江西省宜春市丰城市第九中学2024-2025学年高二上学期开学考试物理试题（日新班）

试卷更新日期：2024-09-16 类型：开学考试

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一、选择题：本题共10小题，共46分。1-7小题只有一项符合题目要求，选对得4分，8-10小题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答得0分。

1. “智能防摔马甲”是一款专门为老年人研发的科技产品。该装置通过马甲内的传感器和微处理器精准识别穿戴者的运动姿态，在其失衡瞬间迅速打开安全气囊进行主动保护，能有效地避免摔倒带来的伤害。在穿戴者着地的过程中，安全气囊可以（　　）

A、减小穿戴者所受重力的冲量 B、减小地面对穿戴者的平均冲击力 C、减小穿戴者动量的变化量 D、减小穿戴者与地面的接触时间

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2. 超市里用的购物车为顾客提供了购物方便，又便于收纳，收纳时一般采用完全非弹性碰撞的方式把购物车收到一起，如图甲所示。某兴趣小组在超市对同款购物车（以下简称“车”）的碰撞进行了研究，分析时将购物车简化为原来静止的小物块。已知车的净质量均为 $m = 12 kg$ ，将1号车以速度 $v_{1} = 6 m / s$ 向右推出，先与2碰撞结合为一体后再撞击3，最终三车合为一体。忽略一切摩擦和阻力，则第二次碰撞过程中损失的机械能为（　　）

A、18J B、36J C、54J D、72J

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3. 如图1所示为某修正带照片，图2为其结构示意图。修正带由出带轮、传动轮、收带轮、基带、出带口等组成。测量可知出带轮有45齿，半径为 $12 mm$ ，传动轮齿数未知，半径为 $2.4 mm$ ，收带轮有15齿，半径未知，下列选项正确的是（）

A、使用时，出带轮与收带轮转动方向相反 B、根据题中信息，可以算出传动轮的齿数 C、根据题中信息，不能算出收带轮轴心到齿轮边缘的半径 D、在纸面长时间匀速拉动修正带时，出带轮边缘某点的向心加速度大小不变

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4. AB、CD两块正对的平行金属板与水平面成30°角固定，竖直截面如图所示。两板间距10cm，电荷量为 $1.0 \times 10^{- 8} C$ 、质量为 $3.0 \times 10^{- 4} kg$ 的小球用长为5cm的绝缘细线悬挂于A点。闭合开关S，小球静止时，细线与AB板夹角为30°；剪断细线，小球运动到CD板上的M点（未标出），则（）

A、MC距离为 $5 \sqrt{3} cm$ B、电势能增加了 $\frac{3}{4} \sqrt{3} \times 10^{- 4} J$ C、电场强度大小为 $\sqrt{3} \times 10^{4} N / C$ D、减小R的阻值，MC的距离将变大

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5. 某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U₁= 250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n₃：n₄= 50：1，输电线总电阻R = 62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U₄= 220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（）

A、发电机的输出电流为368A B、输电线上损失的功率为4.8kW C、输送给储能站的功率为408kW D、升压变压器的匝数比n₁：n₂= 1：44

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6. 匝数为100的线圈通有如图所示的交变电流（图中曲线为余弦曲线的一部分），单匝线圈电阻 $r = 0.02 Ω$ ，则在 $0 \sim 10 s$ 内线圈产生的焦耳热为（　　）

A、80J B、85J C、90J D、125J

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7. 如图，在宽度均为a的区域Ⅰ、Ⅱ中分别存在垂直纸面且方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小相等。正三角形金属线框efg（高也为a）从图示位置沿x轴正方向匀速穿过Ⅰ、Ⅱ区域，规定逆时针方向为电流正方向，则线框efg中感应电流I与线框移动距离x的关系图像正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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8. 钓鱼时甩竿是一关键技巧。图中a至b位置的过程为甩竿过程的示意图，甩竿过程中鱼钩和鱼饵（以下简称“钩饵”）可近似认为始终在竿的末端。钓鱼者在a位置开始甩竿，钩饵运动到最高点b时，迅速释放鱼线，钩饵被水平抛出，最后落在距b位置水平距离为s的水面上。甩竿过程可视为竿在竖直平面内绕O点转过了 $θ$ 角，O点离水面高度为h、到竿末端的距离为L。钩饵从b点抛出后在空中运动过程中，不计鱼线对其作用。不计空气阻力。钩饵质量为m。重力加速度为g。则（）

