能、重力势能、机械能、重力的功率随下落的高度变化的图像可能正确的是
9.蜜蜂飞行时身上会积累少量正电荷,当接近带负电的花蕊时,它们之间的电场线如图中实线所示,虚线为一带电花粉颗粒仅在电场力作用下的部分运动轨迹。则
A. 花粉颗粒带正电
B. 花粉颗粒一定是从点向点运动
C. 花粉颗粒在点的加速度方向沿轨迹在该点的切线方向
D. 花粉颗粒在点的速度小于点的速度
10.工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板,向坡底运送长方体建筑材料。如图所示,坡面与水平面夹角为,交线为PN,坡面内QN与PN垂直,挡板平面与坡面的交线为MN,。若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g,则建筑材料沿MN向下匀加速滑行的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
11.2025年4月,我国已成功构建国际首个基于DRO(远距离逆行轨道)的地月空间三星星座,DRO具有“低能进入、稳定停泊、机动转移”的特点。若卫星甲从DRO变轨进入环月椭圆轨道,该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为a和b,卫星的运行周期为T;卫星乙从DRO变轨进入半径为r的环月圆形轨道,周期也为T。月球的质量为M,半径为R,引力常量为G。假设只考虑月球对甲、乙的引力,则( )
A. B. C. D.
12.关于下列四幅图,说法正确的是( )
A. 图甲中,加油前,工作人员触摸静电释放器是为了导走自身的静电
B. 图乙中,优质话筒线外面包裹着的金属网也可以用绝缘的塑料网替代
C. 图丙中,燃气灶上点火器的放电电极是钉尖形,原理是静电屏蔽
D. 图丁中,带负电的粉尘会被收集在除尘器的A板上
13. 如图,两个质量相等的小球A、B通过铰链用长为L轻杆连接,小球A套在一根固定的竖直杆上,小球B放在水平地面上。初始时,小球A、B之间的轻杆认为竖直且静止,在轻微扰动下,小球B沿水平面向右滑动。重力加速度大小为g,两球均看作质点,不计一切摩擦,sin37°=0.6,下列说法正确的是( )
A. 从开始运动至小球A落地,小球B一直做加速运动
B. 小球A落地时的速度大小为
C. 当轻杆和水平面的夹角为37°时,小球A 的速度大小为
D. 当轻杆和水平面的夹角为37°时,小球B 的速度大小为
三、非选择题(本题共5小题,共58分。)
14.实验题(I、Ⅱ、Ⅲ三题共14分)
14-I.(4分)某探究小组用图甲装置,来探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系,已知挡板A、C到左、右塔轮中心轴的距离相等,挡板B到左塔轮中心轴距离是挡板A的2倍,皮带按图乙三种方式连接左、右变速塔轮,每层半径之比由上至下依次为1∶1、2∶1和3∶1。
(1)若要探究向心力大小与小球质量的关系,则需要将皮带放在第________层,小球放在挡板C处和挡板________(选填“A”或“B”)处。
(2)若将皮带放在第二层,将质量为m、2m两金属球分别放在挡板A、C 处,匀速摇动手柄,左、右两标尺格数的比值为________。
14-Ⅱ.(4分)在用如图甲的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验中:
(1)探究小车加速度与小车所受拉力的关系时,需保持小车(含加速度传感器,下同)质量不变,这种实验方法是____。
(2)实验时,调节定滑轮高度,使连接小车的细绳与轨道平面保持_____。
