湖南省長沙市2023-2024學(xué)年高二物理上學(xué)期入學(xué)考試試題含解析

2023年高二物理下學(xué)期入學(xué)檢測試題時量：75分鐘分值：100分第Ⅰ卷選擇題（共44分）一、選擇題（本題共10小題，單選每題4分，多選每題5分，共44分。其中第1~6題為單選題，只有一個選項符合題目要求。第7~10題為多選題，在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求，全部選對得5分，選對但不全的得3分，有選錯得0分）1.如圖甲所示，傾角為的斜面足夠長，質(zhì)量為m的物塊受沿斜面向上的拉力F作用，靜止在斜面中點O處，現(xiàn)改變拉力F的大?。ǚ较蚴冀K沿斜面向上），物塊由靜止開始沿斜面向下運動，運動過程中物塊的機(jī)械能E隨離開O點的位移x變化關(guān)系如圖乙所示，其中過程的圖線為曲線過程的圖線為直線，物塊與斜面間動摩擦因數(shù)為。物塊從開始運動到位移為的過程中（）A.過程物塊的加速度在不斷減小B.物塊減少的機(jī)械能等于物塊克服合力做的功C.物塊減少的機(jī)械能等于物塊克服摩擦力做的功D.物塊減少的機(jī)械能小于減少的重力勢能【答案】D【解析】【詳解】A．由圖可知，物塊向下運動的過程中，其中過程的圖線為曲線，斜率逐漸減小，而斜率聯(lián)立可知，斜率減小，減小，物塊受到的合外力不一定減小，由牛頓第二定律可知物塊的加速度不一定減小，故A錯誤；BC．物塊向下運動的過程中，重力、拉力與摩擦力做功，物塊減少的機(jī)械能等于拉力與摩擦力做功，不等于物塊克服合力做的功，故BC錯誤；D．物塊由靜止開始沿斜面向下運動，減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能與內(nèi)能，所以物塊減少的機(jī)械能小于減少的重力勢能，故D正確；故選D。2.微信運動步數(shù)的測量是通過手機(jī)內(nèi)電容式加速度傳感器實現(xiàn)的。如圖所示，電容M極板固定，N極板可運動，當(dāng)手機(jī)的加速度變化時，N極板只能按圖中標(biāo)識的“前后”方向運動。圖中R為定值電阻。下列對傳感器描述正確的是（）A.靜止時，電流表示數(shù)為零，且電容器兩極板不帶電B.保持向前勻加速運動時，電路中存在恒定電流C.由靜止突然向后加速時，電流由a向b流過電流表D.由向前加速突然停下時，電流由b向a流過電流表【答案】C【解析】【詳解】A．靜止時，N板不動，電容器的電容不變，則電容器電量不變，則電流表示數(shù)為零，電容器保持與電源相連，兩極板帶電，故A錯誤；B．保持向前勻加速運動時，加速度恒定不變，則N板的位置在某位置不動，電容器電容不變，電容器保持與電源相連電壓不變，由知電量不變，電路中無電流，故B正確；C．由靜止突然向后加速時，N板相對向前移動，則板間距減小，根據(jù)知電容C增大，則電容器電量增大，電容器充電，電流由a向b流過電流表，故C正確；D．由前加速突然停下時，N板相對向前移動，則板間距減小，根據(jù)知電容C減增大，電壓不變，由知電容器電量增大，電容器充電，電流由a向b流過電流表，故D錯誤；故選C。3.金星是太陽系八大行星之一，在中國古代稱為太白。金星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的五分之四，半徑和地球的半徑幾乎相等，金星離太陽的距離比地球略近，地球和金星各自的衛(wèi)星公轉(zhuǎn)周期的平方與公轉(zhuǎn)半徑的三次方的關(guān)系圖像如圖所示，下列判斷正確的是（）A.圖線P表示的是金星的衛(wèi)星B.金星的第一宇宙速度比地球的大C.環(huán)繞金星表面運行衛(wèi)星的周期大于繞地球表面運行衛(wèi)星的周期D.金星繞太陽運行的向心加速度小于地球繞太陽運行的向心加速度【答案】AC【解析】【詳解】A．由萬有引力提供衛(wèi)星做勻速圓周運動的向心力，有解得-圖象的斜率為，因為金星的質(zhì)量小，斜率大，所以圖線P表示的是金星的衛(wèi)星，圖線Q表示的是地球的衛(wèi)星，故A正確；B．第一宇宙速度為近行星表面衛(wèi)星的速度，由萬有引力提供向心力，得解得因為金星的質(zhì)量比地球的小，金星與地球的半徑近似相等，所以金星的第一宇宙速度較小，故B錯誤；C．由萬有引力提供衛(wèi)星做勻速圓周運動的向心力，有解得因為金星的質(zhì)量比地球的小，金星與地球的半徑近似相等，所以環(huán)繞金星表面運行衛(wèi)星的周期大于繞地球表面運行衛(wèi)星的周期，故C正確；D．地球和金星繞太陽做勻速圓周運動，由萬有引力提供衛(wèi)星做勻速圓周運動的向心力，有解得金星離太陽的距離比地球略近，金星繞太陽運行的向心加速度大于地球繞太陽運行的向心加速度，故D錯誤。故選AC。4.電子束熔煉是指高真空下，將高速電子束的動能轉(zhuǎn)換為熱能作為熱源來進(jìn)行金屬熔煉的一種熔煉方法。如圖所示，陰極燈絲被加熱后產(chǎn)生初速度為0的電子，在3×104V加速電壓的作用下，以極高的速度向陽極運動；穿過陽極后，在金屬電極A1、A2間1×103V電壓形成的聚焦電場作用下，轟擊到物料上，其動能全部轉(zhuǎn)換為熱能，使物料不斷熔煉。已知某電子在熔煉爐中的軌跡如圖中虛線OPO'所示，P是軌跡上的一點，聚焦電場過P點的一條電場線如圖中弧線所示，則（）A.電極A1電勢低于電極A2的電勢B.電子在P點時速度方向與聚焦電場強(qiáng)度方向夾角大于90°C.聚焦電場只改變電子速度的方向，不改變電子速度的大小D.電子轟擊到物料上時的動能等于eV【答案】B【解析】【詳解】A．在P點電子受電場力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，又要與電場線相切，可判斷電場線的方向是從A1指向A2，所以電極A1的電勢高于電極A2的電勢，A錯誤；B．軌跡的切線方向即電子的運動方向，由圖可知運動方向與電場方向夾角大于90°，B正確；C．聚焦電場一方面使電子向中央靠攏，另一方面使電子加速，所以既改變電子速度的方向，又改變電子速度的大小，C錯誤；D．聚焦電場對電子做功，且總功是正功W，所以改變電子速度大小，從O到O'，根據(jù)動能定理得可知電子轟擊到物料上時的動能大于，D錯誤；故選B。5.如圖，同一平面內(nèi)a、b、c、d四點處于勻強(qiáng)電場中，電場方向與此平面平行，M為a、c連線的中點，N為b、d連線的中點。一電荷量為q（）的粒子從a點移動到b點，其電勢能減小W1；若該粒子從c點移動到d點，其電勢能減小W2。下列說法正確的是（）A.此勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向一定與a、b兩點連線平行B.若該粒子從M點移動到N點，則電場力做功一定為C.若c、d之間的距離為L，則該電場的場強(qiáng)大小一定為D.若，則a、M兩點之間的電勢差大于b、N兩點之間的電勢差【答案】B【解析】【詳解】A．無法確定電場方向，故A錯誤；B．a(chǎn)點移動到b點，其電勢能減小，則該粒子從c點移動到d點，其電勢能減小，則則該粒子從M點移動到N點電場力做正功故B正確；C．若c、d之間距離為L2，但cd不一定平行電場線，故其中θ為cd與電場線的夾角，不一定為零，故該電場的場強(qiáng)大小不一定為，故C錯誤；D．若W1＝W2，根據(jù)可知Uab＝Ucd故φa﹣φb＝φc﹣φd則φa﹣φc＝φb﹣φd故Uac＝Ubd而Uac＝2UAmUbd＝2UbN故UaM＝UbN故D錯誤。故選B。6.如圖所示，一光滑絕緣軌道水平放置，直徑上有A、B兩點，AO=2cm，OB=4cm，在AB固定兩個帶電量分別為Q1、Q2的正電荷，現(xiàn)有一個帶正電小球靜置于軌道內(nèi)側(cè)P點（小球可視為點電荷），已知AP：BP=n：1，試求Q1：Q2是多少（）A.2n2：1 B.4n2：1 C.2n3：1 D.4n3：1【答案】C【解析】【詳解】對小球受力分析如圖所示由正弦定理有其中∠CPH=∠OPB，∠CHP=∠HPD=∠APO其中△APO中同理有其中，聯(lián)立有Q1：Q2=2n3：1故選C。7.在如圖所示的水平轉(zhuǎn)盤上，沿半徑方向放著質(zhì)量分別為m、2m的兩物塊A和B（均視為質(zhì)點），它們用不可伸長的輕質(zhì)細(xì)線相連，與圓心的距離分別為2r、3r，A、B兩物塊與轉(zhuǎn)盤之間的動摩擦因數(shù)分別為、，已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g?，F(xiàn)緩慢加快轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速，當(dāng)兩物塊相對轉(zhuǎn)盤將要發(fā)生滑動時，保持轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速不變，下列說法正確的是（）A.此時轉(zhuǎn)盤的角速度大小為B.此時細(xì)線中的張力大小為C.此時燒斷細(xì)線后的瞬間，B的加速度大小為D.此時燒斷細(xì)線后的瞬間，A、B兩物塊的加速度大小相等【答案】AC【解析】【詳解】AB．根據(jù)，兩物塊的臨界角速度分別為，由于物塊A的臨界角速度較大，則相對滑動時物塊A向圓盤內(nèi)側(cè)滑動。設(shè)繩拉力為F，根據(jù)牛頓第二定律，得，A正確，B錯誤；CD．此時燒斷細(xì)線后的瞬間，A、B物塊的加速度大小分別為，C正確，D錯誤。故選AC。8.如圖所示，輕質(zhì)動滑輪下方懸掛重物A，輕質(zhì)定滑輪下方懸掛重物B，懸掛滑輪的輕質(zhì)細(xì)線豎直。開始時，重物A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)，釋放后A、B開始運動。已知A、B的質(zhì)量相等，假設(shè)摩擦阻力和空氣阻力均忽略不計，重力加速度為，下列說法正確的是（）A.某時刻細(xì)線對A、B做功功率之比為B.某時刻細(xì)線對A、B做功功率之比為C.當(dāng)A的位移為時，A的速率為D.當(dāng)A的位移為時，A的速率為【答案】BC【解析】【詳解】AB．繩子對物體A做正功，大小等于A機(jī)械能的增加量，繩子對物體B做負(fù)功，大小等于機(jī)械能的減少量。又因為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，A增加的機(jī)械能和B減少的機(jī)械能相等，時間有相同，因此做功快慢即功率相等，因此選項A錯誤，B正確；CD．由題可知，B下降的位移是A上升位移的兩倍，由公式可知，B的加速度是A加速度的兩倍，由速度公式可知同一時刻，A的速度是B的一半，即當(dāng)A位移為h時，B下降2h，由機(jī)械能守恒得聯(lián)立解得選項C正確，D錯誤。故選BC。9.平行金屬板PQ、MN與電源和滑動變阻器如圖所示連接，電源的電動勢為E，內(nèi)阻不計；靠近金屬板P的S處有一粒子源能夠連續(xù)不斷地產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為+q、初速度為零的粒子，粒子在PQ間的加速電場作用下穿過Q板的小孔F，緊貼N板水平進(jìn)入MN間的偏轉(zhuǎn)電場；改變滑片P的位置可改變加速電場的電壓和偏轉(zhuǎn)電場的電壓，且所有粒子都能夠從MN間飛出，不計粒子的重力。下列說法正確的是（）A.粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的豎直偏轉(zhuǎn)距離與成正比B.滑片P向左滑動，從偏轉(zhuǎn)電場飛出的粒子的偏轉(zhuǎn)角將增加C.飛出偏轉(zhuǎn)電場的粒子的最大動能為EqD.飛出偏轉(zhuǎn)電場的粒子的最大速率【答案】ABC【解析】【詳解】A．在平行金屬板PQ之間，根據(jù)動能定理有粒子在F點的速度為設(shè)偏轉(zhuǎn)電場MN的長度為L，MN之間的距離為d，則粒子通過偏轉(zhuǎn)電場MN的時間為粒子的加速度為所以粒子的豎直偏轉(zhuǎn)距離為所以粒子的豎直偏轉(zhuǎn)距離與成正比，故A正確；

B．滑片P向左滑動的過程中，的比值增大，所以粒子的豎直偏轉(zhuǎn)距離逐漸增大，根據(jù)類平拋運動的規(guī)律可知，從偏轉(zhuǎn)電場飛出的粒子豎直方向的速度逐漸增大，則飛出時粒子的速度的偏轉(zhuǎn)角逐漸增大，故B正確；CD．粒子從M板右邊緣飛出時速率最大，根據(jù)動能定理可知其中解得故C正確，D錯誤；故選ABC。10.如圖所示，三維坐標(biāo)系O-xyz的z軸方向豎直向上，所在空間存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場。一質(zhì)量為m、電荷量為的小球從z軸上的A點以速度沿x軸正方向水平拋出，A點坐標(biāo)為（0，0，L），重力加速度為g，場強(qiáng)。則下列說法中正確的是（）A.小球運動的軌跡為拋物線B.