2024-2025学年湖北省孝感市新高考联考协作体高二（上）开学
物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.“富兰克林铃”可以简化成如图所示的模型，当与毛皮摩擦过的气球靠近金属钉甲时，铝箔小球就会在塑料管内“左右横跳”。下列关于“富兰克林铃”的说法中正确的是( )
A. 与毛皮摩擦过的气球带正电
B. 气球靠近金属钉甲时，金属钉甲左侧感应出电荷，右侧带等量的异种电荷
C. 气球靠近金属钉甲时，金属钉甲吸引铝箔小球，说明电荷可以创生
D. 铝箔小球会在塑料管内“左右横跳”，说明能量可以创生
2.聚焦于服务“碳达峰、碳中和”国家战略需求，大气环境监测卫星于年月日正式投入使用。大气环境监测卫星为极地轨道卫星，轨道距地面高度约为公里，每天绕地球约圈，下列说法中正确的是( )
A. 大气环境监测卫星在轨道运行时处于平衡状态
B. 大气环境监测卫星做圆周运动的线速度大于第一宇宙速度
C. 大气环境监测卫星做圆周运动的角速度小于同步卫星的角速度
D. 大气环境监测卫星绕地球运行时可能经过武汉正上空
3.如图所示，三个相同物体分别在大小相同的力的作用下沿水平方向发生了一段位移，已知位移的大小相同，下列说法正确的是( )
A. 甲图中力对物体做负功 B. 乙图中力对物体做正功
C. 丙图中力对物体做正功 D. 三种情况下，丙图中力对物体做功最多
4.如图，、分别为等边三角形边与边的中点，若在、两点分别固定电荷量为的等量正点电荷，电荷量大小为的负电荷从点沿直线向点运动，下列判断正确的是( )
A. 点电势逐渐降低 B. 点电势逐渐升高 C. 负电荷电势能增大 D. 负电荷电势能减小
5.将一电源、定值电阻及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路，闭合开关后调节电阻箱的阻值，测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示，则下列说法中正确的是( )
A. 该电源电动势为 B. 该电源内阻为
C. 调整，电源最大输出功率为 D. 电阻箱功率最大时电源效率为
6.两个完全相同的金属小球、带电量均为均可看作点电荷，分别固定在间距为的两处时，两球间静电力的大小为。现让另一带电量为的相同的金属小球先后与、接触，再将、间的距离变为原来的，之后移走，此时、间静电力的大小为( )
A. B. C. D.
7.如图所示，水平地面上有一倾角为的传送带以的速度逆时针匀速运行。将一质量的煤块从的高台由静止运送到地面，煤块可看作质点，煤块与传送带间的动摩擦系数，重力加速度，煤块由高台运送到地面的过程中，下列说法正确的是( )
A. 运送煤块所用的时间为
B. 煤块重力的功率一直增大
C. 煤块运动到传送带底端时重力的功率为
D. 煤块运动到传送带底端时所受合力的功率为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，让一价氢离子和二价氦离子的混合物从点由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，最后都从偏转电场右侧离开，图中画出了其中一种粒子的运动轨迹，下列说法正确的是( )
A. 在加速电场中运动时间较短的是
B. 经加速电场加速度后，的动能较小
C. 在偏转电场中两种离子的加速度之比为
D. 在加速和偏转过程中两种离子的轨迹都重合
9.如图所示电路中，电源电动势不变，内阻忽略不计，电压表、电流表均为理想电表，、分别为电压表、电流表示数，为热敏电阻阻值随温度升高而降低，其余为定值电阻，当所在处出现火情时，以下说法正确的是( )
A. 电压表示数不变 B. 电压表示数变大
C. 电流表示数变小 D. 不变
10.如图所示，挡板固定在倾角为的斜面左下端，斜面右上端与半径为的圆弧轨道连接，其圆心在斜面的延长线上。点有一光滑轻质小滑轮，。质量均为的小物块、由一轻质弹簧拴接弹簧平行于斜面，其中物块紧靠在挡板处，物块用跨过滑轮的轻质细绳与质量为、大小可忽略的小球相连，初始时刻小球锁定在点，细绳与斜面平行，且恰好绷直而无张力，、处于静止状态。某时刻解除对小球的锁定，当小球沿圆弧运动到最低点时物块未到达点，物块对挡板的作用力恰好为。已知重力加速度为，不计一切摩擦，下列说法正确的是( )
A. 弹簧的劲度系数为
B. 小球到达点时的速度大小为
C. 小球到达点时物块的速度大小为
D. 小球由运动到的过程中，小球和物块组成系统的机械能之和先增大后减小
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。启动打点计时器和气垫导轨，将滑块从靠近打点计时器的位置由静止释放，打出一条纸带如图乙所示，是打下的第一个点，每相邻两计数点间的时间间隔为，已知滑块质量为，钩码质量为，测得纸带上点到、、、、、的距离分别为，重力加速度为。
下面列举了该实验的几个步骤，其中正确的是( )
A.将打点计时器接到直流电源上
B.先接通电源，再释放钩码，打出一条纸带
C.由于实验存在误差，滑块和钩码总动能的增加量略大于钩码重力势能的减少量
