湖南省長沙市望城區(qū)第六中學2024-2025學年高二上學期開學考試物理試題（解析版）

2024年下學期望城區(qū)第六中學高二入學考試物理本試卷共7頁。全卷滿分100分，考試時間75分鐘。注意事項：1.答題前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在本試卷和答題卡上。2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應的答案標號涂黑，如有改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案；回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單選題1.A和B兩物體在同一直線上運動的v-t圖線如圖，已知在第3s末兩個物體相遇，則此過程中兩物相同的是（）A.加速度 B.速度方向 C.位移 D.合外力【答案】B【解析】【詳解】A．速度圖象的斜率等于加速度，斜率越大，加速度越大，則知A、B的加速度不同，A錯誤；B．速度的正負表示速度方向，圖像都在第一象限，速度都為正值，則知兩物體的速度方向相同，B正確；C．速度圖像面積表示位移，A、B在前3秒面積不相等，位移不相同，C錯誤；D．兩個物體的加速度不同，由于兩個物體的質(zhì)量關(guān)系未知，由牛頓第二定律知不能確定合外力的關(guān)系，D錯誤；故選B。2.如圖所示，有一個水平大圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，小強站在距圓心為r處的P點不動，關(guān)于小強的受力下列說法正確的是()．A.小強在P點不動，因此不受摩擦力作用B.若使圓盤以較小轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，小強在P點受到的摩擦力為零C.小強隨圓盤做勻速圓周運動，圓盤對他的摩擦力充當向心力D.如果小強隨圓盤一起做變速圓周運動，那么其所受摩擦力仍指向圓心【答案】C【解析】【詳解】由于小強隨圓盤做勻速圓周運動，一定需要向心力，該力一定指向圓心方向，而重力和支持力在豎直方向上，它們不能充當向心力，因此他會受到摩擦力作用，且充當向心力，A、B錯誤，C正確；當小強隨圓盤一起做變速圓周運動時，合力不再指向圓心，則其所受的摩擦力不再指向圓心，D錯．3.如圖所示，一根固定直桿與水平方向夾角為，將質(zhì)量為m1的滑塊套在桿上，通過輕繩懸掛質(zhì)量為m2的小球，桿與滑塊之間的動摩擦因數(shù)為．通過某種外部作用，使滑塊和小球瞬間獲得初動量后，撤去外部作用，發(fā)現(xiàn)滑塊與小球仍保持相對靜止一起運動，且輕繩與豎直方向夾角．則滑塊的運動情況是（）A.速度方向沿桿向下，正在均勻減小B.速度方向沿桿向下，正在均勻增大C.速度方向沿桿向上，正在均勻減小D.速度方向沿桿向上，正在均勻增大【答案】C【解析】【分析】【詳解】把滑塊和球看做一個整體受力分析，沿斜面和垂直斜面建立直角坐標系得，若假設滑塊速度方向向下，則沿斜面方向（m1+m2）gsinθ-f=（m1+m2）a垂直斜面方向FN=（m1+m2）gcosθ其中摩擦力f=μFN聯(lián)立可解得a=gsinθ-μgcosθ對小球現(xiàn)有θ＜β則有a＞gsinβ所以gsinθ-μgcosθ＞gsinβgsinθ-gsinβ＞μgcosθ因為θ＜β，所以gsinθ-gsinβ＜0但μgcosθ＞0所以假設不成立，即速度的方向一定向上．滑塊向上運動，重力有沿桿向下的分力，同時摩擦力的方向沿桿的方向向下，所以滑塊的加速度方向向下，滑塊沿桿減速上滑．則滑塊的速度方向沿桿向上，正在均勻減?。蔄BD錯誤，C正確；故選C.4.如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab＝Ubc，實線為一帶正電的質(zhì)點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點，據(jù)此可知，下列說法錯誤的是（??）A.三個等勢面中，c的電勢最高B.帶電質(zhì)點通過P點時的加速度較Q點大C.帶電質(zhì)點通過P點時的電勢能較Q點大D.帶電質(zhì)點通過P點時的動能較Q點大【答案】D【解析】【詳解】A．電荷所受電場力指向軌跡內(nèi)側(cè)，由于電荷帶正電，因此電場線指向右下方，沿電場線電勢降低，故c等勢線的電勢最高，a等勢線的電勢最低，故A正確，不符合題意；B．由于相鄰等勢面之間的電勢差相等，等勢線密的地方場強大，故P點位置電場強，電場力大，根據(jù)牛頓第二定律，加速度也大，故B正確，不符合題意；C．根據(jù)質(zhì)點受力情況可知，從P到Q過程中電場力做正功，電勢能降低，故P點的電勢能大于Q點的電勢能，故C正確，不符合題意；D．從P到Q過程中電場力做正功，電勢能降低，動能增大，故P點的動能小于Q點的動能，故D錯誤，符合題意。故選D。5.北京時間2021年10月16日，我國長征二號F運載火箭搭載神舟十三號載人飛船順利升空，11月8日兩名航天員圓滿完成出艙活動全部既定任務。如圖為三艙做勻速圓周運動的在軌簡圖，已知三艙飛行周期為T，地球半徑為，軌道艙的質(zhì)量為m，距離地面的高度為，引力常量為G，則下列說法正確的是（）A.返回艙和軌道艙對接時各自受力平衡B.長征二號F運載火箭需要把神舟十三號載人飛船加速到第二宇宙速度，然后停止加速C.三艙在軌運行的速度大小為D.由已知數(shù)據(jù)可以求出地球的質(zhì)量和密度【答案】D【解析】【詳解】A．返回艙和軌道艙對接時二者相對靜止均做勻速圓周運動，并非處于受力平衡狀態(tài)，A錯誤；B．第一宇宙速度為地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度也是最大環(huán)繞速度，當衛(wèi)星的速度達到第二宇宙速度時，人造衛(wèi)星將脫離地球的束縛，B錯誤；C．三艙在軌飛行的速度大小為選項C錯誤；D．設地球質(zhì)量為M，地球密度為ρ，由得D正確。故選D。6.據(jù)報道，中國科學院上海天文臺捕捉到一個“四星系統(tǒng)”。兩種可能的四星系統(tǒng)構(gòu)成如圖所示，第一種如甲所示，四顆星穩(wěn)定地分布在正方形上，均繞正方形中心做勻速圓周運動，第二種如乙所示，三顆星位于等邊三角形的三個頂點上，第四顆星相對其他三星位于三角形中心，位于頂點的三顆星繞三角形中心運動。若兩系統(tǒng)中所有星的質(zhì)量都相等，，則第一、二種四星系統(tǒng)周期的比值為（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)題意，由幾何關(guān)系可知，圖甲中對角線上兩顆星的距離為圖甲中每顆星受力情況如圖所示由萬有引力公式可得則每顆星所受合力為由合力提供向心力有解得根據(jù)題意，由幾何關(guān)系可知，圖乙中，兩個三角形頂點上的星間的距離為圖乙中三角形頂點上的星受力情況如圖所示由萬有引力公式可得則三角形頂點上的星所受合力為由合力提供向心力有解得故故選B。7.絕緣光滑水平面上有ABO三點，以O點為坐標原點，向右方向為正方向建立直線坐標軸x軸，A點坐標為m，B點坐標為2m，如圖甲所示。A、B兩點間的電勢變化如圖乙，左側(cè)圖線為四分之一圓弧，右側(cè)圖線為一條傾斜線段。現(xiàn)把一質(zhì)量為m，電荷量為q的負點電荷，以初速度v0由A點向右射出，則關(guān)于負點電荷沿直線運動到B點過程中，下列說法中正確的是（忽略負點電荷形成的電場）（）A.負點電荷在AO段的運動時間小于在OB段的運動時間B.負點電荷由A運動到O點過程中，隨著電勢的升高電勢能變化越來越快C.負點電荷由A點運動到O點過程中加速度越來越大D.當負點電荷分別處于m和m時，電場力的功率相等【答案】A【解析】【詳解】AC．由于沿場強方向電勢降低，所以AO段場強沿OA方向，OB段場強沿OB方向；由圖像可知，A到O斜率越來越小，電場強度越來越小，加速度越來越小。同理，OB段不變。則負點電荷在AO段做加速度減小的加速運動，在OB段做勻減速運動；由于B點電勢等于A點電勢，所以負點電荷在B點速度為v0，則電荷在AB間運動v-t圖像如圖AO、OB段，由于位移相等，則圖線與t軸圍成的面積相等，顯然AO段的時間小于OB段的時間。故A正確，C錯誤；B．相等距離上電勢能變化越快，說明該處電場力越大，即場強越大，由A到O點場強逐漸減小，所以電勢能變化應越來越慢，故B錯誤；D．負點電荷分別處于m和m時，兩段圖像斜率絕對值相等，則場強大小相等，電荷所受電場力大小相等，但m處的電勢大于m處的電勢，說明O點到的電勢差小于O點到的電勢差，根據(jù)運動的可逆性都可看成O點向兩處的減速運動，可知處的速度大，所以電場力的功率不相等，故D錯誤。故選A。二、多選題8.關(guān)于經(jīng)典力學和狹義相對論，下列說法中正確是（）A.經(jīng)典力學只適用于低速運動，不適用于高速運動（速度接近于真空中的光速）B.狹義相對論只適用于高速運動（速度接近于真空中的光速），不適用于低速運動C.經(jīng)典力學既適用于低速運動，也適用于高速運動（速度接近于真空中的光速）D.狹義相對論既適用于高速運動（速度接近于真空中的光速），也適用于低速運動【答案】AD【解析】【詳解】經(jīng)典力學只適用于低速運動，不適用于高速運動，狹義相對論是普遍適用的。故選AD。9.如圖所示，在某行星表面上有一傾斜的勻質(zhì)圓盤，面與水平面的夾角為，盤面上離轉(zhuǎn)軸距離L處有小物體與圓盤保持相對靜止，繞垂直于盤面的固定對稱軸以恒定角速度轉(zhuǎn)動角速度為時，小物塊剛要滑動，物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），星球的半徑為R，引力常量為G，下列說法正確的是（）A.這個行星的質(zhì)量B.這個行星的第一宇宙速度C.這個行星的同步衛(wèi)星的周期是D.離行星表面距離為R的地方的重力加速度為【答案】AD【解析】【詳解】A.物體在圓盤上受到重力、圓盤的支持力和摩擦力，合力提供向心加速度，可知當物體轉(zhuǎn)到圓盤的最低點，所受的靜摩擦力沿斜面向上達到最大時，角速度最大，由牛頓第二定律得：解得：繞該行星表面做勻速圓周運動的物體受到的萬有引力提供向心力，則：解得這個行星的質(zhì)量：故A正確；B.這個行星的第一宇宙速度：故B錯誤；C.不知道同步衛(wèi)星高度，所以不能求出同步衛(wèi)星的周期，故C錯誤；D.離行星表面距離為地方的萬有引力：即重力加速度為，故D正確．10.伴隨人工智能的發(fā)展，京東物流在部分地區(qū)已經(jīng)實現(xiàn)無人機智能配送，某次配送中，質(zhì)量為的貨物在無人機拉力作用下沿豎直方向勻速上升，然后勻速水平移動，空氣阻力不能忽略、重力加速度大小為。下列說法正確的是（）A.勻速上升時，無人機對貨物的拉力大小等于貨物所受重力的大小B.勻速上升時，貨物處于失重狀態(tài)C.勻速上升，貨物機械能增量為D.勻速水平移動過程中，貨物所受重力不做功【答案】CD【解析】【分析】【詳解】A．因為空氣阻力不能忽略，所以勻速上升時，無人機對貨物的拉力大小等于貨物所受重力和空氣阻力大小之和，A錯誤；B．勻速上升時，貨物平衡狀態(tài)，故不處于失重狀態(tài)，B錯誤；C．勻速上升，貨物的動能不變，重力勢能增加，根據(jù)公式可得故貨物機械能增量為，C正確；D．勻速水平移動過程中，因為重力方向的位移為零，故貨物所受重力不做功，D正確。故選CD。11.萬有引力作用下的物體具有引力勢能，取無窮遠處引力勢能為零，物體距星球球心距離為r時的引力勢能為Ep=-G（G為引力常量，M、m分別為星球和物體的質(zhì)量），在一半徑為R的星球上，一物體從星球表面某高度處自由下落(不計空氣阻力)，自開始下落計時，得到物體在星球表面下落高度H隨時間t變化的圖象如圖所示，則（）A.在該星球表面上以的初速度水平拋出一物體，物體將不再落回星球表面B.在該星球表面上以的初速度水平拋出一物體，物體將不再落回星球表面C.在該星球表面上以的初速度豎直上拋一物體，物體將不再落回星球表面D.在該星球表面上以的初速度豎直上拋一物體，物體將不再落回星球表面【答案】ABD【解析】【分析】【詳解】AB．由圖像可知星球表面處的重力加速度，水平拋出要使物體不再落回星球表面，即成為星球的衛(wèi)星AB正確；CD．豎直上拋要使物體不再落回星球表面，即脫離星球的引力，根據(jù)，由將代入得C錯誤、D正確。點晴：解決本題的關(guān)鍵理解水平拋和豎直拋出物體后不再落回星球表面的意義即分別為成為星球的衛(wèi)星和脫離星球的引力。三、實驗題12.在“驗證牛頓運動定律”的實驗中，采用如下圖所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的總質(zhì)量用M表示，所掛鉤碼的總質(zhì)量用m表示。（1）打點計時器所接的電源為___________（填“直流”或“交流”）電源。只有滿足M___________m時，才可近似認為細繩對小車的拉力大小等于所掛鉤碼的重力mg；（2）在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應該保持___________不變，改變，測出相應的加速度。實驗畫出的圖線如圖所示，若誤差是由于系統(tǒng)誤差引起的，則圖線不過坐標原點的原因是___________。（3）下圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出，相鄰計數(shù)點的間距分別為x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7，測得點距如圖所示。已知實驗電源的頻率為f，則根據(jù)逐差法導出計算小車加速度的表達式為a=___________，根據(jù)圖中的點距數(shù)據(jù)及電源頻率f=50Hz，則可求得小車的加速度a=___________m/s2（保留3位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?交流②.遠大于##>>③.鉤碼質(zhì)量m（或細繩對小車的拉力、小車所受合外力）④.平衡摩擦力時木板傾斜的角度過大（或平衡摩擦力過度）⑤.（或、）⑥.0.497##0.496【解析】【詳解】（1）[1]打點計時器所接電源為交流電源。[2]設細繩對小車的拉力大小為F，對小車根據(jù)牛頓第二定律有對鉤碼同理有聯(lián)立解得由上式可知只有當M遠大于m時才近似等于。（2）[3]在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應該保持鉤碼質(zhì)量m不變。[4]由題圖像可知a與的關(guān)系可寫為即說明小車所受合外力大于細繩對小車的拉力，其原因是平衡摩擦力時木板傾斜的角度過大。（3）[5]相鄰計數(shù)點間的時間間隔為根據(jù)逐差法導出計算小車加速度的表達式為[6]代入數(shù)據(jù)后可得13.某學習小組在研究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，采用如圖甲所示的裝置，通過改變小托盤和砝碼總質(zhì)量m來改變小車受到的合力，通過加減鉤碼來改變小車總質(zhì)量M.