2024-2025学年广东省佛山市南海区石门中学高二（上）开学物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝、肮脏或危险”的任务。如图所示，一架无人机挂着一篮高尔夫球在一定高度沿直线水平匀速飞行，某时刻甲球坠落，无人机保持原来运动状态运动位移后，乙球又坠落。假设地面不平整，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 甲乙两球的落地点一定相距
B. 两球在空中时都在无人机的正下方
C. 两球在空中时不在无人机的正下方，但两球与无人机处于一条直线上
D. 两球落地的速度大小只由无人机的水平飞行速度决定
2.如图所示，一种古老的舂米装置，使用时以点为支点，人用脚踩踏板，另一端的舂米锤上升，松开脚后，回落撞击谷槽中的谷米。已知，下列说法正确的是( )
A. 相同时间内、的转过的角度相等
B. B、的线速度大小关系满足
C. B、的角速度关系满足
D. B、的向心加速度大小关系满足
3.在东北严寒的冬天，有一项“泼水成冰”的游戏，具体操作是把一杯滚烫的开水按一定的弧线均匀快速地泼向空中，泼洒出的小水珠和热气被瞬间凝结成冰而形成壮观的场景。如图甲所示是某人玩泼水成冰游戏的精彩瞬间，图乙为其示意图，假设泼水过程中杯子做逆时针匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. 位置的小水珠速度方向沿方向
B. 水珠做离心运动是由于合外力大于所需向心力
C. 、两位置，杯子的角速度相同
D. 从到，杯子所受合外力做功不为零
4.图为示波管的原理图．如果在电极之间所加的电压图按图所示的规律变化，在电极之间所加的电压按图所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是( )
A. B. C. D.
5.如图所示，质量分别为、的两个带同种电荷的小球、，分别用长为的绝缘细线悬挂在同一点，两细线与竖直方向各成一定的角度、，两小球用一绝缘轻质弹簧相接，、球连线与过点竖直线交于点，初始时刻弹簧处在压缩状态，现增加球的电荷量，下列说法中正确的是( )
A. 两细线的拉力之比变大
B. 两细线的夹角不变
C. 与的长度之比不变
D. 长度一定变长
6.如图所示，一半径为、密度均匀的球体，在与球心相距的处有一质量为的质点，球体对该质点的万有引力大小为。现从球体中挖去一半径为的小球体球心在连线上，右端位于点，如图所示。则剩余部分对该质点的万有引力大小为( )
A. B. C. D.
7.如图所示，在原点和轴负半轴上坐标为处分别固定两点电荷、两点电荷的电荷量和电性均未知。一带负电的试探电荷从坐标为处以一定的初速度沿轴正方向运动，其电势能的变化情况已在图中绘出，图线与轴交点的横坐标为，图线最高点对应的横坐标为，不计试探电荷受到的重力，则下列判断正确的是( )
A. 点电荷带负电
B. 试探电荷在：之间受到的电场力沿轴正方向
C. ：之间的电场强度沿轴正方向
D. 两点电荷、电荷量的比值为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，、是平行板电容器的两个极板，为滑动变阻器。用绝缘细线将一带负电的小球悬于电容器内部。闭合开关，给电容器充电后，悬线偏离竖直方向的夹角为。下列说法正确的是( )
A. 保持闭合，将滑动变阻器的滑片向端滑动，则增大
B. 保持闭合，将板向板靠近，则增大
C. 断开，将板向板靠近，则增大
D. 断开，将板向下移动少许，则增大
9.两个等量正点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有、、三点，如图甲所示。一个带电荷量为，质量为的小物块可视为质点从点静止释放，其运动的图像如图乙所示，其中点处为整条图线切线图中标出了该切线斜率最大的位置，则下列说法正确的是( )
A. 由到的过程中物块的电势能一直在增大
B. 点为中垂线上电场强度最大的点，场强
C. 由点到点电势逐渐降低
D. A、两点间的电势差
10.真空中间距为的两块平行金属板，板长为，如图甲所示。加在、间的电压做周期性变化，其正向电压为，反向电压为，电压变化的周期为，如图乙所示。在时刻，有一个质量为、电荷量为的电子，以初速度垂直电场方向从两极板正中间射入电场，在运动过程中未与极板相撞，且不考虑重力的作用。则下列说法中正确的是( )
A. 若且电子恰好在时刻射出电场，则电子射出时的速度大于
B. 若且电子恰好在时刻从板边缘射出电场，则其动能增加
C. 若且电子恰好在时刻射出电场，则两板间距离应满足
D. 若且电子恰好在时刻射出电场，则射出时的速度大小等于
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图所示。
需要的实验操作有______。
A.调节滑轮使细线与轨道平行
B.倾斜轨道以补偿阻力
C.小车靠近打点计时器静止释放
D.先接通电源再释放小车
经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图所示。选取连续打出的点、、、、为计数点，则计数点的读数为______。已知打点计时器所用交流电源的频率为，则打计数点时小车的速度大小为______结果保留位有效数字。
“探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。
采用的实验方法是______。
A.控制变量法
B.等效法
C.模拟法
在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的______之比选填“线速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”；在加速转动手柄过程中，左右标尺露出红白相间等分标记的比值______选填“不变”、“变大”或“变小”。
12.某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，光滑斜面与半径为的光滑圆弧面相切于斜面底端的点，圆弧的最低点为。他采用以下两种方案来验证小球从斜面上某点由静止释放运动到点的过程中机械能是否守恒。当地重力加速度为
方案一：
他用分度游标卡尺测量小球的直径，如图乙所示，则小球直径 ______，在点安装一个光电门；
将小球从斜面上某点由静止释放，小球通过点光电门时所用的时间为，则小球通过点时的速度 ______用物理量符号表示；
改变小球的释放位置，测得释放位置到点的高度为，重复，得到多组释放高度和对应时间，以为横坐标，以为纵坐标，将所得的数据点描点、连线，得到一条直线，若直线的斜率 ______，则表明小球在上述运动过程中机械能守恒。
方案二：
在圆弧最低点安装一个力传感器；
将小球从斜面上某点由静止释放，测得释放位置到点的高度为，并测得小球通过点时传感器的示数；
改变小球的释放位置，重复，得到多组释放高度和对应传感器的示数，以为横坐标，以为纵坐标，将所得的数据点描点、连线，得到一条直线，该直线的斜率为，与纵轴的交点为，若小球在上述运动过程中机械能守恒，则 ______， ______。用物理量符号表示。
四、简答题：本大题共1小题，共18分。
13.如图甲所示，某同学利用乐高拼装积木搭建一游戏轨道，其结构简图如图乙所示。该轨道由固定的竖直轨道，半径分别为、、的三个半圆轨道、、，半径为的四分之一圆弧轨道，长度的水平轨道组成，轨道和轨道前后错开，除水平轨道段外其他轨道均光滑，且各处平滑连接。可视为质点的滑块从点由静止释放，恰好可以通过轨道的最高点，不计空气阻力。
求、两点的高度差；
要使物块至少经过点一次，且运动过程中始终不脱离轨道，求滑块与水平轨道间的动摩擦因数的范围；
若半圆轨道中缺一块圆心角为的圆弧积木、关于对称，滑块从飞出后恰能无碰撞从进入轨道，求的值。
五、计算题：本大题共2小题，共20分。
14.如图所示，电子经加速电场加速后，在水平方向沿垂直进入偏转电场，出偏转电场后速度与水平方向成，打到荧光屏上的点。已知加速电场中的电压为，形成偏转电场的平行板电容器的极板长为不考虑电场边缘效应，点与距离为，忽略电子的重力影响，不计空气阻力，电子质量为，电荷量为。求：
粒子进入偏转电场的速度的大小；
偏转电场强度的大小和方向；
荧光屏到偏转电场右边界的水平距离。
15.如图所示，平行板电容器水平放置，电容为，极板间距离为，上极板正中有一小孔，初始时不带电。距小孔正上方高处不断有质量为、电荷量为的小液滴由静止滴落，当带电液滴接触到下极板后会把电量全部传给极板，直到液滴不能到达下极板时停止释放液滴空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为。求：
小液滴到达小孔处的速度；
电容器所带电荷量的最大值；
最后滴下的液滴从开始下落到离开上极板的时间。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.；，；；角速度平方，不变。
12.；；；；。
13.解：滑块恰好经过，重力提供向心力
滑块从到，根据动能定理
联立解得
若恰好滑到点停下，根据动能定理
解得
当到点速度为零，根据动能定理
解得
当返回时不超过点，根据动能定理
解得
综上可得滑块与水平轨道间的动摩擦因数的范围
点到点过程中根据动能定理
设点到最高点时间为，则有
解得
可得
另一解舍去。
答：、两点的高度差；
滑块与水平轨道间的动摩擦因数的范围；
的值为。
14.解：电子经加速电场加速，根据动能定理有：
解得
电子偏转时做类平抛运动，有
水平方向：
竖直方向：
根据牛顿第二定律：
联立可得
方向竖直向下
电子离开偏转电场后水平方向和竖直方向均做匀速运动，则有
代入数据得
答：粒子进入偏转电场的速度的大小为；
偏转电场强度的大小为，方向竖直向下；
荧光屏到偏转电场右边界的水平距离为。
15.解：因电容器上方无电场，故液滴在电容器上方做自由落体运动，由运动学规律得
解得
当带电液滴刚好不能到达电容器下极板时电容器的电量达到最大，对刚好不能到达电容器下极板的带电液滴运用动能定理得
根据电容器的公式有
解得
液滴在电容器上方做自由落体运动，由运动学规律
液滴在电容器内部做匀变速运动，由运动学规律
解得
故
解得
答：小液滴到达小孔处的速度为；
电容器所带电荷量的最大值为；
最后滴下的液滴从开始下落到离开上极板的时间为。
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