精品解析：湖南长沙市中嘉高级中学2025-2026学年高二上学期学业水平考试物理试题

长沙市中嘉高级中学高二学业水平考试物理试题 注意事项: 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。 3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 第I卷（选择题） 一、单选题：本大题共18小题，共54分。 1. 用高速摄影机拍摄的四张照片如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 研究甲图中猫在地板上行走的速度时，猫可视为质点 B. 研究乙图中水珠形状形成的原因时，旋转球可视为质点 C. 研究丙图中飞翔鸟儿能否停在树桩上时，鸟儿可视为质点 D. 研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时，马可视为质点 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．研究甲图中猫在地板上行走的速度时，猫的大小可忽略不计，可将猫看作质点，选项A正确； B．研究乙图中水珠形状形成的原因时，旋转球的大小和形状不能忽略，旋转球不能看作质点，选项B错误； C．研究图丙中飞翔鸟儿能否停在树桩上时，鸟儿的大小不能忽略，不能将鸟儿看作质点，选项C错误； D．研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时，马的大小不能忽略不计，不能把马看作质点，选项D错误。 故选A。 2. 一足够长的木板B静置于光滑水平面上，如图甲所示，其上放置小滑块A，木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用，木板加速度a随力F变化的a﹣F图象如图乙所示，g取10m/s2，下判定错误的是 A. 木板B的质量为1kg B. 当F=10N时木板B加速度为4m/s2 C. 滑块A的质量为4kg D. 当F=10N时滑块A的加速度为2m/s2 【答案】C 【解析】 【详解】AC．当F等于8N时，加速度为a=2m/s2，对整体分析，由牛顿第二定律有 F=（M+m）a， 代入数据解得 M+m=4kg 当F大于8N时，对B由牛顿第二定律得： 由图示图象可知，图线的斜率 解得，木板B的质量M=1kg，滑块A的质量为m=3kg．故A正确，不符合题意；C错误，符合题意． B．根据F大于8N的图线知，F=6N时，a=0m/s2，由 可知： 解得 μ=0.2 由图示图象可知，当F=10N时，滑块与木板相对滑动，B的加速度为 故B正确，不符合题意； D．当F=10N时，A、B相对滑动，木块A的加速度 故D正确，不符合题意． 故选C． 【点睛】本题考查牛顿第二定律与图象的综合，知道滑块和木板在不同拉力作用下的运动规律是解决本题的关键，掌握处理图象问题的一般方法，通常通过图线的斜率和截距入手分析． 3. 如图所示，某跳伞运动员正减速下落，下列说法正确的是（　　） A. 运动员处于失重状态 B. 运动员处于超重状态 C. 伞绳对运动员的作用力小于运动员的重力 D. 伞绳对运动员的作用力大于运动员对伞绳的作用力 【答案】B 【解析】 【详解】AB．跳伞运动员减速下落，则加速度的方向向上，所以运动员处于超重状态，选项A错误，B正确； C.运动员处于超重状态，合外力向上，所以伞绳对运动员的作用力大于运动员的重力，选项C错误； D.伞绳对运动员的作用力和运动员对伞绳的作用力是作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，选项D错误。 故选B。 4. 两物体在不同高度自由下落，同时落地，第一个物体下落时间为t，第二个物体下落时间为，当第二个物体开始下落时，两物体相距 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】第二个物体在第一个物体下落后开始下落，此时第一个物体下落的高度 根据知第一个物体和第二个物体下落的总高度分别为和 两物体未下落时相距 所以当第二个物体开始下落时，两物体相距 故应选B． 【点睛】本题难度适中,求两个物体的距离根据题目所给的条件，判断两物体的运动时间的关系，带入自由落体运动公式推导即可． 5. 如图所示：一根轻绳跨过定滑轮，两端分别系着质量为m1、m2的小物块，m1放在地面上，m2离地面有一定高度．当m2的质量发生变化时，m1上升的加速度a的大小也将随之变化．已知重力加速度为g，图中能正确反映a与m2关系的是( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当m2≤m1时，m1仍处于静止状态，没有加速度．