2024-2025學(xué)年湖南省長沙一中城南校區(qū)高二（上）入學(xué)物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2024-2025學(xué)年湖南省長沙一中城南校區(qū)高二（上）入學(xué)物理試卷一、單選題：本大題共6小題，共24分。1.伽利略對“自由落體運(yùn)動”和“運(yùn)動和力的關(guān)系”的研究，開創(chuàng)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯推理和諧結(jié)合的重要科學(xué)研究方法。圖a、圖b分別表示這兩項(xiàng)研究中實(shí)驗(yàn)和邏輯推理的過程，下列相關(guān)說法正確的是(

)

A.圖a通過對自由落體運(yùn)動的研究，合理外推得出小球在斜面上做勻變速直線運(yùn)動

B.圖a中先在傾角較小的斜面上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可“沖淡”重力，使時間測量更容易

C.圖b中斜面傾角減小到零時，小球一定會一直運(yùn)動下去

D.圖b的實(shí)驗(yàn)為“理想實(shí)驗(yàn)”，通過邏輯推理得出物體的運(yùn)動需要力來維持2.如圖所示，固定在水平面上的光滑斜面長a=5m，寬b=4m，傾角θ=30°，一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從頂端B處水平向左射入，恰好從底端點(diǎn)A處射出，重力加速度g取10m/s2。則下列說法正確的是(

)A.小球運(yùn)動的加速度為10m/s2

B.小球從B運(yùn)動到A所用時間為2s

C.小球從B點(diǎn)水平射入時的速度為22m/s

D.3.如圖所示，衛(wèi)星a、b、c沿圓形軌道繞地球運(yùn)行。a是極地軌道衛(wèi)星，在地球兩極上空約1000km處運(yùn)行;b是低軌道衛(wèi)星，距地球表面高度與a相等;c是地球同步衛(wèi)星，則(

)

A.a、b的周期比c大 B.a、b的向心力一定相等

C.a、b的速度大小相等 D.a、b的向心加速度比c小4.在x軸上O、P兩點(diǎn)分別放置電荷量為q1、q2的點(diǎn)電荷，一帶正電的試探電荷在兩電荷連線上的電勢能Ep隨x變化關(guān)系如圖所示，其中A、B兩點(diǎn)電勢能為零，BD段中C點(diǎn)電勢能最大，則(

)A.q1和q2都是正電荷且q1>q2

B.BC間場強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方向

C.C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于A點(diǎn)的電場強(qiáng)度

D.將一負(fù)點(diǎn)電荷從5.如圖所示，兩塊較大的金屬板A、B平行放置并與一電源相連，其中A板接地(取大地電勢φ=0)。開關(guān)S閉合后，兩板間有一質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。以下說

法正確的是(

)A.保持S閉合，若將A板向上平移一小段位移，則油滴向下加速運(yùn)動，G中有a→b的電流

B.保持S閉合，若將A板向左平移一小段位移(油滴仍處于兩極板之間)，則油滴仍然靜止，G中有b→a的電流

C.若將S斷開，則油滴立即向下做勻加速直線運(yùn)動

D.若將S斷開，再將B板向下平移一小段位移，則油滴仍然保持靜止，但油滴的電勢能減小6.如圖所示，一個正電荷由靜止開始經(jīng)加速電場加速后，沿平行于板面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場，并從另一側(cè)射出。已知電荷質(zhì)量為m，電荷量為q，加速電場電壓為U0。偏轉(zhuǎn)電場可看作勻強(qiáng)電場，極板間電壓為U，極板長度為L，板間距為d。不計(jì)正電荷所受重力，下列說法正確的是(

)

A.正電荷從加速電場射出時具有的速度v0=2qUm

B.正電荷從偏轉(zhuǎn)電場射出時具有的動能Ek=qU二、多選題：本大題共4小題，共20分。7.如圖，在豎直平面內(nèi)，一半徑為R的圓弧軌道ABC和水平軌道PA在A點(diǎn)相切，BC為圓弧軌道的直徑，O為圓心，OA和OB之間的夾角為α，cosα=45。一質(zhì)量為m的小球沿水平軌道向右運(yùn)動，經(jīng)A點(diǎn)沿圓弧軌道通過C點(diǎn)，落至水平軌道；在整個過程中，除受到重力及軌道作用力外，小球還一直受到一水平恒力的作用。已知小球在C點(diǎn)所受合力的方向指向圓心，且此時小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱?。不?jì)一切摩擦，重力加速度大小為g。則下列說法正確的是(

)A.小球在A點(diǎn)時速度最大 B.小球在B點(diǎn)時對軌道的壓力最大

C.小球受到的水平恒力的大小為34mg D.小球到達(dá)C8.賽車是最昂貴、速度最快、科技含量最高的運(yùn)動，是商業(yè)價值最高，魅力最大，最吸引人觀看的體育賽事。因?yàn)橛绊懛秶鷱V，知名度高，與世界杯足球賽，奧林匹克運(yùn)動會，并稱為“世界三大運(yùn)動”。在上海站的一場比賽中，質(zhì)量為600kg的賽車在平直賽道上以恒定功率加速，受到的阻力不變，其加速度a和速度的倒數(shù)1v的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是(

)A.賽車的功率為180kW

B.賽車做勻加速直線運(yùn)動

C.賽車運(yùn)動過程中所受阻力大小為2000N

D.當(dāng)賽車速度大小為10m/s時，賽車的加速度為27m/9.如圖所示，質(zhì)量為M長度為L的小車靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為m的小物塊可視為質(zhì)點(diǎn)放在小車的最左端。現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使小物塊從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動。小物塊和小車之間的滑動摩擦力為Ff，小物塊滑到小車的最右端時，小車運(yùn)動的距離為x，此過程中，以下結(jié)論正確的是(

)A.小物塊到達(dá)小車最右端時具有的動能為(F?Ff)(L+x)

B.小物塊到達(dá)小車最右端時，小車具有的動能為Ffx

C.小物塊和小車組成的系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量為F10.如圖(a)，水平放置長為l的平行金屬板右側(cè)有一豎直擋板。金屬板間的電場強(qiáng)度大小為E0，其方向隨時間變化的規(guī)律如圖(b)所示，其余區(qū)域的電場忽略不計(jì)。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子任意時刻沿金屬板中心線OO′射入電場，均能通過平行金屬板，并打在豎直擋板上。已知粒子在電場中的運(yùn)動時間與電場強(qiáng)度變化的周期T相同，不計(jì)粒子重力，則(

)

A.金屬板間距離的最小值為qE0T22m B.金屬板間距離的最小值為qE0T三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共18分。11.物理實(shí)驗(yàn)小組用如圖(a)所示的裝置，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系?，F(xiàn)研究質(zhì)量不變的情況下，加速度與力的關(guān)系。

(1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是______。

A.必須平衡摩擦力

B.必須控制槽碼質(zhì)量不變

C.必須控制小車質(zhì)量不變

D.必須保證槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

(2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖(b)所示的一條紙帶(兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個計(jì)時點(diǎn)沒有畫出)，已知打點(diǎn)頻率為50Hz，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為______m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(3)按正確操作完成實(shí)驗(yàn)，以彈簧測力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a?F圖像是一條過原點(diǎn)的直線，如圖(c)所示，若直線斜率為k，則小車(包含定滑輪)的質(zhì)量為______(用k表示)。12.某實(shí)驗(yàn)小組用頻閃照相的方法研究平拋運(yùn)動。該組同學(xué)得到小球運(yùn)動過程中O、a、b、c四個點(diǎn)，以O(shè)為原點(diǎn)，以水平方向?yàn)閤軸，豎直方向?yàn)閥軸，其他點(diǎn)的坐標(biāo)位置如圖所示，不計(jì)空氣阻力。根據(jù)圖像中的數(shù)據(jù)可知(g=10m/s2)：

(1)小球做平拋運(yùn)動的初速度為______m/s；

(2)小球過b點(diǎn)的速度為______m/s；

(3)小球拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為______。四、計(jì)算題：本大題共3小題，共38分。13.如圖所示，水平屋頂高H=5m，墻高?=3.2m，墻到房子的距離L=3m，墻外馬路寬x=10m，小球從房頂a點(diǎn)水平飛出，(g取10m/s(1)若小球落在墻外的馬路上，求小球在空中運(yùn)動的時間t;(2)若小球恰好經(jīng)過墻頂b點(diǎn)后落在馬路上，求小球離開房頂時的速度v(3)若小球落在墻外的馬路上，求小球離開房頂時的速度v0的取值范圍。14.如圖所示，空間有一水平向右的勻強(qiáng)電場，半徑為r的絕緣光滑圓軌道固定在豎直平面內(nèi)，O是圓心，OC是水平方向的半徑，AB是豎直方向的直徑。一質(zhì)量為m、電荷量為+q(q>0)的小球在圓軌道內(nèi)，并能夠靜止在P點(diǎn)，OP與豎直方向的夾角θ=45°，不計(jì)空氣阻力.已知重力加速度為g。求：

