2023-2024学年山东省重点中学高二（上）开学物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年山东省重点中学高二（上）开学物理试卷一、选择题（本大题共15小题，共60分）1.如图所示，实线A、B表示电场中的一条电场线，虚线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹。下列说法中正确的是(

)A.电场的方向由A指向B

B.电场中A点的电势比B点的电势高

C.粒子一定沿虚线从M点运动到N点

D.粒子在M点的电势能大于粒子在N点的电势能2.如图所示，实线表示某电场的等差等势线，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M点和N点时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpMA.vM<vN，aM<aN B.vM>vN3.餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300g，相邻两盘间距1.0cm，重力加速度大小取10m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为(

)A.10N/m B.100N/m C.200N/m D.300N/m4.如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线，取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是A.A点电势小于B点电势

B.A、B两点的电场强度相等

C.q1的电荷量小于q2的电荷量

D.q1在A点的电势能小于q5.如图所示，以O为圆心、半径为R的虚线圆位于足够大的匀强电场中，圆所在平面与电场方向平行，M、N为圆周上的两点。带电粒子只在电场力作用下运动，在M点速度方向如图所示，经过M、N两点时速度大小相等。已知M点电势高于O点电势，且电势差为U，下列说法正确的是(

)A.粒子带负电

B.粒子由M点运动到N点，电势能先增大后减小

C.粒子在电场中可能从M点沿圆弧运动到N点

D.该匀强电场的电场强度大小为U6.从“玉兔”登月到“祝融”探火，我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越。已知火星质量约为月球的9倍，半径约为月球的2倍，“祝融”火星车的质量约为“玉兔”月球车的2倍。在着陆前，“祝融”和“玉兔”都会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程。悬停时，“祝融”与“玉兔”所受着陆平台的作用力大小之比为(

)

A.9：1 B.9：2 C.36：1 D.72：17.无人配送小车某次性能测试路径如图所示，半径为3m的半圆弧BC与长8m的直线路径AB相切于B点，与半径为4m的半圆弧CD相切于C点，小车以最大速度从A点驶入路径，到适当位置调整速率运动到B点，然后保持速率不变依次经过BC和CD。为保证安全，小车速率最大为4m/s，在ABC段的加速度最大为2m/s2，CD段的加速度最大为1m/s2。小车视为质点，小车从A到D所需最短时间t及在AB段做匀速直线运动的最长距离l为A.t=(2+7π4)s，l=8m

B.t=(94+7π2)s，l=5m

8.如图所示，光滑绝缘圆环轨道竖直固定，两个质量均为m，带等量同种电荷的小环a，b套在圆环轨道上。小环a固定在轨道上，初始时b处于静止状态，a，b之间距离为x(x小于轨道直径的长度)。小环b缓慢漏电，自图示位置开始缓慢下滑，则(

)A.小环b对轨道的压力可能先指向圆心，后背离圆心

B.小环b对轨道的压力的大小始终不变

C.两小环之间的库仑力先增大后减小

D.当小环b的电荷量为初始电荷量的一半时，a，b之间的距离也减半9.如图所示，一条细线一端与地板上的物体B相连，另一端绕过质量不计的定滑轮与小球A相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O′点，细线与竖直方向所成角度为α，则(

)A.如果将物体B在地板上向右移动一点，α角将增大

B.无论物体B在地板上左移还是右移，只要距离足够小，α角将不变

C.无论增大或减小小球A的质量，α角一定都不变

D.悬挂定滑轮的细线的弹力可能等于小球A的重力10.如图所示，载有物资的热气球静止于距水平地面H的高处，现将质量为m的物资以相对地面的速度v0水平投出，落地时物资与热气球的距离为d。已知投出物资后热气球的总质量为M，所受浮力不变。重力加速度为g，不计阻力。以下判断正确的是(

)

A.投出物资后热气球做匀加速直线运动 B.投出物资后热气球所受合力大小为mg

C.d=(1+mM)11.如图所示，滑动变阻器的滑片在某两点间移动时，电流表示数范围为1A到2A之间，电压表示数范围为6V到9V之间，则定值电阻R的阻值及电源电压分别为(

)A.3Ω，15V B.6Ω，15V C.3Ω，12V D.6Ω，12V12.如图是电阻甲和乙的U−I图象，小明对图象信息作出的判断，正确的是(

)A.当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.3A

B.当乙两端电压为1V，其电阻值为4Ω

C.将甲和乙串联，若电流为0.3A，则它们两端的电压为3V

D.若甲和乙并联，若电压为2.5V，则它们的干路电流为1A13.小灯泡L1和L2分别标有“6V，3W”、“6V，6W”，将L1和L2分别如图甲、乙所示的方式与同一电源连接，闭合开关S后，L1和L2都能发光，(假设灯丝电阻不变A.甲图中通过L1的电流大于通过L2的电流

B.乙图中L1比L2更亮些

C.乙图中L1、L2两端的实际电压相等

14.标有“220V，40W”和“220V，60W”的两只灯泡L1、L2串联在电路中时，两灯均发光，实际消耗的功率分别为P1和P2A.P1>P2 B.P1=15.如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，电流表和电压表都有示数。如果某时刻电路出现故障，两表的示数都变大了，那么故障可能是(

)A.电阻R1短路

B.电阻R1断路

C.电阻R2短路

D.二、非选择题（共40分）16.如图甲是定值电阻和标有“8V8W”灯泡L的I−U关系图象，如图乙所示。电源电压恒定不变，滑动变阻器的最大阻值为12Ω.当开关S、S₂闭合，开关S1断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时，灯泡L的实际功率为1W.求：

(1)灯泡正常发光10s，电流通过灯泡产生的热量？(2)电源电压？(3)当开关S、S1、S2同时闭合，调节滑片P17.一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B(中央有孔)，A、B间由细绳连接着，它们处于如图所示位置时恰好都能保持静止状态.此情况下，B球与环中心O处于同一水平面上，A、B间的细绳呈伸直状态，且与水平线成30°角.已知B球的质量为4kg，求：

(1)细绳对B球的拉力大小；

(2)A球的质量。(g取10m/s218.过山车是游乐场中常见的设施。如图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的两个圆形轨道组成，B、C分别是两个圆形轨道的最低点，半径R1=2.0m、R2=1.6m。一个质量为m=1.0kg的小球(视为质点)，从轨道的左侧A点以v0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动，A、B间距L1=6.0m。小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2，圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠，重力加速度取g=10m/s2，计算结果保留小数点后一位数字，求：

(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；

(2)如果小球恰能通过第二圆形轨道，B、C间距L

答案和解析1.【答案】D

【解析】解：AB、根据负电的粒子仅在电场力作用下的运动轨迹可知，粒子受力向右，电场线方向由B指向A，A点的电势比B点的电势低，故AB错误；

C、粒子受力向右，但粒子运动方向可以沿虚线从M点运动到N点，也可以沿虚线从N点运动到M点，故C错误；

D、粒子从M到N，电场力做正功，电势能减小，粒子在M点的电势能大于粒子在N点的电势能，故D正确。

故选：D。

根据轨迹弯曲的方向可知电场力的方向，结合质点的带电性质可判断电场方向；电场力做负功，电势能增大，反之电势能减小。

该类题目中，根据轨迹弯曲的方向判断出粒子受力的方向是解题的关键。2.【答案】A

【解析】解：带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，根据带负电粒子受力情况可知，电场线方向斜向左上方，又沿着电场线方向，电势逐渐降低，可知

φN>φM，EpM>EpN

由于只有电场力做功，电势能和动能之和不变，所以

vM<vN

在等势线密的地方，电场强度大，电场力大，加速度大，则

aM<3.【答案】B

【解析】解：单个盘子的质量为m=300g=0.3kg

移走一个盘子，弹簧形变量发生变化，形变量的变化量为Δx=1.0cm=0.01m

盘子的总重力减小ΔG=mg=0.3×10N=3N

由平衡条件得，弹簧的弹力减小了3N，则有3kΔx=ΔG

代入数据解得：k=100N/m

故B正确，ACD错误。

故选：B。

移走一个盘子，弹簧弹力的减小量等于该盘子的重力，根据平衡条件求解弹簧的弹力减小量，根据胡克定律求解弹簧的劲度系数。

本题考查共点力平衡和胡克定律，解题关键是知道盘子整体始终处于平衡状态，减小的重力等于减小的弹力，注意图中有三根弹簧，三根弹簧的弹力之和为盘子所受弹力的合力。4.【答案】AC

【解析】解：A.将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功，则知Q对q1、q2存在引力作用，Q带负电，电场线方向从无穷远指向Q，所以A点电势小于B点电势，故A正确。

B.A离点电荷Q较近，由点电荷场强公式E=kQr2，可知则A处场强较大，故B错误。

C.A点电势小于B点电势，A与无穷远处间的电势差大于B与无穷远处间的电势差，由W=qU得知，q1的电荷量小于q2的电荷量，故C正确。

D.由于外力克服电场力做的功相等，则由功能关系知，q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能，故D错误。

故选：AC。

将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功，说明Q对q1、q2存在引力作用，则知Q带负电，电场线方向从无穷远到Q，根据顺着电场线方向电势降低；根据点电荷场强公式比较AB两点的电场强度大小；由W=qU分析q5.【答案】B

【解析】解：AB、带电粒子仅在电场力作用下，由于粒子在M、N两点动能相等，则电势能也相等。因为匀强电场，所以两点的连线MN即为等势面。根据等势面与电场线垂直特性，从而画出电场线CO.由曲线运动条件可知，粒子所受的电场力沿着CO方向，不知场强方向，所以粒子的带电性质无法判断；可知，速度方向与电场力方向夹角先大于90°后小于90°，电场力对于运动来说先是阻力后是动力，所以电势能先增大后减小。故A错误B正确；

C、粒子在电场中受到力为恒力，故不可能做圆周运动，故C错误；

D、匀强电场的电场强度Ed=U式中的d是沿着电场强度方向的距离，因而由几何关系可知，UMO=E×22R，所以E=2UR，故D错误；

故选：B。

粒子仅在电场力作用下，从M运动到N，由速度大小，得出粒子的动能，从而确定粒子的电势能大与小；粒子在电场中受到力为恒力，不可能做圆周运动；根据Ed=U6.【答案】B

【解析】【分析】

在星球表面，物体所受的万有引力等于重力，可求火星表面的重力加速度与月球表面重力加速度之间的关系；悬停时，两车均受力平衡，根据平衡条件可求“祝融”与“玉兔”所受着陆平台的作用力大小之比。

本题考查了万有引力定律及其应用。

【解答】

在星球表面，根据物体所受的万有引力等于重力得：

GMmR2=mg

解得：g=GMR2

故g火g月=M火R月7.【答案】B

【解析】解：小车在圆周轨道中有：a=v2R，代入数据解得：vBC=6m/s，vCD=2m/s，小车保持速率不变依次经过BC和CD，所以为保证安全，小车的速度为v=2m/s，从A到B，根据运动学规律有：vm2−v2=2ax，将a=2m/s2代入解得：x=3m，则小车在AB段做匀速直线运动运动的最长距离l=8m−x=8m−3m=5m，小车在AB段减速所用时间为t1=vm−va，匀速所用时间8.【答案】B

【解析】解：ABC、对小环b进行受力分析，如图所示：

由平衡关系可知，轨道对小环的支持力与a对b的库仑力的合力大小为mg，方向竖直向上

设圆的半径为R，两环之间的距离为l，根据相似三角形的特点可得：

mgR=NR=Fl

解得：N=mg，F=mglR

可知当小环b逐渐漏电时，从图示位置开始缓慢下滑轨道对小环的支持力不变，方向始终指向圆心，故小环b对轨道的压力大小始终不变，且方向始终背离圆心；由于两环之间的距离不断减小，则库仑力不断减小，故AC错误，B正确；

D、设ab的带电量大小为q，在最初的位置时，根据库仑定律可得：

F=kq2l2

当小环b的电荷量减为初始电荷量的一半时，ab之间的距离也减半，此时的库仑力大小为

F′=k×9.【答案】AC

【解析】解：AB.对小球A受力分析，受重力和拉力，根据平衡条件有T=mg

如果将物体B在地板上向右移动稍许，则∠AOB增大，对滑轮分析，受三个力，如图所示

根据几何关系∠AOB=2α，则α增加，故A正确，B错误；

C.增大小球A的质量，只要物体B的位置不变，则α角也不变，故C错误；

D.无论物体B在地板上移动多远，∠AOB都不可能达到120°，故悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力大小，故D错误。

故选：AC。

对A进行受力分析得到OA、OB绳子拉力，即可得到α角变化；再对B进行受力分析，由受力平衡得到地面对B的支持力的变化；在对定滑轮应用受力平衡得到OO′绳子拉力的变化。

本题考查物体的平衡条件，关键是正确的选择研究对象同时准确的受力分析，受力分析是解决力学问题的基础，必须牢固掌握。10.【答案】BC

【解析】解：AB、对抛出物资的瞬间，对物资和热气球，水平方向动量守恒，设热气球的水平速度为v1，取向右为正方向根据动量守恒定律得：

mv0−Mv1=0

解得：v1=mMv0

抛出物资前，竖直方向上：F浮=(M+m)g

抛出物资后，对气球根据牛顿第二定律得：

竖直方向上：F浮−Mg=Ma=mg

解得：a=mgM，故热气球做类平抛运动，故B正确，A错误。

CD、对物资做平抛运动

竖直方向：H=12gt2

解得t=2Hg

水平方向：x=v011.【答案】C

【解析】解：由图可知，R与滑动变阻器R′串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；

当滑动变阻器接入电路的电阻变大时，总电阻变大，电路中的电流减小，根据串联电路的分压特点可知电压表的示数较大，则当I1=1A时，U1=9V；I2=2A时，U2=6V

电源的电压为：U=I1R+U1

电源的电压为：U=I2R+U2

解得：R=3Ω，U=12V12.【答案】D

【解析】解：A、由题中图像可知，当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.1A，故A错误；

B、由题中图像可知，当乙两端电压为1V时，通过乙的电流为0.4A，则乙的阻值R乙=U乙I乙=1V0.4A=2.5Ω，故B错误；

C、将甲和乙串联，若电流为0.3A，则通过两电阻的电流均为0.3A，由题图像可知，此时U甲′=1.5V、U乙′=0.5V，由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，它们两端的电压U=U甲′+U乙′=1.5V+0.5V=2V，故C错误；

D、若甲和乙并联，若电压为2.5V，则它们两端的电压均为2.5V，由题图像可知，此时I甲′=0.5A、I乙′=0.5A，由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，干路电流I=I13.【答案】B

【解析】解：A、根据P=U2R，可知小灯泡L1和L2的电阻关系为：R1>R2

根据：I=UR，可知甲图中通过L1的电流小于通过L2的电流，故A错误；

B、L1和L2串联在电路中，则流过L1和L2的电流相等，根据：P=I2R，可知L1的功率更大，故乙图中L1比L2更亮些，故B正确；

C、乙图中L1和L2串联在电路中，则流过L1和L2的电流相等，L1的内阻较大，可知乙图中L1两端的实际电压较大，故C错误；

D、甲图中L1的实际功率小于L2的实际功率，乙两图中L14.【答案】A

【解析】解：根据功率公式：P=U2R，灯泡L1的额定功率较小，可知灯泡L1的电阻较大，两只灯泡L1、L2串联在电路中时电流相等，根据：P=I2R，可知灯泡L1的功率较大，即P1>P2，故A正确，BCD错误。

15.【答案】C

【解析】解：由图可知，电阻R1、R2串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测量电路中的电流；

A、若电阻R1短路，则电阻R1两端的电压为零，即电压表示数变为零，由于电路中电阻变小，电流变大，即电流表示数变大，故A错误；

B、若电阻R1断路，电流表示数变为零，电压表与R串联接入电路，此时电压表测电源电压，电压表示数将变大，故B错误；

C、若电阻R2短路，电路为Rr的简单电路，电路中电阻变小，电流变大，即电流表示数变大，此时电压表测电源电压(电压表示数变大)，所以两表的示数都变大，故C正确；

D、若电阻R2断路，电阻R，、电压表、电流表都没有接入电路，则两表示数均为零，故D不错误。

故选：C。

由图可知，电阻16.【答案】解：(1)因为P=Wt=Qt，所以灯泡产生的热量为QL=PLt=8W×10s=80J；

(2)当开关S、S2闭合，开关S1断开，将滑动变阻器R2的滑片P滑到b端时，灯泡与整个滑动变阻器串联。

由图象知，灯泡实际功率P实L=1W时，灯泡两端电压为U实L=2V，I实=0.5A，

因为I=UR，所以滑动变阻器两端电压为U2=I实R2=0.5A×12Ω=6V，

所以电源电压为U=U实L+U2=2V+6V=8V；

(3)当开关S、S1、S2同时闭合，滑动变阻器滑片位于最左端，灯泡和定值电阻R1并联。

因为U实L′=U=U额=8V，

所以灯泡实际功率P【解析】此题考查了串并联电路的特点、欧姆定律和电功率计算公式的应用。明确电路连接关系，通过图象得到有价值的信息，是解答此题的关键。

(1)已知灯泡额定功率和正常发光时间，利用公式Q=Pt得到产生的热量；

(2)当开关S1、S2闭合，开关S1断开，将滑动变阻器R2的滑片P滑到b端时，灯泡与整个滑动变阻器串联。由图象可以得到灯泡实际功率为1W时的电压和电流，根据串联电路电流处处相等，得到通过滑动变阻器的电流；已知滑动变阻器接入电路的电阻和通过的电流，得到滑动变阻器两端电压；根据串联电路电压特点得到电源电压；

(3)由P=U2R知，在电源电压一定，并且灯泡两端电压不大于额定电压，电路总电阻最小时，总功率最大，所以当开关S、S1、S2同时闭合，滑片应位于最左端，此时定值电阻17.【答案】解：(1)对B球受力分析如图所示

B球处于平衡状态，列方程为

Tsin30°=mBg

细绳对B球的拉力大小为

T=2mBg=2×4×10N=80N

(2)A球处于平衡状态，在水平方