2023——2024學年（上）開學考試高二物理試題

考試時間：75分鐘滿分：100分

一、選擇題：本題共10小題，共46分（在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符

合題目要求，每小題4分：第8~10題有多項符合題目要求，每小題6分，全部選對的得6

分，選對但不全的得3分，有選錯的或不選的得0分）

1.在物理學的發展進程中，許多科學家做出了重要貢獻，下列敘述符合史實的是（）

A.伽利略第一次在實驗室里測出了萬有引力常量G的數值

B.胡克總結出了行星運動的規律，并發現了萬有引力定律

C.法拉第最早引入了電場概念，并提出用電場線表示電場

D.牛頓建立了真空中光速在不同慣性參考系中大小相同的假說

【答案】C

【解析】

【詳解】A.卡文迪許第一次在實驗室里測出了萬有引力常量G的數值，故A錯誤；

B.開普勒總結出了行星運動的規律，萬有引力定律是牛頓發現的，故B錯誤；

C.法拉第最早引入了電場概念，并提出用電場線表示電場，故C正確；

D.愛因斯坦建立了真空中光速在不同慣性參考系中大小相同的假說，故D錯誤。

故選C。

2.如圖為一皮帶傳動裝置，a、b、C三點做圓周運動的半徑之比η1：n）：，c=l：2：4。若a、b、C三點的線

速度分別用內、Db、UC表示，角速度分別用g、3b、四表示，在傳動過程中皮帶不打滑，則下列關系式正

確的是（）

A.Da：Db：Dc=I：2：4

B.山：Ub："c=4：2：1

：

C.ωa?WbCOC=2：1：1

D.g:CUb:ωc=l：2：2

【答案】C

【解析】

【詳解】如圖所示，。與6同一皮帶下傳動，則

Va=Vb

因為

ra:n>=l:2

根據v=ωr,所以

（oa:（0b=rb：ra=2:1

機■兩點共軸，則

Wc=Wb

得角速度之比

COaJCObi3C=2:1:1

因為

rc:n）=2:1

所以

Vb：Vc=I：2

即

Va:Vb：Vc=I:1:2

故選C。

3.新能源汽車的研發和使用是近幾年的熱門話題。在某次新車性能測試過程中，新能源汽車速度隨時間變

化的圖像如圖所示，其中A至階段汽車牽引力的功率P保持不變，/2時達到最大速度Vm,該新能源汽車

質量為，“，所受阻力恒定不變，下列說法正確的是（）

A.h~∕2這段時間內牽引力保持不變

B.r∣?√2這段時間內加速度保持不變

P

C.0~f2這段時間內所受阻力大小為一

%

D.072這段時間內牽引力做功大小為PtI

【答案】C

【解析】

【詳解】A.f∣~f2這段時間內牽引力的功率P保持不變，而速度增加，根據P=N可知，牽引力減小，故

A錯誤；

B.A~f2這段時間內牽引力減小，根據牛頓第二定律

F-f=ma

可知，加速度減小，故B錯誤；

C.汽車勻速時，阻力與牽引力平衡，則

P

所受阻力恒定不變，072這段時間內所受阻力大小為一，故C正確；

D.OY這段時間內，加速度不變，則牽引力不變，而速度增加，則功率增加，故這段時間內的功率小于

P,072這段時間內牽引力做功大小小于Pti,故D錯誤。

故選Co

4.如圖所示，有a、b、c、d四顆地球衛星，。還未發射，在地球赤道上隨地球一起轉動，b是近地衛星，C

是地球同步衛星，d是高空探測衛星，下列說法正確的是（）

A.衛星”放在此位置時受到的重力比放在南極時大

B.衛星C所需的向心力比衛星。所需的向心力要小

C.衛星C的發射速度一定大于衛星6的發射速度

D.衛星d的角速度是四顆衛星中最大的

【答案】C

【解析】

【詳解】A.衛星”處于赤道位置隨地球自轉，萬有引力提供向心力和重力，而兩極的向心力最小為零，則

