内容正文:
荆州中学2025级高二年级9月收心考
物理试题
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,只有一个是符合题目要求的。
1. 一枚火箭由地面竖直向上发射,其v-t图如图所示. 其中 由图象可知 ( )
A. 火箭在t₂-t₃时间内向下运动
B. 火箭能上升的最大高度为
C. 火箭运动过程中最大加速度大小为
D. 火箭上升阶段平均速度大小为
2. 在如图所示的电场中,下列说法正确的是( )
A. 电场强度EA<EB
B. 电势
C. 检验电荷+q由A点移至B点时静电力做正功
D. 检验电荷+q由A点移至B点时电势能增大
3. 如图所示,质量均为的木块和用一轻弹簧相连,竖直放在水平面上处于静止状态,重力加速度为。将质量为的木块轻放在上的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 间弹力为零
B. 木块对水平面的压力大小变为
C. 木块的加速度大小为
D. 木块的加速度大小为
4. 两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球A、B,质量分别为m、2m,细线上端固定在同一点,绕共同的竖直轴在同一水平面内做匀速圆周运动。A球细线与竖直方向的夹角为,B球细线与竖直方向的夹角为;则A球和B球的角速度大小之比为( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,与纸面平行的匀强电场中有一矩形abcd,a、b、c三点处的电势分别为4V、6V、10V,则d点的电势和匀强电场的电场强度的大小为( )
A. 12V,N/C B. 12V,2N/C
C. 8V,N/C D. 8V,2N/C
6. 某电流表的内部电路如图所示,当使用A、C两接线柱时量程为,使用A、B两接线柱时量程为,已知灵敏电流计的内阻为,满偏电流为,则电阻、分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
7. 如图,将小物块放上以5m/s速度匀速运动的电动传送带,一段时间内小物块从匀加速至,不计空气阻力。则这段时间内物块增加的动能、系统因摩擦而产生的热量、传送带因传送物块而多消耗的电能之比为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题4分,共12分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
8. 如图所示的圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 如图,汽车通过凹形路面的最低点时处于失重状态
B. 如图,火车转弯超过规定速度行驶时,外轨对外侧车轮的轮缘会有挤压作用
C. 如图,钢球在水平面做圆周运动,钢球距悬点的距离为,则钢球运动的周期
D. 如图,水平公路上行驶的汽车,车轮与路面之间的静摩擦力提供转弯所需的向心力
9. 如图所示,光滑水平轨道AB与竖直光滑半圆形轨道BC在B点平滑连接。一小物块(可视为质点)将轻弹簧压缩至A点后由静止释放,物块脱离弹簧后进入半圆形轨道,恰好能够到达最高点C,D点为圆弧BC的中点。若物块质量为0.2kg,轨道半径为0.5m,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 物块在C点的速度为零
B. 物块在C点的向心加速度等于重力加速度
C. 物块在D点时对轨道的压力为6N
D. 物块在A点时弹簧的弹性势能等于0.5J
10. 如图所示,竖直平面内存在足够宽广的匀强电场(大小、方向未知)。一带电量为(),质量为的小球从点以水平速度向左抛出,经过一段时间后,小球以与水平方向成的速度(大小未知)通过点正下方的点,距离为,重力加速度为,不计空气阻力。则( )
A. 小球过点时的水平速度大于
B. 之间的电势差为
C. 小球所受的电场力大小为
D. 小球在运动过程中的最小速度为
三、实验题
11. 在“研究小球做平抛运动的规律”的实验中:
(1)如图甲所示的实验中,观察到两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向做________如图乙所示的实验:将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内,滑道末端水平,把两个质量相等的小钢球,从斜面的相同高度由静止同时释放,观察到球1落到水平板上并击中球2,这说明平抛运动在水平方向做________
(2)该同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球平抛运动的照片,照片中小方格的边长,小球在平抛运动中的几个位置如图丙中的a、b、c、d所示,则照相机每隔________s曝光一次,小球平抛初速度为________m/s(当地重力加速度大小)。
12. 某科研兴趣小组为研究石墨烯复合电阻丝的导电特性,设计实验精确测量其电阻率,实验器材与相关参数如下:
待测石墨烯电阻丝(阻值约)
电源(电动势4.5 V,内阻可忽略)
电流表(量程,内阻)
电流表(量程,内阻约为0.05 Ω)
电压表V(量程,内阻约为5 kΩ)
滑动变阻器()
滑动变阻器()
螺旋测微器、开关、导线若干。
(1)如图甲所示,用螺旋测微器测量电阻丝的直径,则_____________mm。
(2)为保证实验安全和测量精度且电压、电流能从零开始调节,电流表应选_____________(填“”或“”),滑动变阻器应选_____________(填“”或“”),实验电路图最合适的应选_____________。
A. B.
C. D.
(3)若测得电阻丝的电阻为,已知电阻丝长度为,则电阻率为_____________(用、、表示)。
四、解答题
13. 如图所示,质量为的物体静止在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数。现对物体施加一大小为、方向与水平方向成角斜向上的拉力,作用后撤去拉力,,,重力加速度。求:
(1)撤去拉力时物体的速度大小;
(2)前内物体在水平地面上的位移大小。
14. 如图所示,质量m=2kg的滑块(可视为质点),在水平牵引功率恒为P=16W的力作用下从A点由静止开始运动,一段时间后撤去牵引力,当滑块由平台边缘B点水平飞出后,恰能从竖直光滑圆弧轨道CDE上C点的切线方向切入轨道,且刚好能沿轨道到达与轨道圆心O等高的E点,已知AB间的距离L=3m,滑块与平台间的动摩擦因数=0.2,圆弧轨道半径R=m,=53°,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求
(1)滑块对圆弧轨道的最大压力;
(2)滑块在C点的速度大小;
(3)滑块在平台上运动时水平牵引力的作用时间。
15. 如图所示,在平面直角坐标系的第一象限内存在着沿轴正方向的匀强电场。现从轴上的点沿轴正方向发射一带电粒子,其质量为,电荷量为(),带电粒子仅在电场力作用下到达轴点,到达点时的速度方向与轴正方向成角;带电粒子到达点的同时,在第四象限区域内某处放置一带正电的点电荷,使带电粒子进入第四象限后做匀速圆周运动。带电粒子到达轴点时(图中未画出)速度方向沿轴正方向。已知O、A点间的距离为,静电力常量为,不计粒子重力。求:
(1)第一象限电场中、间的电势差;
(2)点电荷所带电荷量和位置坐标;
(3)粒子从轴点出发到再次回到轴经过点所经历的时间。
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荆州中学2025级高二年级9月收心考
物理试题
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,只有一个是符合题目要求的。
1. 一枚火箭由地面竖直向上发射,其v-t图如图所示. 其中 由图象可知 ( )
A. 火箭在t₂-t₃时间内向下运动
B. 火箭能上升的最大高度为
C. 火箭运动过程中最大加速度大小为
D. 火箭上升阶段平均速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.速度时间图像中速度的正负表示物体的运动方向,为正,则朝着正方向,为负,则朝着负方向,图像的速度值都是大于等于零的,所以物体一直朝着正方向运动,即向上运动,故A错误;
B.当时高度最大,速度时间图像与坐标轴围成的面积表示位移,所以上升的最大高度为
代入数据,解得
故B错误;
C.图像的斜率表示加速度,所以阶段加速度最大,为
故C正确;
D.上升阶段的平均速度为
故D错误。
故选C。
2. 在如图所示的电场中,下列说法正确的是( )
A. 电场强度EA<EB
B. 电势
C. 检验电荷+q由A点移至B点时静电力做正功
D. 检验电荷+q由A点移至B点时电势能增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.电场线的疏密反应了场强的大小,由图可知,电场强度EA>EB,A错误;
B.沿电场线的方向,电势逐渐降低,由图可知,电势 ,B错误;
C.正电荷受力的方向沿着电场线方向,因此检验电荷+q由A点移至B点时静电力做负功,电势能增加,D正确,C错误。
故选D。
3. 如图所示,质量均为的木块和用一轻弹簧相连,竖直放在水平面上处于静止状态,重力加速度为。将质量为的木块轻放在上的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 间弹力为零
B. 木块对水平面的压力大小变为
C. 木块的加速度大小为
D. 木块的加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】ACD.未放木块C之前,对A受力分析,受竖直向下重力和竖直向上的弹簧弹力,根据平衡条件可得弹簧弹力
木块C放在A上的瞬间,弹簧不发生突变,弹力大小不变,即弹簧的弹力大小仍然为,以AC整体为研究对象,根据牛顿第二定律可得
解得AC的加速度大小为
对木块C根据牛顿第二定律得
解得间弹力大小为,故AC错误,D正确;