（1）實驗中需要平衡摩擦力，應當取下_________（選填“小車上的鉤碼”或“小托盤和砝碼”），將木板右端適當墊高，直至小車在長木板上運動時，紙帶上打出來的點________．（2）圖乙為實驗中得到的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出，所用交流電的頻率為50Hz，從紙帶上測出x1=3.20cm，x2=4.74cm，x3=6.30cm，x4=7.85cm，x5=9.41cm，x6=10.96cm．小車運動的加速度大小為____m／s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）【答案】①.小托盤和砝碼②.間距相等③.1.55【解析】【詳解】（1）[1][2]實驗中需要平衡摩擦力，應當取下小托盤和砝碼，將木板右端適當墊高，直至小車在長木板上運動時，紙帶上打出來的點間距相等；（2）[3]根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得為了更加準確的求解加速度，對三個加速度取平均值，得帶入數(shù)據(jù)解得四、解答題14.某物理學習小組設計了一個測量風速的裝置，其原理如圖所示。用一根不可伸長的細線，懸掛一個質(zhì)量為的小球，風沿水平方向吹來時，細線偏離豎直方向。風速越大，細線與豎直方向的夾角越大，根據(jù)夾角的大小可以指示出風速的大小。已知當風速為時，細線與豎直方向的夾角為，重力加速度為。（1）求當風速為時，風對小球作用力的大小；（2）若風對小球作用力的大小與風速的平方成正比，即，推導風速跟細線與豎直方向夾角之間的關(guān)系?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）小球受重力、細線的拉力和風的作用力。根據(jù)共點力平衡條件（2）依題意，風速為時，，其中為常量。所以同理，風速為時解得15.在公路的十字路口，紅燈攔停了很多汽車，攔停的汽車排成筆直的一列，最前面的一輛汽車的前端剛好與路口停車線相齊，相鄰兩車的前端之間的距離均為，若汽車啟動時都以的加速度做勻加速運動，加速到后做勻速運動通過路口。該路口亮綠燈時間，而且有按倒計時顯示的時間顯示燈。另外交通規(guī)則規(guī)定：原在綠燈時通行的汽車，紅燈亮起時，車頭已越過停車線的汽車允許通過。請解答下列問題：（1）若綠燈亮起瞬時，所有司機同時啟動汽車，問有多少輛汽車能通過路口？（2）第（1）問中，不能通過路口的第一輛汽車司機，在時間顯示燈剛亮出“”時開始剎車做勻減速運動，結(jié)果車的前端與停車線相齊時剛好停下，求剎車后汽車加速度大小。（3）事實上由于人反應時間的存在，路燈亮起是不可能所有司機同時啟動汽車，現(xiàn)假設綠燈亮起時，第一個司機遲后啟動汽車，后一輛車司機都比前一輛遲后啟動汽車，在該情況下，有多少輛車能通過路口？【答案】(1)52；(2)(3)23【解析】【分析】【詳解】(1)汽車的加速時間t=40s時間內(nèi)汽車能行駛的位移為所以，由題意知，有52輛汽車能通過路口。(2)設t0=3s，在時間顯示燈剛亮出“3”時，第53輛車行駛的位移為此時汽車離停車線的距離為該車做勻減速直線運動，加速度大小為(3)設有k輛車能通過路口，第k輛車能通過路口應滿足代入數(shù)據(jù)可解得，故有23輛車能通過路口。16.如圖所示，MN是長為L1=3m的絕緣、粗糙平臺，平臺M點放置一質(zhì)量為m=0.1kg、電荷量為q=+1C的小物塊P。平臺右端的光滑水平桌面上，放有一質(zhì)量為m=0.1kg、長為L2=9m的長木板Q，其上表面與平臺相齊，右端帶有擋板。其上從左端開始，每隔d=1.8m處放有質(zhì)量為m=0