2021-2022学年湖南省衡阳市某英文学校高二（下）入学物理试卷（附答案详解）

2021-2022学年湖南省衡阳市船山英文学校高二（下）入

学物理试卷

一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）

1.关于物理学史，下列说法中错误的是（）

A.卡文迪什测出引力常量G的值，从而提出了万有引力定律

B.元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的

C.英国物理学家法拉第最早引入电场的概念，并提出用电场线表示电场

D.库仑利用扭秤装置得出了库仑定律

2.水平桌面上一质量为3kg的物体，在水平拉力户的作

用下，从静止开始运动2s后撤去外力，其v-t图像如

图所示，下列说法正确的是（）

A.在0〜2s内，合外力做的功为4/

B.在。〜2s内，拉力大小是阻力大小的2倍

C.在t=Is时，拉力的瞬时功率为4.5W

D.在0〜6s内，摩擦力做的功为9/

3.光滑斜面上，某物体在沿斜面向上的恒力作用下从静

止开始沿斜面运动，一段时间后撤去恒力，不计空气

阻力，设斜面足够长。物体的速度用”表示，物体的

动能用场表示,物体和地球组成系统的重力势能用Ep

表示、机械能用E表示，运动时间用t表示、路程用2表示。对整个运动过程，如图

表示的可能是（）

A.v随t变化的"-t图象B.EP随t变化的Ep-t图象

C.E随I变化的E-I图象D.Ek随/变化的琦-/图象

4.2021年5月15日7时18分，天问一号探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着

陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得成功。已知火星与地球的密度之比约为

4：5,火星表面与地球表面的重力加速度之比约为2：5,则火星与地球的半径之

火

比”R大约为（）

K地

5.如图所示，在一块面积很大的接地金属平板的上方固定一个带正电的小球，虚线是

金属平板上方电场的等势面（相邻等势面间的电势差都相等），实线是某一带电粒子

先后经过M和N处的运动轨迹。若该带电粒子在M和N处受到的电场力大小分别为

FM和风，相应的电势能分别为EPM和EPN，下列说法正确的是（）

A.该粒子可能带正电

B.该粒子从M运动到N的过程中，动能减小

C.FM<FN>EPM>EpN

D.由于静电感应，金属平板的上表面带正电荷

6.宇宙飞船动力装置的工作原理与下列情景相似：如图，光滑

地面上有一质量为M的绝缘小车，小车两端分别固定带等量71

异种电荷的竖直金属板，在小车的右板正中央开有一个小孔,

两金属板间的电场可看作匀强电场，两板间电压为U.现有一

质量为小、带电量为+q、重力不计的粒子从左板正对小孔处7,9,A7T7

无初速释放.则以下判断正确的是（）

A.小车总保持静止状态

B.小车最后减速运动

C.粒子穿过小孔时速度为陋

Vm

D.粒子穿过小孔时速度为

二、多选题（本大题共4小题，共20.0分）

7.如图所示,直线4为某电源的U-/图线，曲线B为某小灯泡Z,的U-1图线的一部分，

用该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时灯泡L恰能正常发光，则下列说法中正

确的是（）

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A.此电源的内阻为0.670

B.灯泡L的额定电压为3U,额定功率为6W

C.把灯泡L换成阻值恒为10的纯电阻，电源的输出功率将变大

D.小灯泡L的电阻随通过电流的增大而减小

8.如图所示，在倾角为。的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物体4和B,它

们的质量均为机，弹簧的劲度系数为hC为一固定的挡板现让一质量为m的物体。从

距4为L的位置由静止释放，。和4相碰后立即粘为一体,之后在斜面上做简谐运动，

在简谐运动过程中，物体B对C的最小弹力为:mgsin。，则（）

A.简谐运动的振幅为鳖也B.简谐运动的振幅为熠"