(3)由该装置分别探究M、N两车加速度a和所受拉力F的关系,获得图像如图乙,通过图乙分析实验是否需要补偿阻力(即平衡阻力)。如果需要,说明如何操作;如果不需要,说明理由。
14-Ⅲ.(6分)某实验小组用如图甲所示的装置,验证机械能守恒定律。已知物块A(含遮光片)、物块B的质量分别为m、M(M>m),重力加速度大小为g,遮光片的宽度为d,光电门1、2间的高度差为h。
(1)初始时,滑轮两侧细线处于绷紧状态。由静止释放物块B,遮光片通过光电门1、2的遮光时间分别为 ,遮光片通过光电门1时的速度大小为________。(选用题中物理量的符号表示)
(2)遮光片从光电门1运动到光电门2的过程中,物块A、B组成的系统重力势能的减少量为________,动能的增加量为________,在误差允许的范围内,两者相等,则可验证A、B组成的系统机械能守恒。(均选用题中物理量的符号表示)
(3)保持物块A、B释放位置及光电门1的位置不变,上下移动光电门2,改变光电门1、2间的高度差h,重复实验,得到多组h和遮光片通过光电门2的遮光时间t,作 图像,如图乙,在误差允许的范围内,若图像的斜率 ________,与纵坐标的截距b=________,也可验证A、B组成的系统机械能守恒。(均选用题中物理量的符号表示)
15.(8分)如图,带等量同种正电荷的小球a、b通过绝缘细线悬挂于天花板上的O点,平衡时,小球a、b处于同一水平线上且相距L,细线与竖直方向的夹角分别为已知小球a的质量为m,重力加速度大小为g,静电力常量为k,不计小球a、b的大小。
(1)求小球b的质量 及所带的电荷量q;
(2)若仅在虚线的左侧空间布置一个匀强电场,平衡时连接小球a的细线上的拉力为0,小球a的位置始终没变,求匀强电场的电场强度E。
16.(11分)一火星探测器着陆火星之前,需经历动力减速、悬停避障两个阶段。在动力减速阶段,探测器速度大小由减小到0,历时。在悬停避障阶段,探测器启用最大推力为的变推力发动机,在距火星表面约百米高度处悬停,寻找着陆点。已知火星半径约为地球半径的,火星质量约为地球质量的,地球表面重力加速度大小取,探测器在动力减速阶段的运动视为竖直向下的匀减速运动。求:
(1)在动力减速阶段,探测器的加速度大小和下降距离;
(2)在悬停避障阶段,能借助该变推力发动机实现悬停的探测器的最大质量。
17.(12分)2024年我国成为全球首个新能源汽车年产销量超1000万辆的国家。某款新能源汽车在平直的路面进行加速性能测试,测试过程汽车的速度 v随时间t变化的关系图像如图所示。初始时,该车以速度大小 匀速行驶,此时汽车的功率为 接到加速指令后,测试员立即加大油门,该车的功率立即增大到额定功率P,以该功率继续行驶时间 达到最大速度。已知该车的质量为m,行驶过程中受到恒定大小的阻力。求:
(1)该车行驶的最大速度的大小;
(2)测试员加大油门,功率立即增大到额定功率P时,该车加速度a的大小;
(3)时间 内,该车行驶位移s的大小。
18.(13分)带电粒子绕着带电量为的源电荷做轨迹为椭圆的曲线运动,源电荷固定在椭圆左焦点F上,带电粒子电量为;已知椭圆焦距为c,半长轴为a,电势计算公式为,带点粒子速度的平方与其到电荷的距离的倒数满足如图关系。
(1)求在椭圆轨道半短轴顶点B的电势;
(2)求带电粒子从A到B的运动过程中,电场力对带电粒子做的功;
(3)用推理论证带点粒子动能与电势能之和是否守恒;若守恒,求其动能与电势能之和;若不守恒,说明理由。
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2025年秋季高二开学摸底考试模拟卷
物理•全解全析
学电磁感应别当“楞次定律”的“阻碍派”,要做“切割磁感线”的行动派,让知识“感应电流”在大脑里“发光发热”!