兩極處的重力加速度最大，故衛星“放在此位置時受到的重力比放在南極時小，故A錯誤；

B.根據

.CMm

Fc=G-P-

衛星C的半徑大于衛星的6半徑，但由于兩衛星的質量關系不確定，無法比較兩衛星所受萬有引力的大

小，萬有引力提供向心力，即無法比較衛星C?所需的向心力與衛星人所需的向心力的大小，故B錯誤；

C.衛星要到達離地球越遠的高度，需要克服引力做功越多，則需要的初動能越大，則衛星C?的發射速度

大于衛星人的發射速度，故C正確；

D.對從以〃三顆公轉的衛星，根據萬有引力提供向心力，則有

CMm2

G—―=mωr

其角速度滿足

半徑越大，角速度越大，ωb>ωc>ωd,而對于“與C兩個具有相同的角速度，有g=①“,故四顆衛星

中6的角速度最大，故D錯誤。

故選C

5.如圖所示為某靜電場中X軸上各點電勢。的分布圖。一電子從原點處以一定的初速度沿X軸正方向射

出，僅在電場力的作用下在X軸上做直線運動，下列說法正確的是（）

A.X=X2處的電場強度大于X=X3的電場強度

B.電子從X=R處到X=W處，電場力對其先做負功再做正功

C.電子在X=々處的速度最小

D.電子在X=Xl處的動能等于電子在X=X3的動能

【答案】D

【解析】

【詳解】A.根據題意可知，電子僅在電場力的作用下沿X軸做直線運動，則電場方向沿X軸方向，由沿電

場線方向電勢逐漸降低可知，。-々電場方向水平向左，4之后電場方向水平向右，由。一X圖像中斜率表

示電場強度可知，X=X2電場強度為0，X=X2處的電場強度小于X=芻的電場強度，故A錯誤;

C.從。一當電子在電場力作用下做加速運動，々之后做減速運動，則電子運動到X=W處時速度最大，故

C錯誤；

B.電子從X=玉處到X=X3處，電場力對其先做正功再做負功，故B錯誤；

D.由題圖可知，坐標軸上制與X3電勢相等，電子從坐標軸上Xl處運動到X3處，電場力做功為零，電子在

X=Xl處的動能等于電子在X=X3的動能，故D正確。

故選D。

6.如圖所示，兩小滑塊P、Q的質量分別為2/篦、切，P、Q用長為乙的輕桿通過較鏈連接，P套在固定的

豎直光滑桿上，。放在光滑水平地面上，原長為人的輕彈簧水平放置，右端與。相連，左端固定在豎直桿

2

。點上，輕桿與豎直方向夾角［=30°.P由靜止釋放，下降到最低點時α變為60°,整個運動過程中,

P、。始終在同一豎直平面內，彈簧在彈性限度內，忽略一切摩擦，重力加速度為g。則P下降過程中

B.下降過程中P的速度始終比Q的速度大

C.彈簧彈性勢能最大值為（28-DwgLD.P達到最大動能時，Q受到地面的支持力大小為

3mg

【答案】AD

【解析】

【分析】

【詳解】A.R。和彈簧組成的系統機械能守恒，因此R。組成的系統機械能不守恒，A正確;

B.兩物體在沿著桿的方向上速度相等，因此可得

vpcosOc=VQsina

當α<45"時

VP<VQ

當α>450時

VP>VQ

B錯誤；

C.P下降到最低點時，彈性勢能最大，整個系統機械能守恒，因此彈簧彈性勢能最大值為

oo

Ep=2mgL(cos30-cos60)?(?/?-l)mgL

C錯誤；

D.P達到最大動能時，在豎直方向上的加速度為零，整個系統豎直方向合力為零，因此。受到地面的支

持力大小為3/〃g,D正確。

故選ADo

7.在研究電容器的充、放電實驗中，把一個電容器、電流傳感器、電阻、電源、單刀雙擲開關按圖甲所示

連接。先使開關S與1端相連，電源向電容器充電；然后把開關S擲向2端，電容器放電。電流傳感器與

計算機連接，記錄這一過程中電流隨時間變化的iτ圖像如圖乙所示，圖線1表示電容器的充電過程，圖

線2表示電容器的放電過程。下列選項正確的是()