B.未放木块C之前,对B受力分析,受竖直向下重力,竖直向下弹力和竖直向上的支持力,根据平衡条件有
其中弹簧两端的弹力大小相等,即
根据牛顿第三定律有木块对水平面的压力大小
解得
木块C放在A上的瞬间,弹簧不发生突变,B对水平面的压力大小与没有放C之前一样,即B对水平面的压力大小仍为,故B错误。
故选D。
4. 两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球A、B,质量分别为m、2m,细线上端固定在同一点,绕共同的竖直轴在同一水平面内做匀速圆周运动。A球细线与竖直方向的夹角为,B球细线与竖直方向的夹角为;则A球和B球的角速度大小之比为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设连接小球的细线长度为,细线与竖直方向的夹角为,小球所在水平面到悬挂点的高度为,根据牛顿第二定律可得
其中
联立可得角速度为
由于A球和B球在同一水平面内做匀速圆周运动,所以A球和B球的角速度大小之比为。
故选A。
5. 如图所示,与纸面平行的匀强电场中有一矩形abcd,a、b、c三点处的电势分别为4V、6V、10V,则d点的电势和匀强电场的电场强度的大小为( )
A. 12V,N/C B. 12V,2N/C
C. 8V,N/C D. 8V,2N/C
【答案】D
【解析】
【详解】由匀强电场的性质可知,
可得点电势为
的中点(设为e点)为
则be为等势面,可得
故选D。
6. 某电流表的内部电路如图所示,当使用A、C两接线柱时量程为,使用A、B两接线柱时量程为,已知灵敏电流计的内阻为,满偏电流为,则电阻、分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】B
【解析】
【详解】当使用A、C两接线柱时量程为,则有
使用A、B两接线柱时量程为,则有
联立解得,。
故选B。
7. 如图,将小物块放上以5m/s速度匀速运动的电动传送带,一段时间内小物块从匀加速至,不计空气阻力。则这段时间内物块增加的动能、系统因摩擦而产生的热量、传送带因传送物块而多消耗的电能之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设物块质量为m,则物块增加的动能
物块加速时间
摩擦生热
传送带因传送物块而多消耗的电能
可得这段时间内物块增加的动能、系统因摩擦而产生的热量、传送带因传送物块而多消耗的电能之比为
故选A。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题4分,共12分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
8. 如图所示的圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 如图,汽车通过凹形路面的最低点时处于失重状态
B. 如图,火车转弯超过规定速度行驶时,外轨对外侧车轮的轮缘会有挤压作用
C. 如图,钢球在水平面做圆周运动,钢球距悬点的距离为,则钢球运动的周期
D. 如图,水平公路上行驶的汽车,车轮与路面之间的静摩擦力提供转弯所需的向心力
【答案】BD
【解析】
【详解】A.图中汽车通过凹形路面的最低点时,向心加速度方向竖直向上,处于超重状态,故A错误;
B.图中,火车转弯超过规定速度行驶时,外轨对外侧车轮的轮缘会有挤压作用,产生的弹力用以补充圆周运动所需要的向心力,故B正确;
C.图中设轻绳与竖直方向夹角为,根据牛顿第二定律可知
解得
可知钢球运动的周期,故C错误;
D.图中在水平公路上行驶的汽车,车轮与路面之间无相对运动,两者之间为静摩擦力,该力提供转弯所需的向心力,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,光滑水平轨道AB与竖直光滑半圆形轨道BC在B点平滑连接。一小物块(可视为质点)将轻弹簧压缩至A点后由静止释放,物块脱离弹簧后进入半圆形轨道,恰好能够到达最高点C,D点为圆弧BC的中点。若物块质量为0.2kg,轨道半径为0.5m,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 物块在C点的速度为零
B. 物块在C点的向心加速度等于重力加速度
C. 物块在D点时对轨道的压力为6N
D. 物块在A点时弹簧的弹性势能等于0.5J