一、选择题I(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分。)
1.如图所示,足够大的光滑水平面内固定一段弯管,一小球(直径略小于弯管内径)从端进入弯管。则该小球从端离开后的一段运动情况可能是( )
A. 甲B. 乙C. 丙 D. 丁
【答案】C
【详解】C。该小球从端离开后在光滑水平面内运动,运动情况可能是丙,选项正确;故选。
2.捕蝇草的叶片在受到触碰时,细胞膜外的钙离子 内流,导致电位发生变化,叶片会迅速闭合。若某次触碰时,流入细胞的钙离子数目为 个,则这些钙离子 携带的总电荷量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】每个钙离子(Ca²⁺)带2个元电荷,即电荷量为
总电荷量,其中个
代入得 故选B。
3.一架搭载着多名伞兵的飞机水平匀速直线飞行,每隔相同时间有一名伞兵从飞机上落下。所有伞兵均可视为质点,不计空气阻力。当第四名伞兵刚离开飞机时,其他伞兵的降落伞都没打开,则此时飞机和这四名伞兵在空中的大致位置是( )
·
【答案】B
【详解】伞兵离开飞机后,在打开降落伞之前,相对飞机做自由落体运动,选项正确;故选。
4.如图,趣味运动会的“聚力建高塔”活动中,两长度相等的细绳一端系在同一塔块上,两名同学分别握住绳的另一端,保持手在同一水平面以相同速率v相向运动。为使塔块沿竖直方向匀速下落,则v( )
A.一直减小 B.一直增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
【答案】B
【详解】设两边绳与竖直方向的夹角为,塔块沿竖直方向匀速下落的速度为,将沿绳方向和垂直绳方向分解,将沿绳子方向和垂直绳方向分解,可得
解得
由于塔块匀速下落时在减小,故可知v一直增大。
5. 2031年我国将在火星上采样并返回。已知地球和火星的半径之比为2:1、质量之比为9:1,地球表面的重力加速度大小为,不考虑星体的自转,则火星表面的重力加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】在星球表面万有引力近似等于物体所受的重力,即
解得星球表面重力加速度为
所以火星和地球的重力加速度之比为
已知地球表面的重力加速度大小为,因此火星表面的重力加速度为 故选C。
6.如图所示,在细绳的拉动下,半径为r的卷轴可绕其固定的中心点O在水平面内转动。卷轴上沿半径方向固定着长度为l的细管,管底在O点。细管内有一根原长为、劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧底端固定在管底,顶端连接质量为m、可视为质点的插销。当以速度v匀速拉动细绳时,插销做匀速圆周运动。若v过大,插销会卡进固定的端盖。使卷轴转动停止。忽略摩擦力,弹簧在弹性限度内。要使卷轴转动不停止,v的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】有题意可知当插销刚卡紧固定端盖时弹簧的伸长量为,根据胡克定律有
插销与卷轴同轴转动,角速度相同,对插销有弹力提供向心力
对卷轴有
联立解得
故选A。
7.如图所示,一光滑圆形轨道固定在竖直平面内,为圆心,点在圆形轨道上,且连线水平。一小球(可视为质点)恰好能在圆形轨道内侧做完整的圆周运动。已知该小球重力为,不计空气阻力,则该小球经过点时对轨道的弹力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设小球质量为,圆形轨道半径为,小球在最高点的速度大小为,则,小球经过点时速度大小为、受轨道的弹力大小为,则,,联立解得,选项正确;故选。
8.跳伞爱好者从悬停在高空的直升机上跳下,起跳后先做一段自由落体运动,然后打开降落伞,开伞后减速下降,空气阻力的大小与速率成正比,最后匀速下落。跳伞爱好者的动能、重力势能、机械能、重力的功率随下落的高度变化的图像可能正确的是( )
【答案】A
【详解】A:自由落体阶段与成正比(直线上升 ),开伞后减速阶段动能减小且减小变缓(曲线下降 ),匀速阶段动能不变(水平 ),符合分析,A正确 。
B:重力势能随变化应为线性减小( ),图像是倾斜直线,而不是曲线,B错误 。