当m2＞m1时，m1有向上的加速度，根据牛顿第二定律得，对m1 T-m1g=m1a 对m2 m2g-T=m2a 联立得 根据数学知识得知，当m2＞＞m1时，a→g．故C正确，ABD错误。 故选C。 6. 如图所示，质量分别为m1、m2的A、B两小球分别连在弹簧两端，B小球用细绳固定在倾角为30°的光滑斜面上，若不计弹簧质量，在细绳被剪断的瞬间，A、B两小球的加速度分别为（ ） A. 都等于 B. 0和 C. 和0 D. 和0 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】剪断细线之前弹簧的弹力 剪断细线后的瞬时，弹簧的弹力不能突变，则小球A的受力不变，加速度为零；小球B 故选B。 【名师点睛】在分析瞬时对应关系时应注意区分动力学中的几种模型． 特性 模型 受外力时的形变量 力能否突变 产生拉力或压力 轻绳 微小不计 可以 只有拉力没有压力 轻橡皮绳 较大 不能 只有拉力没有压力 轻弹簧 较大 不能 既可有拉力 也可有压力 轻杆 微小不计 可以 既可有拉力 也可有压力 7. 如图所示，一个质量为的滑块静止置于倾角为的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的点，另一端系在滑块上，轻弹簧与竖直方向的夹角为则（　　） A. 弹簧一定处于压缩状态 B. 滑块一定受到三个力作用 C. 斜面对滑块的摩擦力大小一定等于 D. 斜面对滑块的支持力大小可能为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．弹簧对滑块可以是拉力，故弹簧可能处于伸长状态，故A错误； B．弹簧与竖直方向的夹角为，所以弹簧的方向垂直于斜面，因为弹簧的形变情况未知，所以斜面与滑块之间的弹力大小不确定，所以滑块可能只受重力、斜面支持力和静摩擦力三个力的作用而平衡，也可能有弹簧的弹力，故B错误； C．根据平衡条件，可得静摩擦力一定等于重力的沿斜面向下的分力，则大小为 ，故C正确； D．由于滑块此时受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力，不可能为零，所以斜面对滑块的支持力不可能为零，故D错误。  故选C。 8. 如图所示，半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直固定在水平地面上，顶端A处切线水平。将一质量为m的小球（可视为质点）从轨道右端点C的正上方由静止释放，释放位置距离地面的高度为h（可以调节），不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. h = 2R时，小球刚好能够到达圆弧轨道的顶端A B. 适当调节h的大小，可使小球从A点飞出，恰好落在C点 C. 时，由机械能守恒定律可知，小球在轨道左侧能够到达的最大距地高度为 D. h = 4R时，小球从A点飞出，落地点与O点之间的水平距离为4R 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球恰好到达A点时，由牛顿第二定律得 从释放点到A点，由机械能守恒得 解得 ， 故A错误； B．当小球恰好从A点飞出时，其水平速度最小，当小球下落高度为R时，水平位移为 因此，若小球能够从A点飞出，则其不可能落在C点，故B错误； C．当时，小球不能到达A点，当重力分力大于向心加速度时，小球将做斜抛运动，因此小球速度不可能减为0，其能够到达距离地面的最大高度小于，故C错误； D．当h = 4R时，小球到达A点的速度为v，由机械能守恒得 落地时间为 故落点与O点的水平距离为 故D正确。 故选D。 9. 阴极射线示波管的聚焦电场是由电极A1、A2形成，实线为电场线，虚线为等势线，z轴为该电场的中心轴线，P、Q、R为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点，则（　　） A. 电极A1的电势高于电极A2的电势 B. 电场中Q点的电场强度小于R点的电场强度 C. 电子在P点处的动能大于在Q点处的动能 D. 电子从P至R的运动过程中，电场力对它一直做正功 【答案】D 【解析】 【详解】A．电场线由电极A1指向电极A2，沿着电场线电势降低，所以电极A1的电势低于电极A2的电势，A错误； B．Q点处的电场线密集程度大于R点，所以Q点的电场强度大于R点的电场强度，B错误； C．沿电场线的方向电势降低，所以： 根据电势能： 可知带负电的电子在P点处电势能大，仅有电场力做功，电势能和动能总和保持不变，所以电子在P点处的动能小于在Q点处的动能，C错误； D．沿电场线的方向电势降低，所以： 可知电子从P至R的运动过程中，电势能减小，电场力做正功，D正确。 故选D。 10. 在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电势相等，电场强度相同的是（　　） A. 