小球在平面內(nèi)的分運動為直線運動C.小球到達(dá)平面時的速度大小為D.小球的運動軌跡與平面交點的坐標(biāo)為（，L，0）【答案】AC【解析】【詳解】A．帶電小球始終受到重力與電場力，因此可等效成一個恒定的力，且此力方向與初速度方向垂直，所以做勻變速曲線運動，運動軌跡即為拋物線，故A正確；B．由于重力與電場力大小相等，所以小球在這兩個力的合力所在平面運動，且與水平面成45°，而在xOz平面內(nèi)的分運動為平拋運動，故B錯誤；C．小球在重力與電場力共同作用產(chǎn)生的加速度為，則小球到達(dá)平面的時間增加的速度為小球到達(dá)平面時的速度大小為故C正確；D．小球在Z軸方向做自由落體運動，只受重力，且初速度為零，所以經(jīng)過時間則小球在x軸方向做勻速直線運動，則發(fā)生的位移而在y軸方向小球只受電場力，初速度為零，因此發(fā)生的位移所以小球的軌跡與xOy平面交點的坐標(biāo)為，故D錯誤。故選AC。第Ⅱ卷非選擇題（共56分）二、實驗題（本題共3個小題，每空2分，共24分）11.某同學(xué)設(shè)計如圖甲所示的實驗裝置來做“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗，讓小鐵球從A點自由下落，下落過程中經(jīng)過A點正下方的光電門B時，光電計時器記錄下小鐵球通過光電門的時間t，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。（1）用游標(biāo)卡尺測得小鐵球的直徑為d，某次小鐵球通過光電門的時間為，則此次小鐵球經(jīng)過光電門的速度可表示為__________。（2）調(diào)整A、B之間距離h，多次重復(fù)上述過程，作出隨h的變化圖像如圖乙所示。若小鐵球下落過程中機(jī)械能守恒，則該直線斜率__________。（3）在實驗中根據(jù)數(shù)據(jù)實際繪出圖像的直線斜率為（），則實驗過程中小鐵球所受的平均阻力f為其重力的__________倍（用、表示）?！敬鸢浮竣?②.③.【解析】【詳解】（1）[1]由光電門原理可知，小鐵球經(jīng)過光電門的速度為（2）[2]根據(jù)機(jī)械能守恒定律有可得故隨的變化圖像的斜率為（3）[3]考慮阻力的情況下，由動能定理有解得可得隨的變化圖像的針率為由此可知12.某同學(xué)根據(jù)圖甲所示的歐姆表原理圖，利用微安表（滿偏電流為、內(nèi)阻為）、滑動變阻器（最大值為）和一節(jié)干電池，將微安表改裝成歐姆表。（1）將兩表筆短接，調(diào)節(jié)使微安表指針指在“___________”處；（2）當(dāng)兩表筆之間接入阻值為的定值電阻時，微安表指針指在如圖乙所示位置，則其讀數(shù)為___________，電池的電動勢為___________，歐姆表的內(nèi)阻為___________；（3）將微安表上的處標(biāo)明“”，“300”位置處標(biāo)明“0”，“100”位置處標(biāo)明“___________”，并在其他位置標(biāo)明相應(yīng)的電阻刻度值，這樣就把微安表改裝成了歐姆表；（4）經(jīng)過一段時間之后，電池的電動勢降低，內(nèi)阻增大，則重新歐姆調(diào)零之后，測得的電阻阻值將___________（填“偏大”“不變”或“偏小”）?！敬鸢浮竣?300②.200③.1.44④.4.8⑤.9600⑥.偏大【解析】【詳解】（1）[1]兩表筆短接調(diào)零時，應(yīng)使表的指針指在微安表的電流滿偏位置，即指針指在處；（2）[2][3][4]由圖乙可知微安表的指針指在處；根據(jù)閉合電路歐姆定律，兩表筆短接時有接入阻值為的定值電阻時，有解得，（3）[5]當(dāng)電流時有解得（4）[6]由和，可得則電動勢減小，測量同一未知電阻時對應(yīng)的微安表示數(shù)減小，則電阻阻值增大。13.某實驗小組欲利用圖甲所示的電路測定電源E1的電動勢E和內(nèi)阻r，己知圖中電源E2的電動勢為E0，內(nèi)阻為r0，定值電阻的阻值為R0，電壓表可視為理想電壓表，S為單刀雙擲開關(guān)。（1）當(dāng)S與1接通前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于________（填“左”或“右”）端。（2）S與1接通，改變滑片P的位置，記下電壓表的示數(shù)U1，保持P不動，S與2接通，記下電壓表的示數(shù)U2，重復(fù)以上操作，得到多組U1和U2的值。（3）該同學(xué)作出的的圖像如圖乙所示，若測得圖線的斜率為k，縱軸上的截距為b，則電源E的電動勢為E=________，內(nèi)阻為r=________。（均用E0，R0，r0，k，b表示）?！敬鸢浮竣?左②.③.【解析】【詳解】（1）[1]為保護(hù)電路，S與1接通前，應(yīng)使滑動變阻器接入電路的阻值最大，故滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于左端。（3）[2][3]當(dāng)S與1接通時，由閉合電路歐姆定律，有即同理，當(dāng)S與2接通時，有聯(lián)立可得結(jié)合圖乙可知故三、計算題（本題共3個小題，共32分，要求有必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只有結(jié)果沒有過程的不能得分，有數(shù)值計算的必須寫出數(shù)值和單位）14.小華同學(xué)利用如圖所示的裝置進(jìn)行游戲，已知裝置甲的A處有一質(zhì)量m=1kg的小球（可視為質(zhì)點），離地面高h(yuǎn)=2m，通過擊打可以將小球水平擊出，裝置乙是一個半徑R=1m，圓心角是53°的一段豎直光滑圓弧，圓弧低端與水平地面相切，裝置丙是一個固定于水平地面的傾角為37°的光滑斜面，斜面上固定有一個半徑為r=0.5m的半圓形光滑擋板，底部D點與水平地面相切，線段DE為直徑，現(xiàn)把小球擊打出去，小球恰好從B點沿BC軌道的切線方向進(jìn)入，并依次經(jīng)過裝置乙、水平地面，進(jìn)入裝置丙。已知水平地面CD表面粗糙，其他阻力均不計，取重力加速度大小g=10m/s2，裝置乙、丙與水平地面均平滑連接。（sin53°=0.8，cos53°=0.6，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）小球被擊打的瞬間裝置甲對小球做了多少功？（2）若LCD=5m，要使小球能進(jìn)入DE軌道且又不脫離DE段半圓形軌道，則小球與水平地面間的動摩擦因數(shù)取值范圍為多少？【答案】（1）；（2）或【解析】【詳解】（1）從A到B的過程，根據(jù)豎直方向上的運動學(xué)公式可得同時聯(lián)立解得擊打的瞬間有代入數(shù)據(jù)解得（2）若小球恰好經(jīng)過E點，根據(jù)牛頓第二定律可得解得從A到E的過程中，根據(jù)動能定理可得解得若恰好當(dāng)圓弧DE的中點，則有解得恰好到D點時，根據(jù)動能定理可得解得綜上所述，動摩擦因數(shù)的取值范圍為或15.在如圖所示的豎直平面內(nèi)，物體A和帶正電的物體B用跨過定滑輪的絕緣輕繩連接，分別靜止于傾角θ＝37°的光滑斜面上的M點和粗糙絕緣水平面上，輕繩與對應(yīng)平面平行．勁度系數(shù)k＝5N/m的輕彈簧一端固定在O點，一端用另一輕繩穿過固定的光滑小環(huán)D與A相連，彈簧處于原長，輕繩恰好拉直，DM垂直于斜面．水平面處于場強(qiáng)E＝5×104N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場中．已知A、B的質(zhì)量分別為mA＝0.1kg和mB＝0.2kg，B所帶電荷量q＝＋4×10－6C．設(shè)兩物體均視為質(zhì)點，不計滑輪質(zhì)量和摩擦，繩不可伸長，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，B電荷量不變．取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.(1)求B所受靜摩擦力的大??；(2)現(xiàn)對A施加沿斜面向下的拉力F，使A以加速度a＝0.6m/s2開始做勻加速直線運動．A從M到N的過程中，B的電勢能增加了ΔEp＝0.06J．已知DN沿豎直方向，B與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4.求A到達(dá)N點時拉力F的瞬時功率．【答案】（1）0.4N（2）0.528W【解析】【分析】【詳解】（1）根據(jù)題意，靜止