C.B对C的最大弹力为也誓D.B对C的最大弹力为瞥变

9.如图所示，4、B两物体质量分别为小打=5kg和me=

4kg,与水平地面之间的动摩擦因数分别为“A=0.4

和诙=0.5,开始时两物体之间有一压缩的轻弹簧（不

拴接），并用细线将两物体拴接在一起放在水平地面上。现将细线剪断，则两物体

将被弹簧弹开，最后两物体都停在水平地面上。在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后

两物体的运动过程中，下列判断正确的是（）

A.两物体一定同时停运动B.系统动量不守恒，机械能不守恒

C.系统动量守恒，机械能不守恒D.A、B两物体的机械能先增大后减少

10.如图为空间某一电场的电场线，场强方向如图中箭头所示，a、b两\

点为其中一条竖直方向的电场线上的两点，两点的高度差为九，一\£

个质量为血、电荷量为-q的小球从b点以竖直向上的初速度病上]J

抛，恰好运动到最高点a点，重力加速度为g,则下列说法正确的是

（）

A.a、b两点的电势差（7岫=翳

B.小球机械能的增加量等于其电势能减少量

C.若将小球电荷量变为q,其余条件不变，则小球向上运动的最大高度小于?

D.若将小球电荷量变为-2q,其余条件不变，则小球运动到a点时速度为监

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

11.为了测量一节干电池的电动势和内阻，除了待测干电池，实验室还提供了以下器材:

A.电流表4量程为5n内阻以=1000）

8.电阻箱R（最大阻值为99.990）

C.定值电阻&=300。

D开关、导线若干

（1）根据实验器材，小王同学设计了甲、乙两个测量电路，你认为哪个更合理？

（填“甲”或“乙”），并依据更合理的电路将图丙中的实物连接完整。

（2）根据选用的合理电路进行实验，闭合电键前，将电阻箱接入电路的阻值调到

（填“最大”或“最小”），闭合电键后，多次调节电阻箱接入电路的电阻，

并记录接入电路的阻值R及对应的电流表的示数/,为了直观地观察到电流/随R变化

规律，以;为纵轴，以（填"R"或号）为横轴作图像，如果图像纵轴的截

距为a,图像斜率的绝对值为匕则电源的电动势石=,内阻r=。（均

用己知物理量及测量物理量符号表示）

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12.聪聪同学用如图所示装置来验证动量守恒定律。

(1)实验中，质量为巾1的入射小球/和质量为62的被碰小球8的质量关系是巾1

啊(填“大于”“等于”或“小于”)。

(2)当满足关系式时，证明4、B两小球碰撞过程中动量守恒；若碰撞前后系

统无机械能损失，则系统机械能守恒的表达式为o

旦=_^+外

'BfPrBiMfB，N，

《F_mig

C'B，P，2-B，M/十BfNf2

四、计算题(本大题共3小题，共30.0分)

