湖南省永州市第一中学2022-2023学年高二下学期开学考试物理 Word版含解析.docx

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永州一中2023年下期高二入学考试物理试卷考生注意：1、本科目试题卷共6页。时量75分钟，满分100分。答题前，考生务必将自己的姓名、班级、考室号、座位号填入相应位置内。2、客观题请用2B铅笔填涂在答题卡上，主观题用黑色的签字笔书写在答题卡上。考试结束时，只交答题卡，试题卷请妥善保管。一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，将你认为正确的答案选出来填在答题卡的指定位置）1.为了美观和经济，许多桥面建成拱形，如图所示。汽车通过桥顶时，对桥面的压力会减小，行驶速度过大的汽车将失去控制、无法转向，造成安全隐患，故拱形桥上都会有限速标志。设汽车对桥面的压力是其重力的0.6倍时，其速度就是限速标志对应的速度，桥顶圆弧对应的半径为100m，取g=10m/s2。则该限速标志所示速度约为（　　）A.40km/hB.50km/hC.70km/hD.100km/h【答案】C【解析】【详解】汽车在拱形桥最高点有该限速标志所示速度约为故选C。2.北斗卫星导航系统（BDS）是我国自行研制的全球卫星导航系统，2020年我国已发送了北斗系统最后一颗卫星，从此北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做匀速圆周运动，a是地球同步卫星，（忽略地球自转）则（　　） A.卫星a的向心加速度大于地球表面重力加速度B.卫星a的加速度大于b的加速度C.卫星b的周期大于D.卫星a的角速度小于c的角速度【答案】D【解析】【详解】A．由于忽略地球自转，则地球表面处重力加速度和近地卫星的加速度相等，由万有引力提供向心力因为卫星a的半径大于近地卫星的半径，所以卫星a的向心加速度小于贴地卫星的向心加速度，A错误；B．根据万有引力提供向心得，向心加速度为因为卫星a与卫星b的轨道半径相等，所以卫星a的加速度等于b的加速度，B错误；C．因为卫星a是地球同步卫星，而卫星a与卫星b的轨道半径相等，由万有引力提供向心力可得，卫星a与卫星b的周期相等，故卫星b的周期为C错误；D．根据万有引力提供向心力得，卫星的角速度为 可得，轨道半径越大角速度越小，故卫星a的角速度小于c的角速度，D正确。故选D。3.如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电流表、电压表均为理想电表，当的滑片向左滑动时（）A.电压表读数变小B.电流表读数变大C.消耗的功率变大D.电压表读数的变化量与电流表读数的变化量之比的绝对值不变【答案】D【解析】【详解】AB．当的滑片向左滑动时，接入电路中的电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知电流表的读数减小，根据可知电源的内电压和R1两端电压均减小，则电压表的读数为所以电压表的读数增大，故AB错误；C．消耗的功率为可知消耗的功率在减小，故C错误；D．根据闭合电路欧姆定律得电压表两端电压为 由上式得为U1-I图像的斜率，即为所以电压表读数的变化量与电流表读数的变化量之比的绝对值不变，故D正确。故选D。4.如图所示装置可以根据平行板电容器的决定因素来测量微小形变，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度变化时，极板上所带电荷量增多，则（）A.材料竖直方向尺度减小B.极板间电场强度不变C.通过电流表的电流方向向左D.电容器电容变大【答案】D【解析】【详解】AD．根据电容的定义式可知电容器极板上的电荷量增多时电容器的电容变大，根据电容的决定式可知极板间距d减小，材料竖直方向尺度增大，故A错误，D正确；B．两极板间形成匀强电场，根据可知极板间电场强度变大，故B错误；C．电容器电荷量增多意味着电容器处于充电状态，电子移动到下极板，所以通过电流表的电流方向向右，故C错误。故选D。5.如图所示，、、、为匀强电场中的四点，它们的连线构成正方形，其中边与电场线平行，点为与连线的交点。一个电荷量为的正点电荷固定在点，下列说法正确的是（　　） A.、两点的电场强度相同B.、两点的电势不等C.将电子沿直线从点移动到点，电场力做正功D.将电子沿直线从点移动到点，电势能先减小后增大【答案】D【解析】【详解】A．如图所示，在点的正点电荷在、、、四点产生电场方向如图所示由图可知、两点的电场强度方向不相同，故、两点的电场强度不相同，A错误；B．匀强电场在、两点的电势相等，点电荷在、两点的电势相等，故、两点的电势相等，B错误；C．点电荷在、两点的电势相等，故将电子沿直线从点移动到点，点电荷对电子做功为零，匀强电场对电子做负功，故电场力做负功，C错误；D．边与匀强电场方向垂直，将电子沿直线从点移动到点，匀强电场对电子不做功，点电荷对电子先做正功后做负功，故电势能先减小后增大，D正确。故选D。6.如图，△abc中bc=4cm，∠acb=30°。匀强电场的电场线平行于△abc所在平面，且a、b、c点的电势分别为6V、-3V、6V。下列说法中正确的是（　　）A.电场强度的方向沿ac方向 B.电场强度的大小为450V/mC.电子从a点移动到b点，电场力做功为18eVD.电子从c点移动到b点，电势能增加了18eV【答案】B【解析】【详解】AB．由于ac两点电势相等，故ac为一条等势线，电场方向与等势线垂直，且由高电势指向低电势可知，电场方向垂直ac，且指向上方，故电场强度的大小为故A错误，B正确；C．电子从a点移动到b点，电场力做功为故C错误；D．电子从c点移动到b点，电场力做功为电场力做的负功，电势能增加，故D错误。故选B。7.如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直，一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时，对应的轨道半径为（重力加速度为g）（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，据机械能守恒定律有 物块从轨道上端水平飞出做平抛运动联立解得水平距离由数学知识可知，当水平位移最大，所以对应的轨道半径为。故选B。二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。将你认为正确的答案选出来填在答题卡的指定位置）8.如图所示，电源电动势，内阻为，，，开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机的额定电压为5V，电动机的线圈的电阻为，下列说法正确的是（　　）A.通过电动机线圈的电流为10AB.通过电阻的电流为2AC.电动机输出的机械功率为50WD.电源的输出功率为16W【答案】BD【解析】【详解】B.开关闭合后，电动机恰好正常工作，由电路可知此时R2两端电压为5V，根据闭合电路欧姆定律可得中的电流为 故B正确；A.根据电路可求得通过电动机线圈的电流为故A错误；C.电动机的电功率电动机正常工作时内部消耗的热功率为电动机输出的机械功率为故C错误；D.电源的输出功率为故D正确。故选BD。9.北京时间2021年10月16日0时23分，神舟十三号载人飞船顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。飞船在某段时间内无动力运动可近似为如图所示的情境，圆形轨道I为空间站运行轨道，椭圆轨道II为载人飞船运行轨道，B点为椭圆轨道II的近地点，椭圆轨道II与圆形轨道I相切于A点，设圆形轨道I的半径为r，地球表面重力加速度为g地球半径为R，地球的自转周期为T，椭圆轨道II的半长轴为a，不考虑大气阻力。下列说法正确的是（　　）A.空间站运行的周期与载人飞船在椭圆轨道II上运行的周期之比为：B.载人飞船由B点飞到A点速度逐渐减少 C.载人飞船在轨道I上A点的加速度大于在轨道II上A点的加速度D.根据题中信息，可求出地球的质量【答案】AB【解析】【详解】A．设空间站运动的周期为T1，载人飞船运动的周期为T2，根据开普勒第三定律有空间站运行的周期与载人飞船在椭圆轨道II上运行的周期之比为：，故A正确；B．根据开普勒第二定律可得，载人飞船在远地点A点的速度大小小于在近地点B点速度的大小，故B正确；C．载人飞船在轨道I上通过A点时受到的万有引力等于在轨道II上运行时通过A时点万有引力，由牛顿第二定律可知，它们的加速度相等，故C错误；D．空间站做匀速圆周运动，设空间站运动的周期为T1，由万有引力提供向心力有解得空间站运动的周期与地球的自转周期T不相等，不可求出地球的质量，故D错误。故选AB。10.如图所示，轻绳的一端系一质量为m的金属环，另一端绕过定滑轮悬挂一质量为5m的重物。金属环套在固定的竖直光滑直杆上，定滑轮与竖直杆之间的距离OQ＝d，金属环从图中P点由静止释放，OP与直杆之间的夹角，不计一切摩擦，重力加速度为g，则（　　）A.金属环从P上升到Q的过程中，重物所受重力的瞬时功率一直增大 B.金属环从P上升到Q的过程中，绳子拉力对重物做的功为C.金属环在Q点的速度大小为D.若金属环最高能上升到N点，则ON与直杆之间的夹角【答案】BC【解析】【详解】A．刚开始，重物的速度为零，重物所受重力的瞬时功率为零，当环上升到Q时，由于环的速度向上与绳垂直，重物的速度为零，此时重物所受重力的瞬时功率为零，故金属环从P上升到Q的过程中，重物所受重力的瞬时功率先增大后减小，故A错误；B．金属环从P上升到Q的过程中，对重物由动能定理可得解得绳子拉力对重物做的功为故B正确；C．设金属环在Q点的速度大小为v，对环和重物整体，由机械能守恒定可得解得故C正确；D．若金属环最高能上升到N点，则在整个过程中，对环和重物整体，由机械能守恒定律可得解得ON与直杆之间的夹角为故D错误。故选BC。11.如图所示，在竖直平面xOy内存在大小、方向未知的匀强电场。一质量为m的小球从y轴上P点以水平速度v进入第一象限，速度方向沿x轴正方向，经过x轴上Q点时的速度大小也为v，方向与x 轴夹角为60°。重力加速度大小为g。不计空气阻力，小球从P点运动到Q点的过程中（　　）A.速度的最小值为B.所受电场力的最小值为C.动能与电势能之和一直增大D.水平位移与竖直位移的大小之比为【答案】AC【解析】【详解】A．根据题意可知小球在复合场中做类斜抛运动，由于小球在P、Q两点速度大小均为v，根据类斜抛运动的对称性可知，小球所受重力与电场力的合力F方向必定垂直于PQ连线指向左下方，令合力F方向与x轴负方向夹角为，则有，小球在竖直方向上做初速度为0的匀加速直线运动，则有小球在水平方向上做双向匀变速直线运动，则有解得，可知小球在沿PQ方向做匀速直线运动，在垂直于PQ方向做双向匀变速直线运动，可知当小球垂直于PQ方向的分速度减小为0时，小球速度最小，最小值即为PQ方向做匀速运动的速度，则有 A正确；B．根据上述，电场力与重力合力方向始终垂直于PQ方向，根据三角形法则可知，当电场力与合力方向垂直时，电场力最小，则有B错误；C．小球在运动过程中，只有重力势能、动能与电势能之间的转化，小球由P点运动到Q点过程中，重力做正功，重力势能减小，则动能与电势能之和一直增大，C正确；D．根据上述小球水平位移与竖直位移的大小分别为，解得D错误。故选AC。三、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分。将答案填在答题卡的指定位置）12.某兴趣小组在“验证机械能守恒定律”的实验中。（1）图甲所示操作中不合理的是_________。（多选）（2）本实验中，下列说法正确的是_____。（多选）A．先接通电源，后让重锤下落B．若测得的重锤质量不准则会导致实验误差C．可以根据v=gt来计算重物在t时刻的瞬时速度D．安装打点计时器时，应使两个限位孔处于同一竖直线上（3）在实验中，当地重力加速度g=9.8m/s2，若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图乙所示（相邻计数点时间间隔为0.02s）。B点的速度为=_____m/s数值上 DEp>Ek，原因可能是_______。【答案】①.ABC②.AD③.0.97④.阻力做功【解析】【详解】（1）[1]正确的操作纸带的方法是：手持纸带的末端，让纸带保持竖直，重物靠近打点计时器，从图上可以看出，ABC操作不符合要求，D符合要求，故选ABC。（2）[2]A．先接通电源，后释放纸带，让重锤下落带着纸带下落，A正确；B．机械能守恒则需验证重锤的质量可以被约去，即测得的重锤质量不准不会导致实验误差，B错误；C．不可以根据v=gt来计算重物在t时刻的瞬时速度，要根据匀变速直线运动，中间时刻的瞬时速度等于平均速度来计算某时刻的瞬时速度，C错误；D．安装打点计时器时，应使两个限位孔处于同一竖直线上，减小摩擦力，D正确。故选AD。（3）[3]根据匀变速直线运动，中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知[4]数值上DEp>Ek，原因可能是阻力做功导致的。13.某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：A．电流表A1（内阻，满偏电流）B．电流表A2（内阻约为1Ω，量程为0.3A）C．定值电阻D．滑动变阻器（2kΩ，2A）E.滑动变阻器（100Ω，2A）F.干电池组（6V，0.05Ω，允许通过的最大电流为0.5A）G.一个开关和导线若干H.螺旋测微器，游标卡尺 （1）如图甲，用螺旋测微器测金属棒直径________________mm；如图乙，用20分度游标卡尺测金属棒长度为______________cm。（2）用多用电表粗测金属棒的阻值：用“”挡，指针静止时如图丙所示，则金属棒的阻值约为____________________Ω。（3）该同学根据提供的器材，设计了实验电路。为了保证实验电路的安全及操作方便，应该选用的滑动变阻器是____________（填“”或“”）。请在虚线框中画出你设计的实验电路图______。【答案】①.5.660②.12.425③.17.0④.⑤.【解析】【详解】（1）[1]螺旋测微器的精度为0.01mm，读数为5.5mm+0.160mm=5.660mm；[2]20分度游标卡尺的精度为0.05mm，读数为124mm+mm=124.25mm=12.425cm；（2）[3]金属棒的阻值约为17.0Ω；（3）[4][5]金属棒的阻值约为17.0Ω，用R2即可，电路图如下： 四、计算题（本题共3小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）14.如图所示，马戏团正在上演飞车节目，杂技演员驾驶摩托车（整体可视为质点）在一个可视为球体的固定铁笼内绕铁笼的竖直直径在水平面内做匀速圆周运动，此时摩托车所在位置与铁笼中心O点的连线与水平方向的夹角。已知铁笼的半径，杂技演员与摩托车整体的质量，不计铁笼与摩托车间的摩擦，取重力加速度大小。求：（1）摩托车对铁笼的压力大小；（2）摩托车此时行驶的速度大小。【答案】（1）3000N；（2）9m/s【解析】【详解】（1）演员驾驶摩托车的受力分析如图竖直方向，根据受力平衡可得可得铁笼对摩托车的支持力为 根据牛顿第三定律可知摩托车对铁笼的压力大小为（2）由牛顿第二定律可得可得摩托车此时行驶的速度大小15.如图a所示，水平面与斜面在B处平滑连接，斜面上的C端处安装有轻弹簧。质量为m=1kg小物块被斜向上α=37°的恒力F作用下从A位置静止开始向右运动，到达B点后撤去恒力F。小物块从A点出发到速度第一次减为零的过程，其动能Ek、重力势能Ep（以水平面为零势能面），弹簧弹性势能E随小物块路程s的变化如图b三条图线所示。（1）请判断三条图线各表示哪个能量；（无需分析过程）（2）求斜面的倾斜角β；（3）求图b中D点表示的能量大小。【答案】（1）①表示小物块动能，②表示小物块的重力势能，③表示弹簧的弹性势能；（2）；（3）【解析】【详解】（2）1~1.8m路程内，小物块的重力势能增加4J，有斜面的倾斜角为（3）由图线①可知，1~1.8m路程内，小物块的动能从8J减小至4J，根据动能定理得 说明斜面摩擦力为0，斜面光滑。由图线②可知，路程为2.2m时，小物块的重力势能为6J。路程从1m~2.2m过程中，小物块与弹簧组成的系统机械能守恒，则图b中D点的弹性势能为16.如图甲所示，质量为m、电荷量为e、初速度为0的电子经电压加速后，沿方向垂直进入偏转电场，偏转电场极板M、N长度均为2L，极板间距为d。为两极板的中心线，P是足够大的荧光屏，且屏与极板右边缘的距离为L，不考虑电场边缘效应。（1）求电子通过偏转电场时间；（2）若偏转电场电压恒为，电子经过偏转电场后打在屏上A点（图甲中未画出），求A点到中心线距离；（3）若偏转电场两板间的电压随时间t按图乙所示做周期性变化，电子经加速后在周期时刻进入偏转电场，要使电子恰好沿水平方向飞出偏转电场，求偏转电场周期T的大小及电压需满足的条件。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）电子在加速电场中，根据动能定理得解得 电子在偏转电场中做类平抛运动，在偏转电场中运动的时间（2）偏转位移偏转速度设电子离开偏转电场时的偏转角为，则电子经偏转电场偏转后做匀速直线运动到达A点，则由几何关系得解得A点到中心线的距离（3）要使电子恰好沿水平方向飞出偏转电场，即则电子在偏转电场中运动的时间t为偏转电压半个周期的整数倍。电子在偏转电场中的运动时间满足则偏转电场周期T的大小在竖直方向位移应满足 解得