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
电池型号：
标称电压：
额定容量：
充电限制电压：
生产日期：
A. 该电池的电动势为 B. 该电池在工作小时后达到的电流为
C. 当电池给手机供电时，外电路电压为 D. 若电池以的电流工作，可用小时
3.如图所示，质量为的物体，从高度为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点，若该物体从斜面顶端以初速度沿斜面下滑，则停留在点，恰有。点有一小段圆弧连接。重力加速度为，那么物体在斜面上运动时摩擦力做的功为( )
A. B.
C. D. 条件不足，无法判断
4. 年月日，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：，如图所示。已知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：
B. 当火星与地球相距最远时，两者的相对速度最小
C. 过年再次出现“火星冲日”
D. 过年再次出现“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，已知内汽车做匀加速直线运动，末汽车速度达到，一段时间后达到最大速度，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
B. 匀加速过程发生的位移大小为
C. 速度为时，加速度大小为
D. 整个加速过程，持续时间一定大于
6.如图所示，是半径为的圆的一条直径，该圆处于平行该圆周平面的匀强电场中。将质子从点以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，到达点的动能最大为。已知，若不计重力和阻力，且规定圆心处电势为，则下列说法正确的是( )
A. 电场方向为方向
B. 电场强度大小为
C. 点电势为
D. 质子经过该圆周时，可能具有动能的同时，其电势能为
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，将电容器接在电压恒定的电源两端，规定无穷远处电势为。将带电量极小的电偶极子用长度为的绝缘轻杆连接，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；将两极板分别围绕、点顺时针旋转，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.
B.
C.
D.
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、两个位置的圆周运动说法正确的是( )
A. A、位置的线速度相等
B. A、位置的角速度相等
C. A、位置的周期相等
D. A、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、串联连接在电路中，横截面积之比：：。下列说法正确的是( )
A. 两导线电阻之比为：
B. 两导线中的电场强度之比为：
C. 两导线的焦耳热功率之比为：
D. 自由电子在两导线中移动的速率之比：：
10.如图所示的电路中，定值电阻、、的阻值均为，电源电动势为，内阻为，为滑动变阻器，电表均为理想电表。开关闭合后，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，电流表示数变化量的绝对值为，下列判断正确的是( )
A. 电压表示数增大 B. 消耗的功率减小 C. 电源的效率减小 D.
11.如图所示，弹性绳一端固定于点，另一端连接穿在竖直杆上质量为的小球，处是位于中点的光滑
定滑轮，且距离等于弹性绳原长，此时在同一水平线上，弹性绳劲度系数为重力加速度小球从点由静止开始经过时间滑到距点为的点时速度恰好为零，球与杆间的动摩擦因数为则从到的过程中( )
A. 弹性绳对小球做的功为
B. 摩擦力对小球做的功为
C. 小球的加速度先减小再增大
D. 小球下落时，速度大小达到最大值
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
12.如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置。
如图，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是______；
由于受阻力的影响，重锤增加的动能与减少的重力势能的大小关系为 ______选填“大于”、“小于”或“等于”；
如图是某次实验中打出的一条纸带，点是打下的第一个点，打点计时器打点的时间间隔为，重力加速度为，要验证点到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约为的阻值和某型号手机锂电池的电动势和内阻。电池已拆开，电动势标称值为，允许最大放电电流为。在实验室备有如下实验器材：
A.电压表量程，内阻约为
B.电流表量程，内阻为
C.电流表量程，内阻约为
D.滑动变阻器，额定电流
E.电阻箱
F.开关一个、导线若干
为了测定电阻的阻值，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“”或“”，将电压表的读数除以电流表的读数作为的测量值，则测量值______选填“大于”“等于”或“小于”真实值。
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和内阻。
电流表示数的倒数与电阻箱阻值之间的关系式为______用字母，，表示。
在实验中，多次改变电阻箱的阻值，获得多组数据，根据数据作出的图像为图丙所示的直线，根据图像可知该锂电池的电动势 ______，内阻 ______。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的粗糙斜面，物体与斜面、物体与传送带之间的动摩擦因数均为；现将一质量的物体轻放在距离传送带最右端处，已知，取，求：
该物块从轻放到第一次到达传送带最右端经过的时间；
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；
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、半径的四分之一光滑圆弧轨道和倾角为的斜面组成。游戏时，将弹簧压缩到某一位置，依靠弹簧弹力将质量为的小球发射出去。现将弹簧压缩至离地面上点处释放，小球能沿着圆弧恰好通过最高点，并垂直击中斜面上的点。已知圆弧轨道的点和斜面底端点在同一竖直线上，忽略空气阻力，重力加速度大小取，，。求：
、两点间的竖直高度；
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，该区域由三个水平边长是，竖直边长是的小矩形区域组成，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中分别存在沿轴负方向、轴正方向、轴正方向的匀强电场，其场强大小比例为：：。现有一带正电的滑块可视为质点以某一初速度未知从点沿轴正方向进入区域Ⅰ，滑块最终从点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小相等，地面与滑块间的动摩擦因数为，重力加速度为。求：
滑块进入区域Ⅲ时的速度大小；
滑块在矩形区域运动的总时间；
若滑块以相同大小的初速度未知从点沿轴负方向进入区域Ⅲ，试确定滑块离开电场区域的位置点坐标。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.丙；
小于；
。
13.；大于；；；。
14.解：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
物块加速到与传送带共速所走过的位移为
解得
匀加速阶段时间为
物块与传送带共速后保持匀速，物块匀速运动的时间为
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
解得
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
所以产生热量为
解得
小物块以第一次冲上斜面后再次回到最底端时速度的大小小于，在足够长传送带上运动一个来回后速度与等大反向，冲上斜面，第二次落回水平传送带最底端时速度的大小小于，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
解得
答：该物块从轻放到第一次到达传送带最右端经过的时间为；
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；
物体最终在斜面上走过的总路程为。
15.解：小球恰好通过点，在点所需向心力恰好等于重力，则有：
解得：
由点到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：
可得在点竖直分速度与水平分速度的关系为：
竖直方向为自由落体运动，则有：
解得、两点间的竖直高度为：
小球平抛运动的过程，在竖直方向上有：
在水平方向上有：
由几何关系可得上图中的
设弹簧对小球做的功为，由到的过程，根据动能定理得：
解得：
答：、两点间的竖直高度为；
弹簧对小球做的功为。
16.解：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
根据类平抛运动规律
解得
，，
滑块进入区域Ⅲ时，根据动能定理
解得
在区域Ⅰ运动时间
解得
运动的总时间
解得
从点沿轴负方向进入区域Ⅲ，则在区域Ⅲ运动时间仍为，竖直方向偏转
解得
竖直方向速度为
解得
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
解得
由于
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
解得
故滑块离开电场区域的位置即为。
答：滑块进入区域Ⅲ时的速度大小；
滑块在矩形区域运动的总时间；
滑块离开电场区域的位置点坐标。
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