2024-2025学年高二上学期8月试题
物 理
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡的相应位置上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
单选题（共6小题，每题4分，共24分）
1．如图所示，带电的平行板电容器与静电计连接，下极板接地，静电计外壳接地，已知电容器上极板带正电，稳定时一带电的油滴恰好静止于两极板间的点，则下列说法正确的是（ ）
A．保持下极板不动，将上极板稍微下移一点距离，静电计的张角变大
B．保持上极板不动，将下极板稍微下移一点距离，液滴将向下运动
C．保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离，点电势将升高
D．保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离，带电油滴仍静止不动
2．在沂蒙“乡村足球超级联赛”中，某运动员在离球门正前方约7.2m处头球攻门时，跳起后头部高度约1.8m，将足球以一定的初速度垂直球门水平顶出，恰好落在球门线上，足球视为质点，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．球在空中运动的时间约为0.8s
B．球被水平顶出时的初速度大小约为
C．球落地瞬间速度方向与初速度方向的夹角约为30°
D．球落地瞬间的速度大小为
3．图甲为“欢乐谷”中的某种型号的“魔盘”，儿童坐在圆锥面上，随“魔盘”绕通过顶点的竖直轴转动，图乙为“魔盘”侧视截面图，图丙为俯视图。可视为质点的三名儿童、、，其质量，到顶点的距离，与锥面的动摩擦因数都相等，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在“魔盘”转动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．若三名儿童均未在锥面上发生滑动，则、、的向心力之比
B．若“魔盘”匀速转动且三名儿童均未在锥面上发生滑动，、、所受合外力都指向顶点
C．若“魔盘”转速缓慢增大且三名儿童均未在锥面上发生滑动，则、、所受摩擦力均增大
D．若“魔盘”转速缓慢增大，将最先发生滑动，然后发生滑动，最后发生滑动
4．“CVT”变速是当前自动挡汽车最流行的变速模式，主动轮和从动轮之间通过不会伸长、不会打滑的钢带连接，通过改变主动轮和从动轮的半径比来改变从动轮转速。设主动轮半径为，角速度为，从动轮半径为，则从动轮转动的角速度为（ ）
A． B． C． D．
5．2023年1月9日，谷神星一号遥五运载火箭在我国酒泉卫星发射中心成功发射，将搭载的科技壹号卫星、天启星座13星等5颗卫星成功送入预定轨道。卫星1圆轨道的半径与卫星2椭圆轨道的半长轴相等，两轨道面在同一平面内且两轨道相交于A、B两点，某时刻卫星的位置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．两卫星在图示位置的速度
B．两卫星在图示位置时，卫星1的加速度等于卫星2的加速度
C．两颗卫星分别经过A点时受到的万有引力相等
D．若不及时调整轨道，两卫星可能发生相撞
6．如图所示，小物块套在水平杆上，一轻绳跨过固定的小滑轮分别连接小物块和小球B。系统开始时静止在图示位置，此时轻绳与水平杆间夹角为。已知小物块与小球B的质量之比为，杆上点位于滑轮正上方，且，重力加速度为，不计空气阻力和一切摩擦。则系统由静止释放至小物块运动到点的过程中（ ）
A．小物块和小球B的速度大小始终相等
B．任一时刻轻绳对小物块和小球B做功的功率大小均相等
C．小球B的机械能守恒
D．运动到点时，小物块的速度大小为
二．多选题（共4小题，每题5分，共20分。每题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）
7．2024年3月20日，我国“鹊桥二号”卫星发射成功，于4月2日按计划进入周期为24小时环月大椭圆“使命”轨道，为嫦娥六号在月球背面进行月球样品采集任务提供通讯支持。如图所示，此次任务完成后，鹊桥二号择机在P点调整至12小时环月椭圆轨道，为后续月球探测任务提供服务。鹊桥二号24小时环月轨道半长轴为a1，12小时环月轨道半长轴为a2，下列说法正确的是（ ）
A．月球处于“鹊桥二号”椭圆轨道的焦点位置
B．“鹊桥二号”24小时环月轨道半长轴a1大于12小时环月轨道半长轴a2
C．“鹊桥二号”在轨道II上P点的运行速度大于月球第一宇宙速度
D．“鹊桥二号”由轨道I调整到轨道II，需在P点加速
8．近年来，国产新能源汽车技术进步明显，比亚迪秦搭载第五代DM技术的混动“双引擎”小汽车在实测中，百公里油耗小于2.5L，综合续航里程超过2300km，续航实现了巨幅提升，远超传统燃油车。若质量的“双引擎”小汽车，当行驶速度时靠电动机输出动力；当行驶速度在范围内时靠汽油机输出动力，同时内部电池充电；当行驶速度时汽油机和电动机同时工作，这种汽车更节能环保。若该小汽车在一条平直的公路上由静止启动，汽车的牵引力F随运动时间t变化的图像如图所示，若小汽车行驶过程中所受阻力恒为1250N。已知汽车在时刻第一次切换动力引擎，以后保持恒定功率行驶至第时刻。下列判断正确的是（ ）
A．阶段汽车的加速度为
B．汽车第一次切换动力引擎时刻
C．电动机输出的最大功率为90kW
D．时刻后若要继续加速将是“双引擎”同时工作模式
9．如图所示，质量为m的小环套在固定的光滑竖直杆上，一足够长且不可伸长的轻绳一端与小环相连，另一端跨过光滑的定滑轮与质量为M的物块相连，已知M=2m．与定滑轮等高的A点和定滑轮之间的距离为3m，定滑轮大小及质量可忽略．现将小环从A点由静止释放，小环运动到C点速度为0，重力加速度取g=10m/s2，则下列说法正确的是
A．A、C间距离为4m
B．小环最终静止在C点
C．小环下落过程中减少的重力势能始终等于物块增加的机械能
D．当小环下滑至绳与杆的夹角为60°时，小环与物块的动能之比为2：1
10．如图甲所示，两平行金属板水平放置，间距为d，金属板长为2d，两金属板间加如图乙所示的电压（时上金属板带正电），其中。一粒子源连续均匀发射质量为m、电荷量为的带电粒子（初速度，重力忽略不计），该粒子源射出的带电粒子恰好从上板左端的下边缘水平进入两金属板间，若粒子碰到两金属板即被吸收不再反弹且对极板的电量几乎无影响，则（ ）
A．能从板间飞出的粒子在板间运动的时间为T
B．时刻进入两极板间的粒子能够从极板右侧飞出
C．能从极板右侧飞出的粒子电场力对其做功一定为0
D．能从极板右侧飞出的粒子数占入射粒子总数的25%
三．填空题（共2小题，共16分）
11．某兴趣小组在“研究小球平抛运动”的实验中：
(1)在如图甲所示的演示实验中，当用不同的力向右敲打弹簧片时，发现A、B两球总是同时落地，这说明______（填标号）。
A．平抛运动的轨迹是一条抛物线
B．平抛运动的飞行时间与抛出速度有关
C．平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
D．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
(2)如图乙，将两个相同的斜槽固定在同一竖直平面内，末端均水平，斜槽2与光滑水平板平滑衔接，将两个相同的小钢球从斜槽上相同高度处同时由静止释放，观察到两球在水平面内相遇，即使改变释放的高度，观察到两球仍在水平面内相遇，这说明______（填标号）。
A．平抛运动是匀变速运动
B．平抛运动的飞行时间与高度无关
C．平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
D．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
(3)该小组同学利用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的频闪照片如图丙所示，图中背景正方形小方格的实际边长为，a、b、c、d是小球运动过程中的四个位置，重力加速度大小取，则由照片可得小球做平抛运动的初速度大小为 m/s，小球经过b点时的速度大小为 m/s。
