2024-2025学年湖南省长沙一中高二(上)开学物理试卷(含答案)

2024-2025学年湖南省长沙一中高二（上）开学
物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。

1.测量引力常量的实验装置图如图所示，关于该实验说法正确的是
( )
A. 该实验最早由牛顿完成
B. 该实验应用了“微小量放大”的实验方法
C. 实验测得的引力常量是一个没有单位的常量
D. 引力常量与物体质量有关
2.如图为一块手机电池背面印有的一些符号，下列说法正确的是( ) 摩托罗拉SNN5779A(L6…)
电池型号：SL−1102A−SNN5779AA
标称电压：3.7V
额定容量：620mAℎ
充电限制电压：4.2V
生产日期：
A. 该电池的电动势为4.2V
B. 该电池在工作1小时后达到的电流为620mA
C. 当电池给手机供电时，外电路电压为3.7V
D. 若电池以10mA 的电流工作，可用62小时3.如图所示，质量为m 的物体，从高度为ℎ的粗糙斜面顶端从静止开始释放，以后停在粗糙程度处处相同的平面上的B 点，若该物体从斜面顶端以初速度v 0沿斜面下滑，则停留在C 点，恰有AB =BC 。

A 点有一小段圆弧连接。

重力加速度为g ，那么物体在斜面上运动时摩擦力做的功为
( )
A. 14mv 20
B. 1
2mv 20−mgℎC. mgℎ−12mv 20 D. 条件不足，无法判断
4.2022年12月8日，地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线，此现象被称为“火星冲日”。

火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，火星与
地球的公转轨道半径之比约为3：2，如图所示。

(已知33：22≈1.8)根
据以上信息可以得出( )
A. 火星与地球绕太阳运动的周期之比约为27：8
B. 当火星与地球相距最远时，两者的相对速度最小
C. 过1.80年再次出现“火星冲日”
D. 过2.25年再次出现“火星冲日”
5.一跑车在封闭的水平道路上进行性能测试时，其牵引力的功率随时间的变化关系如图所示，已知0～10s 内汽车做匀加速直线运动，10s末汽车速度达到20m/s，一段时间后达到最大速度60m/s，运动过程中阻力恒定，下列说法正确的是( )
A. 匀加速过程加速度大小为3m/s2
B. 匀加速过程发生的位移大小为200m
C. 速度为30m/s时，加速度大小为1.5m/s2
D. 整个加速过程，持续时间一定大于30s
6.如图所示，ab是半径为R=1m的圆的一条直径，该圆处于平行该圆周平面的匀强电场中。

将质子从a点以30eV的动能在该平面内朝着不同方向射出，质子可经过圆周上所有点。

其中，到达c点的动能最大为
90eV。

已知∠cab=30°，若不计重力和阻力，且规定圆心O处电势为0，则下列说法正确的是( )
A. 电场方向为ac方向
B. 电场强度大小为40V/m
C. b点电势为20V
D. 质子经过该圆周时，可能具有5eV动能的同时，其电势能为45eV
7.我们把两个等量异号点电荷组成的系统称为电偶极子。

面积足够大的平行板电容器，两极板之间的距离为d，将电容器接在电压恒定的电源两端，规定无穷远处电势为0。

将带电量极小的电偶极子用长度为l的绝缘轻杆连接，将其从无穷远处移到电容器两极板之间处于如图所示的状态(杆和极板垂直)，移动电偶极子的过程中电场力做功为W；将两极板分别围绕O、O′点顺时针旋转30°，如图中虚线所示，仍将绝缘轻杆
连接的电偶极子从无穷远处移动到同一位置，此过程中电场力做功为( )
A. 0
B. W
C. 3W
2
D. 23W
3
二、多选题：本大题共4小题，共20分。

8.上课了，老师推门进入教室。

如图所示，在教室门被推开的过程中，下列关于教室门上A、B两个位置的
圆周运动说法正确的是( )
A. A、B位置的线速度相等
B. A、B位置的角速度相等
C. A、B位置的周期相等
D. A、B位置的向心加速度相等
9.如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b串联连接在电路中，横截面积之比S a：S b=2：3。

下列说法正确的是( )
A. 两导线电阻之比为2：3
B. 两导线中的电场强度之比为2：3
C. 两导线的焦耳热功率之比为3：2
D. 自由电子在两导线中移动的速率之比v a：v b=3：2
10.如图所示的电路中，定值电阻R1、R2、R3的阻值均为R0，电源电动势为E，内阻为r，R为滑动变阻器，电表均为理想电表。