C:自由落体阶段机械能守恒(水平直线 ),开伞后机械能因空气阻力做功而减小,且阻力减小(,减小 ),机械能减小得越来越慢(曲线下降 ),但匀速后阻力恒定( ),机械能应线性减小,而图像中没有体现匀速后的线性减小,不过相比其他选项,C的错误主要在:自由落体阶段机械能守恒正确,开伞后机械能开始减小,而不是先水平再下降,因为开伞时就开始受阻力,机械能不再守恒,所以C中先水平段是自由落体阶段,正确,但开伞后机械能下降,而实际上开伞瞬间就有阻力,机械能开始减少,所以C的图像中“先水平(自由落体,正确 ),后下降”,但下降的起始点是开伞时刻,从开伞后机械能就开始减小,而不是有一段水平后再减小,所以C错误 。
D:自由落体阶段,图像是曲线,不是直线,D错误 。
9.蜜蜂飞行时身上会积累少量正电荷,当接近带负电的花蕊时,它们之间的电场线如图中实线所示,虚线为一带电花粉颗粒仅在电场力作用下的部分运动轨迹。则( )
A. 花粉颗粒带正电
B. 花粉颗粒一定是从点向点运动
C. 花粉颗粒在点的加速度方向沿轨迹在该点的切线方向
D. 花粉颗粒在点的速度小于点的速度
【答案】A
【详解】A:电场线从正电荷(蜜蜂)指向负电荷(花蕊 ),花粉颗粒的运动轨迹向电场线方向弯曲,说明电场力方向与电场线方向相同,而电场线方向是从蜜蜂(正电)指向花蕊(负电 ),所以花粉颗粒带正电,A正确。
B:仅根据运动轨迹,无法确定花粉颗粒一定是从点向点运动,也可能是从点向点运动,只是在电场力作用下做曲线运动,B错误。
C:花粉颗粒在点的加速度方向由电场力方向决定,电场力方向沿电场线切线方向,而不是轨迹切线方向,C错误。
D:花粉颗粒带正电,从到运动时,电场力做正功,动能增大;若从到运动,电场力做负功,动能减小。但根据轨迹弯曲方向,可知电场力指向轨迹凹侧,即从到电场力做正功,所以点速度大于点速度,D错误。
10.工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板,向坡底运送长方体建筑材料。如图所示,坡面与水平面夹角为,交线为PN,坡面内QN与PN垂直,挡板平面与坡面的交线为MN,。若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g,则建筑材料沿MN向下匀加速滑行的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据牛顿第二定律
可得
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
11. 2025年4月,我国已成功构建国际首个基于DRO(远距离逆行轨道)的地月空间三星星座,DRO具有“低能进入、稳定停泊、机动转移”的特点。若卫星甲从DRO变轨进入环月椭圆轨道,该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为a和b,卫星的运行周期为T;卫星乙从DRO变轨进入半径为r的环月圆形轨道,周期也为T。月球的质量为M,半径为R,引力常量为G。假设只考虑月球对甲、乙的引力,则( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【详解】AB.对于题述环月椭圆轨道和环月圆轨道,根据开普勒第三定律有
可得
故A错误,B正确;
CD.对于环月圆轨道,根据万有引力提供向心力可得
可得
故C正确,D错误。
12.关于下列四幅图,说法正确的是( )
A. 图甲中,加油前,工作人员触摸静电释放器是为了导走自身的静电
B. 图乙中,优质话筒线外面包裹着的金属网也可以用绝缘的塑料网替代
C. 图丙中,燃气灶上点火器的放电电极是钉尖形,原理是静电屏蔽
D. 图丁中,带负电的粉尘会被收集在除尘器的A板上
【答案】AD
【详解】A.加油前,工作人员触摸静电释放器是为了导走自身的静电,故A正确;
B.优质话筒线外面包裹着的金属网的原理是静电屏蔽,不可以用绝缘的塑料网替代,故B错误;
C.燃气灶上点火器的放电电极是钉尖形,原理是尖端放电,故C错误;
D.由图可知,除尘板A连接电源的正极,所以带负电的粉尘会被收集在除尘器的A板上,故D正确。
13. 如图,两个质量相等的小球A、B通过铰链用长为L轻杆连接,小球A套在一根固定的竖直杆上,小球B放在水平地面上。初始时,小球A、B之间的轻杆认为竖直且静止,在轻微扰动下,小球B沿水平面向右滑动。重力加速度大小为g,两球均看作质点,不计一切摩擦,sin37°=0.6,下列说法正确的是( )
A. 从开始运动至小球A落地,小球B一直做加速运动