(1)電場強(qiáng)度E的大小；

(2)若小球從B點(diǎn)靜止釋放，求它運(yùn)動中速度的最大值。15.如圖所示，虛線MN左側(cè)有一場強(qiáng)為E1=2E的勻強(qiáng)電場，在兩條平行的虛線MN和PQ之間存在著寬為L、電場強(qiáng)度為E2=3E的勻強(qiáng)電場，在虛線PQ右側(cè)距PQ為L處有一與電場E2平行的屏?，F(xiàn)將一電子(電荷量為e，質(zhì)量為m，重力不計(jì))無初速度地放入電場E1中的A點(diǎn)，最后電子打在右側(cè)的屏上，A點(diǎn)到MN的距離為L2，AO連線與屏垂直，垂足為O，求：

(1)電子到MN的速度大?。?/p>

(2)電子從釋放到打到屏上所用的時間；

(3)電子剛射出電場E2時的速度方向與AO連線夾角θ的正切值tanθ；

(4)電子打到屏上的點(diǎn)P′到點(diǎn)答案解析1.B

【解析】解：

AB、伽利略設(shè)想物體下落的速度與時間成正比，因?yàn)楫?dāng)時無法測量物體的瞬時速度，所以伽利略通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)證明如果速度與時間成正比，那么位移與時間的平方成正比；由于當(dāng)時用滴水法計(jì)算，無法記錄自由落體的較短時間，伽利略設(shè)計(jì)了讓銅球沿阻力很小的斜面滾下，來“沖淡”重力得作用效果，而小球在斜面上運(yùn)動的加速度要比它豎直下落的加速度小得多，所用時間長的多，所以容易測量。伽利略做了上百次實(shí)驗(yàn)，并通過抽象思維在實(shí)驗(yàn)結(jié)果上做了合理外推，故A錯誤，B正確；

C、圖b中斜面傾角減小到零時，由于摩擦力的存在，小球最終會停止運(yùn)動，故C錯誤；

D、伽利略用抽象思維、數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法得到物體的運(yùn)動不需要力來維持，故D錯誤。

該題考查了伽利略研究自由落體運(yùn)動的研究，涉及到學(xué)生對于物理常識的理解，這些在平時是需要學(xué)生了解并知道的，看的就是學(xué)生對課本內(nèi)容的掌握情況。

根據(jù)伽利略對自由落體運(yùn)動和力與運(yùn)動關(guān)系的研究，了解其研究過程中的物理思想與物理的方法。2.C

【解析】解：A、對小球受力分析，受到重力和斜面的支持力，根據(jù)牛頓第二定律得

mgsin30°=ma0

解得小球運(yùn)動的加速度為：a0=5m/s2，方向沿斜面向下，故A錯誤；

BCD、小球從B到A做類平拋運(yùn)動，設(shè)小球從B點(diǎn)水平射入時的速度大小為v0，從B運(yùn)動到A所用時間為t。

水平方向有

b=v0t

沿斜面向下方向有

a=12a0t2

聯(lián)立解得

t=23.C

【解析】解：衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，萬有引力提供向心力，GMmr2=m4π2T2r=mv2r=ma，解得周期T=2πr3GM，v=GMr，a=GMr2。

ACD、a、b衛(wèi)星的軌道半徑相等，則周期相等，線速度大小相等，向心加速度大小相等，c衛(wèi)星的軌道半徑大于a、b衛(wèi)星的軌道半徑，則c衛(wèi)星的向心加速度小于4.B

【解析】A、由圖知從O到P電勢能一直減小，試探電荷帶正電，電勢一直降低，則兩個點(diǎn)電荷必定是異種電荷，故A錯誤；

B、由圖可知：從B到C，電勢能增加，試探電荷帶正電，電勢升高，根據(jù)順著電場線電勢降低可知，BC間電場強(qiáng)度方向沿x軸負(fù)方向。故B正確；

C、根據(jù)圖象切線的斜率等于qE，可知C點(diǎn)場強(qiáng)為零，A點(diǎn)的場強(qiáng)不等于零，則A點(diǎn)的場強(qiáng)比C點(diǎn)的大，故C錯誤；

D、將一負(fù)點(diǎn)電荷從B移到D點(diǎn)，電勢先升高后降低，電勢能先減小后增大，電場力先做正功后做負(fù)功，故D錯誤。

故選：B。

根據(jù)正電荷在電勢高處電勢能大，電勢低處電勢能小，分析電勢的變化，確定出電場線方向，來判斷兩個電荷的電性。根據(jù)圖象的斜率與場強(qiáng)的關(guān)系，分析出C點(diǎn)的場強(qiáng)大小，.圖象切線的斜率等于場強(qiáng)，由斜率大小分析場強(qiáng)的大小。根據(jù)負(fù)電荷在電勢高處電勢能小，分析負(fù)電荷移動時電勢能的變化。

通過本題的解答要知道：電勢為零處，電場強(qiáng)度不一定為零。負(fù)電荷在電勢高處電勢能小，電場力做功的正負(fù)決定電勢能的增加與否。5.B

【解析】解：A、油滴處于平衡狀態(tài)，可知油滴所受的向上的電場力等于重力；若S閉合，則兩板間的電勢差U不變，將A板向上平移一小段位移，則兩板間距d變大，根據(jù)E=Ud可知，兩板場強(qiáng)減小，油滴受的向上的電場力減小，則油滴向下加速運(yùn)動，再依據(jù)C=QU=εrS4πkd可知，電量Q減小，則電容器處于放電狀態(tài)，所以G中有b→a的電流，故A錯誤；

B、若S閉合，則兩板間的電勢差U不變，將A板向左平移一小段位移，S減小，因兩板間距不變，則場強(qiáng)不變，油滴受的電場力不變，則油滴仍靜止，再依據(jù)C=QU=εrS4πkd可知，電量Q減小，則電容器處于放電狀態(tài)，所以G中有b→a的電流，故B正確；

C、若將S斷開，則兩板間場強(qiáng)不變，則油滴仍靜止，故C錯誤；

D、若將S斷開，則極板帶電量Q不變，電場強(qiáng)度E=Ud=4πkQ6.C

【解析】解：A、對正電荷在加速電場的運(yùn)動過程，由動能定理得：qU0=12mv02

解得正電荷從加速電場射出時具有的速度：v0=2qU0m，故A錯誤；

CD、在偏轉(zhuǎn)電場中正電荷做類平拋運(yùn)動，設(shè)在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動時間為t，射出偏轉(zhuǎn)電場時垂直板面方向的速度為vy，則有：

t=Lv0，vy=qUmd?t

正電荷從偏轉(zhuǎn)電場射出時速度與水平方向夾角的正切值為：tanα=vyv0=UL2dU0

正電荷從偏轉(zhuǎn)電場射出時沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離為：y=17.BCD

【解析】解：AB、已知小球在C點(diǎn)所受合力的方向指向圓心，且此時小球軌道的壓力恰好為零，表明水平恒力與重力的合力方向與直徑BC平行，即B點(diǎn)為圓周運(yùn)動等效最低點(diǎn)，C點(diǎn)為圓周運(yùn)動等效最高點(diǎn)，類比于一般的圓周運(yùn)動，可知，小球在等效低點(diǎn)B點(diǎn)時速度最大，所需向心力最大，受到的支持力也最大，根據(jù)牛頓第三定律可知，小球在B點(diǎn)時對軌道的壓力最大，故A錯誤，B正確；

C、小球在C點(diǎn)時，水平恒力與重力的合力方向指向圓心，如圖

則有

F0=mgtanα

已知cosα=45，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系可得：tanα=34

解得：F0=34mg

故C正確；

D、在C點(diǎn)，對小球分析，由牛頓第二定律有

mgcosα=mvC2R

解得：8.AD

【解析】解：B、由圖可知，加速度變化，故做變加速直線運(yùn)動，故B錯誤；

ACD、對汽車受力分析，受重力、支持力、牽引力和摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律，有：

