2024-2025學(xué)年湖南省長沙市望城區(qū)第六中學(xué)高二（上）開學(xué)考試物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2024-2025學(xué)年湖南省長沙市望城區(qū)第六中學(xué)高二（上）開學(xué)考試物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。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.若使圓盤以較小的轉(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(dāng)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3.如圖所示，一根固定直桿與水平方向夾角為θ，將質(zhì)量為m1的滑塊套在直桿上，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μ。通過某種外部作用，使滑塊和小球瞬間獲得初速度后，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，且輕繩與豎直方向的夾角β>θ。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、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(wù)。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R1，軌道艙的質(zhì)量為m，距離地面的高度為R2，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v=2πR26.據(jù)報道，中國科學(xué)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，AB=CD，則第一、二種四星系統(tǒng)周期的比值為(

)

A.233+32+4 7.絕緣光滑水平面上有ABO三點，以O(shè)點為坐標(biāo)原點，向右方向為正方向建立直線坐標(biāo)軸x軸，A點坐標(biāo)為?2m，B點坐標(biāo)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?，F(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(dāng)負點電荷分別處于?2m和二、多選題：本大題共4小題，共20分。8.關(guān)于經(jīng)典力學(xué)和狹義相對論，下列說法中正確的是(

)A.經(jīng)典力學(xué)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(xué)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30°，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ω時，小物塊剛要滑動，物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為32(設(shè)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M=4ω2R2LG

B.這個行星的第一宇宙速度v1=ω10.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5kg的貨物在無人機拉力作用下沿豎直方向勻速上升70m，然后勻速水平移動4km，空氣阻力不能忽略、重力加速度大小為g=m/s2。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70m，貨物機械能增量為3500J

D.勻速水平移動過程中，貨物所受重力不做功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=?GMmr(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，得到物體離星球表面高度H隨時間t變化的圖象如圖所示，則A.在該星球表面上以1t02?R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2t0?R的初速度水平拋出一物體，物體將不再落回星球表面

C.三、實驗題：本大題共2小題，共18分。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a與質(zhì)量M的關(guān)系時，應(yīng)該保持___________

不變，改變M，測出相應(yīng)的加速度a。實驗畫出的a?1M圖線如下圖所示，若誤差是由于系統(tǒng)誤差引起的，則圖線不過坐標(biāo)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(dǎo)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=

13.某學(xué)習(xí)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(yīng)當(dāng)取下_________(選填“小車上的鉤碼”或“小托盤和砝碼”)，將木板右端適當(dāng)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50?Hz，從紙帶上測出x1=3.20?cm，x2=4.74?cm，x3=6.30?cm，x4=7.85?cm，x四、計算題：本大題共3小題，共34分。14.某物理學(xué)習(xí)小組設(shè)計了一個測量風(fēng)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m的小球，風(fēng)沿水平方向吹來時，細線偏離豎直方向。風(fēng)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(fēng)速的大小。已知當(dāng)風(fēng)速為v0時，細線與豎直方向的夾角為θ0，重力加速度為g。(1)求當(dāng)風(fēng)速為v0時，風(fēng)對小球作用力的大小F(2)若風(fēng)對小球作用力的大小與風(fēng)速的平方成正比，即F∝v2，推導(dǎo)風(fēng)速v跟細線與豎直方向夾角θ15.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L=6.0m，若汽車啟動時都以a=2.5m/s2的加速度做勻加速運動，加速到v=8.0m/s后做勻速運動通過路口。該路口亮綠燈時間t=40.0s(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“3”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(yīng)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(shè)綠燈亮起時，第一個司機遲后Δt=0.90s啟動汽車，后一輛車司機都比前一輛遲后0.90s啟動汽車，在該情況下，有多少輛車能通過路口？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=0.1kg的小物塊A、B、C、D。在平臺MN區(qū)域有豎直向下的電場，平臺上各點的電場強度大小E與到M點距離x之間的關(guān)系為E=kx，小物塊P與平臺間的動摩擦因數(shù)為μ1=0.25，小物塊P、A、B、C、D與長木板Q之間的動摩擦因數(shù)均為μ2=0.5，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。現(xiàn)給小物塊P一個水平向右的瞬時沖量I=1.3N?s，經(jīng)過時間t=0.2s小物塊P滑上長木板Q(1)小物塊P從平臺M點運動至右端N點時的速度大小；(2)從小物塊P與小物塊A相碰，直到小物塊A、B、C、D均與長木板Q保持相對靜止時所用的時間；(3)在小物塊P運動的整個過程中，作用在小物塊P上的電場力的沖量和小物塊P因摩擦而產(chǎn)生的熱量。

答案解析1..B

【解析】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.速度時間圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移，A、B在前3秒所圍成的面積不相等，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..C

【解析】解：

A、B、C、以小強為研究對象，小強受到：重力、支持力和靜摩擦力，受力如圖所示，小強相對圓盤靜止，與圓盤一起做勻速圓周運動，所需要的向心力在水平面內(nèi)指向圓心，重力G與支持力FN在豎直方向上，G與FN二力平衡，不可能提供向心力，因此小強作圓周運動的向心力由靜摩擦力f提供。故AB錯誤，C正確。

D、若小強隨圓盤一起做變速圓周運動，則小強沿圓周有切向的分加速度，需要有切向的外力，這個切向外力是由摩擦力的分力提供向心力，摩擦力的另一個分力提供向心力，所以此時摩擦力不再指向圓心。故D錯誤。

故選：C。

小強隨圓盤做勻速圓周運動，由合外力提供向心力，分析小強的受力情況，確定其所受的摩擦力方向．

3..C

【解析】把滑塊和球看作一個整體受力分析，沿斜面和垂直斜面建立直角坐標(biāo)系得，若不存在摩擦力則一定有θ=β，則知摩擦力一定存在，

若假設(shè)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，4..D

【解析】A.電荷所受電場力指向軌跡內(nèi)側(cè)，因為電荷帶正電，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；B.等勢線密的地方電場線密場強大，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；C.根據(jù)質(zhì)點受力情況可以知道，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；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。

本題選錯誤的，故選D．5..D

【解析】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(dāng)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v=st=D.設(shè)地球質(zhì)量為M，地球密度為ρ，由GMm得M=4π2R1故選D。6..B

【解析】對于第一種四星系統(tǒng)，圖甲中每顆星體受力情況如下圖所示

設(shè)AB=CD=a，由幾何關(guān)系可知，圖甲中正方形的對角線的長度為2a

由萬有引力定律可得：F1=?Gmma2，F(xiàn)2=Gmm(2a)2

每顆星體所受合力大小為：F合1=2F1cos45°+F2

由合力提供向心力有：F合1=m4π2T12?27..A

【解析】C.在電勢隨兩點間距離的變化圖線中，圖線的斜率的絕對值表示電場強度的大小，圓弧切線斜率大小會發(fā)生變化，即此時AO過程中電場強度變小，電場力變小，加速越來越小，故C錯誤；

A.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，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點速度等于A點速度，畫出粒子運動的v?t圖可知，

AO與BO段運動的位移大小相同，即面積相同，根據(jù)v?t圖可知，則AO段的平均速度大于OB段的平均速度，所以AO段的運動時間小于OB段的運動時間，故A正確；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(yīng)越來越慢，故B錯誤；D.當(dāng)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，電荷所受電場力相等，但?m處的速度大于m處的速度，所以電場力的功率不相等，故D錯誤。8..AD

【解析】AC.經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀物體的低速運動，不適用于與高速運動，故A正確，C錯誤；

BD.狹義相對論既適用于高速運動，也適用于低速運動，經(jīng)典力學(xué)是狹義相對論在低速v<<c條件下的近似，即只要速度遠遠小于光速，經(jīng)過數(shù)學(xué)變換狹義相對論的公式就全部變化為牛頓經(jīng)典力學(xué)的公式，故B錯誤，D正確。

故選AD。9..AD

【解析】解：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(dāng)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：

μmgcos30°?mgsin30°=mω2L

所以：g=ω2Lμcos30°?sin30°=4ω2L

A、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：

GMmR2=mω2R=mg

所以：M=gR2G=4ω2R2LG.故10..CD

【解析】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

70m

，貨物的動能不變，重力勢能增加，根據(jù)公式可得Δ故貨物機械能增量為

3500J

，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..ABD

【解析】物體自由下落，物體做自由落體運動，由圖示圖象可知，物體位移為?時所用時間為t0，由自由落體運動的位移公式得：?=12gt2，解得：g=2?t02。

AB.物體繞星球表面做圓周運動，萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得：mv2R=mg，解得：v=1t02?R，當(dāng)水平拋出物體的速度大于等于v=1t012..(1)交流；遠大于；

(2)鉤碼質(zhì)量m；平衡摩擦力過度；

(3)(x4+x5【解析】解：(1)打點計時器所接的電源為交流電源，只有滿足M遠大于m時，才可近似認為細繩對小車的拉力等于所掛鉤碼的重力mg；

(2)在探究加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系時，應(yīng)該保持合力不變，由(1)知合力近似等于所掛鉤碼的重力mg，所以保持鉤碼質(zhì)量不變；由圖像可知，圖像的解析式為：a=mgM+a0，即Ma=mg+Ma0，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)因為電源的頻率為50Hz，且相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出，則T=5f；

根據(jù)逐差法可知小車的加速度的表達式為：a=(x4+x5+x6)?(x1+x2+x3)9T2=(x13..(1)小托盤和砝碼

均勻分布

(2)1.55

【解析】(1)實驗中需要平衡摩擦力，應(yīng)當(dāng)取下小托盤和砝碼，將木板右端適當(dāng)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)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：x4?x1=3a1T解得：a=1.55m/s故答案為：(1)小托盤和砝碼

均勻分布

(2)1.55。14..解：(1)小球受重力

mg

、細線的拉力

T

和風(fēng)的作用力

F0

。根據(jù)共