开关S闭合后，滑动变阻器的滑片从图示位置向左滑动的过程中，电压表示数变化量的绝对值为ΔU，电流表示数变化量的绝对值为ΔI，下列判断正确的是( )
A. 电压表示数增大
B. R2消耗的功率减小
C. 电源的效率减小
D. ΔU
ΔI <R0
2
11.如图所示，弹性绳一端固定于A点，另一端连接穿在竖直杆上质量为m的小球，B处是位于AM中点的光滑
定滑轮，且AB距离等于弹性绳原长L，此时ABM在同一水平线上，弹性绳劲度系数k=mg
L
(g为重力加速度
).小球从M点由静止开始经过时间t滑到距M点为ℎ的N点时速度恰好为零，球与杆间的动摩擦因数为
μ=0.5.则从M到N的过程中( )
A. 弹性绳对小球做的功为−1
2
mgℎ
B. 摩擦力对小球做的功为−mgℎ
C. 小球的加速度先减小再增大
D. 小球下落L
2
时，速度大小达到最大值
三、实验题：本大题共2小题，共16分。

12.如图1所示为验证机械能守恒定律的实验装置。

(1)如图2，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是______；
(2)由于受阻力的影响，重锤增加的动能ΔE k与减少的重力势能ΔE p的大小关系为ΔE k______ΔE p(选填“大于”、“小于”或“等于”)；
(3)如图3是某次实验中打出的一条纸带，O点是打下的第一个点，打点计时器打点的时间间隔为T，重力加速度为g，要验证O点到B点过程机械能是否守恒，则需要验证等式______是否成立。

13.某物理实验小组准备测量未知电阻R x(约为2kΩ)的阻值和某型号手机锂电池的电动势和内阻。

电池已拆开，电动势E标称值为3.4V，允许最大放电电流为100mA。

在实验室备有如下实验器材：
A.电压表V(量程4V，内阻R V约为10kΩ)
B.电流表A1(量程100mA，内阻R A为25Ω)
C.电流表A2(量程2mA，内阻R2约为100Ω)
D.滑动变阻器R(0～40Ω，额定电流1A)
E.电阻箱R0(0～9999Ω)
F.开关S一个、导线若干
(1)为了测定电阻R x的阻值，实验小组设计了如图甲所示的电路原理图，电源用待测的锂电池，则电流表应选用______(选填“A1”或“A2”)，将电压表的读数除以电流表的读数作为R x的测量值，则测量值
______(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。

(2)该实验小组设计了如图乙所示的电路原理图来测量锂电池的电动势E和内阻r。

①电流表示数的倒数1
与电阻箱阻值R0之间的关系式为______(用字母E，r，R A表示)。

I
−R0图像为图丙所示的直线，根②在实验中，多次改变电阻箱的阻值，获得多组数据，根据数据作出的1
I
据图像可知该锂电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω。

(结果均保留两位有效数字)
四、计算题：本大题共3小题，共36分。

14.有一水平足够长的传送带，以v0=5m/s的速度沿顺时针方向匀速运转，传送带右端平滑连接了一个倾角为37°的粗糙斜面，物体与斜面、物体与传送带之间的动摩擦因数μ均为0.5；现将一质量m=1kg的物体
轻放在距离传送带最右端L =7.5m 处，已知sin37°=35，cos37°=45,g 取10m/s 2，求：
(1)该物块从轻放到第一次到达传送带最右端经过的时间；
(2)该物块从轻放到第一次到达传送带最右端全程产生的热量；
(3)物体最终在斜面上走过的总路程。

15.如图所示，一弹射游戏装置，由竖直光滑管道AB 、半径R =0.9m 的四分之一光滑圆弧轨道BC 和倾角为37°的斜面EF 组成。

游戏时，将弹簧压缩到某一位置，依靠弹簧弹力将质量为m =0.1kg 的小球发射出去。

现将弹簧压缩至离地面上A 点0.2m 处释放，小球能沿着圆弧恰好通过最高点C ，并垂直击中斜面EF 上的D 点。

已知圆弧轨道的C 点和斜面底端E 点在同一竖直线上，忽略空气阻力，重力加速度大小取g =10m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

求：
(1)C 、D 两点间的竖直高度；
(2)弹簧对小球做的功。

16.绝缘的粗糙水平地面上方有一竖直方向的矩形区域OCC′O′，该区域由三个水平边长是L，竖直边长是2L 的小矩形区域组成，从左到右依次为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，且矩形区域的下边OC与桌面相接。

为方便描述建立如图所示的平面直角坐标系；区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中分别存在沿y轴负方向、y轴正方向、y轴正方向的匀强电场，其场强大小比例为1：1：2。

现有一带正电的滑块(可视为质点)以某一初速度v0(未知)从O点沿x轴正方向
L)(图中未标出)离开区域Ⅲ。

已知滑块在区域Ⅰ中所受静电力与所受重力大进入区域Ⅰ，滑块最终从P点(3L,1
2
小相等，地面与滑块间的动摩擦因数为0.125，重力加速度为g。

求：
(1)滑块进入区域Ⅲ时的速度大小v1；
(2)滑块在矩形区域OCC′O′运动的总时间；
(3)若滑块以相同大小的初速度v0(未知)从P点沿x轴负方向进入区域Ⅲ，试确定滑块离开电场区域的位置(Q点)坐标。

参考答案
1.B
2.D
3.B
4.D
5.D
6.B
7.B
8.BC
9.CD
10.AD
11.ACD
12.(1)丙；
(2)小于；
(3)g(s0+s1)=(s1+s2)2
8T2。

13.(1)A2；大于；(2)1
I =R0
E
+R A+r
E
；3.3；8.3。

14.解：(1)物块轻放上传送带以后做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知，其加速度为a=μmg
m
=μg
物块加速到与传送带共速所走过的位移为x=v 2 0
2a 解得x=2.5m<7.5m
匀加速阶段时间为t1=v0 a
物块与传送带共速后保持匀速，物块匀速运动的时间为t2=L−x
v0
所以该物块从轻放到第一次到达传送带最右端经过的时间为t=t1+t2
解得t=2s
(2)物块在传送带上运动的过程中物块和传送带之间的相对位移为Δx=v0t1−x 所以产生热量为Q=μmgΔx
解得Q=12.5J
(3)小物块以v0第一次冲上斜面后再次回到最底端时速度v1的大小小于v0，在足够长传送带上运动一个来回后速度与v1等大反向，冲上斜面，第二次落回水平传送带最底端时速度v2的大小小于v1，如此往复，最终物块将静止在斜面最低端，全程根据功能关系有
mv20
μmgscos37°=1
2
m
解得s=25
8
答：(1)该物块从轻放到第一次到达传送带最右端经过的时间为2s；
(2)该物块从轻放到第一次到达传送带最右端全程产生的热量为12.5J；
m。

(3)物体最终在斜面上走过的总路程为25
8
15.解：(1)小球恰好通过C点，在C点所需向心力恰好等于重力，则有：
mg=mv2C
R
解得：v C=3m/s
由C点到D点的过程小球做平抛运动，击中斜面时速度方向垂直于斜面，如下图所示：
可得在D点竖直分速度与水平分速度的关系为：v C=v y tan37°
竖直方向为自由落体运动，则有：v2y=2gℎ1
解得C、D两点间的竖直高度为：ℎ1=0.8m
gt2
(2)小球平抛运动的过程，在竖直方向上有：ℎ1=1
2
在水平方向上有：x=v C t
由几何关系可得上图中的ℎ2=xtan37°
设弹簧对小球做的功为W，由A到C的过程，根据动能定理得：
m v2C−0
W−mg(ℎ1+ℎ2−0.2)=1
2
解得：W=1.95J
答：(1)C 、D 两点间的竖直高度为0.8m ；
(2)弹簧对小球做的功为1.95J 。

16.解：(1)在区域Ⅱ中由于所受静电力与所受重力大小相等，则滑块做匀速直线运动，区域Ⅲ做类平抛运动，竖直方向加速度
a =2qE−mg m
根据类平抛运动规律
12L =12gt 23 L =v 1t 3
解得
v 1= gL ，t 3=
L g ，a =g
(2)滑块进入区域Ⅲ时，根据动能定理
−μ(mg +qE)L =12mv 21−1
2mv 20 解得
v 0= 3gL 2
在区域Ⅰ运动时间
t 1=v 0−v 1
μqE +mg m 解得
t 1=2( 6−2)
L g
运动的总时间
t =t 1+2t 3 解得
t =2( 6−1)
L g
(3)从P 点沿x 轴负方向进入区域Ⅲ，则在区域Ⅲ运动时间仍为t 3=
L
g ，竖直方向偏转
y 3=12gt 23 解得
y 3=12L
第11页，共11页竖直方向速度为
v =gt 3
解得
v = gL
区域Ⅱ中做匀速直线运动，区域Ⅰ中做类斜抛运动、水平速度不变，从出区域Ⅲ到上升到最高点竖直位移y′=vt 3+v 22×2g
解得
y′=54L
由于
y′+y 3+12L =54
L +12L +12L =94L >2L 可知上升到最高点之前就从上边缘出电场区域。

则在区域Ⅰ中，竖直方向运动实际距离
y 5=2L−12L−y 3−vt 3
解得
y 5=0
故滑块离开电场区域的位置即为(L,2L)。

答：(1)滑块进入区域Ⅲ时的速度大小 gL ；(2)滑块在矩形区域OCC′O′运动的总时间2( 6−1)
L g ；
(3)滑块离开电场区域的位置(Q 点)坐标(L,2L)。