F?f=ma

其中：F=Pv

聯(lián)立得：a=Pmv?fm

結(jié)合圖線，當(dāng)物體的速度最大時，加速度為零，故結(jié)合圖象可以知道，a=0時，1v=0.01，v=100m/s，所以最大速度為100m/s

由圖象可知：fm=3，解得：f=3m=3×600=1800N

0=1600×P100?1800600

解得：P=180000W=180kW9.ABD

【解析】解：C.小物塊相對小車的位移為L，則產(chǎn)生的熱量為Q=FfL，故C錯誤；

A.小物塊水平方向受到拉力F和摩擦力Ff的作用，根據(jù)動能定理得

(F?Ff)(L+x)=12mv2?0

即小物塊到達(dá)小車最右端時具有的動能為(F?Ff)?(L+x)，故A正確；

B.小車相對地面的位移為x，水平方向僅受小物塊對小車的摩擦力作用，根據(jù)動能定理得Ff10.AD

【解析】解：AB.在t=nT(n=0、1、2……)時刻進(jìn)入電場的粒子在電場中的豎直位移最大，粒子在電場中運(yùn)動的時間為T，則豎直方向先做勻加速運(yùn)動后做勻減速運(yùn)動，由對稱性，則沿豎直方向受到電場力的作用，做初速度為零的勻加速運(yùn)動，所以豎直方向的位移為

y=2×12a(T2)2=14×qE0mT2=qE0T24m

金屬板間距離的最小值為

d=2y=qE0T22m

故A正確，B錯誤；

CD.粒子出離電場時的水平速度均為

v0=lT11.AC

2.00

2k【解析】解：(1)A、為使小車的合力等于小車受到的拉力，實(shí)驗(yàn)中必須平衡摩擦力，故A正確；

BC、研究質(zhì)量不變的情況下，加速度與力的關(guān)系時，必須控制小車質(zhì)量不變，故B錯誤，C正確；

D、因?yàn)橛袕椈蓽y力計(jì)測量小車受到的拉力，而不是用槽碼的重力來代替小車受到的拉力，所以不需要保證槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故D錯誤。

故選：AC。

(2)在圖(b)紙帶上標(biāo)上計(jì)數(shù)點(diǎn)，如下圖所示，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論Δx=aT2得

x36?x03=a(3T)2

則小車的加速度大小為

a=x36?x039T2=11.99+10.01+7.98?6.02?3.96?2.009×0.12×10?2m/s2=2.00m/s2

(3)由牛頓第二定律有

2F=Ma

即12.2.0

3.2

(?10cm,?1.25cm)

【解析】解：(1)兩次頻閃照相豎直方向位移差Δy=30cm?10cm?10cm=10cm=0.1m，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律，在豎直方向上

Δy=gT2

解得：T=0.1s

小球平拋運(yùn)動的初速度

v0=xT=20×0.010.1m/s=2.0m/s

(2)小球過b點(diǎn)時豎直方向速度為

vyb=yac2T=(60?10)×0.012×0.1m/s=2.5m/s

小球運(yùn)動到b點(diǎn)的速度

vb=v02+vyb2=2.02+2.52m/s≈3.2m/s；

(3)小球運(yùn)動到b點(diǎn)的時間

t=vybg=2.510s=0.25s13.解：(1)根據(jù)H=12gt2得，小球在空中運(yùn)動的時間t=2Hg=2×510s=1s．

(2)設(shè)小球運(yùn)動到墻頂b點(diǎn)所用時間為t1

豎直方向上有：H??=12gt12，

水平方向上有：v0t1=L

代入數(shù)據(jù)解得v0=5

m/s

(3)v0最小時，小球恰好經(jīng)過墻頂b點(diǎn)后落在馬路上，v0最大時，小球落在馬路的最右端．

設(shè)v0的最大值為v0m

豎直方向上有：H=12gt2

水平方向上有：L+x=v0m【解析】(1)根據(jù)高度出小球在空中運(yùn)動的時間．

(2)根據(jù)下降的高度求出平拋運(yùn)動的時間，結(jié)合水平位移和時間求出小球離開房頂?shù)乃俣龋?/p>

(3)抓住小球剛好經(jīng)過墻頂以及小球剛好不落在馬路上，結(jié)合兩個臨界狀態(tài)，根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律求出小球離開房頂?shù)某跛俣热≈捣秶?/p>

解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動規(guī)律，抓住臨界狀態(tài)，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式靈活求解，難度不大．14