若选择图乙中纸带上的到进行实验分析，点对应的速度大小为________，若系统机械能守恒，则得到的表达式为__________________________用题目中的已知量表示。
若本实验中满足系统机械能守恒，某同学作出了图像，如图丙所示，为打下的点到起点的距离，为该点速度，则据此得到当地的重力加速度大小________用题目中的已知量及图丙中的字母表示。
12.某小组设计了测量盐水电阻率的实验，所用器材有：电源电动势为，内阻不计；电压表量程为，内阻很大；滑动变阻器最大阻值为，额定电流为；滑动变阻器最大阻值为，额定电流为；电阻箱；单刀单掷开关和单刀双掷开关；侧壁带有刻度线的圆柱体玻璃管，两个与玻璃管密封完好的电极，导线若干。
根据如图甲所示电路图连接实物电路，其中玻璃管内盐水电阻约为几欧，滑动变阻器应选择________填“”或“”，闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应置于________填“”或“”端。
用游标卡尺测出圆柱体容器的内直径，读数如图乙所示，则________，由玻璃管侧壁的刻度尺测出溶液的高度。
闭合开关，开关接端，调节滑动变阻器，使电压表的读数为，然后将开关接端，保持滑动变阻器位置不变，调节电阻箱，使电压表读数为，此时电阻箱阻值，则盐水电阻为________。
断开开关。
根据测量的数据，计算得到待测盐水的电阻率为________结果保留两位小数。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电动机电阻，定值电阻，电容器电容。开关闭合后电动机正常工作，此时理想电压表的示数。求：
电容器的电荷量；
电动机将电能转化为机械能的效率结果保留一位小数。
14.如图所示，质量的木板静止于光滑水平地面上，木板足够长，质量为的物块可看成质点以速度从左端冲上木板，最终二者达到共同速度，已知物块与木板间的摩擦因数为，重力加速度取，求：
物块刚冲上木板时，物块的加速度和木板的加速度；
从开始到二者达到共同速度的过程中，摩擦力对物块做的功；
由于物块与木板的摩擦产生的热量。
15.如图所示，在竖直平面内，半径的光滑绝缘圆弧轨道和绝缘水平轨道在点相切，为圆弧轨道的直径，为圆心，和之间的夹角，整个装置固定在电场强度大小为，方向水平向左的匀强电场中，质量的带电小滑块从点由静止释放后沿水平轨道向左运动，经、、点后落回水平轨道，己知滑块运动到点时所受合力的方向指向圆心，且此时滑块对圆弧轨道恰好没有压力，不计空气阻力，取，，求：
小滑块所带的电荷量；
小滑块通过点时，对圆弧轨道的压力大小；
小滑块落回水平轨道位置与点之间的距离。
答案解析
1.
【解析】A.与毛皮摩擦过的气球带负电，故A错误；
B.根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可得气球靠近金属钉甲时，金属钉甲左侧感应出电荷，右侧带等量的异种电荷，故B正确；
C.由上述可知气球靠近金属钉甲时，金属钉甲吸引铝箔小球，说明带电物体具有吸引轻小物体的性质，故C错误；
D.能量既不会消失，也不会创生，只会从一个物体转移到另外一个物体，或者从一种形式转变为另一种形式，故D错误。
故选B。
2.
【解析】A.大气环境监测卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，受力不平衡，A错误；
B.第一宇宙速度为最小发射速度和最大环绕速度，大气环境监测卫星做圆周运动的线速度小于第一宇宙速度，B错误；
C.由可得：，同步卫星的轨道半径大于大气环境监测卫星的轨道半径，大气环境监测卫星做圆周运动的角速度大于同步卫星的角速度，C错误；
D.大气环境监测卫星不是地球同步卫星，可能经过武汉上空，D正确。
故选：。
3.
【解析】根据做功的计算公式，式中为力的方向与位移方向之间的夹角，因此可知甲、乙、丙图中力所做的功分别为，，，则可知，甲、丙两种情况力对物体做功相同且都做正功，乙图中力对物体做负功。故C正确，ABD错误。
故选：。
4.
【解析】A.、位置带正电荷，其电场分布如图所示，设无穷远处电势为，、两点在点的电势为正，且不变，负电荷在点的电势为负，且负电荷从点沿直线向点运动的过程中与点的距离先变小后变大，则其在点的电势先变小，后变大，根据电势的叠加可知A错误；
B.基于以上分析可知，负电荷与点距离逐渐变小，则点电势逐渐降低，B错误；
负电荷在逆着电场线方向运动，电场力做正功，电势能减小，C错误，D正确；
故选：．
5.
【解析】B. 由图乙可得电阻箱电阻时，功率，且此时电阻箱电阻最大，所以此时电阻箱阻值等于定值电阻和电源内阻之和，解得，故B正确；
A. 根据可得，此时电路电流为，根据闭合电路欧姆定律有，解得，故A错误；
C. 调整，电源输出功率，因此可知理论上外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，但因外电阻最小值为，所以当电阻箱电阻时，，电源输出功率最大，故C错误；
D.电阻箱功率最大时电源效率 ，故D错误。
6.
