浙江省衢州市江山中学2023-2024学年高二物理上学期开学考试试题（Word版附解析）

江山中学2023学年第一学期高二开学限时训练物理一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39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.下列物理量属于矢量，且其单位用国际单位制基本单位表示正确的是（）A力：NB.电动势：A‧mC.功：kg×m2/s2D.电场强度：kg×m/A×s3【答案】D【解析】【详解】A．力是矢量，用国际单位制单位用基本单位表示为，故A错误；B．电动势是标量，用国际单位制单位用基本单位表示为，故B错误；C．功是标量，用国际单位制单位用基本单位表示为，故C错误；D．电场强度是矢量，用国际单位制单位用基本单位表示为，故D正确。故选D。2.在物理学的发展过程中，许多科学家做出了突出贡献，下列说法不符合物理学史的是（）A.牛顿提出了万有引力定律，开普勒通过实验测出了万有引力常量B.库仑总结出了点电荷间相互作用的规律C.奥斯特发现了电流的磁效应D.美国物理学家密立根测出了元电荷e的数值【答案】A【解析】【详解】A.牛顿提出了万有引力定律，卡文迪什通过实验测出了万有引力常量，故A错误；B.库仑总结出了点电荷间相互作用的规律，故B正确；C.奥斯特发现了电流的磁效应，故C正确；D.美国物理学家密立根测出了元电荷e的数值，故D正确。本题选不符合物理学史，故选A。3.“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨运行如图所示，则（　　） A.选地球为参考系，“天和”是静止的B.选地球为参考系，“神舟十五号”是静止的C.选“天和”为参考系，“神舟十五号”是静止的D.选“神舟十五号”为参考系，“天和”是运动的【答案】C【解析】【详解】AB．“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨绕地球做圆周运动，选地球为参考系，二者都是运动的，AB错误；CD．“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，二者相对静止，C正确，D错误。故选C。4.图甲为排球课的某个场景。小睿同学将排球从A点水平击出，排球飞到B点时，被小睿同学垫起，球向斜上方飞出后落到A点正下方且与B点等高的D点，排球运动的最高点为C，C点与A点高度相同，不计空气阻力，将排球飞行过程简化为乙图。下列说法正确的是（　　）A.排球在两次飞行过程中的时间B.排球到达B点的速率比离开B点的速率大C.排球在A点、C点两处的动能相等D.两次飞行过程中重力对排球做的功相等【答案】B【解析】【详解】A．排球从A点到B点的运动是平抛运动，将排球由A点运动到B点和由C点运动到D 点的平抛运动比较，由得因下落高度相同，结合对称性可知，排球从A点运动到B点是从B点运动到D点时间的一半，故A错误；C．设A、C两点的高度为，抛球从由A点运动到B点和由C点运动到D点都是平抛运动，这两个过程时间相等，但CD两点间的水平距离小于AB两点间的水平距离，根据可知排球在A点的速率大于经过C点的速率，根据可知排球在A点的动能大于排球在C点的动能，故C错误；B．排球从A点到B点的过程，根据机械能守恒定律得到达B点时的速率离开B点时的速率因为所以排球到达B点的速率比离开B点的速率大，故B正确；D．排球从A点到B点重力做功为mgh，排球从B点到D点重力做功为零，故D错误。故选B。5.小明同学在“观察电容器的充、放电现象”实验中给一个固定电容器充电。下列描述电容器电荷量Q、电压U、电容C之间关系的图像中，正确的是（　　）A.B. C.D.【答案】A【解析】【详解】ABC．由电容定义式固定电容器的电容是确定的，与电荷量和电压无关。A正确，BC错误；D．由电荷量与电压成正比，D错误。故选A6.如图所示，卫星沿圆形轨道I环绕地球运动，当其运动到M点时采取了一次减速制动措施，进入椭圆轨道（II或III）。轨道I、II和III均与地球赤道面共面，变更轨道后（　　）A.卫星可能沿轨道III运动B.卫星经过M点之后速度可能大于7.9km/sC.卫星经过M点时的加速度变大D.卫星环绕地球运动的周期变大【答案】B【解析】【详解】A．M点时采取了一次减速制动措施，卫星速度减小，卫星将由高轨道变轨到低高度，由图可知，相对于圆形轨道I，椭圆轨道II是低轨道，椭圆轨道III是高轨道，可知卫星可能沿轨道II运动，卫星不可能沿轨道III运动，A错误；B．7.9km/s是第一宇宙速度，等于近地卫星的环绕速度，根据图像可知，M点是椭圆轨道II的远地点，卫星在该点的速度小于近地点的速度，相对于近地卫星，椭圆轨道II是高轨道，由近地卫星变轨到椭圆轨道II，需要在近地点加速，即椭圆轨道II近地点的速度大于7.9km/s，可知卫星经过M点之后速度可能大于 7.9km/s，B正确；C．根据解得可知变更轨道后，卫星经过M点时距离地心间距不变，则卫星经过M点时的加速度也不变，C错误；D．根据开普勒第三定律有由于圆形轨道I的轨道半径大于椭圆轨道II的半长轴，则圆形轨道I的周期大于椭圆轨道II的周期，即卫星环绕地球运动的周期变小，D错误。故选B。7.质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为光滑的半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽内有一质量为m的小滑块，用力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，而凹槽始终静止。在此过程中，下列说法正确的是（　　）A.推力F先增大后减小B.凹槽对滑块的支持力先减小后增大C.水平地面对凹槽的摩擦力方向向右D.水平地面对凹槽的支持力一直减小【答案】D【解析】【详解】AB．