2024-2025学年湖南师范大学附属中学高二（上）入学考试物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.关于下列四幅图像的说法正确的是
A. 图甲中，毛皮与橡胶棒摩擦起电时，毛皮带正电是因为在摩擦过程中它得到正电荷
B. 图乙中，处于静电平衡状态的导体腔内表面有电荷，导体壳壁内电场强度不为，导体壳内空腔电场强度为
C. 图丙中，工作人员在超高压带电作业时，穿绝缘橡胶服比金属丝编制的工作服更安全
D. 图丁中，避雷针防止建筑物被雷击的原理是尖端放电
2.一根粗细均匀的细钢丝，原来的电阻为，则
A. 截去，剩下部分的电阻变为 B. 均匀拉长为原来的倍，电阻变为
C. 对折后，电阻变为 D. 均匀拉长使截面积为原来的，电阻变为
3.在电场中的某点放一试探电荷，它所受到的电场力大小为，方向水平向右，则点的场强大小，方向水平向右。下列说法中正确的是( )
A. 在点放一个负试探电荷，点的场强方向变为水平向左
B. 在点放一个负试探电荷，它所受的电场力方向水平向左
C. 在点放置一个电荷量为的试探电荷，点的场强变为
D. 在点放置一个电荷量为的试探电荷，它所受的电场力仍为
4.如图，一块橡皮擦用细绳粗细不计悬挂于圆柱体的点，圆柱体以恒定的角速度滚动，从而使圆柱体匀速向左边移动，同时使橡皮擦上升，细绳将缠绕在圆柱体上同一截面，若运动过程中露出桌面的圆柱体长度保持不变，选地面为参照物，下列说法正确的是( )
A. 橡皮擦运动的轨迹为直线
B. 橡皮擦在水平方向上做加速运动
C. 橡皮擦运动时，绳子上的拉力小于橡皮擦受到的重力
D. 橡皮擦在竖直方向上上升的速度与圆柱体滚动的角速度无关
5.在宇宙中当一颗恒星靠近黑洞时，黑洞和恒星可以相互绕行，从而组成双星系统。在相互绕行的过程中，质量较大的恒星上的物质会逐渐被吸入到质量较小的黑洞中，从而被吞噬掉，黑洞吞噬恒星的过程也被称之为“潮汐瓦解”。天鹅座就是一个由质量较小黑洞和质量较大恒星组成的双星系统，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，如图所示。在刚开始吞噬的时间内，恒星和黑洞的距离可认为不变，则在这段时间内，下列说法正确的是( )
A. 恒星做圆周运动的角速度变大
B. 恒星做圆周运动的角速度变小
C. 恒星做圆周运动的线速度变大
D. 恒星做圆周运动的线速度变小
6.质量为的小球，用细绳系在边长为、横截面积为正方形的木柱的顶角处，如图所示。细绳长为，所能承受的最大拉力，开始时细绳拉直并处于水平状态。若以某初速度竖直下抛小球，能使细绳绕在木桩上且小球在各段均做圆周运动最后击中点。不计空气阻力则的大小可能是( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.如图所示，是电视机显像管主聚焦电场中的电场线分布图，中间一根电场线是直线，电子从点由静止开始只在电场力作用下运动到点，取点为坐标原点，沿直线向右为轴正方向，在此过程中关于电子运动速度、加速度随时间的变化，电子的动能、运动径迹上电势随位移的变化图线，下列可能正确的是( )