13.在光滑水平面上静置有质量均为m的木板和滑块CD,木板上表面粗糙，滑块CD上

表面是光滑的;圆弧，其始端。点切线水平且在木板上表面内，它们紧靠在一起，如

图所示。一可视为质点的物块P,质量也为血，从木板的右端以初速度火滑上木板4B,

过B点时速度为手，又滑上滑块CD,最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处。已

知物块P与木板4B间的动摩擦因数为”.求：

(1)物块滑到8处时木板的速度以B；

(2)木板的长度L；

(3)滑块CO圆弧的半径。

BA

14.如图所示，虚线MN左侧有一场强为Ei=E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ

之间存在着宽为L、电场强度为匈=2E的匀强电场，在虚线PQ右侧距PQ为L处有

一与电场E2平行的屏。现将一电子(电荷量为e,质量为m,重力不计)无初速度地

放入电场E］中的4点，最后电子打在右侧的屏上，4点到MN的距离为a4。连线与

屏垂直，垂足为。，求：

(1)电子到MN的速度大小9；

(2)电子打到屏上的点P'到点。的距离X；

(3)电子从释放到打到屏上所用的时间久

MP

15.一质量为M、长度为1的矩形绝缘板放在光滑的水平面上，另一质量为m、带电荷量

为-q的物块(可视为质点)以初速度%从绝缘板上表面的左端沿水平方向滑入，绝缘

板所在空间有范围足够大的匀强电场，其场强大小E=等、方向竖直向下，如图

所示。已知物块与绝缘板间的动摩擦因数恒定，物块运动到绝缘板的右端时恰好相

对于绝缘板静止；若将匀强电场的方向改为竖直向上，场强大小不变，且物块仍以

原初速度从绝缘板左端的上表面滑入。求：

(1)物块在绝缘板上滑动的过程中，系统产生的热量；

(2)当匀强电场的方向为竖直向上时，物块与木板的相对位移大小。

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答案和解析

1.【答案】A

【解析】解：4牛顿提出了万有引力定律，卡文迪什利用扭秤装置比较准确地测出了引

力常量，故A错误；

8•元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的，故B正确；

C.英国物理学家法拉第最早引入电场的概念，并提出用电场线表示电场，符合客观事实,

故C正确；

D库仑利用扭秤装置研究了带电小球之间的作用力，得出了库仑定律，故。正确。

本题选错误的，故选：4。

根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。

本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记

忆，这也是考试内容之一。

2.【答案】C

【解析】解：

A.在0〜2s内，根据动能定理得，合外力做的功

小冷—^mv2—0=Tx3x22J—6/

故A错误；

8.2-6s内物体的加速度a2=与=^m/s2=0.5m/s2

物体受到的摩擦力大小

f=ma2=3x0.5N=1.5N

0-2s内物体的加速度的=祟=|m/s2=lm/s2

则

F—f=mar

解得

F=4.5/V

在0〜2s内，拉力大小是阻力大小的3倍，故B错误；

C.在t=ls时，拉力的瞬时功率为P=F%=4.5X10=4.5W,故C正确；

D在0〜6s内，物体的位移s=ix6x2m=6m

所以在0〜6s内，摩擦力做的功为

W=-fs=-1.5x6/=-9/

故。错误。

故选：Co

运用动能定理直接求合外力所做的功；根据图像的斜率求出物体匀加速运动和匀减速运

动的加速度大小，再由牛顿第二定律求拉力和阻力的关系；根据功率的公式P=F"求出

拉力的瞬时功率，根据全过程的位移，由功的公式求摩擦力做的功。

由动能定理可以直接求出合外力所做的功，运用动能定理时，要明确研究过程，要注意

摩擦力做的是负功。

3.【答案】D

【解析】

【分析】

分析物体的运动情况，判断u-t图象的形状。由=分析Ep-l图象形状。根

据功能关系分析E-1图象形状；根据动能定理列式，分析2图象形状。

本题主要是考查了机械能守恒定律和图象问题的知识；要知道机械能守恒定律的守恒条

件是系统除重力或弹力做功以外，其它力对系统做的功等于零；除重力或弹力做功以外,

其它力对系统做多少功，系统的机械能就变化多少；注意运动过程中机械能和其它形式

的能的转化关系。

【解答】

A、撤去恒力前物体做初速度为零的匀加速直线运动，u-t图象是过原点的倾斜直线。

撤去恒力后，物体做匀减速直线运动达到最高点后加速下滑，由于不受摩擦力，故加速

度大小相同，速度方向反向，为负，故A错误；

B、由琢=知物体速度减速到零之前，重力势能一直增加，故B错误。

C、根据功能原理，撤去恒力前有E=F，，图象是过原点的倾斜直线。撤去恒力后

有只有重力做功，物体的机械能守恒，图象是平行，轴的直线，故C错误：

D、根据动能定理，撤去恒力前有：Ek=(F-mgsinO)l,-，图象是过原点的倾斜直

线。撤去恒力后有：Ek=Ekm-mgsindI,-1图象是向下倾斜的直线；达到最高

点后向下运动，Ek=mglsind,故。正确。

故选：D。

4.【答案】A

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【解析】解：由鬻=加9和。=彖可得星球半径R=焉，可见£=箴.噗=

7^-=|x|=2，故A正确，BCD错误。

9地0火54Z

故选：2。

根据万有引力与重力和向心力关系，结合密度公式，求出星球半径表达式，进而求出其

比值。

本题考查万有引力定律及其应用，在天体运动计算题中，要注意万有引力与重力和向心

力的关系是解题的关键。

5.【答案】C

【解析】解：4根据带电粒子运动轨迹的弯曲方向可知，正电荷对该带电粒子的作用力

是吸引力，所以该粒子带负电，故A错误；

BC.由等势面的疏密程度可知，两点的场强关系为

EM<EN

再根据电场力公式

F—qE

可知

FM<FN

带电粒子从M点运动到N点的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增大，即EpM>

EpN，故B错误，C正确；

D由于静电感应，在金属平板的上表面带负电荷，故。错误。

故选：Co

由运动轨迹判断电场力的方向，结合该电场的特点判断出粒子的电性：电场线和等势线

垂直，且等势线密的地方电场线密，电场场强大；根据Ep=<pq判断电势能大小；根据

电场力做功与电势能变化的规律判断电场力做功；根据同种电荷相互排斥，异种电荷相

互吸引判断。

本题涉及电场强度和电势高低的判断，关键是知道电场线垂直等势面，电场线与等势面

疏密一致，难度不大。

6.【答案】D

【解析】解：AB,金属板间的电场方向向右，粒子所受的电场力方向向右，根据牛顿

第三定律可知，小车所受的电场力方向向左，则小车将向左做匀加速运动.粒子穿过小

孔时速度，粒子不再受电场力作用，小车也不再受电场力，将做匀速运动，故A8错误.

CD、设粒子穿过小孔时速度为火，小车此时的速度为巴.取向右方向为正方向.根据系

统的动量守恒和能量守恒得：0=nwi-Mt>2；=1mvi+^mv2<联立解得，％=

。正确.

故选：D。

在电场力的作用下粒子向右做匀加速运动，小车向左做匀加速运动。根据系统的动量守

恒和能量守恒列式，可求出粒子穿过小孔时速度。粒子穿出小孔后，小车做匀速运动。

解决该题的关键是明确知道粒子向右运动的过程中，小车由于相互作用力也要向左运动,

知道整体的动量守恒。

7.【答案】BC

【解析】解：4、由题图可知，电源的电动势为E=4乙内阻为r==?0=0.5。，

AI6

故A错误；

3、两图线的交点表示小灯泡L与电源连接时的工作状态，由于灯泡正常发光，则知灯泡

的额定电压U=3V,额定电流/=24则额定功率为P=U/=3x2勿=6”,故8正

确；

C、正常发光时灯泡L的电阻：/?=7=|n=1.50。把灯泡L换成阻值恒为10的纯电阻，

可知其电阻更接近电源的内阻，根据电源输出功率与外电阻关系，可知电源的输出功率

将变大，故C正确；

。、灯泡的温度随通过电流的增大而升高，电阻随温度的升高而增大，故。错误。

故选:BC。

根据电源的U-/图线直接读出电源的电动势，由图线的斜率求出电源的内阻；电源的

U-/图线与灯泡的U-/图线的交点表示该灯泡与该电源连接时的工作状态，由图可读

出灯泡L的额定电压和额定电流，从而可算出灯泡的额定功率；把灯泡L换成阻值恒为

的纯电阻，分析路端电压的变化，判断电源的输出功率如何变化。根据电阻的定义分析

电阻随电流的变化情况。

本题考查闭合电路欧姆定律和欧姆定律的应用，解决这类问题的关键在于从数学角度理

解图象的物理意义，抓住图象的斜率、面积、截距、交点等方面进行分析，更加全面地

读出图象的物理内涵。

8.【答案】BD

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【解析】解:48、当弹力等于4。的重力的分力时71。处于平衡状态，由平衡条件得:kx0=

2mgs山。，解得平衡位置时弹簧的形变量：与=誓丝，弹簧处压缩状态；当B对C弹

力最小时，4D到达最大位移处，对B,由平衡条件得：mgsind=kx+^mgsin6,弹簧

应伸长达最大位移处，此时形变量化=嗤"，此时弹簧处于伸长状态，故简谐运动的

振幅为4=久+q=誓迎，故4错误，B正确;

CD,当4。运动到最低点时，8对C的弹力最大；由对称性可知，此时弹簧的形变量为:

Ax=A+x0=此时弹力为F=k&c=誓㈣，B对C的弹力为F'=F+

llmsine

mgsinO=^.t故c错误，D正确。

故选：BD。

当AC受力平衡时，AD处于平衡位置，由胡克定律可求得平衡位置时弹簧的形变量；再

由B对C的最小弹力可求得4C能达到的最大位移，即可求得振幅；由简谐运动的对称性

可求得最大弹力.

本题关键在于找出简谐运动的平衡位置，从而确定出物体的振幅及回复力.

9.【答案】ACD

【解析】解：BC.在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，4物体所受的

滑动摩擦力大小为打=心?49=20N,方向水平向右；B物体所受的滑动摩擦力大小为

fB==20N,方向水平向左，可知两物体组成的系统合外力为零，故两物体组

成的系统动量守恒。由于系统克服摩擦力做功，则系统机械能不守恒，故B错误，C正

确；

A.对任一物体，根据动量定理得：fmgt=_p,解得物体运动的时间为：t=忘：

由上分析可知，两个物体的动量p的大小相等，所受的摩擦力，大小相等，故滑行时间相

等，应同时停止运动，故4正确；

D由于4、B两物体的速度先增加后减小，则机械能先增大后减少，故。正确。

故选:ACD.

分析两物体组成的系统所受的外力情况，当合外力为零时，系统的动量守恒。由于系统

克服摩擦力做功，整个系统的机械能减小。

根据动量定理研究两物体运动的时间。

在两物体被弹开的过程中，/、B两物体先加速后减速，由此分析机械能的变化。

此题考查了动量守恒定律的相关知识，解题的关键是理解动量守恒的条件：合外力为零,

来判断系统的动量是否守恒，根据机械能守恒定律的守恒条件判断机械能是否守恒。

10.【答案】ABC

【解析】解：4、从b到a的过程中，根据动能定理可得qUab—mg/i=0—：nw2,解得

〃帅=嘿，故A正确；

B、从b到a的过程中，机械能和电势能之和保持不变，根据功能关系可知小球机械能的

增加量等于其电势能减少量，故B正确；

C、若将小球电荷量变为q,其余条件不变，从b到a的过程中，如果是匀强电场，根据

动能定理可得—(qE+mg)九'=解得*=*由于电场不是匀强电场，从b到

a电场强度逐渐减小，故可得八'<?,故C正确；

。.若将小球电荷量变为-2q,其余条件不变，从b到a的过程中，根据动能定理可得

2qUab-mgh=解得%=痴元故。错误。

故选：ABC.

粒子在电场力与重力共同作用下，做加速运动，导致重力势能、电势能与动能间相互转

化，但它们的之和不变.电场力做功，导致电势能变化；重力做功，导致重力势能变化.电

场力做功公式W=qU.根据动能定理求出a、b两点的电势差U,两点间的电势差与所移

动的电荷无关，再由动能定理求速度.

本题主要是考查电场力做功表达式W=qU,与动能定理的应用，注意功的正负值.同

时掌握电场力做功与电势能的变化关系，及重力做功与重力势能变化的关系.

1&A+R0)2吁4+/?0)2

11.【答案】乙最大

Ra(rA+R0)-k。(以+琦)-々

【解析】解：(1)电流表量程为5m4电流表内阻以=100。定值电阻阻值&=300。

如果采用图甲所示实验电路，则改装后电流表的量程是gnM，电流表量程太小，不利

于测多组实验数据，因此应选择图乙所示电路图，根据图乙所示电路图连接实物电路图

如图所示

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(2)为保护电路，闭合电键前，将电阻箱接入电路的阻值调到最大值；

根据图乙所示电路图，由闭合电路的欧姆定律得：E=/(o+Ro)+(/+"3)r

整理得：1=I(Li±£o)x1+LiLil5o

1ERE

应以)为纵轴，以5为横轴作图像,

/K

7-:图像的纵轴截距a=d等，图像斜率的绝对值k=3弊

IREE

解得电源的电动势：E=畀9,a（r」+Ro）2

内阻r=一5一R。

。（以+&）-k

故答案为：(1)乙；实物电路图如上图所示；(2)最大;i；鬻片兽产_

«d\,iA+KO)~K<^\TA+KO)~K

(1)根据实验器材分析选择实验电路；根据实验电路图连接实物电路图。

(2)为保护电路安全闭合开关前电阻箱应调到最大值；应用闭合电路的欧姆定律求出图

象的函数表达式，然后分析答题。

理解实验原理是解题的前提，分析清楚电路结构，应用闭合电路的欧姆定律求出图象的

函数表达式，根据题意即可解题。

12.【答案】大于AB

【解析】解：(1)为防止碰撞过程入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量大

于团2；

(2)小球离开轨道后做平抛运动，设挡板与抛出点之间的距离为X,由平抛运动规律得:

水平方向：X=vt,

竖直方向：h=l^t2.

解得:无=瞽”脸

小球做平抛运动的初速度u越小，下落距离九越大，

两球碰撞后，入射小球4的速度变小，小于碰撞前入射小球4的速度，且小于被碰小球B

的速度，

即被碰小球B的速度最大，入射小球碰撞后的速度最小，

所以入射球碰撞前落点位置是P',碰撞后落点位置是M',被碰球的落点位置是N',

则碰撞前入射小球4的速度:v°=

碰撞后入射球的速度」】=d后,

碰撞后被碰球的速度:

两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：m1Vo=m1V1+

m2v2

整理可得:故A正确;

若碰撞前后系统无机械能损失，由机械能守恒定律得：诏=：机1谱+：小2诣

7711mm

整理可得:----1----1------2-，故B正确。

BfPfB，M，B，N，

故答案为：(1)大于；(2)4B；

(1)为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量。

(2)小球离开斜槽后做平抛运动，两球发生碰撞，碰撞过程中动量守恒，应用动量守恒

定律可以求出实验需要验证的表达式；

若该过程中无机械能损失，则碰撞过程机械能守恒，应用平抛运动规律与机械能守恒定

律可以求出验证系统机械能守恒的表达式。

本题考查了验证动量守恒定律实验；理解实验原理、掌握基础知识是解题的前提，应用

平抛运动知识、动量守恒定律与机械能守恒定律即可解题。

13.【答案】解：⑴物块P在4B上滑行时，48、CD和P组成的系统动量守恒，取水平向

左为正方向，根据动量守恒定律得

mv0=my+2mvAB。

解得以B=中

(2)设木板的长度为小

物块P在48上滑行时，对48、CD和P组成的系统，根据能量守恒定律得

2

RmgL=3m琢--m(^)+1-2mvJB]

解得L=磬

(3)设滑块CD圆弧的半径为R。

物块P在滑块CD上滑行时，CD和P组成的系统水平动量守恒，取水平向左为正方向，根

据水平动量守恒得：

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my+mvAB=2mv

根据系统的机械能守恒得mgR+1-2mv2=-m(y)2+[-m%。

联立解