甲图：与点电荷等距的a、b两点 B. 乙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点 C. 丙图：点电荷与带电平板形成的电场中靠近平板上表面的a、b两点 D. 丁图：匀强电场中的a、b两点 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图为单独一个正电荷，则a、b两点电势相等，电场强度大小相等但方向不同，A错误； B．乙图为等量异种电荷，则a、b两点电势均为零，且电场强度相同，B正确； C．丙图中a电场强度小于b点电场强度，a点距负电极板更近，电势低于b点电势，C错误； D．丁图为匀强电场，则a、b两点电场强度相同，沿电场线方向电势降低，则a点电势低于b点电势，D错误。 故选B。 11. 物体的运动可以用图象描述，在如图所示的x-t 和v-t图象中，分别给出了a、b、c、d四个物体做直线运动所对应的图象1、2、3、4．则关于这四个运动，下列说法是正确的是 A. a、b一定在t1时刻相遇 B. c、d一定在t3时刻相遇 C. a、b运动方向相同，c、d运动方向相同 D. a、b运动方向相反，c、d运动方向相反 【答案】A 【解析】 【详解】试题分析：x-t图象的交点表示相遇，根据图象可知，在t1时刻，a、b相遇，故A正确；v-t图象与坐标轴围成的面积表示位移，根据图象可知，t3时刻c、d速度相等，但是不能说明就相遇，故B错误；x-t图象的斜率等于速度，根据图象可知，ab速度相反，c、d图象都在时间轴的上方，速度都为正，方向相同，故CD错误．故选A． 考点：x-t图象, x-t图象 【名师点睛】对于运动学图象应注意明确图象的性质，抓住两种图象的区别是关键，要记住运动学图象只有两个方向，故只能描述直线运动；速度-时间图象中图象与时间轴围成的面积表示物体的位移． 12. 2021年5月，基于俗称“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST）的观测，国家天文台李菂、朱炜玮研究团组姚菊枚博士等首次研究发现脉冲星三维速度与自转轴共线的证据。之前的2020年3月，我国天文学家通过FAST，在武仙座球状星团中发现一个脉冲双星系统。如图所示，假设在太空中有恒星A、B双星系统绕点O做顺时针匀速圆周运动，运动周期为，它们的轨道半径分别为、，，C为B的卫星，绕B做逆时针匀速圆周运动，周期为。忽略A与C之间的引力，A与B之间的引力远大于C与B之间的引力。万有引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 若知道C的轨道半径，则可求出C的质量 B. 若A也有一颗轨道半径与C相同的卫星，则其运动周期也一定为 C. 恒星A的质量为 D. 设A、B、C三星由图示位置到再次共线的时间为t，则 【答案】D 【解析】 【详解】A．利用 只能求中心天体的质量，故A错误； B．由 可知，公转周期不仅与轨道半径有关，还与中心天体的质量有关，故B错误； C．由 可得 故C错误； D．A、B、C三星由图示位置到再次共线应满足 可得 故D正确。 故选D。 13. 如图所示，一只小鸟沿着较粗的均匀树枝从右向左缓慢行走，在小鸟从A运动到B的过程中（　　） A. 树枝对小鸟的合力先减小后增大 B. 树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大 C. 树枝对小鸟的弹力先减小后增大 D. 树枝对小鸟的弹力保持不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．树枝对小鸟的合力是支持力和摩擦力的合力，由二力平衡得，合力与小鸟所受的重力等大反向，因小鸟所受重力不变，所以树枝对小鸟的合力不变，故A错误。 BCD．对小鸟进行受力分析如图所示，设摩擦力与竖直方向的夹角为，则树枝对小鸟的摩擦力，小鸟从右向左缓慢行走，先增大后减小，则摩擦力先减小后增大，对小鸟的弹力，树枝对小鸟的弹先增大后减小，故B正确，CD错误。 故选B。 14. 跳伞运动员从高空悬停的直升机上跳下，运动员沿竖直方向运动的v­t图像如图所示，下列说法正确的是 A. 运动员在0～10 s的平均速度小于10 m/s B. 15 s末开始运动员处于静止状态 C. 10 s末运动员的速度方向改变 D. 10～15 s运动员做加速度逐渐减小的减速运动 【答案】D 【解析】 【详解】试题分析：0～10s内，若运动员做匀加速运动，平均速度为．根据图象的“面积”等于位移可知，运动员的位移大于匀加速运动的位移，所以由公式得知：0～10s 内的平均速度大于匀加速运动的平均速度10m/s，故A错误．由图知，15s末开始运动员做匀速直线运动，故B错误．由图看出，运动员的速度一直沿正向，速度方向没有改变，故C错误．10～15s图象的斜率减小，则其加速度减小，故10～15s运动员做加速度减小的减速运动，故D正确． 