精品解析：山东省烟台第二中学2024-2025学年高二上学期开学考试物理试题

2023级新高二开学考试物理试题 一、单项选择题（每题3分，选错不得分） 1. 据报道、一个国际研究小组借助于智利的天文望远镜观测到了一组双星系统，它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示。假设此双星系统中体积较小的成员能“吸食”体积较大的星体的表面物质，达到质量转移的目的，且在演变过程中两者球心之间的距离保持不变，双星平均密度可视为相同，则在最初演变的过程中（　　） A. 它们做圆周运动的万有引力保持不变 B. 它们做圆周运动的角速度不断变小 C. 体积较大的星体做圆周运动的轨道半径变小，线速度变小 D. 体积较大的星体做圆周运动的向心加速度变大，线速度变大 【答案】D 【解析】 【详解】A．设体积较小的星体质量为m1，轨道半径为r1，体积大的星体质量为m2，轨道半径为r2，双星间的距离为L，转移的质量为△m，万有引力 结合二项式定理可知，二者的质量越接近，万有引力越大，故A错误； B．对m1有 对m2有 又 解得 总质量m1+m2不变，两者距离L不变，则角速度ω不变，B错误； CD．因为 解得 ω、L、m1均不变，Δm增大，则r2增大，即体积较大星体圆周运动轨迹半径变大； 又 ， 体积较大星体的线速度v也增大，向心加速度也增大。 C错误，D正确。 故选D。 2. 长3L的轻杆两端分别固定有质量均为2m的小铁球，杆的三等分点O处有光滑的水平转动轴。用手将该装置固定在杆恰好水平的位置，然后由静止释放，当杆到达竖直位置时，下列说法中错误的是（　　） A. 球1的速度为 B. 球2的速度为 C. 轻杆对球2的作用力F的大小3.6mg D. 轻杆对球2做功为-2mgL 【答案】D 【解析】 【详解】AB．系统机械能守恒，可得 根据 可得 联立，解得 ， 故AB正确，与题意不符； C．对球2受力分析，由牛顿第二定律可得 解得 故C正确，与题意不符； D．由动能定理，可得 解得 故D错误，与题意相符。 本题选错误的故选D。 3. 如图（a）所示，原长为0.3m的轻质弹簧的下端固定在倾角为的固定光滑斜面的底部，在弹簧的上端从静止开始释放1kg的小球，小球的加速度大小a与弹簧长度x间的关系如图（b）所示。重力加速度g取，则（ ） A. 斜面倾角的正弦值为0.8 B. 弹簧的劲度系数为 C. 小球的最大动能为0.6J D. 弹簧最大弹性势能为1.2J 【答案】D 【解析】 【详解】AB．当x<0.2m时，由牛顿第二定律，可得 整理，可得 结合图像，有 ， 解得 ， 故AB错误； C．由图（b）可知小球在x2＝0.2m时，a＝0，此时小球的速度最大，在x3＝0.3m时， 根据 结合a-x图像中图线与坐标轴所围面积 小球的最大动能为 联立，解得 故C错误； D．根据小球运动的对称性，可知当x1＝0.1m时，运动至最低点，弹簧具有最大弹性势能，根据能量守恒，可知 故D正确。 故选D。 4. 如图所示在xOy平面内，x轴上的M点和的N点分别固定两个点电荷。N处点电荷带正电，电荷量为q。若规定无穷远处电势为0，则以O为圆心，半径为2a的圆上各点电势均为0。仅考虑电场力作用，下列说法正确的是（ ） A. M处为正电荷，带电荷量绝对值为 B. M处为负电荷，带电荷量绝对值为 C. M左侧合电场强度为零点的横坐标为 D. 在O处静止释放一电子，电子做单向直线运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．依题意，以O为圆心，半径为2a的圆是等势线，则圆上各点合场强均与等势线垂直，沿对应半径方向。等势线与y轴交点P处合场强方向平行于y轴，如图 根据矢量合成知识可知M处的点电荷在P点的电场强度指向M点，则M处为负电荷。故A错误； B．如图所示，设M处负点电荷的带电荷量绝对值为，N处正点电荷在P处产生的场强为 M处负点电荷在P处产生的场强为 其中 ， 由矢量三角形与几何三角形相似，有 可得 故B错误； C．根据点电荷场强特点，可知M左侧合场强为零的点在x轴上，设位于距M为d的Q处，有 可得 可知Q点的横坐标为 故C错误； D．Q、M间场强方向由Q指向M，在O处由静止释放一电子，在电场力作用下，先向Q加速，到Q处动能达到最大，然后继续向x轴负方向做减速运动。由于电子到达圆与x轴负半轴交点处时动能大于零，该处电势等于无穷远处的电势，则电子在该处的动能等于电子到达无穷远处的动能，所以电子做单向直线运动。故D正确。 故选D。 5. 平行板电容器、静电计、理想二极管（正向电阻为0，反向电阻无穷大）与内阻不计的电源连接成如图所示的电路，P为平行板电容器两极板间的一点，其中电容器的右极板固定，左极板可左右移动少许，设静电计的张角为，则下列说法中正确的是（　　） A. 