对滑块进行受力分析如图所示 则有，当滑块由A点向B点缓慢移动时，增大，可知推力F增大，凹槽对滑块的支持力减小，故AB错误；C．根据上述可知，推力F与水平方向夹角为，对凹槽与滑块整体分析可知，在推力F的作用下，凹槽与滑块整体有向右运动的趋势，则水平地面对凹槽的摩擦力方向向左，故C错误；D．根据上述，对凹槽与滑块整体分析有解得增大，可知水平地面对凹槽的支持力一直减小，故D正确。故选D。8.如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　）A.如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态B.图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变C.如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小均相等D.如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用【答案】B【解析】【详解】A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时具有竖直向下的向心加速度，汽车处于失重状态，故A错误；B．图b所示，设高度为h，根据牛顿第二定律有解得 可知增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变，故B正确；C．设圆锥筒侧壁与竖直方向的夹角为θ，所受筒壁的支持力大小为根据牛顿第二定律解得可知A、B两位置小球的轨道半径不相同，可知A、B两位置小球的角速度不相等，故C错误；D．火车转弯超过规定速度行驶时，圆周运动所需要的向心力增大，大于重力和支持力的合力，有向外运动的趋势，则外轨对轮缘会有挤压的作用，故D错误。故选B。9.图为“玉兔二号”巡视器在月球上从O处行走到B处的照片，轨迹OA段是直线，AB段是曲线，巡视器质量为135kg，则巡视器（　　）A.受到月球的引力为1350NB.在AB段运动时一定有加速度C.OA段与AB段的平均速度方向相同D.从O到B的位移大小等于OAB轨迹长度【答案】B【解析】【详解】A．在月球上的g与地球不同，故质量为135kg的巡视器受到月球的引力不是1350N，故A错误；B．由于在AB段运动时做曲线运动，速度方向一定改变，一定有加速度，故B正确；C．平均速度的方向与位移方向相同，由图可知OA段与AB段位移方向不同，故平均速度方向不相同，故C错误；D．根据位移的定义可知从O到B的位移大小等于OB的连线长度，故D错误。故选B。 10.在如图所示的各电场中，a、b两点的电场强度相同的是（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】【详解】AB．A图和B图中的ab两点的电场的方向不同，场强大小相等，所以两点的电场强度不相同。故AB错误；C．C图中ab两点，b点的电场线比较密，所以b点的场强大。故C错误；D．D图中的两点所在的电场为匀强电场，两点的电场强度大小相等，方向相同，场强相同，故D正确；故选D。【点睛】11.如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P（5，3.5）、Q（6，5）。如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（　　）A.电源1与电源2的内阻之比是3∶2B.电源1与电源2的电动势之比是3∶2C.在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2D.在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7∶10 【答案】A【解析】【详解】AB．电源1与电源2的电动势为图线的纵轴截距，即电源1与电源2的内阻为图线的斜率大小，即故A正确，B错误；C．该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接时，其图线的交点即为电路中干路电流和路端电压，有所以在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是故C错误；D．根据可得在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是故D错误。故选A。12.如图所示，在真空中有两个固定的等量异种点电荷+Q和。直线MN是两点电荷连线的中垂线，O是两点电荷连线与直线MN的交点。a、b是两点电荷连线上关于O的对称点，c、d是直线MN上的两个点。下列说法中正确的是（　　） A.a点的场强大于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小B.a点的场强小于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大C.a点的场强等于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小D.a点的场强等于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大【答案】C【解析】【详解】根据等量异种电荷周围的电场分布，a点的场强等于b点的场强。MN为一条等势线，MN上O点场强最大，向两边逐渐减小，故检验电荷在O点受到的电场力最大。一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小。故C正确，ABD错误。故选C。13.如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的检验电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线．