考点：考查了v-t图像 15. 如图所示，自行车的车轮半径为R，车轮沿直线无滑动地滚动，当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，气门芯的位移大小为（　　） A. 2R B. 0 C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，轮子向前运动半个周长，水平位移为；气门芯的初位置与末位置如图所示 由几何知识得，气门芯的位移大小 故选D。 16. 在如图所示的电路中，电源电动势为，内电阻不能忽略。闭合S后，调整的阻值，使电流表的示数增大，在这一过程中以下说法正确的是（ ） A. 通过的电流增大，增加量小于 B. 通过的电流减小，减小量一定为 C. 两端的电压增大，增加量小于 D. 两端电压减小，减小量大于 【答案】D 【解析】 【详解】A．因为调整R的阻值，使电流表的示数增大，那一定是R变小了。和内电路的总电压将增大，并联支路的电压减小，因此通过的电流减小，通过R的电流增大，两个支路的总电流增加量为，则通过的电流增大，增加量大于，故A错误； C．阻值不变，两端的电压增大，故电压增加量为，故C错误； D．并联支路电压的减小量等于 即两端电压减小，减小量大于，故D正确； B．因为两端电压减小，减小量大于，则通过的电流减小，减小量大于，不确定是否为，故B错误。 故选D。 17. 在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人，假设江岸是平直的，摩托艇在静水中的航速为，洪水沿江向下游流去，水流速度为。战士救人的地点离岸边最近处的距离为、如战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离点的距离为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】当摩托艇在静水中的速度方向与江岸方向垂直时，运动的时间最短。根据等时性得 摩托艇登陆的地点离点的距离 故选D。 18. 一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为s，动能变为原来的9倍。该质点的加速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设初速度为，末速度为，根据题意可得 解得 根据 可得 解得 代入 解得 故选A。 第II卷（非选择题） 二、实验题：本大题共3小题，共16分。 19. 一研究小组用如图甲所示的装置来研究自由落体运动。图乙是实验中利用电磁打点计时器记录自由落体运动的轨迹时得到的一条纸带，图乙中的点是从放手开始打下的连续的计数点，相邻两计数点之间的距离为s1=9.6mm、s2=13.4mm、s3=17.3mm、s4=21.1mm，打下相邻两计数点的时间间隔为T。电源频率为50Hz。 （1）下列说法正确的是___________。 A. 电磁打点计时器的工作电压是220V B. 实验中使用秒表测量时间 C. 实验时应先由静止释放纸带，然后赶紧接通电源 D. 求出的加速度一般比9.8m/s2小，是因为纸带和重物受到阻力 （2）根据纸带上的数据，用逐差法求加速度的表达式为a=___________（用题中已知的物理量符号表示），重物的加速度大小为___________m/s2（结果保留两位有效数字）。 【答案】 ①. D ②. ③. 9.6 【解析】 【详解】（1）[1] A．电磁打点计时器的工作电压一般为，A错误； B．打点计时器直接可以记录时间，不需要秒表，B错误； C．实验时应先接通电源，后释放纸带，C错误； D．求出的加速度一般比9.8m/s2小，是因为纸带和重物受到阻力，使得加速度小于，D正确； 故选D。 （2）[2]根据纸带上的数据，用逐差法求加速度的表达式为 [3]重物的加速度大小为 20. 用如图所示的实验装置做探究加速度与力和质量关系的实验。 （1）在水平台面上组装好实验仪器后，某同学没有平衡摩擦力就直接做实验，描绘出的小车的加速度a与小车所受的拉力F的变化关系图像可能是___________。（填正确答案标号） A． B． C． （2）该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力___________（选填“大于”“小于”或“等于”）砝码和盘的总重力，为了便于探究、减小误差，应使小车质量与砝码和盘的总质量满足___________的条件。 【答案】 ①. C ②. 小于 ③. 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1] 没有平衡摩擦力就直接做实验，拉力较小不为零，加速度仍为零，小车的加速度a与小车所受的拉力F的变化关系图像可能是C。 (2)[2][3] 小车运动过程砝码和砝码盘向下做加速运动，砝码与砝码盘处于失重状态，小车受到的拉力小于砝码和砝码盘的重力；根据牛顿第二定律 ， 则绳子的拉力 当小车质量远大于砝码和砝码盘的质量，即时可以近似认为小车受到的拉力等于砝码和砝码盘的重力。 21. 在“探究求合力的方法”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳．实验时需两次拉伸橡皮条：一次是用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置，实验情况如图；另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条。 （1）有关此实验，下列说法正确的是____。 A. 两根细线必须等长 B. 两次拉橡皮条，不需要将橡皮条结点拉到同一位置点 C. 用弹簧测力计拉细绳套时，应保持弹簧测力计与木板平行 D. 把橡皮条的结点拉到点时，两弹簧测力计之间的夹角应取不变，以便算出合力的大小 （2）某次实验中两个弹簧测力计的拉力、已在图中画出，图中的方格每边长度表示1N，点是橡皮条的结点，请用两个直角三角板严格作出合力的图示______，并求出合力的大小为______ N。 （3）如图所示，若先用互成锐角的两个力和将橡皮条的结点拉到位置，然后保持角不变，逆时针缓慢转动使角逐渐增大至，在此过程中，保持点位置不动，则和的大小变化情况是____。 A. 一直变大 B. 先变小后变大 C. 一直变小 D. 先变大后变小 【答案】（1）C （2） ①. ②. 6.0 （3）B 【解析】 【小问1详解】 A．两个绳子的长度没有严格要求，略长一点即可，没有必要等长，故A错误； B．要保证两个弹簧测力计的拉力与一个弹簧测力计的拉力效果相同，橡皮条要沿相同方向伸长量相同，则点的位置应固定，故B错误； C．本实验是在水平面作力的图示，为了减小误差弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计的刻度，故C正确； D．本实验只要使两次效果相同就行，两个弹簧测力计拉力的方向没有限制，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 [1]根据平行四边形定则，得出合力如下所示 [2]根据图示可知，合力代表的长度为个边长，因此其合力大小为 【小问3详解】 点受到三个拉力，处于平衡状态，对点受力分析，受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力，如图 其中橡皮条长度不变，其拉力大小不变，拉力方向不变，弹簧拉力方向和大小都改变。逆时针缓慢转动使角逐渐增大至的过程中，根据平行四边形定则可以看出的先变小后变大，的读数不断变大。 故选B。 三、计算题：本大题共3小题，共30分。 22. 某一长直的赛道上，一辆F1赛车前方200 m处有一安全车正以10 m/s的速度匀速前进，这时赛车从静止出发以2 m/s2的加速度追赶。 (1)求赛车出发3 s末的瞬时速度大小； (2)赛车何时追上安全车？追上之前与安全车最远相距多少米？ (3)当赛车刚追上安全车时，赛车手立即刹车，使赛车以4 m/s2 的加速度做匀减速直线运动，问两车再经过多长时间第二次相遇？（设赛车可以从安全车旁经过而不发生相碰） 【答案】(1)6 m/s；(2)20 s，225 m；(3)20 s 【解析】 【详解】(1)赛车在3 s末的速度 v1＝a1t1＝2×3 m/s＝6 m/s (2)设经t2时间追上安全车，由位移关系得 v0t2＋200＝ 解得 t2＝20 s 此时赛车的速度 v＝a1t2＝2×20 m/s＝40 m/s 当两车速度相等时，两车相距最远。 由v0＝a1t3得两车速度相等时，需要的时间 两车最远相距 Δs＝v0t3＋200 － ＝(10×5+200-×2×52)m＝225 m (3)设再经t4时间两车第二次相遇，由位移关系得 vt4－＝v0t4 解得 t4＝15 s 由于赛车停下来的时间 所以t4＝15 s不合实际，所以两车第二次相遇再经时间t5，应满足 解得 t5＝20 s 23. 如图所示，离地面足够高处有一竖直空管，管长为l=0.2m，M、N为空管的上、下两端面。空管以恒定的速度向下做匀速直线运动，同时在距空管N端面正下方d=0.25m处有一小球开始做自由落体运动，取g=10m/s2。求： (1)若经过t1=0.2s，小球与N端面等高，求空管的速度大小v0； (2)若经过t2=0.5s，小球在空管内部，求空管的速度大小v0应满足什么条件； (3)若小球运动中未穿过M端面，为使小球在空管内部运动的时间最长，求v0的大小，并求出这个最长时间。 