A. B. C. D.
8.如图甲所示，质量为的小火箭由静止开始加速上升，其合力与速度倒数的图像如图乙所示，火箭的速度为时对应的合力为，不计空气的阻力和燃料燃烧时的质量损失，重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 火箭以恒定的功率启动 B. 图像的斜率为
C. D. 图像横轴的截距为
9.如图，带有光滑滑轮的物块置于水平面上，物块放在物块上，轻质细线一端固定在物体上，另一端绕过光滑的滑轮固定在点，滑轮下悬挂物块，系统处于静止状态。若将固定点向右移动少许，而与始终静止。下列说法正确的是( )
A. 轻质细线对滑轮的作用力增大 B. 物块对地面的压力不变
C. 地面对物块的摩擦力增大 D. 物块对物块的摩擦力不变
10.如图所示，、、三个一样的滑块从粗糙固定斜面上的同一高度同时开始运动，由静止释放，的初速度方向沿斜面向下，大小为，的初速度方向沿斜面水平，大小也为，下列说法中正确的是( )
A. A、
B. 三者的加速度相同比先滑到斜面底端
C. 滑到斜面底端时，的动能最大
D. 滑到斜面底端时，的机械能减少最多
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
11.某研究小组利用图甲所示装置测定重力加速度。实验器材由带有刻度尺的竖直支架、小球释放器、小球、光电门和及光电门计时器和网兜组成。实验时，按图装配好实验器材，小球、两个光电门和网兜在同一竖直线上利用刻度尺读出两个光电门的距离小球释放器，打开计时器后释放小球，记录下计时器显示的小球从光电门到光电门所用时间；保持光电门的位置不变，改变光电门的位置，重复实验，多次读出两个光门间的距离和小球经过两个光电门所用时间，在坐标纸上做出图线，如图乙所示。
为提高实验精度，下列说法正确的是________。
A.两光电门间的距离适当大一些
B.小球的直径越大，实验精度越高
C.应该选用材质密度较大的小球
乙图中，图线与纵轴交点坐标为，题图线斜率为，则当地的重力加速度值为_______，小球释放点距光电门的高度为_______。用题目给出的已知量表示
12.某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绳和滑轮的质量忽略不计，轮与轴之间的摩擦忽略不计。
实验时，该同学进行了如下操作：
用天平分别测出物块、的质量和的质量含遮光片。
用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度 。
将重物，用轻绳按图甲所示连接，跨放在轻质定滑轮上，一同学用手托住重物，另一同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离，之后释放重物使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为，则此时重物速度 用、表示。
要验证系统重物，的机械能守恒，应满足的关系式为： 用重力加速度、、和表示。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.年月日，神舟十三号载人飞船成功返回。我国空间站关键技术完成验证，进入建造阶段。畅想未来，假如宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星，在该行星“北极”距地面处由静止释放一个小球引力视为恒力，阻力可忽略，经过时间落到地面。已知该行星半径为，自转周期为，引力常量为，已知半径为的球体体积，求：
该行星的第一宇宙速度；
该行星的平均密度；
如果该行星有一颗同步卫星，其距行星表面的高度为多少？
14.如图所示，光滑的圆弧轨道竖直放置，其右侧点与一倾角的足够长的倾斜传送带相切，点为圆弧轨道最低点，圆弧所在圆的圆心为点，连线水平。一质量的小物块可视为质点从圆弧轨道最左端点以的初速度向下运动。已知圆弧轨道半径，传送带在电机驱动下始终以速度沿顺时针方向匀速转动，小物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
小物块经过点时对圆弧轨道的压力大小；
小物块在传送带上第一次向上运动所用的时间；
小物块在传送带上第一次向上运动到最高点过程中系统因摩擦所产生的热量。
15.如图所示，两条相距的竖直平行直线和间的区域里有两个场强大小不等、方向相反的有界匀强电场，其中水平直线下方的匀强电场方向竖直向上，上方的匀强电场方向竖直向下．在电场左边界上宽为的区域内连续分布着质量为、电荷量为的不计重力的粒子，从某时刻起由到间的带电粒子依次以相同的初速度沿水平方向垂直射入匀强电场．已知从点射入的粒子通过上的点进入上方匀强电场，后从边上的点水平射出，且点到点的距离为求：
不同位置射入的粒子在电场中飞行的时间；
下方匀强电场的电场强度大小；
能沿水平方向射出的粒子在的射入位置．
答案解析
1.
【解析】A.图甲中，毛皮带正电是因为在摩擦过程中失去电子，故A错误；
B.图乙中，处于静电平衡状态的导体腔，内表面没有电荷，导体壳壁内电场强度为，导体壳内空腔电场强度也为，故B错误；
C.图丙中，工作人员在超高压带电作业时，金属丝编制的衣服可起到静电屏蔽的作用，因此穿金属丝编制的工作服比绝缘橡胶服更安全，故C错误；
D.图丁中，避雷针防止建筑物被雷击的原理是尖端放电，故D正确。
故选D。
2.