【解析】两个完全相同的金属小球、带电荷量为均可看作点电荷，相距一定距离时，两球间静电力的大小为
相同的金属小球带电量为，先后与、接触，之后移走，再将、间的距离变为原来的，此时、间静电力的大小为
故选：。
7.
【解析】煤块刚放上传动带时，受到的滑动摩擦力沿斜面向下，根据牛顿第二定律得
解得
则煤块从加速到与传送带共速需要
煤块的位移为
由于
可知煤块与传送带共速后做匀速直线运动，摩擦力沿斜面向上，则匀速运动的时间
运送煤块所用的时间共计
故A错误；
B.由以上分析及可知，煤块匀速运动后，重力的功率不变，故B错误；
C.煤块运动到传送带底端时，做匀速直线运动，竖直方向的速度，则，故C正确；
D.煤块运动到传送带底端时，做匀速直线运动，所受合力为零，故合力的功率为，D错误。
故选：。
8.
【解析】粒子在电场中，加速度为，故两种离子的加速度之比为：，故加速电场运动为，，故加速电场中运动时间较短的是，加速过程中由动能定理可知，故的动能较大，故BC错误，A正确；
D.带电粒子在加速场中做匀加速直线运动，有，在偏转场中偏转做类平抛运动，有，，，联立可得，同时设速度偏向角为，则速度偏向角的正切值，故粒子在在加速和偏转过程中两种离子的轨迹都重合，故D正确。
9.
【解析】A.电源内阻忽略不计，电压表测量路端电压，即电源电动势，所以示数不变，故A正确；
当所在处出现火情时，热敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，总电流增大，两端的电压增大，故两端的电压减小，通过的电流变小，即电压表示数变小，电流表示数变小，故B错误，C正确；
D.，不变，不变，故D正确；
故选：。
10.
【解析】、设弹簧的劲度系数为，释放小球之前，对分析，弹簧的压缩量为，当运动到点时，对挡板的作用力恰好为，对分析，可得弹簧的伸长量为，两次情况弹簧形变量相同，弹性势能相等，则从到点这一过程，弹簧弹力做功为零，则系统在初末位置的机械能相等，、沿绳方向速度相等，则有，，解得，，故C正确，B错误；
A、弹簧长度的变化等于的位移，即，解得，故A错误；
D、小球由运动到的过程中，、、和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球和物块的机械能之和与弹簧和的能量之和不变，一直处于静止状态，弹簧一开始处于压缩状态，之后变为原长，后开始拉伸，则弹性势能先减小后增大，故小球和物块的机械能之和先增大后减小，故 D正确。
故选CD。
11.
【解析】打点计时器需要接到交流电源上，故A错误；
B.实验时先接通电源，再释放钩码，打出一条纸带，故B正确；
C.由于实验存在误差，滑块和钩码总动能的增加量略小于钩码重力势能的减少量，故C错误。
故选B。
根据匀变速直线运动的规律，可知点对应的速度大小等于到的平均速度，则有
则系统动能的增加量为
系统重力势能的减少量为
若系统机械能守恒，则得到的表达式为
根据系统机械能守恒的表达式有
变形得
由丙图可知斜率为
解得重力加速度为
12.
【解析】由于玻璃管内封闭的盐水电阻约为几欧，为方便实验操作，使得测量数据的连续性强，滑动变阻器应选择总阻值与待测电阻差不多的，即滑动变阻器应选择；
闭合开关之前，滑动变阻器应全部接入电路，即滑动变阻器的滑片应置于端。
游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以
开关接端，电压表测量盐水的电阻，开关接端，电压表测量电阻箱的电阻，由于两次电压表读数相等，所以盐水电阻与电阻箱接入的电阻相等，即盐水电阻为。
根据电阻定律可得
所以
13.解：根据闭合电路欧姆定律可得，闭合后，电路电流
解得
根据串并联电路特点知，电容器两端电压
即
电容器电荷量
解得电容器的电荷量为
根据以上分析可知，电动机电流，
则电动机功率
即
电动机发热功率
解得
所以电动机将电能转化为机械能的效率
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.解：对物块根据牛顿第二定律有：
解得
对木板根据牛顿第二定律有：，
解得
物块冲上木板后经时间二者共速，则
对物块：
对木板：
解得，
对物块由动能定理：
解得
对木板和物块组成的系统，由能量守恒定律，得
解得
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.由滑块在点所受合力的方向指向圆心，且此时滑块对圆弧轨道恰好没有压力可知
解得
滑块在点所受合力提供向心力，则
解得
，
滑块从点运动到点，由动能定理可得
滑块在点，根据牛顿第二定律有
联立解得
由牛顿第三定律，滑块通过点时对圆弧轨道的压力大小为
滑块在点时，在水平方向上有
在竖直方向上有
滑块从点离开后，在水平方向上匀减速运动，加速度为
在竖直方向上匀加速运动，加速度为
根据位移时间关系有
解得
，
所以滑块落地点到点距离为
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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