B. 小球A落地时的速度大小为
C. 当轻杆和水平面的夹角为37°时,小球A 的速度大小为
D. 当轻杆和水平面的夹角为37°时,小球B 的速度大小为
【答案】BC
【详解】AB.初始时,小球B静止,当小球A落地时,小球A的速度竖直向下,沿杆方向的分速度为零,所以小球B的速度也为零,则小球B不可能一直做加速运动,此过程根据两球的机械能守恒
解得,故A错误,B正确;
CD.小球A沿杆下滑的高度为
根据系统机械能守恒可得
根据两球沿杆方向的分速度相等可得,小球A、B的速度关系为
联立,解得,,故C正确,D错误。
三、非选择题(本题共5小题,共58分。)
14.实验题(I、Ⅱ、Ⅲ三题共14分)
14-I.(4分)某探究小组用图甲装置,来探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系,已知挡板A、C到左、右塔轮中心轴的距离相等,挡板B到左塔轮中心轴距离是挡板A的2倍,皮带按图乙三种方式连接左、右变速塔轮,每层半径之比由上至下依次为1∶1、2∶1和3∶1。
(1)若要探究向心力大小与小球质量的关系,则需要将皮带放在第________层,小球放在挡板C处和挡板________(选填“A”或“B”)处。
(2)若将皮带放在第二层,将质量为m、2m两金属球分别放在挡板A、C 处,匀速摇动手柄,左、右两标尺格数的比值为________。
【答案】(1) ①. 一 ②. A (2)1∶8
【小问1详解】
[1][2]根据F=mω2r可知在探究向心力大小与质量关系是,需要控制角速度和半径相同,根据v=ωr可知,塔轮边缘线速度相同,则需要塔轮半径相同,需要将皮带放在第一层,小球放在挡板C处和A处。
【小问2详解】
根据F=mω2r,将皮带放在第二层,塔轮半径之比为2∶1,则角速度之比1∶2,又因为质量之比为1∶2,半径之比1∶1,则向心力之比为1∶8,即左右两标尺的格数比值为1∶8。
14-Ⅱ.(4分)在用如图甲的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验中:
(1)探究小车加速度与小车所受拉力的关系时,需保持小车(含加速度传感器,下同)质量不变,这种实验方法是____。
(2)实验时,调节定滑轮高度,使连接小车的细绳与轨道平面保持_____。
(3)由该装置分别探究M、N两车加速度a和所受拉力F的关系,获得图像如图乙,通过图乙分析实验是否需要补偿阻力(即平衡阻力)。如果需要,说明如何操作;如果不需要,说明理由。
【答案】(1)控制变量法 (2)平行
(3)需要;撤出细绳连接的力传感器和重物,将木板左端用垫块垫起适当高度,使小车能沿木板匀速下滑。
【详解】(1)在探究小车加速度与小车所受拉力的关系时,需保持小车(含加速度传感器)质量不变,这种实验方法是控制变量法。
(2)实验时,为使小车受到的合外力等于细绳的拉力,要调节定滑轮高度,使连接小车的细绳与轨道平面保持平行,保证细绳对小车的拉力方向与小车运动方向一致,减小实验误差。
(3)由图乙可知,当拉力F为某一值时才产生加速度,说明小车受到摩擦力,需要补偿阻力。补偿方法:撤出细绳连接的力传感器和重物,将木板左端用垫块垫起适当高度,使小车能沿木板匀速下滑。
14-Ⅲ.(6分)某实验小组用如图甲所示的装置,验证机械能守恒定律。已知物块A(含遮光片)、物块B的质量分别为m、M(M>m),重力加速度大小为g,遮光片的宽度为d,光电门1、2间的高度差为h。
(1)初始时,滑轮两侧细线处于绷紧状态。由静止释放物块B,遮光片通过光电门1、2的遮光时间分别为 ,遮光片通过光电门1时的速度大小为________。(选用题中物理量的符号表示)
(2)遮光片从光电门1运动到光电门2的过程中,物块A、B组成的系统重力势能的减少量为________,动能的增加量为________,在误差允许的范围内,两者相等,则可验证A、B组成的系统机械能守恒。(均选用题中物理量的符号表示)
(3)保持物块A、B释放位置及光电门1的位置不变,上下移动光电门2,改变光电门1、2间的高度差h,重复实验,得到多组h和遮光片通过光电门2的遮光时间t,作 图像,如图乙,在误差允许的范围内,若图像的斜率 ________,与纵坐标的截距b=________,也可验证A、B组成的系统机械能守恒。(均选用题中物理量的符号表示)
【答案】(1)
(2) ①. ②.
(3) ①. ②.
【小问1详解】
遮光片通过光电门1时的速度大小为
【小问2详解】
[1][2]从光电门1到2,系统重力势能减小量
遮光片通过光电门2时的速度大小为
系统动能增加量
【小问3详解】
[1][2]根据
整理可得
可知,
15.(8分)如图,带等量同种正电荷的小球a、b通过绝缘细线悬挂于天花板上的O点,平衡时,小球a、b处于同一水平线上且相距L,细线与竖直方向的夹角分别为已知小球a的质量为m,重力加速度大小为g,静电力常量为k,不计小球a、b的大小。
(1)求小球b的质量 及所带的电荷量q;
(2)若仅在虚线的左侧空间布置一个匀强电场,平衡时连接小球a的细线上的拉力为0,小球a的位置始终没变,求匀强电场的电场强度E。
【答案】(1), (2),方向斜向右上方
【小问1详解】
对球a,有,
即
对球b,有,
即
联立,解得,
【小问2详解】
由题意,小球a所受重力和库伦斥力的合力为,方向斜向左下方
则其所受匀强电场的电场力与平衡,即
解得,方向斜向右上方。
16.(11分)一火星探测器着陆火星之前,需经历动力减速、悬停避障两个阶段。在动力减速阶段,探测器速度大小由减小到0,历时。在悬停避障阶段,探测器启用最大推力为的变推力发动机,在距火星表面约百米高度处悬停,寻找着陆点。已知火星半径约为地球半径的,火星质量约为地球质量的,地球表面重力加速度大小取,探测器在动力减速阶段的运动视为竖直向下的匀减速运动。求:
(1)在动力减速阶段,探测器的加速度大小和下降距离;
(2)在悬停避障阶段,能借助该变推力发动机实现悬停的探测器的最大质量。
【答案】(1),;(2)
【详解】(1)设探测器在动力减速阶段所用时间为t,初速度大小为,末速度大小为,加速度大小为a,由匀变速直线运动速度公式有
①
代入题给数据得
②
设探测器下降的距离为s,由匀变速直线运动位移公式有
③
联立②③式并代入题给数据得
④
(2)设火星的质量、半径和表面重力加速度大小分别为、和,地球的质量、半径和表面重力加速度大小分别为、和由牛顿运动定律和万有引力定律,对质量为m的物体有
⑤
⑥
式中G为引力常量。设变推力发动机的最大推力为F,能够悬停的火星探测器最大质量为,由力的平衡条件有
⑦
联立⑤⑥⑦式并代入题给数据得
⑧
在悬停避障阶段,该变推力发动机能实现悬停的探测器的最大质量约为。
17.(12分)2024年我国成为全球首个新能源汽车年产销量超1000万辆的国家。某款新能源汽车在平直的路面进行加速性能测试,测试过程汽车的速度 v随时间t变化的关系图像如图所示。初始时,该车以速度大小 匀速行驶,此时汽车的功率为 接到加速指令后,测试员立即加大油门,该车的功率立即增大到额定功率P,以该功率继续行驶时间 达到最大速度。已知该车的质量为m,行驶过程中受到恒定大小的阻力。求:
(1)该车行驶的最大速度的大小;
(2)测试员加大油门,功率立即增大到额定功率P时,该车加速度a的大小;
(3)时间 内,该车行驶位移s的大小。
【答案】(1) (2) (3)
【小问1详解】
初始时,该车以速度大小为v0匀速行驶,设阻力大小为Ff,则
继续行驶时间t1达到最大速度,则
解得
【小问2详解】
功率立即增加到额定功率P时,设该车牵引力为F,P=Fv0
根据牛顿第二定律F-Ff=ma
解得
【小问3详解】
时间t1内,根据动能定理
该车行驶的位移
解得
18.(13分)带电粒子绕着带电量为的源电荷做轨迹为椭圆的曲线运动,源电荷固定在椭圆左焦点F上,带电粒子电量为;已知椭圆焦距为c,半长轴为a,电势计算公式为,带点粒子速度的平方与其到电荷的距离的倒数满足如图关系。
(1)求在椭圆轨道半短轴顶点B的电势;
(2)求带电粒子从A到B的运动过程中,电场力对带电粒子做的功;
(3)用推理论证带点粒子动能与电势能之和是否守恒;若守恒,求其动能与电势能之和;若不守恒,说明理由。
【答案】(1)(2)(3)守恒,
【详解】(1)由几何关系可知,椭圆上任何一点到两焦点间距离之和为2a,故顶点B距源电荷的距离为
根据电势计算公式可得在椭圆轨道半短轴顶点B的电势为
(2)同理可知,在椭圆轨道半长轴顶点A的电势为
根据电场力做功与电势能的关系可知,带电粒子从A到B的运动过程中,电场力对带电粒子做的功为
(3)设带电粒子的质量为m,假设带点粒子动能与电势能之和守恒,则满足(定值)
则
根据图像可知关系为一条倾斜直线,故假设成立,将图像中代入关系式可得其动能与电势能之和为
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