【答案】(1) 2.25m/s；(2) 3m/s≤v0≤3.4m/s；(3) 3m/s， 0.4s 【解析】 【详解】(1)当球与N点等高时，由位移公式可得 解得 v0=2.25m/s (2)若v0最小时，球恰好运动到与N点等高，由位移公式可得 得 v0min=3m/s 若v0最大时，球恰好运动到与M点等高，由位移公式可得 解得 v0max=3.4m/s 空管的速度大小v0应满足 3m/s≤v0≤3.4m/s (3)当小球运动到M处恰好与管共速，此情况小球在空管内部运动的时间最长，则： ， 解得 ， 小球与N点等高时，则 解得 t4=0.1s或t4=0.5s 即t=0.1s时，小球刚进入空管N端，t=0.5s时，小球恰好离开空管N端，则小球在空管内部运动的最长时间为 tm= 0.5s-0.1s=0.4s 24. A、B两物块（可视为质点）相互挨着放在水平地板上，A与轻弹簧连接，弹簧的另一端固定在墙上，弹簧水平且自然松弛，两物块质量均为1kg，A与地板的摩擦可忽略，B与地板的摩擦因数μ=0.4，现用水平力F推物块B，使A、B将弹簧缓慢压缩x1=10cm，其间力F做功1.4J． （1）此时弹簧的弹性势能多大； （2）撤去力F，已知弹簧劲度系数k=200N/m，试求A、B分离时弹簧的形变量x2； （3）已知弹簧的弹性势能与其形变量的平方成正比，试求A、B分离后，物块B的滑行距离s． 【答案】（1）1J；（2）2cm；（3）6.5cm． 【解析】 【分析】 【详解】（1）物体B与地面间的摩擦力为 f=0.4mg=0.4×1×10=4N 对A、B弹簧系统，根据功能关系，有 WF﹣fx1=Ep弹 代入数据解得 Ep弹=1J （2）A、B分离时刻，A、B间的弹力为零，对B，有 0.4mg=ma 对A，有 kx2=ma 联立解得 x2=0.02m=2cm 此时B的加速度向左，故A的加速度也向左，说明弹簧是伸长的2cm； （3）已知弹簧的弹性势能与其形变量的平方成正比，令Ep=cx2，最大压缩量为0.1m，此时弹性势能为1J，代入解得： C=400N/m 对从撤去推力到A、B分开瞬间过程，根据功能关系，有 解得 v=m/s 此后A、B分开，B继续滑动，根据动能定理，有 ﹣0.4mg•s=0﹣mv2 解得 s=0.065m=6.5cm 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长沙市中嘉高级中学高二学业水平考试物理试题 注意事项: 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。 3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 第I卷（选择题） 一、单选题：本大题共18小题，共54分。 1. 用高速摄影机拍摄的四张照片如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 研究甲图中猫在地板上行走的速度时，猫可视为质点 B. 研究乙图中水珠形状形成的原因时，旋转球可视为质点 C. 研究丙图中飞翔鸟儿能否停在树桩上时，鸟儿可视为质点 D. 研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时，马可视为质点 2. 一足够长的木板B静置于光滑水平面上，如图甲所示，其上放置小滑块A，木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用，木板加速度a随力F变化的a﹣F图象如图乙所示，g取10m/s2，下判定错误的是 A. 木板B的质量为1kg B. 当F=10N时木板B加速度为4m/s2 C. 滑块A的质量为4kg D. 当F=10N时滑块A的加速度为2m/s2 3. 如图所示，某跳伞运动员正减速下落，下列说法正确的是（　　） A. 运动员处于失重状态 B. 运动员处于超重状态 C. 伞绳对运动员的作用力小于运动员的重力 D. 伞绳对运动员的作用力大于运动员对伞绳的作用力 4. 两物体在不同高度自由下落，同时落地，第一个物体下落时间为t，第二个物体下落时间为，当第二个物体开始下落时，两物体相距 A. B. C. D. 5. 如图所示：一根轻绳跨过定滑轮，两端分别系着质量为m1、m2的小物块，m1放在地面上，m2离地面有一定高度．当m2的质量发生变化时，m1上升的加速度a的大小也将随之变化．已知重力加速度为g，图中能正确反映a与m2关系的是( ) A. B. C. D. 6. 如图所示，质量分别为m1、m2的A、B两小球分别连在弹簧两端，B小球用细绳固定在倾角为30°的光滑斜面上，若不计弹簧质量，在细绳被剪断的瞬间，A、B两小球的加速度分别为（ ） A. 都等于 B. 0和 C. 和0 D. 和0 7. 如图所示，一个质量为的滑块静止置于倾角为的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的点，另一端系在滑块上，轻弹簧与竖直方向的夹角为则（　　） A. 弹簧一定处于压缩状态 B. 滑块一定受到三个力作用 C. 