若左极板向左移动少许，则变大，P点的电势不变 B. 若左极板向左移动少许，则不变，P点的电势不变 C. 若左极板向右移动少许，则不变，P点的电势升高 D. 若左极板向右移动少许，则变小，P点的电势降低 【答案】C 【解析】 【详解】AB．静电计上的电压等于电源电压不变，所以静电计的张角不变。由于二极管具有单向导电性，所以电容器只能充电，不能放电。将电容器的左极板水平向左移时，根据可知，电容器的电容变小，但不能放电，则电容器带电量不变，由可知，电容器的两极板间的电势差U变大，又 可知，电容器两极板间的电场不变，则有 由于P点到左极板的距离变大，则左极板与P点间的电势差变大，由于左极板的电势不变，则P点的电势降低，故AB错误； CD．静电计上的电压等于电源电压不变，所以静电计的张角不变。若左极板向右移动少许，根据可知，电容器的电容变大，电容器充电，则电容器极板间的电压等于电源电压不变，根据可知，电容器两极板间的电场强度变大，则有 由于P点到右极板的距离不变，所以P点与右极板间的电势差变大，而由于此时右极板的电势不变，所以P点的电势升高，故C正确，D错误。 故选C。 6. 如图甲所示电路中，闭合开关，将滑动变阻器的滑片从左端逐渐滑至右端时，电压表和的示数随电流表示数变化的图像如图乙所示，图线中ab、cd段均为直线。已知电动机两端电压达到某一值时才能开始转动，各电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A. 电源的内阻为2.0Ω B. 电动机内部线圈的电阻值为1.0Ω C. 滑动变阻器的可调范围是 D. 电流表示数最大时，电动机的输出功率为6.75W 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据闭合电路的欧姆定律有 U2=E-Ir 可知，电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值等于电源的内阻，有 A错误； B．由图像可知，电动机两端的电压从1.0V到2.0V时电动机没有转动，为纯电阻，则电动机内部线圈的电阻为 B错误； C．由图像可知，当电流表示数为1.5A时，滑动变阻器连入电路的阻值为零，当电流表示数为0.5A时，滑动变阻器全部连入电路，故滑动变阻器的最大阻值为 故滑动变阻器的可调范围是，C正确； D．电流表示数最大值为1.5A，故电动机的输出功率为 D错误。 故选C。 7. 某学生在研究串联电路电压特点时，接成如图所示电路，接通 K后，他将高内阻的电压表并联在A、C两点间时，电压表读数为U；当并联在A、B两点间时，电压表读数也为U；当并联在B、C两点间时，电压表读数为零，则出现此种情况的原因可能是（R1、R2阻值相差不大）（　　） A. AB段断路 B. AC段断路 C. AC段短路 D. AB段短路 【答案】A 【解析】 【详解】B．如果AC段断路，R1无电流通过，当电压表并联在A、B两点间时，电压表读数一定为零，与题意不符，B错误； C．如果AC段短路，当电压表并联在A、C两点间时，电压表读数一定为零，与题意不符，C错误； D．如果AB段短路，当电压表并联在A、B两点间时，电压表读数一定为零，与题意不符，D错误； A．如果AB段断路，R2无电流通过，当电压表并联在B、C两点间时，电压表读数为零，电压表并联在A、C两点间时，电压表通过开关接在电源两端读数为U；当电压表并联在A、B两点间时，电压表通过R2和开关接在电源两端读数也为U，符合题意，A正确。 故选A。 8. 如图所示，电源的电动势E不变，内阻r=1Ω，定值电阻R1=R2=1Ω，滑动变阻器R3的最大值为6Ω，下列说法正确的是（ ） A. R1消耗的功率最大时，R3为0Ω B. R2消耗的功率最大时，R3为6Ω C. 电源的输出功率最大时，R3为6Ω D. R3消耗的功率最大时，R3为1Ω 【答案】C 【解析】 【详解】A．由串并联电路的基本规律可知，R1与R3是并联关系， R1消耗的功率 由闭合电路欧姆定律可得 最大时，干路中电流最小，电路中总电阻最大，R3为6Ω，故A错误； B． R2消耗的功率 可知，R2消耗的功率最大时，R3为0Ω，故B错误； C．电源的输出功率 当时电源输出功率最大，电源内阻为1Ω，而外电阻小于1Ω，所以R3越大电源的输出功率越大，输出功率最大时，R3为6Ω，故C正确； D．由等效电源内阻 时，R3消耗的功率最大，此时R3为1.5Ω，故D错误。 故选C。 二、多项选择题（每题4分，漏选得2分，错选不得分） 9. 如图所示，可视为质点、质量为的物块用长为的细绳拴接放在转盘上，细绳的另一端固定在通过转盘轴心的竖直杆上，细绳刚好伸直且与竖直方向的夹角为。已知物块与转盘之间的动摩擦因数为，且，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现让整个装置由静止开始缓慢地加速转动起来，已知重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中，细绳的拉力不可能为零 B. 从开始转动到细绳对物块刚有作用力的过程，转盘对物块所做的功为 C. 物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度为 D. 细绳对物块拉力的瞬时功率始终为零 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．转盘刚开始转动时，细绳刚好伸直，细绳的拉力为零，此时静摩擦力提供物块圆周运动的向心力，设转动到角速度为时，静摩擦力达到最大值，根据牛顿第二定律可得 此时物块的线速度 从开始转动到细绳对物块刚有作用力的过程，根据动能定理可得，转盘对物块所做的功为，故A错误，B正确； C．当转盘对物块的支持力恰好为零时，对物块受力分析可知，竖直方向上 水平方向上 联立解得 即物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度为，故C错误； D．物块在做圆周运动的过程中，细绳对物块的拉力方向始终与物块运动方向垂直，细绳的拉力对物块不做功，因此细绳对物块拉力的瞬时功率始终为零，故D正确。 故选BD。 10. “天绘五号”卫星先发射至近地圆轨道，在近地轨道的A位置调整速度进入转移轨道，在转移轨道的远地点B位置调整速度进入目标轨道。已知地球表面重力加速度为g、半径为R，目标轨道的半径为r，引力常量为G。若地球质量为M，卫星质量为m，卫星在目标轨道处的引力势能可表示为。下列说法正确的是（　　） A. 地球的密度可表示为 B. 地球的第一宇宙速度可表示为 C. 转移轨道上卫星运动的周期可表示为 D. 卫星两次加速增加的机械能为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．物体在地球表面所受的万有引力等于重力，有 解得 则地球的密度为 联立解得 故A错误； B．根据 地球的第一宇宙速度可表示为 故B错误； C．在近圆轨道，根据 解得 转移轨道是椭圆轨道，其半长轴为 根据开普勒第三定律 联立可得 故C正确； D．在近圆轨道上根据 可得 同理，在目标轨道上有 根据能量守恒，卫星两次加速增加的机械能为 又 联立可得 故D正确。 故选CD。 11. 如图甲所示，小明沿倾角为的斜坡向上推动平板车，将一质量为10kg的货物运送到斜坡上某处，货物与小车之间始终没有发生相对滑动。已知平板车板面与斜坡平行，货物的动能随位移x的变化图像如图乙所示，，则货物（　　） A. 在0~3m的过程中，所受的合力逐渐增大 B. 在3m~5m的过程中，所受的合力逐渐增大 C. 在0~3m的过程中，机械能先增大后减小 D. 在3m~5m的过程中，机械能先增大后减小 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由动能定理 解得 可知图乙所示图像的斜率的绝对值表示合外力的大小，则可知，在0~3m的过程中，图像斜率的绝对值逐渐减小，则货物所受的合力逐渐减小；在3m~5m的过程中，图像斜率的绝对值逐渐增大，则可知货物所受的合力逐渐增大，故A错误；B正确； C．根据图乙可知，在0~3m的过程中，动能逐渐增大，而随着板车沿着斜面向上运动，货物的势能也逐渐增大，由此可知，在0~3m的过程中，货物的机械能始终增大，故C错误； D．取处为零势能面，在处货物的重力势能为 做出重力势能随位移变化的图像如图所示 在x=3m时动能最大，之后动能减小，根据两图线的斜率对比，可知在x=3m之后动能随位移减小的快慢先是慢于重力势能随位移增加的快慢，此过程货物的机械能增大，在3m~5m之间的某位置之后，动能随位移减小的快慢又快于重力势能随位移增加的快慢，此过程货物的机械能减小，故在3m~5m的过程中，货物的机械能先增大后减小，故D正确。 故选BD。 12. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、带正电的电荷量为q的小球，系在一根长为R的绝缘细线的一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度的大小为g，电场强度。若小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 小球运动到C点时细线的拉力最大 B. 小球运动到B点时的电势能最大 C. 小球运动到B点时的机械能最大 D. 