甘肃省兰州第一中学2024-2025学年高二上学期开学阶段检测物理+答案_2024-2025高二（7-7月题库）_2024年09月试卷_0914甘肃省兰州第一中学2024-2025学年高二上学期开学阶段检测

兰州一中 2024-2025-1 学期阶段检测试题 高二物理 命题：张其君 审题：尹娟 说明：本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间75分钟。答案写在答题卡上，交 卷只交答题卡。 第Ⅰ卷（选择题） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐增大。图中分别画出了汽车转弯时受到的合力F 的四种方向，可能正确的是 2.“指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。如图，当篮球在指尖上绕轴转动时，球面上P、Q 两点做圆周运动的 A. 半径相等 B. 线速度大小相等 C. 向心加速度大小相等 D. 角速度大小相等 3．接地导体球壳外固定放置着一个点电荷，空间电场线的分布如图所示，a、b为点电荷与球壳球心连线上的两 点，a点在点电荷左侧，b点在点电荷右侧，a、b两点到点电荷的距离相等。下列说法正确的是 A．该点电荷带负电 B．a点的电场强度比b点的大 C．b点的电势小于零 D．导体球壳内的电场强度等于零 4．某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，M、N 分别是运动轨迹与等势面b、a的交点，下列说法错 ． 误 ． 的是 A. 粒子带负电荷 B.M点的电场强度比N点的小 C. 粒子在运动轨迹上存在动能最小的点 D. 粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 5.如图，在(a，0)位置放置电荷量为q的正点电荷，在(0，a)位置放置电荷量为q的负点电荷，在距P(a，a)为 2a 的某点处放置正点电荷Q，使得P点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为 A.(0，2a)， 2q B.(0，2a)，2 2q C.(2a，0)， 2q D.(2a，0)，2 2q 高二年级阶段检测物理试卷 第 1 页 共 4 页 {#{QQABBYIAgggAAoAAARhCQwUaCEOQkBEACQgGRFAAoAAAABFABAA=}#}6.如图甲所示为粒子直线加速器原理图，它由多个横截面积相同的同轴金属圆筒依次组成，序号为奇数的圆筒与 序号为偶数的圆筒分别和交变电源相连，交变电源两极间的电势差的变化规律如图乙所示。在t＝0时，奇数圆 筒比偶数圆筒电势高，此时和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为0)的中央有一自由电子由静止开始在各间隙中不 断加速。若电子的质量为m，电荷量为e，交变电源的电压为U，周期为T。不考虑电子的重力和相对论效应， 忽略电子通过圆筒间隙的时间。下列说法正确的是 A.电子在圆筒中也做加速直线运动 Ue B.电子离开圆筒1时的速度为2 m nUe C.第n个圆筒的长度应满足L ＝T n 2m D.保持加速器筒长不变，若要加速比荷更大的粒子，则要调大交变电压的周期 7．如图所示为某景观喷泉的喷射装置结构示意图。它由竖直进水管和均匀分布在同一水平面上的多个喷嘴组成， 喷嘴与进水管中心的距离均为r=0.6m，离水面的高度h=3.2m。水泵位于进水管口处，启动后，水泵从水池吸水， 并将水压到喷嘴处向水平方向喷出，水在水池面上的落点与进水管中心的水平距离为R=2.2m。水泵的效率为 η=80%，水泵出水口在1s内通过的水的质量为m =10kg，重力加速度g取10m/s2，忽略水在管道和空中运动时 0 的机械能损失。则下列错误的是 ．． A. 水从喷嘴喷出时速度的大小2m/s B. 在水从喷嘴喷出到落至水面的时间内，水泵对水做的功是320J C. 水泵输出的功率340W D. 水泵在1h内消耗的电能1.53106J 二、多项选择题：本题有3小题，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，每小题5分， 全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8.四个带电粒子的电荷量和质量分别为(＋q，m)、(＋q，2m)、(＋3q，3m)、(－q，m)，它们先后以相同的速度从 坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与y轴平行。不计重力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图 像中，可能正确的是 9.如图所示，在x轴上的O点(x＝0)和b点(x＝15cm)分别固定放置两点电荷q 、q ，所形成静电场的电势φ在x 1 2 轴上的分布如图所示，取无穷远处的电势为零，下列说法正确的是 A.a、c两点的电场强度相同 B.q 所带电荷量是q 所带电荷量的4倍 1 2 高二年级阶段检测物理试卷 第 2 页 共 4 页 {#{QQABBYIAgggAAoAAARhCQwUaCEOQkBEACQgGRFAAoAAAABFABAA=}#}C.将一负电荷从a点移到c点，静电力做功为零 D.将一负电荷从c点移到d点，电势能增大 mg 10.如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场，电场强度的大小E （g为重力加速度），A、B两物体通过劲 q 度系数为k的绝缘竖直轻质弹簧相连放在水平面上，A、B都处于静止状态。A、B质量均为m，其中A带正电， 1 电荷量为q，B不带电。弹簧始终在弹性限度内，弹簧的弹性势能可表示为E  kx2，k为弹簧的劲度系数， p 2 x为弹簧的形变量。若不计空气阻力，不考虑A物体电荷量的变化，保持电场强度的大小不变，将电场方向改为 竖直向上，下列说法正确的是 A. 电场换向的瞬间，物体A的加速度大小为2g B. 从电场换向瞬间到物体B刚要离开地面的过程中，物体A的速度一直增大 C. 从电场换向瞬间到物体B刚要离开地面的过程中，物体A的机械能增加量等于物体A 电势能的减少量 3m D. 物体B刚要离开地面时，A的速度大小为g k 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，共16 分。） 11．(8分)小郭同学将电容式位移传感器的两极板接入到电路中进行实验探究 电路结构如图所示，。电容式位移传感器中的电介质板与被测物体固连在一 起，可以左右移动。电介质板插入极板间的深度记为x，电压表和电流表均 为理想电表，电源电动势、内阻均恒定，R为定值电阻。经实验可以发现： (1)当电压表读数不为零时，电介质板插入极板间的深度x_____________(选填“增大”、“减小”、“无法确定增减”)； (2)若x保持不变，则电压表示数_________为零(选填“一定”或“不一定”)； (3)在x增大的过程中，电容器两极板带电量_________(选填“增大”或“减小”)，a点电势始终_________b点电势(选 填“高于”或“低于”)。 12．(8分)图为某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的装置，实验的主要步骤有： A．将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平； B．测出挡光条的宽度d； C．分别测出滑块与挡光条的总质量M及托盘与砝码的总质量m； D．将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离L； E.由静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的时间t； F.改变挡光条到光电门的距离，重复步骤D、E，测出多组L和t。已知重力加速度为g，请回答下列问题： (1)本实验中 （填“需要”或“不需要”）满足m远小于M。 高二年级阶段检测物理试卷 第 3 页 共 4 页 {#{QQABBYIAgggAAoAAARhCQwUaCEOQkBEACQgGRFAAoAAAABFABAA=}#}(2)若某次测得挡光条到光电门的距离为L，挡光条通过光电门的时间为t，滑块由静止释放至光电门的过程，系 统的重力势能减少了 ；若系统机械能守恒，应满足 。（用实验步骤 中各测量量符号表示） (3)多次改变挡光条到光电门的距离，重复步骤D、E，测出多组L和t，作出L随 的 1 2 变化图像如图所示，图线为过坐标原点的直线，如果在误差允许的范围内当地的重 力 加速度大小为g= 时，可以判断槽码带动滑块运动过程中机械能守恒。（用 题中已知量和测得的物理量符号表示） 四、计算题（本题共 3 小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。） 13.(10分)电磁炮灭火消防车(图甲)采用电磁弹射技术投射灭火弹进入高层建筑快速灭火。电容器储存的能量通过 电磁感应转化成灭火弹的动能，设置储能电容器的工作电压可获得所需的灭火弹出膛速度。如图乙所示，若电磁 炮正对高楼，与高楼之间的水平距离L＝60m，灭火弹出膛速度v ＝50m/s，方向与水平面夹角θ＝53°，不计炮 0 口离地面高度及空气阻力，取重力加速度大小g＝10m/s2，sin53°＝0.8。 (1)求灭火弹击中高楼位置距地面的高度H； 1 (2)已知电容器储存的电能E＝ CU2，转化为灭火弹动能的效率η＝15%， 2 灭火弹的质量为3kg，电容C＝2.5×104μF，电容器工作电压U应设置 为多少？ 14.(12分)如图所示，用一条长度为L的绝缘轻绳悬挂一个带正电的小球，小球质量为m,所带电荷量为q。现于 水平地面上方整个空间加一水平向右的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向成θ角，小球离地的竖直高度为h。 重力加速度大小为g。求： (1)匀强电场的电场强度大小； (2)轻绳的拉力大小； (3)若突然剪断轻绳,求小球落地时的速度大小。 15．(16分)如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B，C是最低点， 圆心角∠BOC=37°，D与圆心O等高，圆弧轨道半径R=1.0m，现有一个质量为m=0.2kg可视为质点的小物体， 从D点的正上方E点处自由下落，物体恰好到达斜面顶端A处。已知DE距离h＝1.0m，物体与斜面AB之间的 动摩擦因数μ =0.5。取sin37o=0.6，cos37o=0.8，g=10m/s2。求： 0 (1)物体第一次到达C点时的速度大小和受到的支持力大小； (2)斜面AB的长度L； (3)若μ可变，求μ取不同值时，物块在斜面上滑行的路程x。 高二年级阶段检测物理试卷 第 4 页 共 4 页 {#{QQABBYIAgggAAoAAARhCQwUaCEOQkBEACQgGRFAAoAAAABFABAA=}#}兰州一中 2024-2025-1 学期高二年级阶段检测考试 物理参考答案 一、单项选择题(本题共7小题，每小题只有一项符合题目要求，每小题4分，共28分) 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 B D D A B C B 1.【答案】 B 【解析】 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，合力F指向曲线弯曲的凹侧，由M向N 行驶时速度逐渐增大，合力F需与速度成锐角，综合来看，B是可能的，B正确。 2. 【答案】D 【解析】D．由题意可知，球面上P、Q两点转动时属于同轴转动，故角速度大小相等，故D正确； A．由图可知，球面上P、Q两点做圆周运动的半径的关系为r＜r ，故A错误； P Q B．根据vr可知，球面上P、Q两点做圆周运动的线速度的关系为v ＜v ，故B错误； P Q C．根据a r2可知，球面上P、Q两点做圆周运动的向心加速度的关系为a ＜a ，故C错误。 n P Q 3. 【答案】D 【解析】A．电场线由正电荷出发，可知点电荷带正电，A错误； B．电场线越密，场强越大，a点的电场强度比b点的小，B错误； C．因球壳接地，则球壳处的电势为零，沿电场线方向电势降低，则b点的电势大于零，C错误； D．由静电屏蔽知，导体球壳内的电场强度处处为零，D正确。 4.【答案】A 【解析】A．根据粒子所受电场力指向曲线轨迹的凹侧可知，带电粒子带正电，故A错误； B．等差等势面越密集的地方场强越大，故M点的电场强度比N点的小，故B正确； CD．粒子带正电，因为M点的电势大于在N点的电势，故粒子在M点的电势能大于在N点的电势能；由 于带电粒子仅在电场作用下运动，电势能与动能总和不变，故可知当电势能最大时动能最小，故粒子在运 动轨迹上到达最大电势处时动能最小，故CD正确。 5.【答案】B 【解析】 (a，0)和(0，a)两点处的电荷量为q的点电荷在P点产生的电场强度的矢量和 2kq 为E＝ ，方向由点(a，a)指向点(0，2a)，如图所示。因在距P点为 2a的某点处放置 a2 的正点电荷Q，使得P点电场强度为零，此正电荷Q应位于(0，2a)点，且电荷量Q满足 kQ 2kq ＝ ，解得Q＝2 2q，B正确。 （ 2a）2 a2 第 1 页 共 5 页 {#{QQABBYIAgggAAoAAARhCQwUaCEOQkBEACQgGRFAAoAAAABFABAA=}#}6.【答案】C 【解析】 由于金属圆筒处于静电平衡状态，圆筒内部场强为零，则电子在金属圆筒中做匀速直线运动， 1 2eU 故A错误；电子离开圆筒1时，由动能定理得eU＝ mv2，所以电子离开圆筒1瞬间速度为v＝ ，故 2 m B错误；电子从金属圆筒出来后要继续做加速运动，在金属圆筒中的运动时间为交变电源周期的一半，即 T T T 2neU nUe ，电子在圆筒中做匀速直线运动，所以第n个圆筒长度为L ＝v · ＝ ＝T ，故C正确；由 n n 2 2 2 m 2m C可知，保持加速器筒长不变，若要加速比荷更大的粒子，则要调小交变电压的周期，故D错误。 7. 【答案】B 1 【解析】水从喷嘴水平喷出，做平抛运动，由平抛运动的规律知Rr vt，h gt2，解得v=2m/s，选 2 项A正确；在水从喷嘴喷出到落至水面的时间内，水泵对水做的功W=Pt=272J，选项B错误；水泵对外做 1 功，转化为水的机械能，水泵的输出功率为Pt m gh mv2，其中t=1s，得P=340W，选项C正确； 0 2 根据P=ηP ，则水泵的电功率是P =425W，1h内消耗的电能为E P t 0.425KWh1.53106J，选项 电 电 电 D正确。 二、多项选择题(本题共3小题，总计18分。在所给的四个选项中，每小题有多项符合题目要求，全部 选对得6分；选对但不全得3分，有选错的得0分) 题号 8 9 10 答案 AD BC AD 8.【答案】 AD x 2 1 qE 【解析】分析可知带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，则带电粒子的运动轨迹方程为y＝ · v ，由 0 2 m 于带电粒子的初速度相同，带电粒子(＋q，m)、(＋3q，3m)的比荷相同，则带电粒子(＋q，m)、(＋3q，3m) 的运动轨迹重合，C错误；当电场方向沿y轴正方向时，带正电的粒子向y轴正方向偏转，带负电的粒子 向y轴负方向偏转，则粒子(＋q，m)、(＋3q，3m)的运动轨迹与粒子(－q，m)的运动轨迹关于x轴对称， 粒子(＋q，2m)的比荷比粒子(＋q，m)、(＋3q，3m)的小，则x相同时，粒子(＋q，2m)沿y轴方向的偏转 量比粒子(＋q，m)、(＋3q，3m)的小，D正确；当电场方向沿y轴负方向时，同理可知A正确，B错误。 9.【答案】BC 【解析】 φ－x图像的斜率绝对值表示电场强度的大小，斜率的正负表示电场强度的方向，a、c两点电 势相等，但电场强度大小和方向均不同，故A错误；图中d点图像斜率为零，表明该点的合电场强度为零， kq 而d点到两点电荷q 、q 的距离之比为2∶1，根据点电荷电场强度公式E＝ 可得，q 、q 电荷量之比为 1 2 1 2 r2 4∶1，故B正确；a、c两点电势相等，电势差为零，负电荷从a点移到c点，静电力做功为零，故C正 确；c、d间电场强度方向向左，负电荷从c点移到d点，静电力做正功，电势能减小，故D错误。 第 2 页 共 5 页 {#{QQABBYIAgggAAoAAARhCQwUaCEOQkBEACQgGRFAAoAAAABFABAA=}#}10.【答案】AD 【解析】在电场未反向时，A物体处于平衡状态，对A根据平衡条件可得qEmg  F ，当施加上电场 弹 力瞬间，对A物体根据牛顿第二定律可得qEF mg ma，解得a=2g，故A正确；在电场未反向时， 弹 qEmg 2mg 弹簧处于压缩状态，压缩量为x ，根据平衡条件可得qEmg kx ，解得x   ，B刚 0 0 0 k k mg 要离开地面时，弹簧处于伸长状态，伸长量为x ，对B根据平衡条件可得kx mg，解得x  ，对 1 1 1 k 物体A受向上的电场力与向下的重力等大反向，可知物体A受的合力等于弹簧的弹力，则A受的合外力 先受向上后向下，则加速度先向上后向下，则物体A先向上加速后向上减速，故B错误；从电场换向瞬间 到物体B刚要离开地面的过程中，因x >x ，即从初态到末态弹簧的形变量减小，弹性势能减小，A物体的 0 1 机械能增量等于电势能的减少量与弹性势能的减少量之和，则物体A的机械能增加量大于物体A电势能的 减少量，故C错误；物体B刚要离开地面时，由能量关系可知 1 1 1 3m mv2 mg  x x qE  x x  kx2  kx2。解得A的速度大小为v g ，故D正确。 2 0 1 0 1 2 0 2 1 k 三、实验题(本题共2小题，共16分) 11.(8分)【答案】(1)无法确定增减 (2)一定 (3)增大 低于 【解析】 (1)电压表读数不为零，说明x在变化，但不一定在增大； (2)若x保持不变，则电容器电容不变，电容器所带电荷量不变，电路中没有电流，则电压表示数一定为零； S Q (3)在x增大的过程中，根据C  r ，C ，可知电容器电容增大，电容器电荷量增大，电容器进行充 4kd U 电，通过R的电流方向由b指向a，则a点电势始终低于b点。 12.(8分)【答案】(1)不需要(2) (3) 2 2 1 ( + ) 2 【解析】（1）实验中需验证砝码 及 托盘减 少 的 = 重2力 ( 势 + 能 与 ) 系 统增加的动2 能 是否相等，并不需要测量拉力， 故不需要满足m远小于M。 （2）[1]滑块由静止释放至光电门的过程，系统的重力势能减少了 Δ p = [2]根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，滑块通过光电门时速度大小为 = 系统动能增加了 2 1 2 1 系统机械能守恒有 Δ k =2( + ) =2( + ) 2 Δ p =Δ k 则系统机械能守恒成立的表达式是 2 1 2 =2( + ) （3）由（2）可知系统机械能守恒成立的表达式是 2 1 2 =2( + ) 整理得 ，图像的斜率为 ，解得当地的重力加速度大小为 2 2 2 ( + ) 1 ( + ) ( + ) = 2 ⋅ 2 = 2 第 3= 页 共 5 页 = 2 {#{QQABBYIAgggAAoAAARhCQwUaCEOQkBEACQgGRFAAoAAAABFABAA=}#}四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最 后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13.(10分)【答案】 (1)60m (2)1000 2V 【解析】 (1)灭火弹离开炮口后，做斜上抛运动，则水平方向上有L＝v tcosθ，竖直方向上有H＝v tsinθ 0 0 1 － gt2，代入数据联立解得H＝60m。 2 1 1 (2)根据题意可知E ＝ηE＝15%× CU2，又因为E ＝ mv2， k k 0 2 2 联立可得U＝1000 2V。 14.(12分)【答案】 (1) tan 2 ℎ 【解析】 (1)(2)小球在电场中的受(2力)如图所示(3:) cos cos 由平衡条件可得qE=mgtanθ，Tcosθ=mg 解得电场强度大小为E= ,轻绳的拉力大小为T= tan cos (3)剪断轻绳后,小球只受重力和电场力,合力大小等于原来轻绳的拉力,有 =ma,得a= cos cos 小球做初速度为零的匀加速直线运动,位移x= ℎ 由速度-位移公式2ax=v2-0 cos 解得小球落地时的速度大小v= 2 ℎ 15.(16分)【答案】（1）2 10m/sco ， s 10N；（2）1.8m；（3）见解析 【解析】（1）设物体到达C点的速度为v，从E到C，由动能定理，得 1 mg（hR） mv20 2 代入数据得v2 10m/s v2 在C点，有Fmg m R 代入数据得F 10N （2）从C到A，由动能定理得 1 mg（RRcos37Lsin37） mgcos37L 0 mv 2 0 2 代入数据得L1.8m （3）设摩擦因数为μ 时物块刚好能静止在斜面上，则有 1 mgsin37mgcos37 1 解得 0.75 1 第 4 页 共 5 页 {#{QQABBYIAgggAAoAAARhCQwUaCEOQkBEACQgGRFAAoAAAABFABAA=}#}①若0 0.5，物块将滑出斜面，则物块的路程为xL1.8m 0 ②若0.50.75，物块在斜面上多次往返，最后在B点速度为零，则有 1 mg（hRcos37）mgcos37x0 解得 9 x 4μ ③0.75，则物块将停在斜面上，则有mg（hRcos37xsin37）mgcos37x0 1 解得 9 x 34μ 第 5 页 共 5 页 {#{QQABBYIAgggAAoAAARhCQwUaCEOQkBEACQgGRFAAoAAAABFABAA=}#}