2024-2025學年山東省德州市武城二中高二（上）開學物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2024-2025學年山東省德州市武城二中高二（上）開學物理試卷一、單選題：本大題共8小題，共24分。1.如圖所示，配有調(diào)節(jié)傾角的簡易支架放在水平桌面上，上語文課時，某同學將一本古漢語字典放在支架的斜面上，若字典與支架斜面間的動摩擦因數(shù)為μ=33，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，緩慢地調(diào)節(jié)傾角θ使得字典與支架始終處于靜止狀態(tài)，則下列說法正確的是(

)A.傾角θ增大，字典受到的摩擦力減小

B.傾角θ增大，字典受到的支持力增大

C.若字典始終處于靜止狀態(tài)，支架傾角的最大值θ=30°

D.若字典始終處于靜止狀態(tài)，支架傾角的最大值θ=45°2.在升降電梯內(nèi)的地板上放一體重計，電梯靜止時，某同學站在體重計上，體重計示數(shù)為50.0kg.若電梯運動中的某一段時間內(nèi)，該同學發(fā)現(xiàn)體重計示數(shù)為如圖所示的40.0kg，則在這段時間內(nèi)(重力加速度為g)(

)A.該同學所受的重力變小了

B.電梯一定在豎直向下運動

C.該同學對體重計的壓力小于體重計對她的支持力

D.電梯的加速度大小為0.2g，方向一定豎直向下3.如圖所示，一固定斜面傾角為θ，將小球A從斜面頂端以速率v0水平向右拋出，小球擊中了斜面上的P點；將小球B從空中某點以相同速率v0水平向左拋出，小球恰好垂直斜面擊中Q點。不計空氣阻力，重力加速度為g，小球A、B在空中運動的時間之比為(

)A.2tan2θB.tan2θ：C.1：2tanD.1：tan4.“復興號”動車組用多節(jié)車廂提供動力，從而達到提速的目的。總質(zhì)量為m的動車組在平直的軌道上行駛。該動車組有四節(jié)動力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動機的額定功率均為P，若動車組所受的阻力與其速率成正比(F阻=kv,k為常量)，動車組能達到的最大速度為vmA.動車組在勻加速啟動過程中，牽引力恒定不變

B.若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，則動車組從靜止開始做勻加速運動

C.若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為2.25P，則動車組勻速行駛的速度為34vm

D.若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，動車組從靜止啟動，經(jīng)過時間t達到最大速度5.質(zhì)量分別為2kg、3kg的物塊A和B，系在一根不可伸長的輕繩兩端，細繩跨過固定在傾角為30°的斜面頂端的輕質(zhì)定滑輪上，此時物體A離地面的高度為0.8m，如圖所示，斜面光滑且足夠長，始終保持靜止，g取10m/s2。下列說法正確的是(

)A.物體A落地的速度為4m/s B.物體A落地的速度為2105m/s

C.物體B沿斜面上滑的最大高度為0.68m D.6.如圖所示，物體A的質(zhì)量為M，圓環(huán)B的質(zhì)量為m，通過繩子連結在一起，圓環(huán)套在光滑的豎直桿上，開始時連接圓環(huán)的繩子處于水平，長度l=4m，現(xiàn)從靜止釋放圓環(huán)。不計定滑輪和空氣的阻力，取g=10m/s2，若圓環(huán)下降?=3m時的速度v=5m/s，則A和B的質(zhì)量關系(

)A.MmB.MmC.MmD.M7.某靜電場的電場線分布如圖所示，M、N為電場中的兩點，則(

)A.M點的電勢比N點的電勢高

B.M點的電場強度比N點的電場強度小

C.負電荷從M點運動到N點，電場力做正功

D.正電荷在M點的電勢能比在N點的電勢能大8.長為L的導體棒原來不帶電，現(xiàn)將一帶電荷量為+q的點電荷放在距棒左端R處，如圖所示。靜電力常量為k，當棒達到靜電平衡后，棒上的感應電荷在棒內(nèi)中點P處產(chǎn)生的電場的電場強度大小是(

)A.4kq(2R+L)2 B.2kq(2R+L)2二、多選題：本大題共4小題，共16分。9.如圖所示，在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程中，衛(wèi)星首先進入橢圓軌道Ⅰ，然后在Q點通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進入地球同步軌道Ⅱ，則(

)A.該衛(wèi)星在P點的速度大于7.9km/s，小于11.2km/s

B.該衛(wèi)星的發(fā)射速度大于7.9km/s

C.衛(wèi)星在軌道Ⅰ上任何一點的速度都比軌道Ⅱ上任何一點的速度大

D.衛(wèi)星在Q點加速由軌道Ⅰ進入軌道Ⅱ，故軌道Ⅱ在Q點的速度大于軌道Ⅰ在Q點的速度10.如圖所示，正六棱柱上下底面的中心為O和O′，A、D兩點分別固定等量異號的點電荷，下列說法正確的是(

)A.F′點與C′點的電場強度大小相等

B.B′點與E′點的電場強度方向相同

C.A′點與F′點的電勢差小于O′點與D′點的電勢差

D.將試探電荷+q由F點沿直線移動到O點，其電勢能先增大后減小11.如圖，水平放置的平行板電容器上極板帶正電，兩板間電壓為U，板間距離為d，上極板與靜電計相連，靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地，在兩極板正中間P點有一個靜止的帶電油滴，所帶電荷量絕對值為q，下列說法正確的是(

)A.油滴帶負電

B.油滴質(zhì)量大小為qUgd

C.若僅將上極板向左平移一小段距離，則靜電計指針張角變大

D.12.有一橫截面積為S的銅導線，流經(jīng)其中的電流為I，設每單位體積的導線中有n個自由電子，電子的電荷量為q，此時電子的定向移動速度為v，在Δt時間內(nèi)，通過導線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為(

)A.nvSΔt B.nvΔt C.I△tq D.三、實驗題：本大題共2小題，共14分。13.某興趣小組用如圖甲所示的實驗裝置來測物塊與木板間的動摩擦因數(shù)。PQ為一塊傾斜放置的木板，在木板底端Q處固定一個光電門，光電門與數(shù)字計時器相連(圖中未畫)。實驗時通過改變木板傾角θ，使物塊(其上固定有寬度為d的遮光條)從O點正上方不同高度?處的斜面上由靜止釋放，實驗中保持OQ間距離L=0.80m不變，重力加速度g=10m/s2。(設物塊與木板間的動摩擦因數(shù)處處相同)

(1)實驗中，不需要測量的物理量有______。

A.遮光條的寬度d

B.遮光條的擋光時間t

C.物塊(帶遮光條)的質(zhì)量m

D.物塊釋放點到地面的高度?

(2)該小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算得到物體經(jīng)過光電門的速度v，并作出了如圖乙所示的v2??圖像，其圖像與橫軸的交點為0.20。則物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=______；

(3)若更換動摩擦因數(shù)更小的木板，重復上述實驗并在乙圖中畫出v2??圖像，其圖像的斜率將______14.某實驗小組利用如圖甲所示的電路來探究某電容器的充、放電規(guī)律。

(1)開關S接1，電源給電容器充電，觀察到電流表指針偏轉(zhuǎn)情況為______；

A.逐漸偏轉(zhuǎn)到某一刻度后保持不變

B.逐漸偏轉(zhuǎn)到某一刻度后迅速回到0

C.迅速偏轉(zhuǎn)到某一刻度后保持不變

D.迅速偏轉(zhuǎn)到某一刻度后逐漸減小到0

(2)將開關S接2，電容器放電，在放電過程中電流大小為i，電容器所帶電荷量為Q，電容器兩極板電勢差為U，電容器的電容為C。如圖乙關于i、Q、U、C隨時間t的變化的圖像，正確的是______；

(3)如圖丙為電容器放電時的I?t圖像。已知電容器放電之前的電壓為8V，I?t圖線與坐標軸圍成的面積可以用所圍小方格的總面積近似代替。數(shù)出小方格數(shù)為82，據(jù)此則可求得電容器電荷量Q值為______C，該電容器的實測電容值為______μF。(結果均保留3位有效數(shù)字)四、計算題：本大題共4小題，共46分。15.火星半徑是地球半徑的12，火星質(zhì)量大約是地球質(zhì)量的19，地球表面上有一質(zhì)量為m=50kg的宇航員。求：

(1)宇航員在火星表面上受到的重力是多少？

(2)若宇航員在地球表面能跳1.5m高，那他在火星表面能跳多高？(不考慮宇航員的身高，在地球表面的重力加速度g取16.如圖所示為汽車的加速度a與車速倒數(shù)1v的關系圖象，若汽車質(zhì)量為4×103kg，它由靜止開始沿平直公路行駛，且行駛中阻力恒定，最大車速為30m/s，求：

(1)汽車的額定功率；

(2)當汽車的速度為20m/s17.XCT掃描是計算機X射線斷層掃描技術的簡稱，可用于對多種病情的探測。圖甲是某種XCT機主要部分的剖面圖，其產(chǎn)生X射線部分的示意圖如圖乙所示。圖乙中M、N之間有一電子束的加速電場，虛線框內(nèi)為偏轉(zhuǎn)元件中的勻強偏轉(zhuǎn)場S；經(jīng)調(diào)節(jié)后電子從靜止開始沿帶箭頭的實線所示的方向前進，打到水平圓形靶臺上的中心點P，產(chǎn)生X射線(如圖中帶箭頭的虛線所示)。已知電子的質(zhì)量為m，帶電荷量為e，MN兩端的電壓為U0，偏轉(zhuǎn)場區(qū)域水平寬度為L0，豎直高度足夠長，MN中電子束距離靶臺豎直高度為H，電子束射出偏轉(zhuǎn)場S時速度方向與水平方向夾角為30°，忽略電子的重力影響，不考慮電子間的相互作用及電子進入加速電場時的初速度，不計空氣阻力。求：

(1)求電子剛進入偏轉(zhuǎn)場時的速度大小；

(2)求勻強電場的電場強度E的大小；

(3)求P點距離偏轉(zhuǎn)場右邊界的水平距離L18.如圖所示，一段光滑圓弧軌道CD右端連接一長木板，一起固定在水平面上。一個可視為質(zhì)點的質(zhì)量為m=2kg的小物塊，從光滑平臺上的A點以v0=4m/s的初速度水平拋出，到達C點時，恰好沿C點的切線方向進入圓軌道，最后小物塊滑上長木板。已知木板表面與圓弧軌道末端切線向平，小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，圓弧軌道的半徑為R=1m，C點和圓弧的圓心連線與豎直方向的夾角為θ=37°。(不計空氣阻力，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)求：

(1)AC兩點的高度差；

(2)小物塊到達圓弧軌道末端D點時對軌道的壓力大小；

答案解析1.C

【解析】解：A.字典的受力情況如圖所示

字典受到沿接觸面向上的靜摩擦力，靜摩擦力等于重力沿接觸面向下的分力，即Ff=mgsinθ

隨傾角θ增大，摩擦力增大，故A錯誤；

B.根據(jù)受力分析可知支持力FN=mgcosθ

隨傾角θ增大，支持力減小，故B錯誤；

CD.當字典受到摩擦力恰好等于重力沿斜面向下的分力時支架傾角的最大，即mgsinθ=μmgcosθ

解得tanθ=33

則θ=30°

故C正確，D錯誤。

故選：2.D

【解析】解：A、體重計示數(shù)小于體重說明曉敏對體重計的壓力小于重力，并不是體重變小，該同學的體重不變，故A錯誤；

B、該同學受到重力與支持力作用，支持力小于重力，合力向下，加速度向下，電梯可能向下做加速運動，也可能向上做減速運動，故B錯誤；

C、該同學對體重計的壓力與體重計對她的支持力是作用力與反作用力，它們大小相等，故C錯誤；

D、對該同學，由牛頓第二定律得：mg?FN=ma，解得：a=mg?FNm=50g?40g50=0.2g，方向：豎直向下，故D3.A

【解析】解：設小球A在空中運動的時間為t1，小球B在空中運動的時間為t2。

對小球A，A球落在斜面上時，有

tanθ=yAxA=12gt12v0t1=gt12v0

可得t1=2v0tanθg

對小球B，小球B恰好垂直斜面擊中Q點，速度與斜面垂直，結合幾何知識，由平拋運動的規(guī)律可得

tanθ=4.C

【解析】解：A、若動車組做勻加速啟動，則加速度不變，而速度增大，則阻力也增大，要使合力不變則牽引力也將增大，故A錯誤；

B、若動車組輸出功率均為額定值，則其加速a=F牽?fm=4Pv?kvm，隨著速度增大，加速度減小，所以動車組做加速度減小的加速運動，故B錯誤；

C、當動車組的速度增大到最大vm時，其加速度為零，則有：4Pvm=kvm，若總功率變?yōu)?.25P，則同樣有：2.25Pvm′=kvm′，聯(lián)立兩式可得：vm′=345.B

【解析】解：AB、物塊A下落過程中，物塊A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒，則有

mAg??mBg?sin30°=12(mA+mB)v2

解得物體A落地的速度為：v=2105m/s，故A錯誤，B正確；

CD、根據(jù)題圖可知，物塊A落地之前B沿斜面上滑的距離為

x1=?=0.8m

設物塊A落地之后B繼續(xù)沿斜面上滑的距離為x2，對B，由機械能守恒定律有

mBgx2sin30°=12mBv2

解得：x2=0.16m

則物體6.A

【解析】解：若圓環(huán)下降?=3m時的速度v=5m/s，如圖所示，A、B的速度關系為

vA=vcosθ=v???2+l2=5×332+42=3m/s

A上升的高度?A=?2+l2?l=32+427.C

【解析】解：A、沿著電場線方向電勢降低，可知N點電勢高于M點電勢，故A錯誤；

B、電場線的密的地方場強大，M點電場線密，所以M點電場強度大，故B錯誤；

C、負電荷受到的電場力得方向與電場強度的方向相反，負電荷在MN連線上受到的電場力的方向向左，故負電荷從M點運動到N點，電場力做正功，故C正確；

D、正電荷具有的電勢能：Ep=qφ，N點電勢高于M點電勢，則正電荷在N點的電勢能大，故D錯誤。

故選：C。

電場線的疏密表示電場強度的強弱，電場線某點的切線方向表示電場強度的方向；沿著電場線方向電勢是降低的。8.A

【解析】解：導體棒在點電荷+q的電場中發(fā)生靜電感應，左端出現(xiàn)負電荷，右端出現(xiàn)正電荷，棒中任意一點都受兩個電場的影響，即外電場和附加電場，達到靜電平衡狀態(tài)時

E′=4kq(2R+L)2

故A正確，BCD錯誤。

故選：A。

然后根據(jù)點電荷場強公式求解當棒達到靜電平衡后，棒內(nèi)各點的合場強為零，即感應電荷產(chǎn)生的電場強度與9.ABD

【解析】解：AB、7.9km/s即第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是最大的圓周運動的環(huán)繞速度，最小的發(fā)射速度，所以衛(wèi)星的發(fā)射速度大于7.9km/s；同時衛(wèi)星在P點的速度也是大于7.9km/s；而11.2km/s是衛(wèi)星逃離地球的速度，由于衛(wèi)星仍然繞地球運動，所以衛(wèi)星在P點的速度小于11.2km/s。故A正確，B正確。

CD、衛(wèi)星在橢圓軌道Ⅰ的P點做向心運動，所以從橢圓軌道Ⅰ到同步軌道Ⅱ，衛(wèi)星在Q點需要加速，增加所需的向心力。所以衛(wèi)星在在軌道Ⅰ上的Q點的速度都比軌道Ⅱ上Q點的速度小。故C錯誤。D正確。

故選：ABD。

衛(wèi)星在軌道Ⅰ上的Q點進入軌道Ⅱ，需加速，使萬有引力等于所需要的向心力。根據(jù)萬有引力提供向心力比較衛(wèi)星在同步軌道Ⅱ上的運行速度和第一宇宙速度的大小。

知道第一宇宙速度的特點。衛(wèi)星變軌也就是近心運動或離心運動，根據(jù)提供的萬有引力和所需的向心力關系確定。10.ACD

【解析】解：D.將六棱柱的上表面的一半拿出

如圖所示，由幾何條件可知正電荷在OF中點K的場強方向垂直O(jiān)F，則K點的合場強與OF的夾角為銳角，D在F點產(chǎn)生的場強大小為A點在F點產(chǎn)生的場強大小的13，合場強方向斜相右上角且與水平面的夾角大于三十度，所以在F點的場強和OF的夾角為鈍角，因此將正電荷從F移到O點過程中電場力先做負功后做正功，電勢能先增大后減小，故D正確；

C.設A′點電勢為φ，由等量異種電荷的電勢分布可知

φA′=φ>0

φD′=?φ<0

φO′=0

φF′>0

因此

φA′?φF′=φ?φF′<φO′?φD′=φ

即A′點與F′點的電勢差小于O′點與D′點的電勢差，故C正確；

AB.由等量異種電荷的對稱性可知F′和C′電場強度大小相等，B′和E′電場強度方向不同(B′有向下的分量，E′有向上的分量11.ABC

【解析】解：A、油滴受重力和電場力平衡，所以電場力豎直向上，上極板帶正電，所以電場強度的方向豎直向下，故油滴帶負電，故A正確；

B、油滴所受重力和電場力平衡：

mg=Eq

勻強電場電場強度公式E=Ud，

解得m=qUgd，

故B正確；

C、若僅將上極板向左平移一小段距離，兩個極板間正對面積減少，根據(jù)電容的決定式；

C=?s4πKd可知電容C變小，

再根據(jù)電容的定義式：

C=QU

兩個極板的電量不變，電容減小，電壓變大，靜電計指針偏角變大，故C正確；

D、下極板和油滴間的距離不變，所以油滴對下極板不做功，上極板帶正電，油滴帶負電，上極板受油滴的力向下，上極板向下移動時電場力對極板做正功，故電勢能減小，故油滴和極板間的電勢能減小，故D錯誤；

