山东省莒县第一中学2021-2022学年高二上学期开学考试物理试题含解析

2020级高二上学期开学考试物理试题一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。1.如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度出发，恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【分析】【详解】在运动过程中，只有摩擦力做功，而摩擦力做功与路径有关，根据动能定理可得摩擦力的大小故选B。2.用两只完全相同的电流表分别改装成一只电流表和一只电压表。将它们串联起来接入电路中，如图所示，开关闭合时（）A.由于串联，两只电表的指针偏转角相同B.由于电压表内阻太大，两只电表的指针都不偏转C.电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角D.电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角【答案】D【解析】【详解】电流表改装成电压表是串联较大的分压电阻；电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻；两表串联后，通过电流表的总电流与电压表的电流相等，由于电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻，所以大部分电流通过了分流电阻，通过表头的电流很小，电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角，故ABC错误，D正确；故选D。3.一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（）A.0~t1时间内，v增大，FN>mg B.t1~t2时间内，v减小，FN<mgC.t2~t3时间内，v增大，FN<mg D.t2~t3时间内，v减小，FN>mg【答案】D【解析】【详解】A．由于st图像的斜率表示速度，可知在0~t1时间内速度增加，即乘客的加速度向下，处于失重状态，则FN<mgA错误；B．在t1~t2时间内速度不变，即乘客的匀速下降，则FN=mgB错误；CD．在t2~t3时间内速度减小，即乘客的减速下降，处于超重，则FN>mgC错误，D正确。故选D。4.我国将在今年择机执行“天问1号”火星探测任务。质量为m的着陆器在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为t0、速度由v0减速到零的过程。已知火星的质量约为地球的倍，半径约为地球的倍，地球表面的重力加速度大小为g，忽略火星大气阻力。若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，此过程中着陆器受到的制动力大小约为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】忽略星球的自转，万有引力等于重力则解得着陆器做匀减速直线运动，根据运动学公式可知解得匀减速过程，根据牛顿第二定律得解得着陆器受到的制动力大小为ACD错误，B正确。故选B。5.如图所示，在水平向右的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳一端固定在O点，另一端拴一个质量为m、带电荷量为q的小球。把细绳拉到竖直状态，小球从最低点A由静止释放后沿圆弧运动，当细绳刚好水平时，小球到达位置B且速度恰好为零。已知重力加速度为g，不计空气阻力，则（）A.小球最终将静止在B点B.小球运动到B点时，细绳的拉力为0C.在此过程中，小球的电势能一直增加D.匀强电场的电场强度大小为【答案】D【解析】【分析】【详解】A．小球在B点时，受到竖直向下的重力和水平向右的电场力，水平向左的拉力，合力不为0，故不可能静止在B点，故A错误；B．小球作圆周运动，其在B点速度为0，故向心力为0，故故B错误；C．小球从A到B的过程中，电场力做正功，电势能减小，故C错误；D．从A到B，由动能定理可得故故D正确。故选D。6.如图所示，在直角坐标系xOy平面内存在一正点电荷Q，坐标轴上有A、B、C三点，OA=OB=BC=a，其中A点和B点的电势相等，O点和C点的电势相等，静电力常量为k，则下列说法正确的是（）A.点电荷Q位于O点B.O点电势比A点电势高C.C点的电场强度大小为D.将某一正试探电荷从A点沿直线移动到C点，电势能一直减小【答案】C【解析】【详解】因A点和B点的电势相等，O点和C点的电势相等，故A、B到点电荷的距离相等，O、C到点电荷的距离也相等，则点电荷位置如图所示由图可知A错误，因点电荷带正电，故离点电荷越近电势越高，故O点电势比A点低，故B错误，由图可知OC的距离，根据，得，故C正确；由图可知，将正试探电荷从A点沿直线移动到C点，电势先升高再降低，故电势能先增大再减小，故D错误，故选C.7.2020年9月20日23时，在我国首次火星探测任务飞行控制团队控制下，天问一号探测器4台120N发动机同时点火工作20秒，顺利完成第二次轨道中途修正，至此，天问一号已在轨飞行60天，距离地球约1900万千米如图所示为天问一号飞向火星先后经历发射段、地火转移段、火星捕获段、火星停泊段、离轨着陆段、科学探索段六个阶段，下列说法正确的是（）A.“天问一号”在科学探测段的周期大于火星捕获段的周期B.“天问一号”从火星捕获段到火星停泊段，需要在P点朝运动的反方向喷气C.“天问一号”在科学探测段经过P点时的加速度大小等于在火星捕获期经过P点时的加速度大小D.“天问一号”在离轨着陆段，动能逐渐增大，引力势能逐渐减小，机械能增大【答案】C【解析】【详解】A．“天问一号”在科学探测段的半长轴小于火星捕获段的半长轴，根据开普勒第三定律可知，“天问一号”在科学探测段的周期小于火星捕获段的周期，A错误；B．“天问一号”从火星捕获段到火星停泊段要降低轨道做向心运动，需要在P点朝运动方向喷气，B错误；C．“天问一号”在科学探测段经过P点时受到的火星的引力等于它在火星捕获期经过P点时的引力大小，则“天问一号”在科学探测段经过P点时的加速度大小等于在火星捕获期经过P点时的加速度大小，C正确；D．“天问一号”在离轨着陆段，动能逐渐增大，引力势能逐渐减小，机械能保持不变，D错误。故选C。8.如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】当木板与水平面的夹角为时，两物块刚好滑动，对A物块受力分析如图沿斜面方向，A、B之间的滑动摩擦力根据平衡条件可知对B物块受力分析如图沿斜面方向，B与斜面之间的滑动摩擦力根据平衡条件可知两式相加，可得解得故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。漏选得2分，错选得0分。9.关于多用电表，下列叙述正确的是（）A.用多用电表测电阻时，每测量一次电阻都要重新进行欧姆调零B.用多用电表测电阻时，若指针偏转较小，应换用更大倍率C.用多用电表测电压或电流时，红表笔接触点的电势高于黑表笔接触点的电势D.用多用电表测电阻时，红表笔接触点的电势高于黑表笔接触点的电势【答案】BC【解析】【分析】【详解】A．用欧姆表测电阻时，每次换挡后必须重新进行欧姆调零，故A错误；B．测电阻时，若指针偏转较小，说明欧姆表示数太大，说明所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，应换用更大倍率挡测量，故B正确；CD．用多用表测电压或电流时，红表笔接触点的电势都高于黑表笔接触点的电势；测电阻时，红表笔接触点的电势低于黑表笔接触点的电势，故C正确，D错误。故选BC。10.如图，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛，不计空气阻力，下列说法错误的是（）A.三个小球运动过程中重力做的功相等B.三个小球运动过程中重力做功的平均功率相等C.a、b落地时的速度相同D.a、c落地时重力的瞬时功率相等【答案】BCD【解析】【分析】【详解】A．三个小球的重力一样，下落的高度差一样，根据W=mgh可知运动过程中重力做的功相等，故A正确，不符合题意；B．设斜面高度为h，a沿斜面下滑的时间为t，则有解得b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛，根据解得由此可知它们运动的时间不相等，根据可知三个小球运动过程中重力做功的平均功率不相等，故B错误，符合题意；C．因为a、b两球初速度为0，由机械能守恒定律可知a、b两球的落地时的速度大小相等，但是方向不同，所以它们落地时的速度不相同，故C错误，符合题意；D．根据重力做功的瞬时功率公式可知c落地重力的瞬时功率Pc=mgv=mg由于a物体沿斜面下滑到底端时的竖直分速度小于c的竖直速度，即a、c落地时重力的瞬时功率不相等，故D错误，符合题意。故选BCD。11.美国物理学家密立根（RAMillikan）于20世纪初进行了多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量，其实验原理图可简化为如图所示模型，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板A、B与电压为U的恒定电源两极相连，板的间距为d。油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间。现有一质量为m的带电油滴在极板间匀速下落，已知元电荷e，重力加速度g，则（）A.油滴中电子数目为B.油滴从小孔运动到金属板B过程中，电势能增加mgdC.油滴从小孔运动到金属板B过程中，机械能增加UeD.若将金属板A向上缓慢移动一小段距离，油滴将加速下降【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．由油滴匀速下落知重力与电场力大小相等，设油滴电量为q，则则油滴中的电子的数目为故A错误；B．根据能量守恒知，油滴动能不变，电势能的增加量等于重力势能的减小量mgd，故B正确；C．油滴动能不变，重力势能减小，故机械能减小，故C错误；D．若将极板A上移，则板间距d增大，电场强度减小，则电场力减小，将小于重力，油滴将加速下降，故D正确。故选BD。12.如图所示，空间中存在沿x轴的静电场，其电势φ沿x轴的分布如图所示．x1、x2、x3、x4是x轴上的四个点，质量为m、带电量为－q的粒子（不计重力），以初速度v0从O点沿x轴正方向进入电场，在粒子沿x轴运动的过程中，下列说法正确的是（）A.粒子在x2点的速度为v0B.从x1到x3点的过程中，粒子的电势能先减小后增大C.若粒子能到达x4处，则v0的大小至少应为D.若v0＝，则粒子在运动过程中的最大动能为3qφ0【答案】AC【解析】【详解】A．从O到x2处，电场力做功为零，根据动能定理可知，粒子在x2点的速度为v0；故A正确；B．粒子从x1运动到x3的过程中，电势不断降低，负电荷的电势能不断增大；故B错误；C．粒子能运动恰好运动到x1处，就能运动到x4处。设粒子恰能运动运动到x1处，初速度v0最小，根据动能定理得：解得：所以若小球能运动到x4处，则初速度v0至少为。故C正确；D．当带电粒子运动到x3处时，电场力做正功最大，粒子的速度最大，根据动能定理得：解得最大动能为：Ekm=2qφ0故D错误故选AC。三、实验题：共16分。13.（1）下图中螺旋测微器的示数为_____mm，游标卡尺的示数为_____mm。（2）如下图是某同学用频闪照相研究平抛运动时拍下的照片，背景方格纸的边长为，A、B、C、D是同一小球在频闪照相中拍下的三个连续的不同位置时的照片，则：（g=10m/s2）①频闪照相相邻闪光的时间间隔为_____s；②小球水平抛出的初速度_____m/s；③小球经过B点时其竖直分速度大小为_____m/s。【答案】①.②.8.90③.④.⑤.【解析】【分析】【详解】（1）[1]图中螺旋测微器的示数为[2]图中游标卡尺的示数为（2）[3]根据平抛运动规律，在竖直方向上有解得[4]根据水平方向做匀速直线运动，则有解得[5]根据竖直方向是自由落体运动的规律，可知小球经过B点时其竖直分速度大小等于A到C竖直方向的平均速度，则有14.用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200Ω)，实验室提供如下器材：电池组E(电动势3V，内阻不计)电流表A1(量程0～15mA，内阻约为100Ω)电流表A2(量程0～300μA，内阻为2000Ω)滑动变阻器R1(阻值范围0～20Ω，额定电流2A)电阻箱R2(阻值范围0～9999Ω，1A)开关S、导线若干要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值，请回答下面问题：（1）将电流表A2与电阻箱串联，改装成一个量程为3.0V的电压表，将电阻箱阻值调到______Ω；（2）在方框中完整画出测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号_________。（3）调节滑动变阻器R1，两表的示数如图所示，可读出电流表A1的示数是________mA，电流表A2的示数是________μA，测得待测电阻Rx的阻值是________Ω.【答案】①.②.电路图如图：③8.0mA④.150.0μA⑤.【解析】【详解】（1）[1]．改装后电压表量程是3V，则电阻箱阻值；（2）[2]．滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值，滑动变阻器应采用分压接法；待测电阻阻值约为200Ω，电流表A1内阻约为100Ω，电压表内阻，据可知电流表应采用外接法；则电路图如图：（3）[3][4][5]．由图示可知，电流表A1的示数为8.0mA，电流表A2的示数为150.0μA；待测电阻两端电压测得待测电阻。四、计算题：本题共4小题，共44分。请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分。15.如图所示，在匀强电场中，将带电荷量q＝－6×10－6C的电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了2.4×10－5J的功，再从B点移到C点，电场力做了1.2×10－5J的功．求：(1)A、B两点间电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC；(2)如果规定B点的电势为零，则A点和C点的电势分别为多少？【答案】（1）AB间的电势差为4V，BC间的电势差为2V．

（2）A、C的电势分别为4V、2V．【解析】【详解】（1）（2）UAB=φAφB，UBC=φBφC又

φB=0

解得φA=4

V，φC=2

V16.两个天体（包括人造天体）间存在万有引力，并具有由相对位置决定的势能．如果两个天体的质量分别为m1和m2，当它们相距无穷远时势能为零，则它们距离为r时，引力势能为EP＝－G．发射地球同步卫星一般是把它先送入较低的圆形轨道，如图中Ⅰ轨道，再经过两次“点火”，即先在图中a点处启动燃气发动机，向后喷出高压燃气，卫星得到加速，进入图中的椭圆轨道Ⅱ，在轨道Ⅱ的远地点b处第二次“点火”，卫星再次被加速，此后，沿图中的圆形轨道Ⅲ（即同步轨道）运动．设某同步卫星的质量为m，地球半径为R，轨道Ⅰ距地面非常近，轨道Ⅲ距地面的距离近似为6R，地面处的重力加速度为g，并且每次点火经历的时间都很短，点火过程中卫星的质量减少可以忽略．求：（1）从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅲ的过程中，合力对卫星所做的总功是多大？（2）两次“点火”过程中燃气对卫星所做的总功是多少？【答案】（1）－；（2）【解析】【分析】【详解】（1）卫星在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ做圆运动，应满足所以则合力的功(2)卫星在轨道Ⅰ上的势能卫星在轨道Ⅲ上的势能燃气所做的总功17.如图所示，质量为5×108kg的带电微粒以v0=2m/s速度从水平放置的平行金属板A、B的中央飞入板间，已知板间距离d=2cm，当UAB=103V时，带电微粒恰好沿直线穿过板间，则：(1)带电微粒电荷量