A.電容器放電過程中流過電阻R的電流方向向右

B.電容器充電過程中電源釋放的電能全部轉化為電容器中的電場能

C.圖乙中圖線1與橫軸所圍的面積，表示電容器充電后所帶電荷量的大小

D,圖乙中形成圖線2的過程中，電容器兩極板間電壓降低的越來越快

【答案】C

【解析】

【詳解】A.充電時電容器上極板帶正電，放電時，電流由電容器的正極流向負極，所以流過電阻R的電

流方向向左。A錯誤；

B.電容器充電過程中電源釋放的電能轉化為電容器的電場能、電阻上的熱能等。B錯誤；

C.電流時間圖像的面積表示電量，所以圖線1與橫軸所圍的面積，表示電容器充電后所帶電荷量的大

小。C正確；

D.由圖可知，放電過程中，電流的變化越來越慢，說明電壓的變化也越來越慢，D錯誤。

故選C。

8.圖1、2分別是生活中常見的臺階式扶梯和傾斜式扶梯，兩扶梯的傾角均為高度均為/?,某同學體重

為膽，先后站在兩扶梯上，隨扶梯以大小相同的速度V勻速從一層上到二層，當地重力加速度為g,下列

A.兩種情況下該同學重力勢能均增加了

B.兩種情況下，該同學受到的支持力均不做功

C.圖1中該同學不受摩擦力，所以該同學的機械能守恒

D.圖2中該同學受到的摩擦力做了“32的正功，所以該同學的機械能增加了，咫刀

【答案】AD

【解析】

【詳解】A.兩種情況下該同學重力做功均為

%=-mgh

可知該同學重力勢能均增加了〃儂2,故A正確；

B.圖1中支持力方向豎直向上，與速度方向夾角小于90°,支持力對該同學做正功；圖2中支持力方向

垂直斜面向上，與速度方向垂直，支持力不做功，故B錯誤；

C.圖1中該同學不受摩擦力，但支持力對該同學做正功，該同學的機械能增加，故C錯誤；

D.圖2中支持力不做功，該同學克服重力做功由于該同學動能不變，則該同學受到的摩擦力做了

，咫〃的正功，所以該同學的機械能增加了〃笈〃，故D正確。

故選AD0

9.如圖甲所示，在光滑水平面上兩個物塊A與B由彈簧連接（彈簧與A、B不分開）。初始時彈簧被壓

縮，同時釋放A、B,此后A的VT圖像如圖乙所示（規定向右為正方向）。已知%=°?lkg,

根B=OZkg,彈簧質量不計。A、B及彈簧在運動過程中，在A物塊速度為lm∕s時，則（)

v∕m.s'

A.物塊B的速度大小為0.5m∕s,方向向右B.A物塊加速度是B物塊加速度的2倍

C.此時彈簧的彈性勢能為O.225JD.此時彈簧的彈性勢能為最大彈性勢能的一半

【答案】BC

【解析】

【詳解】A.兩物塊組成的系統滿足動量守恒，可得

WAVA+/HBVB=0

解得

VB=-O.5m/s

可知物塊B的速度大小為0.5m∕s,方向向左，A錯誤；

B.根據牛頓第二定律可得

4=一，&=一

根AmB

可得

幺=強=2

aB啊1

B正確；

C.當A的速度最大時，彈簧處于原長狀態，由圖像可知A的最大速度為VAm=2m/s,根據動量守恒可

得

"JAm=mBUBm

解得B的最大速度為

UBm=Im/S

根據能量守恒可得

fn

?Λm+?加BTm%￥+EP

解得A物塊速度為lm∕s時，彈簧的彈性勢能為

Ep=0.225J

C正確；

D.當兩物塊的速度為零時，彈簧的彈性勢能最大，則有

1,1,

EPm=-%%+-z?vBm=0?3J<2Ep=0.45J

D錯誤.

故選BCo

10.如圖所示，--根輕質彈簧一端固定于光滑豎直桿底部，另一端與質量為的滑塊P連接，P穿在桿

上，一根輕繩跨過定滑輪將滑塊P和重物Q連接起來，重物Q的質量M=把滑塊從圖中A點由靜

止釋放后沿豎直桿上下運動，當它經過4、B兩點時彈簧對滑塊的彈力大小相等。已知OA與水平面的夾

角6=53°，OB長為L與AB垂直。不計滑輪的摩擦力，重力加速度為g,滑塊P從4到B的過程中，

下列說法正確的是（）

A.重物Q重力功率先增大后減小

B.滑塊P運動到位置B處速度大小為逑巫

3

C.輕繩對滑塊P做功為4,咫入

D.P與Q的機械能之和先減少后增加

【答案】ABC

【解析】

【詳解】A.根據題意可知，滑塊P從A點開始運動時，重物Q的速度為零，則重物Q重力的功率為零,

當滑塊到達B點時，重物Q的速度也為零，此時，重物Q重力的功率為零，則滑塊由A到8的過程中，

重物Q的重力功率先增大后減小，故A正確;

B.根據題意可知，滑塊P、重物Q和彈簧組成的系統機械能守恒，根據幾何關系可知，滑塊P上升的高

度為

4

A=OBtan53°=-L

3

重物Q下降的高度為

H=OA-OB=-^--OB=-

cos5303

設滑塊P運動到位置B處速度大小為V,根據機械能守恒定律有

1?