取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则（）A.q1在A点的电势能大于q2在B点的电势能B.q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能C.q1的电荷量小于q2的电荷量D.q1的电荷量大于q2的电荷量【答案】D【解析】【分析】由题，将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功，说明Q对q1、q2存在引力作用，则知Q带负电，电场线方向从无穷远到Q，根据顺着电场线方向电势降低，根据电场力做功与电势能变化的关系，分析得知q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能．B点的电势较高．由W=qU分析q1的电荷量与q2的电荷量的关系．【详解】将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功，则知Q对q1、q2存在引力作用，Q带负电，电场线方向从无穷远指向Q，所以A点电势高于B点电势；A与无穷远处间的电势差小于B与无穷远处间的电势差；由于外力克服电场力做的功相等，则由功能关系知，q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能；由W=qU得知，q1的电荷量大于q2的电荷量．故D正确．故选D． 二、选择题II（本题共2小题，每小题3分，共6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3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）14.如图，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电势为零，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（）A电压表读数减小B.小球的电势能减小C.电源的效率变高D.若电压表、电流表的示数变化量分别为和，则【答案】AD【解析】【详解】A项：由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再由R1串连接在电源两端；电容器与R3并联；当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时R1两端的电压也增大；所以并联部分的电压减小，故A正确；B项：由A项分析可知并联部分的电压减小，即平行金属板两端电压减小，根据，平行金属板间的场强减小，小球将向下运动，由于下板接地即下板电势为0，由带电质点P原处于静止状态可知，小球带负电，根据负电荷在电势低的地方电势能大，所以小球的电势能增大，故B错误；C项：电源的效率：,由A分析可知，路端电压减小，所以电源的效率变低，故C错误；D项：将R1和电源等效为一个新的电源，新电源的内阻为r+R1，电压表测的为新电源的路端电压，如果电流表测的也为总电流，则,由A分析可知，由于总电流增大，并联部分的电压减小，所以R3中的电流减小，则IA增大，所以，所以，故D正确． 点晴：解决本题关键理解电路动态分析的步骤：先判断可变电阻的变化情况，根据变化情况由闭合电路欧姆定律确定总电流的变化情况，再确定路端电压的变化情况，最后根据电路的连接特点综合部分电路欧姆定律进行处理．15.如图所示，虚线a、b、c代表某一电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，其中R在等势面b上．下列判断正确的是(　　)A.三个等势面中，c的电势最低B.带电粒子在P点的电势能比在Q点的大C.带电粒子在P点的动能与电势能之和比在Q点的小D.带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b【答案】ABD【解析】【详解】带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，电场线与等势面垂直，且由于带电粒子带正电，因此电场线指向右下方，根据沿电场线电势降低，可知a等势线的电势最高，c等势线的电势最低，故A正确；根据带电粒子受力情况可知，若粒子从P到Q过程，电场力做正功，动能增大，电势能减小，故带电粒子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大，故B正确；只有电场力做功，所以带电粒子在P点的动能与电势能之和与在Q点的相等，故C错误；电场的方向总是与等势面垂直，所以R点的电场线的方向与该处的等势面垂直，而带正电粒子受到的电场力的方向与电场线的方向相同，加速度的方向又与受力的方向相同，所以带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b．故D正确．三、非选择题（本题共6小题，共55分）16.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图甲所示。 （1）需要的实验操作有____________A．调节滑轮使细线与轨道平行B．倾斜轨道以补偿阻力C．小车靠近打点计时器静止释放D．先接通电源再释放小车（2）经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图乙所示。选取连续打出的点0、1、2，3、4为计数点，则计数点1的读数为____________。已知打点计时器所用交流电源的频率为，则打计数点2时小车的速度大小为____________（结果保留3位有效数字）。（3）用图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验，实验中细线拉力大小近似等于重物所受重力大小，则实验中重物应选用下图中的__________（选填“A”、“B”或“C”）。A.B.C.【答案】①.ACD②.2.75③.1.48④.C【解析】【详解】（1）[1]A．实验需要调节滑轮使细线与轨道平行，选项A正确；B．该实验只要使得小车加速运动即可，不需要倾斜轨道补偿阻力，选项B错误；C．为了充分利用纸带，则小车靠近打点计时器静止释放，选项C正确；D．先接通电源再释放小车，选项D正确。故选ACD。（2）[2][3]打计数点2时小车的速度为1、3之间的平均速度；由图可知计数点1的读数为2.75cm，计数点3的读数为8.65cm；已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，则打点周期T=0.02s，则打计数点2时小车的速度大小为（3）[4]实验中细线拉力大小近似等于重物所受重力大小，则需要满足重物的质量远小于小车的质量，故实验中重物应选用图中的C。 故选C。17.在“测量干电池的电动势和内阻”实验中（1）部分连线如图1所示，导线a端应连接到________（选填“A”、“B”、“C”或“D”）接线柱上。正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图2所示，其示数为________V。（2）测得的7组数据已标在如图3所示坐标系上，用作图法求干电池的电动势________V和内阻________Ω。（计算结果均保留两位小数）【答案】①.B②.1.20③.1.50④.1.04【解析】【详解】（1）[1]电压表测量的电压应为路端电压，开关应能控制电路，所以导线a端应连接到B处；[2]干电池电动势约为1.5V，电压表选择量程，分度值为0.1V，题图中电压表读数为1.20V；（2）[3][4]作出如图所示 根据闭合电路欧姆定律可知图像纵轴截距为电源电动势可得图像斜率的绝对值等于电源内阻18.如图所示，A、B、C、D是水平直线上的4个点，相邻两点间距均为r。在A点和B点放有电荷量均为Q的正点电荷。求:（1）两电荷间的库仑力大小；（2）A、B两处点电荷在C点的合场强;（3）要使C点的电场强度为0，则在D点放置一个怎样的点电荷？【答案】（1）；（2），方向水平向右；（3）放正点电荷，且【解析】【详解】（1）库仑力大小（2）A处点电荷在C点产生的电场强度为 B处点电荷在C点产生的电场强度为A、B两处点电荷在C点的合场强为方向水平向右（3）根据点电荷周围的电场分布及电场的叠加原理可知，C点的合场强方向为水平向右。要使C点场强为零，D点只能放正点电荷。且所以19.如图所示，运动员以的速度将冰壶沿水平冰面投出，冰壶在冰面上沿直线滑行后，其队友开始在冰壶滑行前方摩擦冰面，使冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的90%，以延长冰壶的滑行距离。已知运动员不摩擦冰面时，冰壶和冰面间的动摩擦因数。求此冰壶：（1）滑行过程中的加速度大小；（2）滑至处的速度大小；（3）投出后在冰面上滑行的距离x。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）冰壶自由滑行过程根据牛顿第二定律有代入数据解得（2）自由滑行时冰壶做匀减速运动，根据位移速度关系有 解得（3）摩擦冰面后根据牛顿第二定律有解得冰壶还能滑行的距离投出后在冰面上滑行的距离20.在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面是以为圆心、半径为的圆，为圆的直径，如图所示，质量为，电荷量为的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的点以速率穿出电场，与的夹角，运动中粒子仅受电场力作用。（1）求电场强度的大小；（2）为使粒子穿出电场时的位移最大，该粒子进入电场时的速度应为多大；（3）从A点射入的粒子速率取某一值时，粒子穿过电场时动能的增量最大，求动能增量的最大值。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）初速度为零的粒子从A开始沿着电场力方向做匀加速直线运动，则场强沿方向，从A到由动能定理得 解得（2）从点穿出的粒子位移最大，如图所示设粒子在A点的速度为，则沿轴正方向，A到，沿、正方向，有而联立解得（3）垂直于轴作圆的切线与圆相切于点，从点穿出的粒子沿电场力方向的位移最大，电场力做功最多，动能的增量最大，如图所示由几何关系得由动能定理得 联立解得21.如图所示，一游戏装置由固定于竖直平面内的倾斜直轨道AB、圆心为的圆弧形轨道BCD、圆心为的半圆形细圆管轨道DEF组成，轨道在B、D处平滑连接，C、、D、和F点在同一竖直线上。已知可视为质点的滑块质量，轨道BCD和DEF的半径均为，轨道AB的A端和B端距水平地面的高度分别为和，轨道均光滑，不计空气阻力，若滑块从轨道AB上某处由静止释放。（1）释放处距水平地面高度，求运动到最低点C时速度的大小及轨道对其支持力的大小；（2）滑块能从F点飞出落到水平地面上，求落地点离C点的最大距离；（3）滑块始终不脱离轨道，求释放处距水平地面高度的范围。【答案】（1），；（2）；（3）或【解析】【详解】（1）从释放至运动到C点，根据动能定理有解得 在C点，由牛顿第二定律有解得（2）从轨道AB的A端释放至到达F点的过程，根据动能定理有从F点飞出后做平抛运动，则有，解得（3）滑块不脱离轨道表示能进入细圆管轨道，且又不从F点飞出，或者不超过圆弧形轨道BCD的圆心等高处，若刚好到达D点，则有此时释放处距水平地面的高度满足得若刚好不从F点飞出，则在F点速度为0，则此时释放处距水平地面的高度满足解得此时的取值范围是若滑块不超过圆心的等高处，即的取值范围是 则的取值范围是