【解析】解：根据电阻定律，截取，剩下的长度为原来，则电阻大小变为原来的，即剩下部分的电阻变为，故A错误；
B.根据电阻定律，均匀拉长为原来的倍，横截面积变为原来的，长度变为原来的倍，则电阻变为，故B错误；
C.根据电阻定律，对折后，长度变为原来的，横截面积变为原来的倍，故电阻变为原来的，即电阻变为，故C错误；
D.根据电阻定律，均匀拉长，使横截面积为原来的，则长度变为原来的倍，则电阻变为，故D正确。
3.
【解析】电场强度的大小与方向与放置的电荷无关，始终为 ，方向水平向右，故AC错误；
B.正、负试探电荷在电场中同一位置所受电场力的方向相反，则负试探电荷所受电场力方向向左，故B正确；
D.在点放置一个电荷量为 的试探电荷，它所受的电场力为
故D错误。
故选B。
4.
【解析】橡皮擦水平方向与圆柱体一起向左边移动，水平方向为匀速直线运动竖直方向速度为绳子收缩的速度，由于圆柱体匀速滚动，所以绳子匀速收缩，故橡皮擦竖直方向的运动为匀速直线运动，绳子的拉力等于橡皮擦的重力，故B、C错误
A.水平方向和竖直方向均为匀速直线运动，橡皮擦运动轨迹为直线，故A正确。
D.圆柱体滚动的角速度越大，橡皮擦上升的速度越快，故 D错误。
5.
【解析】假设恒星和黑洞的质量分别为、，环绕半径分别为、，且，两者之间的距离为，根据双星的规律，，，对恒星有，因为减小，增大，则变大，又万有引力变大，故也变大，故C正确，D错误；
根据双星的规律，对恒星有：，对黑洞有：，，由以上三式联立得，可知恒星做圆周运动的角速度不变，故AB错误。
故选C。
6.
【解析】Ⅰ要使小球最终能击中点，必须维持各段运动均作圆周运动，在以为圆心运动恰好到最高点时，由牛顿第二定律可得，小球从点到，由机械能守恒定律可得，联立解得；
Ⅱ为了确定小球下抛的最大速度，先要考虑在、、等处哪里绳子最容易断，
小球在点时，绳子恰好不断，则有，
小球从点到点，由机械能守恒定律可得，
联立解得；
小球在点时，绳子恰好不断，则有，
小球从点到点，由机械能守恒定律可得，
联立解得；
小球在点时，绳子恰好不断，则有，
小球从点到，由机械能守恒定律可得，
联立解得；综合ⅠⅡ可得：能使细绳绕在木桩上且小球在各段均做圆周运动最后击中点，小球竖直下抛的速度需满足，A正确，BCD错误。
7.
【解析】解：、在图象中，斜率表示加速度，而加速度由电场力产生，而，由于电场线的疏密表示电场强弱，故可得在电子运动过程中，电场先增强后减弱，故加速度应先增大后减小，故斜率应先增大后减小，故A错误；
B、由分析，结合电场线的分布特点可得，故B正确；
C、由动能定理可得，，故E图象中，斜率代表电场力，根据电场线分布特点知，电场力先增大后减小，故C正确；
D、，故在图象中，斜率表示电场强度，故斜率应先增大后减小，故D错误。
故选：。
电场线的疏密表示场强的大小，沿电场线方向电势逐渐降低，电势差等于两点间的电压，在电场中动能定理和牛顿第二定律仍然适用。
注意用好电场线与电场强度的关系、电场强度与电势差的关系等，在图象中，注意分析斜率、截距、面积等的含义，好题
8.
【解析】假设火箭以恒定的功率启动，设燃气对火箭的作用力为，则有，结合综合可得，则图像是一条倾斜的直线，假设成立，图像的斜率为，故A正确，B错误；
C.由，结合图像可得，即，故C正确；
D.由可得时，，结合、可得图像横轴的截距为，故D错误。
9.
【解析】
若将固定点向右移动，则连接滑轮的绳与竖直方向的夹角变大，则绳上的拉力变大，所以细线对物体的拉力增大，而与始终静止，故物块对物块的摩擦力增大；以和滑轮组成整体受力分析，在竖直方向上，绳在竖直方向的分力不变，物块对地面的压力不变，地面对物块的摩擦力增大，故BC正确，AD错误。
故选BC。
10.