小球运动过程中的最小速度为 【答案】CD 【解析】 【详解】AD．带正电的电荷量为q的小球受到的电场力大小为 则重力和电场力的合力大小为 重力和电场力的合力方向与竖直方向的夹角满足 可得 如图所示 可知小球运动等效最低点时速度最大，细线的拉力最大；小球运动等效最高点时速度最小，则有 解得小球运动过程中的最小速度为 故A错误，D正确； BC．从小球从A到B过程，电场力对小球一直做正功，小球电势能减小，小球从B到A过程，电场力对小球一直做负功，小球电势能增大，则小球运动到B点时的电势能最小，小球运动到B点时的机械能最大，故B错误，C正确。 故选CD。 13. 如图所示，固定电阻，电源电压恒为U，电压表、完全相同（均有一定电阻）。只合上时读数为，只合上时读数为。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】ABC 【解析】 【详解】B．首先分析电路结构：与串联，与有一定电阻，因此开关闭合以后对电路的影响不能忽略；闭合时，与并联，减少了分得电压，与并联，减少了分得电压，因此与分别小于只是两个固定电阻串联分别分得的电压，即 故B正确； A．设两电压表的电阻为，与并联后的电阻 得 同理，与并联后的电阻 因为 得 因此得 得 根据串联分压特点可知 故A正确； C D．设电压表电阻为，只合上时,电压表与并联后再与串联，则 只合上时,电压表与并联后再与串联，则 故 故C正确、D错误。 故选ABC。 14. 如图所示的电路中，定值电阻、、的阻值均为，电源电动势为E，内阻为r，R为滑动变阻器，电表均为理想电表。开关S闭合后，滑动变阻器的滑片从图示位置向左滑动的过程中，电压表示数变化量的绝对值为，电流表示数变化量的绝对值为，下列判断正确的是（　　） A. 电压表示数增大 B. 消耗的功率减小 C. 电源的效率增大 D. 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．依题意，滑动变阻器的滑片从图示位置向左滑动的过程中，外电路阻值增大，根据闭合电路欧姆定律可知 干路电流减小，由 可知电压表示数增大。故A正确； B．根据 可得消耗的功率增大。故B错误； C．根据 可知，电源的效率增大。故C正确； D．根据前面选项分析，干路电流减小，并联电路中，通过的电流表所在支路电流减小，通过另两个支路的电流均增大，所以电流表示数的减小量大于通过另两个支路的电流的增加量，则 又 联立，解得 故D正确。 故选ACD。 15. 点电荷A、B分别固定在x轴上和处，规定无穷远处电势为零，x轴正半轴上电势与位置坐标的关系图像如图所示。则（ ） A. 点电荷A、B带电荷量大小之比为1：4 B. 除无穷远处，x轴上有3处电势为零的点 C. 除无穷远处，x轴上只有1处场强为零的点 D. 从处静止释放的负试探电荷能再次经过该点 【答案】AC 【解析】 【详解】A．图线上某点切线的斜率表示该点的电场强度，结合题图可知，处的合场强为零，且点电荷A带负电，点电荷B带正电，设点电荷A、B带电荷量分别为和，结合点电荷场强公式和矢量合成有 可得 故A正确； B．将点电荷B拆成带电荷量大小等于的正点电荷和带电荷量大小等于的正点电荷，和A构成等量异种点电荷模型，结合电势分布特点可知，x轴上左侧电势一定大于零，与产生的电势叠加后也大于零；和A间存在电势小于零且与产生的电势叠加后等于零的位置，则除无穷远处，x轴上有2处电势为零的点，故B错误； C．同理，结合场强分布规律可知，除无穷远处，x轴上只有1处场强为零的点，故C正确； D．处场强沿x轴负方向，负试探电荷释放后沿x轴正方向运动，运动到处时动能最大，之后动能减小，根据能量守恒可知电荷速度减为零时，电势为零，即试探电荷将一直沿x轴正方向运动到无穷远处，故D错误。 故选AC。 16. 如图所示，匀强电场中有棱长为L的立方体a1b1c1d1-a2b2c2d2。质量为m、电量为（q>0）的负点电荷，在外力作用下由a1移到b1的过程中，电场力做功为W（W>0），接着由b1移到b2的过程中，克服电场力做功2W，再由b2移到c2的过程中，电场力做功3W，取a1点的电势为零。下列说法正确的是（　　） A. 匀强电场的电场强度大小为 B. c1点电势为 C. d2点电势为 D. 若将该点电荷移到c1d1d2c2中心，其电势能为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．沿a1b1方向的电场强度分量为 沿b1b2方向的电场强度分量为 沿b2c2方向的电场强度分量为 匀强电场强度大小为 故A正确； B．a1点的电势为零，则a1移到b1的过程中 得 b1移到b2的过程中 得 b2移到c2的过程中，得 匀强电场中 解得 故B正确； C．匀强电场中 解得 故C错误； D．