MgH-mgh=-mv

聯立解得

故B正確；

C.對滑塊P,設輕繩對滑塊P做功為W,由動能定理得

W-mgh=?mv2

解得

W-AmgL

故C正確;

D.根據題意可知，滑塊P、重物Q和彈簧組成的系統機械能守恒，彈簧的彈性勢能先減小后增大，根據

機械能守恒定律可知，P與Q的機械能之和先增大后減小，故D錯誤。

故選ABCo

二、非選擇題：本題共5小題，共54分。

H.聰聰同學用如圖所示裝置來驗證動量守恒定律。

0

（I）實驗中，質量為叫入射小球A和質量為陽2的被碰小球B的質量關系是g機2（填

“大于,,“等于,,或“小于?）。

（2）當滿足關系式時，證明A、B兩小球碰撞過程中動量守恒；若碰撞前后系統無機械能損

失，則系統機械能守恒的表達式為。

mλm2

A.7=班+一

√β?y∕B'M'7

mxm.

B.=/+"

√B'P'JB'M

班Lmm

C.l2

B'P'

㈣mm

D.?l2

B'P'-B'M'2BN2

【答案】①.大于②.A?.C

【解析】

【詳解】（1）U］為防止碰撞過程入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量M大于機2；

（2）［2］小球離開軌道后做平拋運動，設擋板與拋出點之間的距離為X,由平拋運動規律得：水平方向

X-Vt

豎直方向

解得

小球做平拋運動的初速度V越小，下落距離/7越大兩球碰撞后，入射小球A的速度變小，小于碰撞前入射

小球A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

入射球碰撞前落點位置是P'，碰撞后落點位置是M'，被碰球的落點位置是N',則碰撞前入射小球A的

速度

碰撞后入射球的速度

d

碰撞后被碰球的速度

g

v2=d.

2B'N'

兩球碰撞過程系統動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得

mlv0=m↑v↑+tn1v2

整理可得

ZMIzMI嗎

√β?7—JB'M'+√^7

A正確。

⑶若碰撞前后系統無機械能損失，由機械能守恒定律得

?2?2?2

/見%=萬叫匕+-fn2v2

整理可得

mιTM1m2

B7F^B'M'BW7

C正確。

12.為測量某金屬絲（電阻約為20C）的電阻率，小明同學取來一段粗細均勻、長為LO的金屬絲進行實驗。

（1）用螺旋測微器測金屬絲的直徑”，讀數如圖甲所示，則"=mm。

甲

（2）為進一步準確測量金屬絲的電阻，實驗室提供的器材有：

A.直流電源E（電動勢4V,內阻不計）；

B.電流表AI（量程0.6A,內阻約1Ω）;

C.電流表A2（量程150mA,內阻約2Ω）;

D.電壓表Vl（量程3V,內阻約IokC）：

E.電壓表V2（量程15V,內阻約20kΩ）:

F.滑動變阻器幻（阻值范圍0~15C,允許通過的最大電流2.0A）；

G.滑動變阻器Rz（阻值范圍0~2kC,允許通過的最大電流0.5A）；

H.金屬絲Rc開關、導線若干。

①實驗中，小明設計了如圖丙所示的電路，其中電流表應選用,其中電壓表應選用,滑動

變阻器應選用（均填字母序號）。

②請用筆畫線代替導線在圖丁中完成實物電路連接（部分連線已畫出）,并在丙圖方框中畫出你

所設計方案的實驗電路圖

③若實驗中測得該金屬絲的電阻為Ro,則計算這種金屬絲電阻率的表達式為〃=（用題中給定的

物理量符號和已知常數表示）。

【答案】Φ.0.680(2).CD④.F?.

2

πRnd

⑦.

^?Γ

【解析】

【詳解】（1）“1螺旋測微器的固定刻度讀數為0.5mm,可動刻度讀數為18.0x0.0Imm=O.180mm,所以金

屬絲的直徑為

d=0.5mm+0.180mm=0.680mm

（2）①⑵由實驗室提供的器材，電壓表應選量程3V的D,可知通過金屬絲的最大電流

U3

/=—=—A=0.15A=150mA

Rx20

所以電流表選擇量程15OmA的C。

⑶電壓表應選量程3V的D。

⑷滑動變阻器采用分壓接法，選擇阻值范圍小的F,便于調節。

②⑸因為有

Rx<JRARV=√2×10∞0Ω=100√2Ω

電流表采用外接法，實物電路如圖所示.

⑹實驗電路圖如圖所示。

ri-?Z1

邑

③⑺根據電阻定律可得

&)=pq

金屬絲的橫截面積

S=π

解得金屬絲電阻率的表達式為

πR^d

^κ^

13.如圖所示，豎直平面內有一直角坐標系XOy,X軸水平。第一象限內有沿X軸正方向的勻強電場El（大

小未知），第二象限有沿y軸負方向的勻強電場6=50N∕C0一個質量〃z=lkg帶電量q=+0.1C的小球（視為

質點）從A點、（-0.3m,0.7m）以初速度W水平拋出，小球從y軸上B點（0,0.4m）進入第一象限，并恰

好沿直線從X軸上C點（圖中未標出）飛出，重力加速度為g=10m∕s2求：

（1）初速度W）大小；

（2）B、C兩點間電勢差UBC

【解析】

【詳解】（1）小球在第二象限做類平拋運動，軌跡如圖所示

mg+E2q=ma

解得

?=15m∕s2

豎直方向

,12

h--at'

2

解得

t-0.2s

則有

x=03=15m/s

°t0.2

（2）在B點

vBy-at-3m∕s

做直線運動所合外力與速度方向共線

Elq=%

mgvBy

解得

El=50V∕m

設小球沿X軸方向運動距離OC為d

J%

OB~vβv

解得

J=0.2m

則有

(∕rcDV=EI1J=IOV

14.如圖所示，在光滑水平地面上靜置一質量機A=4kg的長木板A和另一質量牝=3kg的滑塊C,其中

長木板的左端還放有質量〃%=2kg的滑塊B（可看成質點）。現給A、B組成的整體施加水平向右的瞬時

沖量∕=36N?S,此后A、B以相同速度向右運動，經過一段時間后A與C發生碰撞（碰撞時間極短）。

木板足夠長，則再經過一段時間后A、B再次以相同速度向右運動，且此后A、C之間的距離保持不變。

已知A、B間的動摩擦因數為〃=0.1,重力加速度為g=10m∕s2,則：

（1）求A、C碰撞時損失的機械能；

（2）滑塊B在長木板A上表面所留痕跡的長度卻

【答案】（1）30J;（2）3m

【解析】

【詳解】（1）最終A、B以相同速度向右運動，且A、C之間的距離保持不變，則三者速度相同，設為

%，以三者為系統由動量守恒定律得

mz7v

(MA+B)V0=(∕WA++?)C

其中

VO6m/s

^A+mB

解得

vc=4m/s

A與C發生碰撞且碰撞時間極短，設碰后A的速度為匕，由動量守恒定律得

/nAv()=mAvA+/ncvc

解得

VA=3m/s

則A、C碰撞時損失的機械能為

=?mA?)-(?m?v?+g外］)=30J

(2)從A、C發生碰撞到A、B再次以相同速度向右運動；以A、B為系統，根據能量守恒可得

〃加BgL=+∣z?vO(啊+EB雇

解得

L=3m

則滑塊B在長木板A上表面所留痕跡的長度為3mo

15.如圖甲所示，平臺ON上有一輕質彈簧，其左端固定于豎直擋板上，右端與質量〃?=0.50kg、可看作質

點的物塊A相接觸(不粘連)，。尸段粗糙且長度等于彈簧原長，PN段光滑，上面有靜止的小滑塊B、C,

me=-kg,wc=3kg,滑塊B、C之間有一段輕彈簧剛好處于原長，B與輕彈簧連接，滑塊C未連接彈簧，

兩滑塊離N點足夠遠。物塊A開始靜止于尸點，與。P段的動摩擦因數〃=0.50?，F對物塊施加一個水平向

左的外力F,大小隨位移X變化關系如圖乙所示。物塊A向左運動x=0.4Om到達。點，到達Q點時速度為

零，隨即撤去外力E物塊A在彈簧彈力作用下向右運動，與B碰撞后粘合在一起，碰撞時間極短。滑塊

C脫離彈簧后滑上傾角例37。的傳送帶，并剛好到達傳送帶頂端。已知滑塊C與傳送帶之間的動摩擦因數

?=0.50,水平面MN右端N處與傾斜傳送帶理想連接，傳送帶以恒定速度V=ImZS順時針轉動，重力加速度

g=l0m∕s2,sin37o=0.6,CoS37°=0.8.求：

甲乙

(1)與B物塊碰前物塊A的速度大小；

(2)滑塊C剛滑上傳送帶時的速度；

(3)物塊C滑上傳送帶到達頂端的過程中，電動機多做的功。

【答案】(l)4m∕s;(2)3m/s；(3)0.8J

【解析】

【詳解】(1)根據尸-X圖像與坐標軸所圍的面積表示力/做的功，則彈簧被壓縮過程中外力尸做的功為

1OIZ：

WF=-----×0.2J+18×0.2J=6.0J

物塊向左運動的過程中，克服摩擦力做功

Wf=μmgx=0.5X0.5XH)X().4J=LoJ

整個運動過程中克服摩