【解析】设斜面倾角为 ，、、三个滑块所受的滑动摩擦力大小相等，大小为
和所受滑动摩擦力沿斜面向上，根据牛顿第二定律可知
沿斜面向上的力是滑动摩擦力的分力，所以它们的加速度不相同，沿斜面方向的加速度大于的加速度，所以比先滑到斜面底端，故A错误，B正确；
三个滑块所受的滑动摩擦力大小相等，滑动摩擦力做功与路径有关，的路程最大，克服摩擦力做功最大，机械能减少量等于克服摩擦力做功，所以的机械能减少量最多；而三者重力做功相同，摩擦力对、做功相同，克服摩擦力做功最大，而有初速度，根据动能定理可知，滑到斜面底端时，滑块的动能最大，故C正确，D错误。
故选BC。
11.
【解析】两光电门间的距离适当大一些，可以减小距离及时间测量的误差，还可以减小小球大小对实验误差的影响，故A正确；
B.小球的直径越小而质量大，实验的精度越高，故B错误；
C.实验应选用材质密度较大的小球，这样可以减小空气阻力的影响，故C正确。
故选AC。
根据匀变速直线运动的公式得
变形为
对照图像，有 ，
可得重力加速度为
小球释放点距光电门的高度为
12.
【解析】解：游标卡尺分度值为 ，读数为
极短时间，可以用平均速度替代瞬时速度，则重物 的速度为
对系统，若机械能守恒，则
解得
13.解：根据
可得行星表面的重力加速度
对围绕行星表面做圆周运动的卫星
又
可得该行星的第一宇宙速度
；
该行星的密度
解得
；
同步卫星的周期等于该行星自转的周期，则
解得
。
答：该行星的第一宇宙速度为；
该行星的平均密度为；
如果该行星有一颗同步卫星，其距行星表面的高度为为。
【解析】根据自由落体运动规律、牛顿第二定律和重力与万有引力近似相等计算；
根据密度公式推导；
根据万有引力提供向心力计算。
本题关键掌握利用万有引力提供向心力推导。
14.解：小物体从到，由动能定理得
解得
小物块经过点时由牛顿第二定律得；
解得
由牛顿第三定律可知小物块经过点时对圆弧轨道的压力大小是。
小物块从到过程，根据动能定理可得
解得
根据牛顿第二定律得，小物块在传送带减速过程的加速度大小为
小物块减速至与传送带运动速度相等过程的时间为
由于
所以小物块与传送带达到共同速度后做匀减速运动
小物块与传送带达到共同速度后，小物块减速到零的时间
则小物块在传送带上第一次向上运动所用的时间
小物块减速至与传送带运动速度相等过程的位移大小为
小物块减速至与传送带运动速度相等过程的传送带的位移大小为
小物块与传送带发生的相对位移为
小物块与传送带达到共同速度后，小物块减速到零的时间内小物块的位移大小为
小物块与传送带达到共同速度后，小物块减速到零的时间内传送带的位移大小为
小物块与传送带达到共同速度后，小物块减速到零的时间内小物块与传送带的相对位移大小为
小物块在传送带上第一次向上运动到最高点过程中系统因摩擦所产生的热量
解得。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.解：从间水平射入电场的粒子在水平方向上都做匀速直线运动，则不同位置射入的粒子在电场中飞行的时间为；
设粒子由到及到点的时间分别为与，到达时竖直速度为，
则由 ，及牛顿第二定律得：
而
联立解得： ；
设粒子到点的距离为，由题意可知
粒子可能经过次循环进入边界，要满足的条件为
可得、、
竖直方向，
联立可得、、。
【解析】【解析】
本题考查了带电粒子在电场中的运动，带电粒子在电场中做类平抛运动，分析清楚粒子运动过程是解题的前提与关键，应用牛顿第二定律与运动学公式可以解题，由于粒子运动过程复杂，本题难度较大。
粒子在两电场中做类平抛运动，根据运动的独立性可由水平方向做匀速运动求解粒子在电场中的飞行时间；
粒子在两电场中做类平抛运动，由图可得出粒子在两电场中的运动情况；分别沿电场方向和垂直电场方向列出物理规律，联立可解得电场强度的大小；
粒子进入电场做类平抛运动，根据运动的合成与分解，结合运动学公式分析答题。
第1页，共1页