若将该点电荷移到c1d1d2c2中心，有 解得 故D正确。 故选ABD。 三、填空题（每空2分，共18分） 17. A.待测电压表（量程3.0V，内阻不到）； B.标准电压表（量程6.0V，内阻约为）； C.电源E（电动势为6.0V，内阻很小）； D.滑动变阻器R（最大阻值为）； E.定值电阻（阻值为）； F.开关S，导线若干。 （1）当待测电压表的示数为时，标准电压表的示数为，改变滑动变阻器滑片位置，经过多次测量，得到多组、的数值，以为纵坐标，为横坐标，画出的图像是斜率为2.25的直线，则待测电压表的内阻__________（结果保留2位有效数字） （2）把待测电压表改装成量程为15V的电压表，需要__________（填“串”或“并”）联一个阻值__________的定值电阻。（结果保留2位有效数字） （3）把改装后的电压表跟标准电压表进行校对，发现改装后的电压表示数总是比标准电压表示数小，说明在改装电压表时选用的定值电阻的阻值__________（填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1）1.2 （2） ①. 串 ②. 4.8 （3）偏大 【解析】 【小问1详解】 由电路结构，结合电路欧姆定律可知 以为纵坐标，为横坐标，画出的图像是斜率为 解得待测电压表的内阻 【小问2详解】 [1][2]根据串联分压的关系，可知把待测电压表改装成量程为15V的电压表需要串联的定值电阻阻值为 【小问3详解】 改装的电压表与标准电压表进行核对，两表是并联连接，发现改装后的电压表读数总是比标准电压表小，说明改装后的电压表通过的电流偏小，根据并联电路电流的分配与电阻成反比可知，改装表串联的电阻阻值偏大。 18. 用图甲所示电路测量一节干电池的电动势和内阻。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至___________（选填“a”或“b”）端。 （2）根据实验数据作出的U-I图像如图乙所示，则该电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω（结果保留两位有效数字） （3）利用该方案测出的电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比，E测___________E真，r测___________r真（均选填“>”“<”或“=”） 【答案】（1）a （2） ①. 1.5 ②. 1.0 （3） ①. < ②. < 【解析】 【小问1详解】 闭合开关前，为了保护电路，将滑动变阻器接入电路的电阻为最大值，所以滑动变阻器滑片应滑至处。 【小问2详解】 [1]根据U=E-Ir 可知U-I图像的纵截距表示电源的电动势，根据图乙可知U-I图像与纵轴的交点为1.5V，则电动势为E=1.5V； [2] 根据U-I图像的斜率的绝对值表示电源的内阻，根据图乙可知U-I图像与横轴的交点为0.7A，此时对应的电压为0.8V，则有 【小问3详解】 [1][2]设电压表内阻为，根据闭合电路欧姆定律有 变形得 当I=0时，可得 根据图像的斜率的绝对值，可得 四、计算题（共26分，需写出必要的解答过程） 19. 如图所示，电路中R1、R2、R3是阻值均为4Ω的定值电阻，在a、b两端加上6V的恒定电压。 （1）若c、d端接理想电流表，求电流表的示数I； （2）若c、d端接理想电压表，求电压表的示数U； （3）若c、d端接一个电容C=1.5×10-5F的电容器，电路稳定后，求电容器所带的电荷量Q。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 若、端接理想电流表，根据欧姆定律有 其中 解得 【小问2详解】 若、端接理想电压表，根据欧姆定律有 其中 解得 【小问3详解】 若、端接一个电容的电容器，电路稳定后，电容器两端的电压 电容器所带的电荷量 20. 如图所示，沿水平方向放置一条平直光滑槽，它垂直穿过开有小孔的两平行薄板，板相距3.5L。槽内有两个质量均为m的小球A和B，球A带电量为+2q，球B带电量为﹣3q，两球由长为2L的轻杆相连，组成一带电系统。最初A和B分别静止于左板的两侧，离板的距离均为L。若视小球为质点，不计轻杆的质量，在两板间加上与槽平行且向右的匀强电场E后（设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成，不影响电场的分布），求： （1）球B刚进入电场之前和B刚进入电场之前之后，带电系统的加速度大小分别为多少； （2）带电系统从开始运动到速度第一次为零，系统向右运动的位移大小； 【答案】（1），；（2） 【解析】 【详解】（1）在B进入电场之前，对系统由牛顿第二定律 所以加速度的大小 在B进入电场之后，对系统由牛顿第二定律 所以加速度的大小 （2）设系统向右运动的最大位移为x，若，由动能定理 解得 与题意不符； 若，由动能定理 解得 与题意符合，即系统向右运动的最大位移为。 21. 篮球气压过高或过低都会影响篮球的弹性和手感，从而影响球员的技术发挥。简易的测试方法是在平坦的硬质水平地面上，让篮球从180cm的高度自由落下，反弹高度在125cm至140cm之间即表示篮球气压正常。某次检测中，运动员使篮球从距水平地面高度为h1=1.8m处由静止自由落下，反弹高度为h2=1.25m。设篮球始终在竖直方向做一维运动，已知篮球质量为m=0.60kg，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。 （1）求此次碰撞过程中篮球损失的机械能∆E； （2）篮球每次因碰撞损失的机械能会随着碰前动能的减小而减小，设篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变。若使篮球从距地面h3=1m的高度由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球，球落地后反弹的高度也为1m。求拍球过程中人对篮球做的功W； （3）在实际拍球过程中，篮球上升到某高度时，手就会接触篮球并对球施加一个向下的阻力F1，球和手一起运动距离s后上升到最高点。然后手对球施加向下的动力F2，通过相同的距离s后，篮球与手分开。手对球的两次作用力均视为恒力，拍球过程中篮球距离地面的最大高度相同。通过分析比较F1、F2大小关系。 【答案】（1）3.3J；（2）2.64J；（3） 【解析】 【详解】（1）篮球与地面碰撞时损失的机械能为 （2）篮球与地面碰撞前、后瞬间的动能比值为 对篮球下落过程，根据动能定理有 对篮球上升过程，根据动能定理有 联立解得 W=2.64J （3）设篮球距离地面的最大高度为h，与地面碰撞前、后瞬间的动能分别为，对篮球上升过程，根据动能定理有 对篮球下落过程，根据动能定理有 由题意可知 可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023级新高二开学考试物理试题 一、单项选择题（每题3分，选错不得分） 1. 据报道、一个国际研究小组借助于智利的天文望远镜观测到了一组双星系统，它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示。假设此双星系统中体积较小的成员能“吸食”体积较大的星体的表面物质，达到质量转移的目的，且在演变过程中两者球心之间的距离保持不变，双星平均密度可视为相同，则在最初演变的过程中（　　） A. 它们做圆周运动的万有引力保持不变 B. 它们做圆周运动的角速度不断变小 C. 体积较大的星体做圆周运动的轨道半径变小，线速度变小 D. 体积较大的星体做圆周运动的向心加速度变大，线速度变大 2. 长3L的轻杆两端分别固定有质量均为2m的小铁球，杆的三等分点O处有光滑的水平转动轴。用手将该装置固定在杆恰好水平的位置，然后由静止释放，当杆到达竖直位置时，下列说法中错误的是（　　） A. 球1的速度为 B. 球2的速度为 C. 轻杆对球2的作用力F的大小3.6mg D. 轻杆对球2做功为-2mgL 3. 如图（a）所示，原长为0.3m的轻质弹簧的下端固定在倾角为的固定光滑斜面的底部，在弹簧的上端从静止开始释放1kg的小球，小球的加速度大小a与弹簧长度x间的关系如图（b）所示。重力加速度g取，则（ ） A. 斜面倾角的正弦值为0.8 B. 弹簧的劲度系数为 C. 小球的最大动能为0.6J D. 弹簧最大弹性势能为1.2J 4. 如图所示在xOy平面内，x轴上的M点和的N点分别固定两个点电荷。N处点电荷带正电，电荷量为q。若规定无穷远处电势为0，则以O为圆心，半径为2a的圆上各点电势均为0。仅考虑电场力作用，下列说法正确的是（ ） A. M处为正电荷，带电荷量绝对值为 B. M处为负电荷，带电荷量绝对值为 C. M左侧合电场强度为零点的横坐标为 D. 在O处静止释放一电子，电子做单向直线运动 5. 平行板电容器、静电计、理想二极管（正向电阻为0，反向电阻无穷大）与内阻不计的电源连接成如图所示的电路，P为平行板电容器两极板间的一点，其中电容器的右极板固定，左极板可左右移动少许，设静电计的张角为，则下列说法中正确的是（　　） A. 若左极板向左移动少许，则变大，P点的电势不变 B. 若左极板向左移动少许，则不变，P点的电势不变 C. 若左极板向右移动少许，则不变，P点的电势升高 D. 若左极板向右移动少许，则变小，P点的电势降低 6. 如图甲所示电路中，闭合开关，将滑动变阻器的滑片从左端逐渐滑至右端时，电压表和的示数随电流表示数变化的图像如图乙所示，图线中ab、cd段均为直线。已知电动机两端电压达到某一值时才能开始转动，各电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A. 电源的内阻为2.0Ω B. 电动机内部线圈的电阻值为1.0Ω C. 滑动变阻器的可调范围是 D. 电流表示数最大时，电动机的输出功率为6.75W 7. 某学生在研究串联电路电压特点时，接成如图所示电路，接通 K后，他将高内阻的电压表并联在A、C两点间时，电压表读数为U；当并联在A、B两点间时，电压表读数也为U；当并联在B、C两点间时，电压表读数为零，则出现此种情况的原因可能是（R1、R2阻值相差不大）（　　） A. AB段断路 B. AC段断路 C. AC段短路 D. AB段短路 8. 如图所示，电源的电动势E不变，内阻r=1Ω，定值电阻R1=R2=1Ω，滑动变阻器R3的最大值为6Ω，下列说法正确的是（ ） A. R1消耗的功率最大时，R3为0Ω B. R2消耗的功率最大时，R3为6Ω C. 电源的输出功率最大时，R3为6Ω D. R3消耗的功率最大时，R3为1Ω 二、多项选择题（每题4分，漏选得2分，错选不得分） 9. 如图所示，可视为质点、质量为的物块用长为的细绳拴接放在转盘上，细绳的另一端固定在通过转盘轴心的竖直杆上，细绳刚好伸直且与竖直方向的夹角为。已知物块与转盘之间的动摩擦因数为，且，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现让整个装置由静止开始缓慢地加速转动起来，已知重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中，细绳的拉力不可能为零 B. 从开始转动到细绳对物块刚有作用力的过程，转盘对物块所做的功为 C. 物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度为 D. 细绳对物块拉力的瞬时功率始终为零 10. “天绘五号”卫星先发射至近地圆轨道，在近地轨道的A位置调整速度进入转移轨道，在转移轨道的远地点B位置调整速度进入目标轨道。已知地球表面重力加速度为g、半径为R，目标轨道的半径为r，引力常量为G。若地球质量为M，卫星质量为m，卫星在目标轨道处的引力势能可表示为。下列说法正确的是（　　） A. 地球的密度可表示为 B. 地球的第一宇宙速度可表示为 C. 转移轨道上卫星运动的周期可表示为 D. 卫星两次加速增加的机械能为 11. 如图甲所示，小明沿倾角为的斜坡向上推动平板车，将一质量为10kg的货物运送到斜坡上某处，货物与小车之间始终没有发生相对滑动。已知平板车板面与斜坡平行，货物的动能随位移x的变化图像如图乙所示，，则货物（　　） A. 在0~3m的过程中，所受的合力逐渐增大 B. 在3m~5m的过程中，所受的合力逐渐增大 C. 在0~3m的过程中，机械能先增大后减小 D. 在3m~5m的过程中，机械能先增大后减小 12. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、带正电的电荷量为q的小球，系在一根长为R的绝缘细线的一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度的大小为g，电场强度。若小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 小球运动到C点时细线的拉力最大 B. 小球运动到B点时的电势能最大 C. 小球运动到B点时的机械能最大 D. 小球运动过程中的最小速度为 13. 如图所示，固定电阻，电源电压恒为U，电压表、完全相同（均有一定电阻）。只合上时读数为，只合上时读数为。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 14. 如图所示的电路中，定值电阻、、的阻值均为，电源电动势为E，内阻为r，R为滑动变阻器，电表均为理想电表。开关S闭合后，滑动变阻器的滑片从图示位置向左滑动的过程中，电压表示数变化量的绝对值为，电流表示数变化量的绝对值为，下列判断正确的是（　　） A. 电压表示数增大 B. 消耗的功率减小 C. 电源的效率增大 D. 15. 点电荷A、B分别固定在x轴上和处，规定无穷远处电势为零，x轴正半轴上电势与位置坐标的关系图像如图所示。则（ ） A. 点电荷A、B带电荷量大小之比为1：4 B. 除无穷远处，x轴上有3处电势为零的点 C. 除无穷远处，x轴上只有1处场强为零的点 D. 从处静止释放的负试探电荷能再次经过该点 16. 如图所示，匀强电场中有棱长为L的立方体a1b1c1d1-a2b2c2d2。质量为m、电量为（q>0）的负点电荷，在外力作用下由a1移到b1的过程中，电场力做功为W（W>0），接着由b1移到b2的过程中，克服电场力做功2W，再由b2移到c2的过程中，电场力做功3W，取a1点的电势为零。下列说法正确的是（　　） A. 匀强电场的电场强度大小为 B. c1点电势为 C. d2点电势为 D. 若将该点电荷移到c1d1d2c2中心，其电势能为 三、填空题（每空2分，共18分） 17. A.待测电压表（量程3.0V，内阻不到）； B.标准电压表（量程6.0V，内阻约为）； C.电源E（电动势为6.0V，内阻很小）； D.滑动变阻器R（最大阻值为）； E.定值电阻（阻值为）； F.开关S，导线若干。 （1）当待测电压表的示数为时，标准电压表的示数为，改变滑动变阻器滑片位置，经过多次测量，得到多组、的数值，以为纵坐标，为横坐标，画出的图像是斜率为2.25的直线，则待测电压表的内阻__________（结果保留2位有效数字） （2）把待测电压表改装成量程为15V的电压表，需要__________（填“串”或“并”）联一个阻值__________的定值电阻。（结果保留2位有效数字） （3）把改装后的电压表跟标准电压表进行校对，发现改装后的电压表示数总是比标准电压表示数小，说明在改装电压表时选用的定值电阻的阻值__________（填“偏大”或“偏小”）。 18. 用图甲所示电路测量一节干电池的电动势和内阻。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至___________（选填“a”或“b”）端。 （2）根据实验数据作出的U-I图像如图乙所示，则该电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω（结果保留两位有效数字） （3）利用该方案测出的电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比，E测___________E真，r测___________r真（均选填“>”“<”或“=”） 四、计算题（共26分，需写出必要的解答过程） 19. 如图所示，电路中R1、R2、R3是阻值均为4Ω的定值电阻，在a、b两端加上6V的恒定电压。 （1）若c、d端接理想电流表，求电流表的示数I； （2）若c、d端接理想电压表，求电压表的示数U； （3）若c、d端接一个电容C=1.5×10-5F的电容器，电路稳定后，求电容器所带的电荷量Q。 20. 如图所示，沿水平方向放置一条平直光滑槽，它垂直穿过开有小孔的两平行薄板，板相距3.5L。槽内有两个质量均为m的小球A和B，球A带电量为+2q，球B带电量为﹣3q，两球由长为2L的轻杆相连，组成一带电系统。最初A和B分别静止于左板的两侧，离板的距离均为L。若视小球为质点，不计轻杆的质量，在两板间加上与槽平行且向右的匀强电场E后（设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成，不影响电场的分布），求： （1）球B刚进入电场之前和B刚进入电场之前之后，带电系统的加速度大小分别为多少； （2）带电系统从开始运动到速度第一次为零，系统向右运动的位移大小； 21. 篮球气压过高或过低都会影响篮球的弹性和手感，从而影响球员的技术发挥。简易的测试方法是在平坦的硬质水平地面上，让篮球从180cm的高度自由落下，反弹高度在125cm至140cm之间即表示篮球气压正常。某次检测中，运动员使篮球从距水平地面高度为h1=1.8m处由静止自由落下，反弹高度为h2=1.25m。设篮球始终在竖直方向做一维运动，已知篮球质量为m=0.60kg，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。 （1）求此次碰撞过程中篮球损失的机械能∆E； （2）篮球每次因碰撞损失的机械能会随着碰前动能的减小而减小，设篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变。若使篮球从距地面h3=1m的高度由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球，球落地后反弹的高度也为1m。求拍球过程中人对篮球做的功W； （3）在实际拍球过程中，篮球上升到某高度时，手就会接触篮球并对球施加一个向下的阻力F1，球和手一起运动距离s后上升到最高点。然后手对球施加向下的动力F2，通过相同的距离s后，篮球与手分开。手对球的两次作用力均视为恒力，拍球过程中篮球距离地面的最大高度相同。通过分析比较F1、F2大小关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $