江西省南康中学2025-2026学年度第一学期开学考
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解,其中正确的是( )
A.根据电场强度的定义式
可知,电场中某点的电场强度与试探电荷所受的电场力成正比
B.根据电容的定义式
可知,电容器的电容与其所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比
C.根据真空中点电荷的场强公式
可知,电场中某点的场强与场源电荷所带电荷量成正比
D.根据电势差的定义式
可知,如果将一个正点电荷从A点移动到B点,
电场力做功为1J,则A、B两点间的电势差为1V
2
.如图所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动,同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动.列说法的正确的是(
)
猴子相对地面运动的轨迹是直线
猴子相对地面做匀变速运动
猴子受到的合外力斜向右上
D.经过时间t,猴子的对地位移的大小为v0t+at2
3
.如图,靠在一起的M、N两盘转轴过圆心且竖直,M盘的半径为r,N盘的半径为2r。N盘上a点有一质量为m的小木块随转盘N一起转动,a到O的距离为r,已知M的角速度为
,两转盘靠摩擦传动且不打滑。则小木块( )
A.角速度大小为
B.线速度大小为
C.所受摩擦力大小为
D.所受摩擦力方向与运动方向相反
4
.一运动员将同一排球先后两次从Р点抛出,均经过Q点,运动轨迹如图1、2所示,P、Q位于同一水平面上,空气阻力不计,排球沿轨迹2运动比沿轨迹1运动( )
A.经过最高点时动能大
B.经过Q点时重力势能大
C.经过Q点时重力的瞬时功率大
D.从最高点到Q点重力做功的平均功率大
5
.如图所示,管壁光滑、半径为R的圆形轨道固定在竖直平面内,质量为m的小球在管道内做圆周运动,小球直径略小于管道内径,管道内径远小于轨道半径,下列有关说法中正确的是( )
A.小球通过最高点的最小速度为
B.若小球经过最高点时速度大小为
,则管道内侧受力大小为
mg
C.若小球经过圆心等高点时速度大小为
,则管道外侧受力大小为2mg
D
.若小球经过最低点时速度大小为
,则管道外侧受力大小为4mg
6.我国2021年9月27日发射的试验十号卫星,其运动的轨道Ⅱ与Ⅰ、Ⅲ分别相切于A、B两点,如图所示.停泊轨道Ⅰ距地面约200 km,卫星沿轨道Ⅰ过A点的速度、加速度分别为v1、a1;卫星沿椭圆转移轨道Ⅱ过A点的速度、加速度分别为v2、a2,过B点的速度、加速度分别为v3、a3;同步轨道Ⅲ距地面约36000 km,卫星沿轨道Ⅲ过B点的速度、加速度分别为v4、a4.关于试验十号卫星,下列说法正确的是( )
A.a1<a2 v1<v2 B.a2>a3 v2=v3 C.a3=a4 v3<v4 D.a2=a4 v2<v4
7
.地面上质量为m=3
kg的物体在竖直向上的力F作用下由静止开始向上运动,力F随物体离地面高度x的变化关系如图所示,物体上升的最大高度为h(图中H=5
m,h=4
m),重力加速度为g=10
m/s2,不计空气阻力.在物体上升的过程中,下列说法正确的是( )
A.加速度的最大值为10 m/s2
B.F0=48 N
C.物体离地高度为2.5 m时速度最大
D.动能的最大值为20 J
8
.电场线能直观、方便地反映电场的分布情况.图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点;O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称.则( )
A.E、F两点场强相同
B.A、D两点场强不同
C.B、O、C三点,O点场强最小
D.从E点向O点运动的电子所受电场力逐渐减小
9
.在轨运行26年的哈勃太空望远镜,曾拍摄到天狼星A和天狼星B组成的双星系统在轨运行图像,如图所示。它们在彼此间的万有引力作用下同时绕某点(公共圆心)做匀速圆周运动,已知mA=bmB,且b>1,则下列结论正确的是( )
A.天狼星A和天狼星B的角速度之比为b∶1
B.天狼星A和天狼星B的轨道半径之比为1∶b
C.天狼星A和天狼星B的向心加速度大小之比为b∶1
D.天狼星A和天狼星B的线速度大小之比为1∶b
1
0.某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机,将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中,以达到节能的目的.某次测试中,汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机,测出了汽车动能Ek与位移x的关系图像如图所示,其中①是关闭储能装置时的关系图线,②是开启储能装置时的关系图线.已知汽车的质量为1000
kg,设汽车运动过程中所受地面阻力恒定,空气阻力不计.根据图像所给的信息可求出( )
A.汽车行驶过程中所受地面的阻力为1000 N
B.汽车的额定功率为80 kW
C.汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5×105 J
D.汽车加速运动的时间为22.5 s
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(6分)某实验小组通过如图所示的装置验证向心力的表达式。滑块套在水平杆上,随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动,力传感器通过一细绳连接滑块,用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片,宽度为d,固定在铁架台上的光电门可测量遮光片通过光电门的时间,从而算出滑块的角速度ω。滑块旋转半径为R,每经过光电门一次,通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。
(1)某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为
,则角速度
;
(2)以F为纵坐标,以
为横坐标,可在坐标纸中描出数据点作一条直线;图像的斜率为k,则滑块的质量为
(用所测物理量符号表示);
(3)该小组验证(2)中的表达式时,经多次实验,分析检查,仪器正常,操作和读数均没有问题,发现示数F的测量值与其理论值相比偏小,主要原因是 。
12.(10分)两个实验小组在验证机械能守恒定律的实验中,分别采用了以下两种方案:
(1)第一组利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。所用电源的周期为T=0.02s,经正确操作得到如图乙所示的纸带,О点为打点计时器打下的第一个点。分别测出连续点A、B、C与O点之间的距离h1、h2、h3分别是19.20cm、23.23cm、27.64cm。重物质量为m=0.4kg,重力加速度g=9.8m/s2。根据以上数据可知,从О点到B点,重物的重力势能的减少量等于
J,动能的增加量等于
J;(计算结果保留3位有效数字),实验中B点瞬时速度
(填写“能”或者“不能”)利用
得出。
(2)第二小组利用如图丙所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知重物A(含挡光片)、B的质量分别m和3m,挡光片的宽度为d,重力加速度为g。
i. 按图丙装配好定滑轮和光电门
ii. A、B用绳连接后跨放在定滑轮上,用手托住B
iii. 测量挡光片中心到光电门中心的竖直距离h
iv. 先接通光电门的电源,后释放B
v. 记录挡光片挡住光电门的时间
②挡光片通过光电门时的速度为 (用题中的物理量表示)。
③如果系统的机械能守恒,应满足的关系式为 (用题中的物理量表示)。
13.(10分)如图所示,在水平向右的匀强电场中,有一电荷量为
的负点电荷从
点运动到
点,电场力做功为
,
间距离
,与水平方向夹角为
。求:
、
间电势差
是多少?
电场强度
是多大?
1
4.(12分)如图所示,一名跳台滑雪运动员经过一段时间的加速滑行后从A点水平飞出,经过3
s落到斜坡上的B点.已知A点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角θ=37°,运动员的质量m=50
kg.不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10
m/s2.求:
(1)A点与B点的距离L;
(2)运动员离开A点时的速度大小;
(3)运动员从A点飞出开始到离斜坡距离最远所用的时间.
1
5.(16分)如图所示,半径R=1.0
m的粗糙圆弧轨道BC固定在竖直平面内,轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ=37°,下端点C为轨道的最低点且与水平地面上的薄木板上表面相切.用一根压缩的轻质弹簧将小物块(可视为质点)从光滑平台A点水平弹出,恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,经过C点后滑上木板.已知小物块质量m=2.0
kg,薄木板质量M=1.0
kg,A、B点的高度差h=0.8
m,物块经过C点时所受轨道支持力FN=92
N,物块与木板间的动摩擦因数为μ1=0.5,木板与水平地面间的动摩擦因数为μ2=0.3,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10
m/s2.求:
(1)物块经过圆弧轨道上B点时速度vB的大小;
(2)物块在圆弧轨道BC上运动过程中克服阻力所做的功Wf;
(3)若物块不滑出薄木板,薄木板的最短长度L.
南康中学高二年级上学期物理学科开学考试参考答案
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
题号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
答案 |
C |
B |
C |
A |
B |
C |
D |
AC |
BD |
BC |
7、[解析] 因作用在物体上的力F均匀减小,所以物体加速度先减小至零然后反向增大,由图像可得力F随高度x变化的关系式为F=F0-kx,而k=,则可以计算出物体到达h处时力F=F1=F0-,物体从地面到h处过程中,由动能定理得WF-mgh=0,而WF=(F0+F1)h,可得F0==50 N,代入数据解得F1=10 N,物体在初位置时加速度a1满足F0-mg=ma1,代入数据解得a1= m/s2,方向向上,在h处时加速度a2满足mg-F1=ma2,代入数据解得a2= m/s2,方向向下,所以加速度的最大值不为10 m/s2;分析可知,该运动中当加速度为零时速度最大,即F=mg时速度最大,有mg=F0-x,代入数据解得此时x=2 m,物体速度最大时动能也最大,由动能定理得,此时物体动能Ek=x-mgx=×2 J-3×10×2 J=20 J.
10[解析] 由图线①求所受阻力,由ΔEkm=FfΔx,得Ff= N=2000 N,A错误;由Ekm=mv可得,vm=40 m/s,所以P=Ffvm=80 kW,B正确。加速阶段,Pt-Ffx=ΔEk,得t=16.25 s;根据能量守恒定律,并由图线②可得,ΔE=Ekm-Ffx′=8×105 J-2×103×150 J=5×105 J,C正确,D错误.
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.
滑块与水平杆之间存在静摩擦力
12.(1) 0.911 0.890 不能
(2)
13、 解:(1)A、B间电势差为:
把
,
代入可得UAB=
8V
所以
(2)匀强电场的电场强度
其中d=Lcos
所以E=4V/m
14、解(1)运动员下降的高度为h=gt2=×10×32 m=45 m
根据数学知识可得,A点与B点的距离为L== m=75 m.
(2)水平位移为x=Lcos37°=75×0.8 m=60 m
则运动员离开A点时的速度大小为v0== m/s=20 m/s.
(3)当运动员的速度与斜面平行时离斜坡距离最远,此时其竖直方向上的分速度为vy=v0tan37°
由vy=gt′得t′==1.5 s.
15、 (1)小物块竖直方向做自由落体运动,由运动学公式有v=2gh,
解得vy=4 m/s,
小物块恰好从B点沿切线方向进入圆弧轨道,由几何关系有
vB==5 m/s.
(2)在C点处,由牛顿第二定律有FN-mg=m,
解得vC=6 m/s,
小物块从B点到C点,由动能定理有
mgR(1+sinθ)-Wf=mv-mv,
解得Wf=21 J.
(3)对物块根据牛顿第二定律得μ1mg=ma1,
解得a1=μ1g=5 m/s2,
对木板根据牛顿第二定律得μ1mg-μ2(M+m)g=Ma2,
解得a2=1 m/s2,
物块与薄木板共速时满足vC-a1t=a2t,
解得t=1 s,
薄木板的最短长度为L=vCt-a1t2-a2t2=3 m.
[答案] (1)5 m/s (2)21 J (3)3 m
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