全南县2023-2024学年高二上学期开学考试
物理
一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．下列哪位科学家提出了“在电荷的周围存在着由它产生的电场”的观点（ ）
A．法拉第 B．库仑 C．安培 D．焦耳
2．井深8m，井上支架高为2m，在支架顶上用一根3m长的绳子系住一个重100N的物体，则以地面为参考平面，物体的重力势能是（ ）
A．100J B．700J C． D．无法确定
3．两个电荷量分别为+Q和-Q的点电荷a、b，相距为r，在它们连线的中点O处放置另一带电荷量为q的点电荷c，则点电荷c所受的电场力的大小为（ ）
A． B． C． D．
4．假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B，半径分别为和。两颗行星周围卫星的轨道半径的三次方（）与运行周期的平方（）的关系如图所示；为卫星环绕行星表面运行的周期，则（ ）
A．行星A的质量小于行星B的质量
B．行星A的密度等于行星B的密度
C．行星A的第一宇宙速度等于行星B的第一宇宙速度
D．当两行星的卫星轨道半径相同时，行星A的卫星向心力大于行星B的卫星向心力
5．如图所示，在水平向左的匀强电场中，有一电荷量为的物体静止在绝缘斜面上。若撤去电场后，物体仍然静止在斜面上，那么撤去电场后与撤去电场前相比较，以下说法正确的是（ ）
A．物体所受的摩擦力一定减小了 B．物体所受的摩擦力一定增大了
C．物体所受的摩擦力方向可能发生改变 D．物体对斜面的压力可能增大了
6．如图所示，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，椭圆的半长轴为a，运行周期为TB；C为绕地球沿圆周运动的卫星，圆周的半径为r，运行周期为TC。下列说法或关系式中正确的是（ ）
A．地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上
B．卫星B和卫星C运动的速度大小均不变
C．，该比值的大小与地球和卫星有关
D．，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关
7．如图所示，光滑斜面底端有一固定挡板，轻弹簧下端连接在挡板上，上端放置一个小物块，小物块处于静止状态。现对小物块施加一个沿斜面向上的恒力F（F
A．物块获得的最大动能为
B．物块增加的机械能为
C．开始时，弹簧中的弹性势能为
D．当物块与弹簧分离时，重力的瞬时功率为mgvsinθ
8．下列有关静电现象的说法中正确的是（ ）
A．静电除尘器是利用静电把灰尘吸附在电极上的装置
B．印染厂应保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害
C．高压输电线上方有两根导线与大地相连是为了输电线免遭雷击
D．油罐车在运输过程中会带静电，为避免电荷越积越多，油罐车应与地面绝缘
9．2019年5月17日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功发射了第45颗北斗导航卫星。该卫星属地球静止轨道卫星。北斗卫星导航系统空间段计划有5颗地球静止轨道卫星。若地球的自转周期为T，这些卫星在轨运行的线速度大小为v，关于这些地球静止轨道卫星，下列说法正确的是（ ）
A．在赤道上空自东向西运动
B．运动的加速度大小均为
C．离地的高度均为
D．它们的角速度、向心加速度大小都相等
10．两点电荷形成电场的电场线分布如图所示，A、B是电场线上的两点，下列说法正确的是（ ）
A．两点电荷的电性相反
B．两点电荷所带的电荷量相等
C．A点的电场强度比B点的电场强度大
D．A点的电场强度比B点的电场强度小
11．如甲图所示，水平地面上有一静止的平板车，车上放置一个1kg的小物块，现开始用力控制小车沿水平面做直线运动，平板车和小物块运动的v-t图像分别如乙图中A、B所示，平板车足够长，g取10m/s2，则在这个过程中（ ）
A．物块和平板车之间的滑动摩擦因数为0.1
B．物块在平板车上相对于车滑行的距离为24m
C．物块和平板车之间因摩擦产生的热量为36J
D．物块相对平板车向后运动的最远距离为36m
二、实验题（共18分）
12．某物理兴趣小组利用如图所示装置来探究影响电荷间静电力的因素。A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作：
步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二：使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。
（1）该实验采用的方法是 。（填正确选项前的字母）
A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法
（2）若球质量为m，在P1位置偏离竖直方向的夹角为α，则带电体受的库仑力大小为 。
（3）在实验中，同学让两半径为R的小球分别带上q1和q2的正电，并使两小球球心相距3R时处于平衡状态，利用公式来计算两球之间的库仑力，你认为该值与第二问的结果相比应该 （选填“偏大”“ 偏小”或“相等”）。
13．利用图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）除图示器材外，下列器材中，需要的是 ；
A．直流电源（12V）
B．交流电源（220V，50Hz）
C．天平及砝码
D．刻度尺
E．导线
（2）打点计时器打出的一条纸带（如图2）的O点（图中未标出）时，重锤开始下落，a、b、c是打点计时器连续打下的3个点。刻度尺的零刻线与O点对齐，a、b、c三个点所对刻度。打点计时器在打出b点时重锤下落的高度 ，下落的速度为 （计算结果保留3位效数字）。
（3）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是 。
A．释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直
B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放连结重锤的纸带
C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度
D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度
（4）当地的重力加速度为g，若测出纸带上各点到O点之间的距离h，算出打各点的速度v，以为纵轴，h为横轴，作出的图像如图3所示，图像未过坐标原点，可能原因是 （A．先释放纸带，后接通电源 B．因为实验过程中无法消除阻力的影响重新实验），如果作出的图像为过原点的倾斜直线，且图像的斜率为 ，则机械能守恒得到验证。
三、计算题（共38分）
14．如图所示，小球的质量为，带电量为，悬挂小球的绝缘丝线与竖直方向成时，小球恰好在水平向右的匀强电场中静止不动。（g取，，）求：
（1）小球的带电性质，电场强度E的大小。
（2）若剪断丝线，第0.2秒末的速度大小。
（3）小球在0.2秒内电势能的改变量。
15．2017年4月22日，我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”与已经在轨运行的“天宫二号”成功实现对接，随后，“天舟一号”与“天宫二号”进入组合体飞行阶段，使我国成为世界上第三个独立掌握这一关键技术的国家。形成的组合体在其圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知轨道半径为r，组合体绕行一周所用时间为T，万有引力常量为G，求：
（1）组合体的飞行速度v；
（2）组合体所在轨道处的向心加速度an；
（3）地球的质量M。
16．如图所示，固定在竖直平面内直轨道AB与光滑圆弧轨道BC相切，圆弧轨道的圆心角为θ=37°，半径为r=1m，C端水平，AB段的动摩擦因数为0.5。竖直墙壁CD高H=0.1m，紧靠墙壁在地面上固定一个和CD等高，底边长L=0.2m的斜面。一个质量m=0.2kg的小物块（视为质点）在倾斜轨道上从距离B点s=1m处由静止释放，从C点水平抛出。已知B、C两点速度大小满足关系，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求∶
（1）小物块运动到C点时对轨道的压力；
（2）小物块从C点抛出到击中斜面的时间；
（3）改变小物体从轨道上释放的初位置，求小物体击中斜面时速度大小的最小值。
1．A
“在电荷的周围存在着由它产生的电场”的观点是由法拉第提出的。
故选A。
2．C
以地面为参考平面，物体的重力势能为
故选C。
3．D
+Q对q的静电力大小为
F1=
-Q对q的静电力大小为
F2=
F1与F2方向相同，所以q所受的电场力的大小为
F=F1+F2=
故选D。
4．B
A．根据可得
根据图像可知，A的比B的大，所以行星A的质量大于行星B的质量，故A错误；
B．行星的密度大小为
根据图像可知，在两颗行星表面做匀速圆周运动的周期相同，所以行星A的密度等于行星B的密度，故B正确；
C．第一宇宙速度大小为
由于A的半径大于B的半径，卫星环绕行星表面运行的周期相同，则行星A的第一宇宙速度大于行星B的第一宇宙速度，故C错误；
D．根据可得
当两行星的卫星轨道半径相同时，A的质量大于B的质量，但卫星的质量关系未知，则行星A的卫星向心力与行星B的卫星向心力关系无法确定，故D错误。
故选B。
5．C
ABC．在水平向左的匀强电场中，物体静止在绝缘斜面上。对物体受力分析有
由于物块重力与电场力大小关系无法确定，摩擦力可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，也可能为零，故在匀强电场中的物体是否受摩擦力作用以及摩擦力方向均无法确定，撤去电场后，根据受力分析可知摩擦力沿斜面向上，故撤去电场后与撤去电场前相比较，摩擦力大小可能增大也可能减小，摩擦力方向可能发生改变，故AB错误，C正确；
D．撤去电场前物体对斜面的压力为
撤去电场后物体对斜面的压力为
可知物体对斜面的压力减小了，故D错误。
故选C。
6．A
A．由开普勒第一定律可知，地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上，选项A正确；
B．由开普勒第二定律可知，B卫星绕地球转动时速度大小在不断变化，卫星C运动的速度大小不变，选项B错误；
CD．由开普勒第三定律可知
比值的大小仅与中心天体地球质量有关，选项CD错误。
故选A。
7．D
A．从开始运动到物块与弹簧分离的过程中，由牛顿第二定律可知
当a=0时，速度最大，此时弹簧弹力大小为
弹簧仍处于压缩状态，此后速度减小，所以物块获得的最大动能大于，故A错误；
BC．小物块处于静止状态时，弹簧压缩量为
从开始运动到物块与弹簧分离的过程中，恒力F做的功为
由功能关系可知，物块增加的机械能为
可知物块增加的机械能大于。开始时弹簧中的弹性势能为
故B、C错误；
D．当物块与弹簧分离时，重力做功的瞬时功率为
故D正确。
故选D。
8．AC
A．静电除尘器是利用静电把灰尘吸附在电极上的装置，A正确；
B．印染厂应保持空气潮湿，避免静电积累带来的潜在危害，B错误；
C．高压输电线上方有两根导线与大地相连是为了输电线免遭雷击，C正确；
D．油罐车在运输过程中会带静电，为避免电荷越积越多，油罐车应与地面保持连接，D错误。
故选AC。
9．BD
A．同步卫星与地球的自转同步，则在赤道上空自西向东运动，故A错误；
B．运动的加速度大小为
a=ωv=
故B正确；
C．轨道半径为
r=
因此离地的高度为
h=-R
要小于，故C错误；
D．所有同步卫星的角速度、向心加速度大小都相等，但是质量不一定相等，所以向心力大小不一定相等，故D正确。
故选BD。
10．AC
A．根据图中所示可知， 线起源于左侧点电荷，终止于右侧点电荷，则右侧点电荷带正电，左侧点电荷带负电，即两点电荷的电性相反，故A正确；
B．若两点电荷所带的电荷量相等，则左右电场线的分布关于电荷连线的中垂线具有对称性，根据图像可知，右侧点电荷周围的电场线分布比左侧点电荷周围电场线分布密集一些，则右侧点电荷的电荷量大于左侧点电荷的电荷量，即两点电荷所带的电荷量不相等，故B错误；
CD．电场线分布的疏密程度能够表示电场的强弱，根据图像可知，A点位置的电场线分布比B点位置电场线分布密集一些，则A点的电场强度比B点的电场强度大，故C正确，D错误。
故选AC。
11．AC
A．由图像可知，平板车停止运动后，物块在平板车上做减速运动的加速度为
则根据
可知物块和平板车之间的滑动摩擦因数为
故A正确；
B．图像面积等于位移，达到共速时，物块的位移
小车的位移
即物块相对平板车向后滑行
达到共速之后到停止，物块的位移
小车的位移
即物块相对平板车向前滑行
故B错误；
C．物块和平板车之间因摩擦产生的热量为
故C正确；
D．由上述分析可知，物块相对平板车向后运动的最远距离为，故D错误。
故选AC。
12．（1）B （2）mgtanα （3）偏大
13．（1）BDE （2）19.30/19.28/19.29/19.31/19.32 1.95 （3）ABD （4）A 2g
14．（1）带正电，3×104 N/C；（2）2.5 m/s；（3）0.045 J
（1）对小球进行受力分析，它受到三个力的作用而处于静止状态，受力图如图所示
可知小球受到的电场力方向水平向右，与电场强度方向一致，所以小球带正电。由受力平衡条件可得
解得
（2）剪断丝线，小球受到重力和电场力作用，根据力的合成与分解及牛顿第二定律可得
解得
则
（3）0.2 s内小球的位移
小球在0.2秒内电势能的改变量
15．（1）；（2）；（3）
（1）组合体的飞行速度
（2）组合体所在轨道处的向心加速度
（3）由
得
16．（1）3.6N，方向向下；（2）；（3）
（1）小物块从A到C的过程，由动能定理得：
代入数据解得
在C点，由牛顿第二定律得
代入数据解得
N=3.6N
方向向下。
（2）如图，设物体落到斜面上时水平位移为x，竖直位移为y，由几何关系有
代入得
x=0.2-2y
由平抛运动的规律得
x=v0t，
代入数据解得
（3）由上知
x=0.2-2y=v0t，
可得
由动能定理得
小物体击中斜面时动能为
解得当时，速度最小