故選：ABC。12.AC

【解析】解：根據(jù)電流的微觀表達式I=nqvs，在△t時間內(nèi)通過導體橫截面的自由電子的電量Q=IΔt，

則在Δt時間內(nèi)，通過導體橫截面的自由電子的數(shù)目為n=Qq=I△tq，

將I=nevS代入得n=nqvS△tq=nvSΔt，故AC正確，BD錯誤．

故選：AC．

根據(jù)電流的微觀表達式I=nqvs，求出在13.C

0.25

不變

【解析】解：(1)很短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度，滑塊經(jīng)過光電門時的速度大小v=dt，滑塊在下滑過程中，設滑塊的位移大小為x，由動能定理得：mg??μmgcosθ?x=12mv2?0，

其中：xcosθ=L，整理得：v2=2g??2μgL，

實驗需要測量物塊釋放點到地面的高度?，

求滑塊的速度需要測量遮光條的寬度d與遮光條的擋光時間t，

不需要測量的是物塊(帶遮光條)的質(zhì)量m，故選C。

(2)由(1)可知，v2??圖象的函數(shù)表達式是：v2=2g??2μgL，

由圖示v2??圖象可知，v2=0時?=0.20m，代入函數(shù)表達式得：0=2g×0.20?2μgL，

解得：μ=0.25．

(3)v2??圖象的斜率k=2g，與動摩擦因數(shù)μ無關，更換動摩擦因數(shù)更小的木板，其圖像的斜率將不變。14.D

B

4.10×10?3

【解析】解：(1)開關S接1，電源給電容器充電，電路瞬間有了充電電流，隨著電容器所帶電荷量逐漸增大，電容器兩極板間的電壓逐漸增大，充電電流逐漸減小，所以此過程中觀察到的電流表指針迅速偏轉(zhuǎn)到某一刻度后逐漸減小到0。故ABC錯誤；D正確。

(2)D.電容器的電容在充放電過程中是不變的，電容只跟電容器的構造有關，故D錯誤；

ABC.放電過程中，電容器所帶電荷量逐漸減小，根據(jù)電容的定義式：C=QU，可知電容器極板間電壓逐漸減小，則放電電流逐漸減小，根據(jù)電流的定義式：i=qt=ΔQΔt，可知Q?t圖像的斜率絕對值逐漸減小。故AC錯誤；B正確。

(3)根據(jù)：Q=It，可知電荷量等于I?t圖像與時間軸所圍成的面積，則有：

Q=82×10×10?6×5C=4.10×10?3C

根據(jù)：C=QU，已知U=8V，解得：C=5.13×10?4F=513μF

故答案為：(1)D；15.解：(1)根據(jù)物體在星球表面受到的重力等于星球?qū)ξ矬w的萬有引力得

GMmR2=mg

得：g=GMR2

所以火星表面的重力加速度g火與地球表面上重力加速度g地之比為

g火g地=M火M地?(R地R火)2=19×22=【解析】(1)根據(jù)物體在星球表面受到的重力等于星球?qū)ξ矬w的萬有引力列出等式，得到重力加速度的表達式，結合題意求出火星表面的重力加速度，從而求得宇航員在火星表面上受到的重力；

(2)根據(jù)運動學公式列式求解他在火星表面能跳的最大高度。

解決本題時，一要掌握萬有引力等于重力這一思路。二要靈活運用比例法求兩星球表面的重力加速度之比。16.解：(1)設汽車的額定功率為P，所受的阻力大小為f。

由圖知，汽車的最大速度為vm=30m/s，此時汽車做勻速直線運動，有F=f，代入得：P=Fvm=f×30…①

當1v=110時，a=2m/s2。

根據(jù)牛頓第二定律得：Pv?f=ma，

代入得：P10?f=4×103×2…②

由①②解得：f=3×103N，P=9×104W；

(2)當汽車的速度為v=20m/s時，根據(jù)牛頓第二定律有：【解析】(1)從圖線看出，開始圖線與橫軸平行，表示牽引力不變，汽車先做勻加速直線運動，傾斜圖線的斜率表示汽車達到額定功率后，做加速度減小的加速運動，當加速度減小