斜面对滑块的摩擦力大小一定等于 D. 斜面对滑块的支持力大小可能为零 8. 如图所示，半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直固定在水平地面上，顶端A处切线水平。将一质量为m的小球（可视为质点）从轨道右端点C的正上方由静止释放，释放位置距离地面的高度为h（可以调节），不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. h = 2R时，小球刚好能够到达圆弧轨道的顶端A B. 适当调节h的大小，可使小球从A点飞出，恰好落在C点 C. 时，由机械能守恒定律可知，小球在轨道左侧能够到达的最大距地高度为 D. h = 4R时，小球从A点飞出，落地点与O点之间的水平距离为4R 9. 阴极射线示波管的聚焦电场是由电极A1、A2形成，实线为电场线，虚线为等势线，z轴为该电场的中心轴线，P、Q、R为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点，则（　　） A. 电极A1的电势高于电极A2的电势 B. 电场中Q点的电场强度小于R点的电场强度 C. 电子在P点处的动能大于在Q点处的动能 D. 电子从P至R的运动过程中，电场力对它一直做正功 10. 在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电势相等，电场强度相同的是（　　） A. 甲图：与点电荷等距的a、b两点 B. 乙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点 C. 丙图：点电荷与带电平板形成的电场中靠近平板上表面的a、b两点 D. 丁图：匀强电场中的a、b两点 11. 物体的运动可以用图象描述，在如图所示的x-t 和v-t图象中，分别给出了a、b、c、d四个物体做直线运动所对应的图象1、2、3、4．则关于这四个运动，下列说法是正确的是 A. a、b一定在t1时刻相遇 B. c、d一定在t3时刻相遇 C. a、b运动方向相同，c、d运动方向相同 D. a、b运动方向相反，c、d运动方向相反 12. 2021年5月，基于俗称“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST）的观测，国家天文台李菂、朱炜玮研究团组姚菊枚博士等首次研究发现脉冲星三维速度与自转轴共线的证据。之前的2020年3月，我国天文学家通过FAST，在武仙座球状星团中发现一个脉冲双星系统。如图所示，假设在太空中有恒星A、B双星系统绕点O做顺时针匀速圆周运动，运动周期为，它们的轨道半径分别为、，，C为B的卫星，绕B做逆时针匀速圆周运动，周期为。忽略A与C之间的引力，A与B之间的引力远大于C与B之间的引力。万有引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 若知道C的轨道半径，则可求出C的质量 B. 若A也有一颗轨道半径与C相同的卫星，则其运动周期也一定为 C. 恒星A的质量为 D. 设A、B、C三星由图示位置到再次共线的时间为t，则 13. 如图所示，一只小鸟沿着较粗的均匀树枝从右向左缓慢行走，在小鸟从A运动到B的过程中（　　） A. 树枝对小鸟的合力先减小后增大 B. 树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大 C. 树枝对小鸟的弹力先减小后增大 D. 树枝对小鸟的弹力保持不变 14. 跳伞运动员从高空悬停的直升机上跳下，运动员沿竖直方向运动的v­t图像如图所示，下列说法正确的是 A. 运动员在0～10 s的平均速度小于10 m/s B. 15 s末开始运动员处于静止状态 C. 10 s末运动员的速度方向改变 D. 10～15 s运动员做加速度逐渐减小的减速运动 15. 如图所示，自行车的车轮半径为R，车轮沿直线无滑动地滚动，当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，气门芯的位移大小为（　　） A. 2R B. 0 C. D. 16. 在如图所示的电路中，电源电动势为，内电阻不能忽略。闭合S后，调整的阻值，使电流表的示数增大，在这一过程中以下说法正确的是（ ） A. 通过的电流增大，增加量小于 B. 通过的电流减小，减小量一定为 C. 两端的电压增大，增加量小于 D. 两端电压减小，减小量大于 17. 在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人，假设江岸是平直的，摩托艇在静水中的航速为，洪水沿江向下游流去，水流速度为。战士救人的地点离岸边最近处的距离为、如战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离点的距离为（ ） A. B. C. D. 18. 一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为s，动能变为原来的9倍。该质点的加速度为（ ） A. B. C. D. 第II卷（非选择题） 二、实验题：本大题共3小题，共16分。 19. 一研究小组用如图甲所示的装置来研究自由落体运动。图乙是实验中利用电磁打点计时器记录自由落体运动的轨迹时得到的一条纸带，图乙中的点是从放手开始打下的连续的计数点，相邻两计数点之间的距离为s1=9.6mm、s2=13.4mm、s3=17.3mm、s4=21.1mm，打下相邻两计数点的时间间隔为T。电源频率为50Hz。 （1）下列说法正确的是___________。 A. 电磁打点计时器的工作电压是220V B. 实验中使用秒表测量时间 C. 实验时应先由静止释放纸带，然后赶紧接通电源 D. 求出的加速度一般比9.8m/s2小，是因为纸带和重物受到阻力 （2）根据纸带上的数据，用逐差法求加速度的表达式为a=___________（用题中已知的物理量符号表示），重物的加速度大小为___________m/s2（结果保留两位有效数字）。 20. 用如图所示的实验装置做探究加速度与力和质量关系的实验。 （1）在水平台面上组装好实验仪器后，某同学没有平衡摩擦力就直接做实验，描绘出的小车的加速度a与小车所受的拉力F的变化关系图像可能是___________。（填正确答案标号） A． B． C． （2）该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力___________（选填“大于”“小于”或“等于”）砝码和盘的总重力，为了便于探究、减小误差，应使小车质量与砝码和盘的总质量满足___________的条件。 21. 在“探究求合力的方法”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳．实验时需两次拉伸橡皮条：一次是用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置，实验情况如图；另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条。 （1）有关此实验，下列说法正确的是____。 A. 两根细线必须等长 B. 两次拉橡皮条，不需要将橡皮条结点拉到同一位置点 C. 用弹簧测力计拉细绳套时，应保持弹簧测力计与木板平行 D. 把橡皮条的结点拉到点时，两弹簧测力计之间的夹角应取不变，以便算出合力的大小 （2）某次实验中两个弹簧测力计的拉力、已在图中画出，图中的方格每边长度表示1N，点是橡皮条的结点，请用两个直角三角板严格作出合力的图示______，并求出合力的大小为______ N。 （3）如图所示，若先用互成锐角的两个力和将橡皮条的结点拉到位置，然后保持角不变，逆时针缓慢转动使角逐渐增大至，在此过程中，保持点位置不动，则和的大小变化情况是____。 A. 一直变大 B. 先变小后变大 C. 一直变小 D. 先变大后变小 三、计算题：本大题共3小题，共30分。 22. 某一长直的赛道上，一辆F1赛车前方200 m处有一安全车正以10 m/s的速度匀速前进，这时赛车从静止出发以2 m/s2的加速度追赶。 (1)求赛车出发3 s末的瞬时速度大小； (2)赛车何时追上安全车？追上之前与安全车最远相距多少米？ (3)当赛车刚追上安全车时，赛车手立即刹车，使赛车以4 m/s2 的加速度做匀减速直线运动，问两车再经过多长时间第二次相遇？（设赛车可以从安全车旁经过而不发生相碰） 23. 如图所示，离地面足够高处有一竖直空管，管长为l=0.2m，M、N为空管的上、下两端面。空管以恒定的速度向下做匀速直线运动，同时在距空管N端面正下方d=0.25m处有一小球开始做自由落体运动，取g=10m/s2。求： (1)若经过t1=0.2s，小球与N端面等高，求空管的速度大小v0； (2)若经过t2=0.5s，小球在空管内部，求空管的速度大小v0应满足什么条件； (3)若小球运动中未穿过M端面，为使小球在空管内部运动的时间最长，求v0的大小，并求出这个最长时间。 24. A、B两物块（可视为质点）相互挨着放在水平地板上，A与轻弹簧连接，弹簧的另一端固定在墙上，弹簧水平且自然松弛，两物块质量均为1kg，A与地板的摩擦可忽略，B与地板的摩擦因数μ=0.4，现用水平力F推物块B，使A、B将弹簧缓慢压缩x1=10cm，其间力F做功1.4J． （1）此时弹簧的弹性势能多大； （2）撤去力F，已知弹簧劲度系数k=200N/m，试求A、B分离时弹簧的形变量x2； （3）已知弹簧的弹性势能与其形变量的平方成正比，试求A、B分离后，物块B的滑行距离s． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $