山东省莒县第一中学2021-2022学年高二上学期开学考试物理 word版含解析.docx

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2020级高二上学期开学考试物理试题一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。1.如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度出发，恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【分析】【详解】在运动过程中，只有摩擦力做功，而摩擦力做功与路径有关，根据动能定理可得摩擦力的大小故选B。2.用两只完全相同的电流表分别改装成一只电流表和一只电压表。将它们串联起来接入电路中，如图所示，开关闭合时（）A.由于串联，两只电表的指针偏转角相同B.由于电压表内阻太大，两只电表的指针都不偏转C.电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角 D.电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角【答案】D【解析】【详解】电流表改装成电压表是串联较大的分压电阻；电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻；两表串联后，通过电流表的总电流与电压表的电流相等，由于电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻，所以大部分电流通过了分流电阻，通过表头的电流很小，电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角，故ABC错误，D正确；故选D。3.一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（　　）A.0~t1时间内，v增大，FN>mgB.t1~t2时间内，v减小，FNmg【答案】D【解析】【详解】A．由于s-t图像的斜率表示速度，可知在0~t1时间内速度增加，即乘客的加速度向下，处于失重状态，则FNmgC错误，D正确。故选D。4.我国将在今年择机执行“天问1号”火星探测任务。质量为m 的着陆器在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为t0、速度由v0减速到零的过程。已知火星的质量约为地球的0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为g，忽略火星大气阻力。若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，此过程中着陆器受到的制动力大小约为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】忽略星球的自转，万有引力等于重力则解得着陆器做匀减速直线运动，根据运动学公式可知解得匀减速过程，根据牛顿第二定律得解得着陆器受到的制动力大小为ACD错误，B正确。故选B。5.如图所示，在水平向右的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳一端固定在O点，另一端拴一个质量为m、带电荷量为q的小球。把细绳拉到竖直状态，小球从最低点A由静止释放后沿圆弧运动，当细绳刚好水平时，小球到达位置B且速度恰好为零。已知重力加速度为g，不计空气阻力，则（　　） A.小球最终将静止在B点B.小球运动到B点时，细绳的拉力为0C.在此过程中，小球的电势能一直增加D.匀强电场的电场强度大小为【答案】D【解析】【分析】【详解】A．小球在B点时，受到竖直向下的重力和水平向右的电场力，水平向左的拉力，合力不为0，故不可能静止在B点，故A错误；B．小球作圆周运动，其在B点速度为0，故向心力为0，故故B错误；C．小球从A到B的过程中，电场力做正功，电势能减小，故C错误；D．从A到B，由动能定理可得故故D正确。故选D。6.如图所示，在直角坐标系xOy平面内存在一正点电荷Q，坐标轴上有A、B、C三点，OA=OB=BC=a，其中A点和B点的电势相等，O点和C点的电势相等，静电力常量为k，则下列说法正确的是（　　） A.点电荷Q位于O点B.O点电势比A点电势高C.C点的电场强度大小为D.将某一正试探电荷从A点沿直线移动到C点，电势能一直减小【答案】C【解析】【详解】因A点和B点的电势相等，O点和C点的电势相等，故A、B到点电荷的距离相等，O、C到点电荷的距离也相等，则点电荷位置如图所示由图可知A错误，因点电荷带正电，故离点电荷越近电势越高，故O点电势比A点低，故B错误，由图可知OC的距离，根据，得，故C正确；由图可知，将正试探电荷从A点沿直线移动到C点，电势先升高再降低，故电势能先增大再减小，故D错误，故选C.7.2020年9月20日23时，在我国首次火星探测任务飞行控制团队控制下，天问一号探测器4台120N发动机同时点火工作20秒，顺利完成第二次轨道中途修正，至此，天问一号已在轨飞行60天，距离地球约1900万千米如图所示为天问一号飞向火星先后经历发射段、地火转移段、火星捕获段、火星停泊段、离轨着陆段、科学探索段六个阶段，下列说法正确的是（　　）A.“天问一号”在科学探测段的周期大于火星捕获段的周期 B.“天问一号”从火星捕获段到火星停泊段，需要在P点朝运动的反方向喷气C.“天问一号”在科学探测段经过P点时的加速度大小等于在火星捕获期经过P点时的加速度大小D.“天问一号”在离轨着陆段，动能逐渐增大，引力势能逐渐减小，机械能增大【答案】C【解析】【详解】A．“天问一号”在科学探测段的半长轴小于火星捕获段的半长轴，根据开普勒第三定律可知，“天问一号”在科学探测段的周期小于火星捕获段的周期，A错误；B．“天问一号”从火星捕获段到火星停泊段要降低轨道做向心运动，需要在P点朝运动方向喷气，B错误；C．“天问一号”在科学探测段经过P点时受到的火星的引力等于它在火星捕获期经过P点时的引力大小，则“天问一号”在科学探测段经过P点时的加速度大小等于在火星捕获期经过P点时的加速度大小，C正确；D．“天问一号”在离轨着陆段，动能逐渐增大，引力势能逐渐减小，机械能保持不变，D错误。故选C。8.如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】当木板与水平面的夹角为时，两物块刚好滑动，对A物块受力分析如图 沿斜面方向，A、B之间的滑动摩擦力根据平衡条件可知对B物块受力分析如图沿斜面方向，B与斜面之间的滑动摩擦力根据平衡条件可知两式相加，可得解得故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。漏选得2分，错选得0分。9.关于多用电表，下列叙述正确的是（　　）A.用多用电表测电阻时，每测量一次电阻都要重新进行欧姆调零B.用多用电表测电阻时，若指针偏转较小，应换用更大倍率C.用多用电表测电压或电流时，红表笔接触点的电势高于黑表笔接触点的电势D.用多用电表测电阻时，红表笔接触点的电势高于黑表笔接触点的电势 【答案】BC【解析】【分析】【详解】A．用欧姆表测电阻时，每次换挡后必须重新进行欧姆调零，故A错误；B．测电阻时，若指针偏转较小，说明欧姆表示数太大，说明所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，应换用更大倍率挡测量，故B正确；CD．用多用表测电压或电流时，红表笔接触点的电势都高于黑表笔接触点的电势；测电阻时，红表笔接触点的电势低于黑表笔接触点的电势，故C正确，D错误。故选BC。10.如图，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛，不计空气阻力，下列说法错误的是（　　）A.三个小球运动过程中重力做的功相等B.三个小球运动过程中重力做功的平均功率相等C.a、b落地时的速度相同D.a、c落地时重力的瞬时功率相等【答案】BCD【解析】【分析】【详解】A．三个小球的重力一样，下落的高度差一样，根据W=mgh可知运动过程中重力做的功相等，故A正确，不符合题意；B．设斜面高度为h，a沿斜面下滑的时间为t，则有解得 b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛，根据解得由此可知它们运动的时间不相等，根据可知三个小球运动过程中重力做功的平均功率不相等，故B错误，符合题意；C．因为a、b两球初速度为0，由机械能守恒定律可知a、b两球的落地时的速度大小相等，但是方向不同，所以它们落地时的速度不相同，故C错误，符合题意；D．根据重力做功的瞬时功率公式可知c落地重力的瞬时功率Pc=mgv=mg由于a物体沿斜面下滑到底端时的竖直分速度小于c的竖直速度，即a、c落地时重力的瞬时功率不相等，故D错误，符合题意。故选BCD。11.美国物理学家密立根（RAMillikan）于20世纪初进行了多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量，其实验原理图可简化为如图所示模型，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板A、B与电压为U的恒定电源两极相连，板的间距为d。油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间。现有一质量为m的带电油滴在极板间匀速下落，已知元电荷e，重力加速度g，则（　　） A.油滴中电子数目为B.油滴从小孔运动到金属板B过程中，电势能增加mgdC.油滴从小孔运动到金属板B过程中，机械能增加UeD.若将金属板A向上缓慢移动一小段距离，油滴将加速下降【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．由油滴匀速下落知重力与电场力大小相等，设油滴电量为q，则则油滴中的电子的数目为故A错误；B．根据能量守恒知，油滴动能不变，电势能的增加量等于重力势能的减小量mgd，故B正确；C．油滴动能不变，重力势能减小，故机械能减小，故C错误；D．若将极板A上移，则板间距d增大，电场强度减小，则电场力减小，将小于重力，油滴将加速下降，故D正确。故选BD。12.如图所示，空间中存在沿x轴的静电场，其电势φ沿x轴的分布如图所示．x1、x2、x3、x4是x轴上的四个点，质量为m、带电量为－q的粒子（不计重力），以初速度v0从O点沿x轴正方向进入电场，在粒子沿x轴运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A.粒子在x2点的速度为v0B.从x1到x3点的过程中，粒子的电势能先减小后增大C.若粒子能到达x4处，则v0的大小至少应为D.若v0＝，则粒子在运动过程中的最大动能为3qφ0【答案】AC【解析】【详解】A．从O到x2处，电场力做功为零，根据动能定理可知，粒子在x2点的速度为v0；故A正确；B．粒子从x1运动到x3的过程中，电势不断降低，负电荷的电势能不断增大；故B错误；C．粒子能运动恰好运动到x1处，就能运动到x4处。设粒子恰能运动运动到x1处，初速度v0最小，根据动能定理得：解得：所以若小球能运动到x4处，则初速度v0至少为。故C正确；D．当带电粒子运动到x3处时，电场力做正功最大，粒子的速度最大，根据动能定理得：解得最大动能为：Ekm=2qφ0故D错误故选AC。三、实验题：共16分。13.（1）下图中螺旋测微器的示数为_____mm，游标卡尺的示数为_____mm。 （2）如下图是某同学用频闪照相研究平抛运动时拍下的照片，背景方格纸的边长为2.5cm，A、B、C、D是同一小球在频闪照相中拍下的三个连续的不同位置时的照片，则：（g=10m/s2）①频闪照相相邻闪光的时间间隔为_____s；②小球水平抛出的初速度_____m/s；③小球经过B点时其竖直分速度大小为_____m/s。【答案】①.1.000②.8.90③.0.05④.1.5⑤.0.75【解析】【分析】【详解】（1）[1]图中螺旋测微器的示数为[2]图中游标卡尺的示数为（2）[3]根据平抛运动规律，在竖直方向上有解得[4]根据水平方向做匀速直线运动，则有 解得[5]根据竖直方向是自由落体运动的规律，可知小球经过B点时其竖直分速度大小等于A到C竖直方向的平均速度，则有14.用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200Ω)，实验室提供如下器材：电池组E(电动势3V，内阻不计)电流表A1(量程0～15mA，内阻约为100Ω)电流表A2(量程0～300μA，内阻为2000Ω)滑动变阻器R1(阻值范围0～20Ω，额定电流2A)电阻箱R2(阻值范围0～9999Ω，1A)开关S、导线若干要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值，请回答下面问题：（1）将电流表A2与电阻箱串联，改装成一个量程为3.0V的电压表，将电阻箱阻值调到______Ω；（2）在方框中完整画出测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号_________。（3）调节滑动变阻器R1，两表的示数如图所示，可读出电流表A1的示数是________mA，电流表A2的示数是________μA，测得待测电阻Rx的阻值是________Ω.【答案】①.②.电路图如图：③8.0mA④.150.0μA⑤.【解析】【详解】（1）[1]．改装后电压表量程是3V，则电阻箱阻值 ；（2）[2]．滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值，滑动变阻器应采用分压接法；待测电阻阻值约为200Ω，电流表A1内阻约为100Ω，电压表内阻，据可知电流表应采用外接法；则电路图如图：（3）[3][4][5]．由图示可知，电流表A1的示数为8.0mA，电流表A2的示数为150.0μA；待测电阻两端电压测得待测电阻。四、计算题：本题共4小题，共44分。请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分。15.如图所示，在匀强电场中，将带电荷量q＝－6×10－6C的电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了2.4×10－5J的功，再从B点移到C点，电场力做了1.2×10－5J的功．求：(1)A、B两点间电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC；(2)如果规定B点的电势为零，则A点和C点的电势分别为多少？【答案】（1）AB间的电势差为4V，BC间的电势差为-2V．（2）A、C的电势分别为4V、2V． 【解析】【详解】（1）（2）UAB=φA-φB，UBC=φB-φC又  φB=0     解得φA=4 V，φC=2 V16.两个天体（包括人造天体）间存在万有引力，并具有由相对位置决定的势能．如果两个天体的质量分别为m1和m2，当它们相距无穷远时势能为零，则它们距离为r时，引力势能为EP＝－G．发射地球同步卫星一般是把它先送入较低的圆形轨道，如图中Ⅰ轨道，再经过两次“点火”，即先在图中a点处启动燃气发动机，向后喷出高压燃气，卫星得到加速，进入图中的椭圆轨道Ⅱ，在轨道Ⅱ的远地点b处第二次“点火”，卫星再次被加速，此后，沿图中的圆形轨道Ⅲ（即同步轨道）运动．设某同步卫星的质量为m，地球半径为R，轨道Ⅰ距地面非常近，轨道Ⅲ距地面的距离近似为6R，地面处的重力加速度为g，并且每次点火经历的时间都很短，点火过程中卫星的质量减少可以忽略．求：（1）从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅲ的过程中，合力对卫星所做的总功是多大？（2）两次“点火”过程中燃气对卫星所做的总功是多少？【答案】（1）－；（2）【解析】【分析】【详解】（1）卫星在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ做圆运动，应满足 所以则合力的功(2)卫星在轨道Ⅰ上的势能卫星在轨道Ⅲ上的势能燃气所做的总功17.如图所示，质量为5×10-8kg的带电微粒以v0=2m/s速度从水平放置的平行金属板A、B的中央飞入板间，已知板间距离d=2cm，当UAB=103V时，带电微粒恰好沿直线穿过板间，则：(1)带电微粒电荷量是多少？(2)当AB间加UAB=200V电压时，带电微粒恰好从板边缘飞出，则板的长度L是多少？从A板还是B板边缘飞出？【答案】(1)1×10―11C；(2)0.1m，B板边缘飞出【解析】【详解】(1)当UAB=103V时，带电粒子恰能做匀速直线运动，则有 得(2)当UAB=200V时，Eq＜mg，微粒沿B板边缘飞出。带电粒子在电场中受到竖直向上的电场力和竖直向下的重力，在电场中做类平抛运动，有水平方向竖直方向代入数据得18.如图所示，质量为m＝2kg的小球置于平台末端A点，平台的右下方有一个表面光滑的斜面体，在斜面体的右边固定一竖直挡板，轻质弹簧拴接在挡板上，弹簧的自然长度为x0＝0.3m，斜面体底端C点距挡板的水平距离为d2＝10m，斜面体的倾角为θ＝37°，斜面体的高度h＝4.8m。现给小球一大小为v0＝4m/s的初速度，使之在空中运动一段时间后，恰好从斜面体的顶端B点无碰撞地进入斜面，并沿斜面运动，经过C点后再沿粗糙水平面运动，过一段时间开始压缩轻质弹簧。小球速度减为零时，弹簧被压缩了Δx＝0.1m。已知小球与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，设小球经过C点时无能量损失，重力加速度g取10m/s2，求：(1)平台与斜面体间的水平距离d1；(2)小球在斜面上的运动时间t；(3)弹簧压缩过程中的最大弹性势能Ep。【答案】(1)1.2m；(2)1s；(3)23J【解析】 【详解】(1)由平抛运动，小球恰好从斜面体的顶端B点无碰撞地进入斜面，竖直分速度为又根据自由落体运动知识知水平方向小球做匀速直线运动，则联立各式解得(2)在B点小球的速度为小球由B点到C点过程中，由牛顿第二定律知位移公式联立解得(3)由物体在B点至弹簧被压缩到最短，对物体和弹簧组成的系统，由功能关系得代入数据解得