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.物体恰好能到达最高点C,则物体在最高点只受重力,且重力全部用来提供向心力,根据牛顿第二定律可知,向心加速度等于重力加速度,设半圆轨道的半径为r,由牛顿第二定律得
解得物体在C点的速度
A错误B正确;
C.从D到C过程
在D点
根据牛顿第三定律物块在D点时对轨道的压力为6N,故C正确;
D.由能量守恒定律知,物体在A点时弹簧的弹性势能等于物体在C点时的动能和重力势能之和,有
故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,竖直平面内存在足够宽广的匀强电场(大小、方向未知)。一带电量为(),质量为的小球从点以水平速度向左抛出,经过一段时间后,小球以与水平方向成的速度(大小未知)通过点正下方的点,距离为,重力加速度为,不计空气阻力。则( )
A. 小球过点时的水平速度大于
B. 之间的电势差为
C. 小球所受的电场力大小为
D. 小球在运动过程中的最小速度为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.小球初速度水平向左,末速度水平分速度水平向右,竖直分速度竖直向下,受匀强电场作用,因此小球在水平、竖直方向均受恒定外力,做匀变速曲线运动,设向左、向下为正。
初速度,
加速度,
由点正下方为点,距离为,则水平位移,竖直位移,设运动时间为,有,结合
解得,故A错误;
BC.点速度与水平成斜向下,则解得
由解得,则由解得
由解得,则由,解得
因此电场力大小
粒子从到水平位移为零,只有竖直电场力做功
电势差,故BC正确;
D.小球加速度恒定,大小,方向斜向右下。
对初速度与加速度夹角进行矢量计算,满足,
最小速度出现在速度与加速度垂直的时刻,大小等于初速度垂直于加速度的分量,即,故D正确;
故选BCD。
三、实验题
11. 在“研究小球做平抛运动的规律”的实验中:
(1)如图甲所示的实验中,观察到两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向做________如图乙所示的实验:将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内,滑道末端水平,把两个质量相等的小钢球,从斜面的相同高度由静止同时释放,观察到球1落到水平板上并击中球2,这说明平抛运动在水平方向做________
(2)该同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球平抛运动的照片,照片中小方格的边长,小球在平抛运动中的几个位置如图丙中的a、b、c、d所示,则照相机每隔________s曝光一次,小球平抛初速度为________m/s(当地重力加速度大小)。
【答案】(1) ①. 自由落体运动 ②. 匀速直线运动
(2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1] 用小锤打击弹性金属片,B球就水平飞出,同时A球被松开,做自由落体运动,两球同时落到地面,则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动。
[2] 因为观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2,可知球1在水平方向上的运动规律与球2相同,即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。
【小问2详解】
[1] 频闪照相机拍摄,a、b、c、d之间时间间隔相等,竖直方向做自由落体运动,通过逐差法得
解得
[2]水平方向做匀速直线运动,a、b、c、d两点之间的间隔为,平抛初速度为
12. 某科研兴趣小组为研究石墨烯复合电阻丝的导电特性,设计实验精确测量其电阻率,实验器材与相关参数如下:
待测石墨烯电阻丝(阻值约)
电源(电动势4.5 V,内阻可忽略)
电流表(量程,内阻)
电流表(量程,内阻约为0.05 Ω)
电压表V(量程,内阻约为5 kΩ)
滑动变阻器()
滑动变阻器()
螺旋测微器、开关、导线若干。
(1)如图甲所示,用螺旋测微器测量电阻丝的直径,则_____________mm。
(2)为保证实验安全和测量精度且电压、电流能从零开始调节,电流表应选_____________(填“”或“”),滑动变阻器应选_____________(填“”或“”),实验电路图最合适的应选_____________。