12．如图1，某实验小组用轨道和两辆相同规格的小车验证动量守恒定律。已知小车在水平轨道上运动所受阻力正比于小车重力，验证动量守恒定律实验步骤如下：
①在小车上适当放置砝码，分别测量甲车总质量和乙车总质量；
②将卷尺固定在水平轨道侧面，零刻度线与水平轨道左端对齐。先不放乙车，让甲车多次从倾斜轨道上挡板位置由静止释放，记录甲车停止后车尾对应刻度，求出其平均值；
③将乙车静止放在轨道上，设定每次开始碰撞位置如图2所示，此时甲车车尾与水平轨道左端刚好对齐，测出甲车总长度L（含弹簧）。在挡板位置由静止释放甲车，记录甲车和乙车停止后车尾对应刻度，多次重复实验求出其对应平均值x1和x2；
④改变小车上砝码个数，重复①、②、③步骤。
(1)由图2得 cm；（选填“20”、“20.0”、“20.00”）
(2)若本实验所测的物理量符合关系式 （用所测物理量的字母、、、x1、x2、L表示），则验证了小车碰撞前后动量守恒；
(3)某同学先把6个50g的砝码全部放在甲车上，然后通过逐次向乙车转移一个砝码的方法来改变两车质量进行实验，若每组质量只采集一组位置数据，且碰撞后甲车不反向运动，则该同学最多能采集 组有效数据；
(4)实验小组通过分析实验数据发现，碰撞前瞬间甲车的动量总是比碰撞后瞬间两车的总动量略大，原因是___________
A．两车间相互作用力冲量大小不等
B．水平轨道没有调平，右侧略微偏低
C．碰撞过程中弹簧上有机械能损失
D．碰撞过程中阻力对两小车总冲量不为零
四．计算题（共3小题，共40分）
（12分）13．如图所示，过山车轨道固定于竖直平面内，该轨道由一段倾斜直轨道和与之相切的圆形轨道平滑连接而成。过山车从倾斜轨道上的A点由静止开始下滑，当过山车经过圆形轨道最高点C时对轨道的压力大小等于其重力的大小。已知圆形轨道的半径为R，过山车的质量为m且可视为质点，忽略一切阻力，重力加速度为g。求：
（1）过山车经过最高点C时的速度大小vC；
（2）过山车经过最低点B时所受的支持力大小FB；
（3）过山车的下滑起点A距圆形轨道最低点B的竖直高度h。
（12分）14．如图所示，在O点处放置一个正电荷Q。在过O点的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q。小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、R为半径的圆（图中实线表示）相交于B、C两点，O、C在同一水平线上，∠BOC=30°，A距离OC的竖直高度为h=1.5R。若小球通过B点的速度为，求：
（1）小球通过C点的速度大小；
（2）AC两点间电势差。
（16分）15．如图所示，一半径、圆心角的圆弧形轨道固定在水平地面上，沿竖直方向，为轨道最低点。质量为的小滑块以初速度从轨道最高点沿切线方向进入轨道，由于沿轨道动摩擦因数不相同，滑块恰好能沿着以相同速率运动，紧靠轨道右侧有一长木板与轨道靠在一起但不粘连。已知：长木板质量，且长木板足够长，小滑块与长木板间的动摩擦因数为，长木板与地面间动摩擦因数为，已知，，取。试求：
（1）滑块运动到点对轨道的压力；
（2）滑块从点到点过程中摩擦力做功；
（3）滑块和长木板最终都停止运动时，滑块与长木板左端的距离。
物理答案
1．C【详解】A．将上极板稍微下移一点距离，则d减小，根据
可知C增大，根据
电荷量Q不变，则U减小，静电计张角变小，故A错误；
B．一带电的油滴恰好静止于两极板间的点，根据受力分析可知油滴带负电，保持上极板不动，将下极板稍微下移一点距离，则d增大，根据
可得
可知电场强度不变，则油滴不运动，故B错误；
C．保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离，则S减小，根据
可知电场强度变大，油滴距离下极板的距离不变，根据
可知电势升高，故C正确；
D．保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离，则S减小，根据
可知电场强度增大，则电场力增大，带电油滴向上运动，故D错误；
2．D【详解】A．根据平抛运动公式，有
若g取，代入数据解得
t=0.6s
球在空中运动的时间约为0.6s，故A错误；
B．在水平方向上，有
代入数据解得球的水平初速度大小
故B错误；
C．根据
可得球落地前瞬间竖直方向的分速度大小为
球落地瞬间速度方向与初速度方向的夹角的正切值
又
因为
得
故C错误；
D．球落地瞬间的速度大小
故D正确。
3．C【详解】A．若三名儿童均未在锥面上发生滑动，即角速度相等，则有
，，
解得
故A错误；
B．由于“魔盘”绕通过顶点的竖直轴转动，可知，过儿童所在位置作竖直轴的垂线，垂足为轨迹圆的圆心，儿童所受合力方向指向该垂足，并不指向顶点O，故B错误；
C．若“魔盘”转速缓慢增大且三名儿童均未在锥面上发生滑动，由盘面对儿童的摩擦力提供向心力，角速度增大，所需向心力增大，则、、所受摩擦力均增大，故C正确；
D．结合上述，摩擦力提供圆周运动的向心力，则有
由于最大静摩擦力之比为
可知，随角速度的增大，c先达到最大静摩擦力，即将最先发生滑动，而、同时达到最大静摩擦力，即之后、同时发生滑动，故D错误。
4．A【详解】钢带不会伸长、不会打滑，表明两轮的线速度相等，根据线速度、角速度、半径之间的关系
可知
所以
5．A【详解】A．以地球球心为圆心，以卫星2此刻到地心的距离为半径作圆，记作轨道3，根据变轨原理可知卫星2在轨道3上的线速度大于，根据万有引力定律提供向心力
可知轨道半径小，轨道线速度越大，即，故，故A正确；
B．根据万有引力定律可知
卫星2位于远地点，卫星1轨道半径小，卫星1的加速度大，故B错误；
C．根据万有引力定律可知
两颗卫星质量不同，分别经过A点时受到的万有引力不同，故C错误；
D．根据开普勒第三定律
卫星1圆轨道的半径与卫星2椭圆轨道的半长轴相等，,两颗卫星周期相同，不可能相撞，故D错误。
6．B【详解】A．根据运动的合成与分解可知，将小物块A的速度分解为沿绳方向和垂直绳方向，小球B的速度沿绳方向，所以二者速度关系为
可知A、B速度大小不相等，故A错误；
B．由于A、B沿绳方向的速度一定相等，绳子对A、B的拉力也一定相等，由
，
故任一时刻轻绳对小物块A和小球B做功的功率大小均相等，故B正确；
C．A、B组成的系统机械能守恒，但A、B各自的机械能均发生变化，故C错误；
D．当小物块A运动到P点时，B下降到最低点，故此时B的速度为0，由机械能守恒有
解得
故D错误。
7．AB【详解】A．根据开普勒第一定律可知，月球处于“鹊桥二号”椭圆轨道的焦点位置，故A正确；
B．根据开普勒第三定律
可知“鹊桥二号”24小时环月轨道半长轴a1大于12小时环月轨道半长轴a2，故B正确；
D．卫星从高轨道变轨到低轨道需要在变轨处点火减速，则“鹊桥二号”由轨道I调整到轨道II，需在P点减速，故D错误；
C．“鹊桥二号”在轨道II上P点的运行速度也大于过P点圆轨道的运行速度；当卫星绕月球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力得
解得
月球第一宇宙速度是卫星绕月球做匀速圆周运动的最大线速度，所以月球第一宇宙速度大于过P点圆轨道的运行速度，“鹊桥二号”在轨道II上P点的运行速度不大于月球第一宇宙速度，故C错误。
8．AD【详解】A．开始阶段，牵引力F1=5000N，根据牛顿第二定律
解得开始阶段的加速度
故A正确；
B．汽车第一次切换动力引擎时v1=54km/h=15m/s，运动的时间
s
故B错误；
C．时刻，电动机输出功率最大
Pm==75kW
故C错误；
D．汽油机工作期间，功率
W=90000W时刻汽车的速度为
=90km/h
根据题意，若要继续加速将是“双引擎”同时工作模式，故D正确；
9．AD【详解】A项：由机械能守恒得：，解得：，故A正确；
B项：设小环静止于C点，绳中的拉力等于2mg，对小环有：，小环不能静止，所以假设不成立，故B错误；
C项：由机械能守恒可知，小环下落过程中减少的重力势能转化为物块增加的机械能和水环增加的动能，故C错误；
D项：将小环的速度沿绳和垂直绳方向分解，沿绳方向的速度即为物块的速度即为，由动能表达式可知，小环与物块的动能之比为2：1，故D正确．
10．AC【详解】A．能从板间飞出的粒子，水平方向做匀速直线运动，则有
故A正确；
B．假设时刻进入两极板间的粒子能够从极板右侧飞出，则它在竖直方向上先加速向下，经过时间后电场反向，开始在竖直方向上减速向下，又经过时间，竖直分速度减为零，则有
由牛顿第二定律，可得
联立，解得
则假设不成立，时刻进入两金属板间的粒子将打在金属板上。故B错误；
C．根据对称性，能从极板右侧飞出的粒子在电场中运动时间为T，则出电场时竖直速度一定为零，则电场力对其做功为零，故C正确；
D．考虑射入的粒子，当粒子射出位置最低时，可以假设释放的时间为，在释放后的时间内，竖直位移应恰好为d，
解得
随后的内，由于竖直上升高度为
假设成立，此为一临界位置；
当粒子射出位置最高时，根据对称性可知从时刻射入粒子恰好从上边缘射出，此为一临界位置，则能从极板右侧飞出的粒子数占入射粒子总数
故D错误。
11．(1)D (2)C (3) 2 2.5
【详解】（1）A、B两球总是同时落地，说明在竖直方向小球B与自由下落的小球A同步，因此可以说明平抛的小球B在竖直方向做自由落体运动。
（2）将两个相同的小钢球从斜槽的同一高度同时由静止释放，到达轨道末端的速度相同，观察到两球在水平面内相遇，即使改变释放的高度，观察到两球仍在水平面内相遇，即在水平方向平抛的小球与在水平面匀速运动的小球同步，说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动。
（3）[1][2]由平抛运动的规律得竖直方向有
得
水平方向有
竖直方向b点的瞬时速度等于ac两点的平均速度，则
则小球经过b点时的速度大小为
12．(1)20.00 (2) (3)3 (4)D
【详解】（1）刻度尺估读到0.1mm，甲车车尾与水平轨道左端刚好对齐，测出甲车总长度（含弹簧）L为20.00cm。
（2）小车在水平轨道上运动所受阻力正比于小车重力，即
根据牛顿第二定律，可得
根据甲车停止后车尾对应刻度，求出其平均值x0，则甲的初速度为
由挡板位置静止释放甲车，记录甲车和乙车停止后车尾对应刻度，多次重复实验求出其对应平均值x1和x2，则碰后的速度为
，
由碰撞过程满足动量守恒，有
可得
（3）两辆相同规格的小车，即质量相同，而甲车上装上钩码后与乙车碰撞，为了防止反弹，需要甲的总质量大于等于乙的质量，则最多能够转移2个钩码，两车的质量就相等，算上最开始4个钩码在甲车上的一组数据，共可以获得3组碰撞数据。
（4）碰撞前瞬间甲车的动量总是比碰撞后瞬间两车的总动量略大，则碰撞过程有外力作用，即碰撞过程中阻力对两小车有冲量。即碰撞过程中阻力对两小车总冲量不为零。
13．（1）；（2）7mg；（3）5R
【详解】（1）依题意，过山车经过最高点C时，根据牛顿第二定律可得
又
解得
（2）过山车由B点到C点的过程中，由动能定理可得
过山车经过最低点B时，根据牛顿第二定律可得
解得
FB=7mg
（3）过山车由下滑起点A到最高点C，根据动能定理可得
解得
hAC=3R
过山车的下滑起点A距圆形轨道最低点B的竖直高度为5R。
14．（1）；（2）
【详解】（1）因B、C两点电势相等，故小球从B到C的过程中电场力做功为零，由几何关系可得BC之间的高度差
根据动能定理
解得通过C点的速度
（2）因为B、C两点电势相等，则有
小球从A到C，重力和电场力做功，由动能定理
解得
15．（1）38N；（2）-40J；（3）3m
【详解】（1）滑块恰好能沿着以相同速率运动，则滑块在N点的速度为6m/s，根据牛顿第二定律有
解得
N
根据牛顿第三定律可知，滑块运动到点对轨道的压力为38N。
（2）滑块恰好能沿着以相同速率运动，根据动能定理有
解得
J
（3）滑块的加速度为
木板的加速度为
设经t时间后，两物体速度相等，则有
解得
s
滑块相对于木板的位移为
m
由于
则滑块与木板相对静止一起做匀减速直线运动，直至停止，最终滑块与长木板A左端的距离为3m。