A. B.
C. D.
(3)若测得电阻丝的电阻为,已知电阻丝长度为,则电阻率为_____________(用、、表示)。
【答案】(1)0.400##0.399##0.401
(2) ①. A1 ②. R1 ③. A
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据螺旋测微器的测量原理,可知
【小问2详解】
[1]电路中的最大电流约为,为了测量更加精确,应选择量程为0.6A的电流表A1。
[2] 想要让电压与电流能够从0开始调节,滑动变阻器应选择分压接法,适配的滑动变阻器阻值大小应小于待测电阻,故选R1。
[3]根据分析可知选择滑动变阻器的分压接法,同时由于电流表的内阻是已知的,选择电流表内接时可以通过计算去除系统误差,综上所述应选择选项A中电路图。
故选A。
【小问3详解】
根据电阻率的相关公式,
联立解得
四、解答题
13. 如图所示,质量为的物体静止在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数。现对物体施加一大小为、方向与水平方向成角斜向上的拉力,作用后撤去拉力,,,重力加速度。求:
(1)撤去拉力时物体的速度大小;
(2)前内物体在水平地面上的位移大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
F作用时,对物体,在竖直方向有
水平方向,根据牛顿第二定律有
解得
由速度-时间公式有
解得
【小问2详解】
内物体运动位移为,由位移-时间公式有
解得
撤去F后,对物体
解得
设撤去F后用时停止,有
解得
说明第5s时物体已经静止,根据速度-位移公式有
前5s内位移为
14. 如图所示,质量m=2kg的滑块(可视为质点),在水平牵引功率恒为P=16W的力作用下从A点由静止开始运动,一段时间后撤去牵引力,当滑块由平台边缘B点水平飞出后,恰能从竖直光滑圆弧轨道CDE上C点的切线方向切入轨道,且刚好能沿轨道到达与轨道圆心O等高的E点,已知AB间的距离L=3m,滑块与平台间的动摩擦因数=0.2,圆弧轨道半径R=m,=53°,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求
(1)滑块对圆弧轨道的最大压力;
(2)滑块在C点的速度大小;
(3)滑块在平台上运动时水平牵引力的作用时间。
【答案】(1)60N,竖直向下;(2)4m/s;(3)1.11s
【解析】
【分析】
【详解】(1)由于滑块刚好能沿轨道到达与轨道圆心O等高的E点,则,根据动能定理可得
在D点,由牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可得,滑块对圆弧轨道的最大压力为60N,方向竖直向下。
(2)滑块从C到E过程,由动能定理有
解得
(3)滑块离开B点的速度为
滑块从A到B过程,由动能定理有
解得
15. 如图所示,在平面直角坐标系的第一象限内存在着沿轴正方向的匀强电场。现从轴上的点沿轴正方向发射一带电粒子,其质量为,电荷量为(),带电粒子仅在电场力作用下到达轴点,到达点时的速度方向与轴正方向成角;带电粒子到达点的同时,在第四象限区域内某处放置一带正电的点电荷,使带电粒子进入第四象限后做匀速圆周运动。带电粒子到达轴点时(图中未画出)速度方向沿轴正方向。已知O、A点间的距离为,静电力常量为,不计粒子重力。求:
(1)第一象限电场中、间的电势差;
(2)点电荷所带电荷量和位置坐标;
(3)粒子从轴点出发到再次回到轴经过点所经历的时间。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在第一象限做类平抛运动,设初速度为,运动时间为,
方向匀速运动,位移
方向匀加速运动,到达点时,速度和位移分别为,
联立解得,
由动能定理,电场力做功
解得
【小问2详解】
设粒子做圆周运动的半径为,圆心坐标为,运动轨迹如图所示
由几何关系,可得,
解得,
结合点电荷在第四象限(),可得
点电荷位置坐标为
粒子进入第四象限后,速度大小为
粒子做匀速圆周运动,由库仑力提供向心力,有
解得
【小问3详解】
粒子做圆周运动的周期
粒子做圆周运动的圆心角
粒子在第四象限的运动时间
粒子经历的总时间
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