A、钩饵在b点抛出时的速度大小为 $s \sqrt{\frac{g}{2 (h + L)}}$ B、甩竿过程中，钩饵、鱼线和鱼竿构成的系统机械能增加 C、甩竿过程中，钩饵所受的合力做功 $\frac{m g s^{2}}{4 (h + L)} + m g L (1 - \cos θ)$ D、释放鱼线后，钩饵在落到水面前其速率随时间均匀增加

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9. 每逢重大节日，人们都会在夜间燃放高空礼花来渲染节日气氛。如图，某型号高空礼花弹从专用炮筒中以初速度 $v_{0}$ 竖直射向天空，礼花弹到达最高点时炸开，爆炸后礼花弹内的大量小弹丸向四面八方射出，燃烧着的小弹丸形成一个不断扩大的光彩夺目的球面，直到熄灭。设礼花弹的质量为m，爆炸后瞬间所有弹丸的速度大小均为v，每个弹丸的燃烧时间均为 $t_{0}$ ，重力加速度为g。忽略一切空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A、发射礼花弹过程中，炮筒内高压气体对礼花弹做的功为 $\frac{1}{2} m v^{2}$ B、爆炸时礼花弹离地面的高度为 $\frac{v_{0}^{2}}{2 g}$ C、在夜间能看到的礼花球面的最大半径为 $v t_{0}$ D、礼花熄灭前，礼花球面的球心离地面的最小高度为 $\frac{v_{0}^{2}}{2 g} - \frac{1}{2} g t_{0}^{2}$

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10. 一个电荷量为+Q、半径为r的均匀带电圆环，在其轴线上距离圆心x处产生的电场强度如图中实线所示（虚线表示位于x=0处电荷量为+Q的点电荷在距其x处产生的电场强度）。将一个带电量为+q、质量为m的微粒（不计重力）从靠近圆心处释放，粒子沿轴线向远离圆环的方向运动。下列说法正确的是（　　）

A、微粒最大加速度约为 $\frac{1.9 E_{0} q}{m}$ B、从r到3r位置过程中，电势升高 C、从r到3r位置过程中，微粒的电势能减小量约为1.1qE₀r D、位于轴线上x=8r处点电荷所受圆环的静电力可用库仑定律计算

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二、非选择题：共54分。考生根据要求作答，计算题需写出必要的解题过程。

11. 在第四次“天宫课堂”中，航天员演示了动量守恒实验。受此启发，某同学使用如图甲所示的装置进行了碰撞实验，气垫导轨两端分别安装a、b两个位移传感器，a测量滑块A与它的距离x_A ， b测量滑块B与它的距离x_B。部分实验步骤如下：
①测量两个滑块的质量，分别为200.0g和400.0g；
②接通气源，调整气垫导轨水平；
③拨动两滑块，使A、B均向右运动；
④导出传感器记录的数据，绘制x_A、x_B随时间变化的图像，分别如图乙、图丙所示。
回答以下问题：

(1)、从图像可知两滑块在t=s时发生碰撞；

(2)、滑块B碰撞前的速度大小v= m/s （保留2位有效数字）；

(3)、通过分析，得出质量为200.0g的滑块是（填“A”或“B”）。

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12. 某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有：电压表、电阻丝、定值电阻（阻值为 $R_{0}$ ）、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。

(1)、实验步骤如下：
①将电阻丝拉直固定，按照图（a）连接电路，金属夹置于电阻丝的。（填“A”或“B”）端；
②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，断开开关S，记录金属夹与B端的距离L；
③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L的值，作出图（c）中图线Ⅰ；
④按照图（b）将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L的值，作出图（c）中图线Ⅱ。

(2)、由图线得出纵轴截距为b，则待测电池的电动势 $E =$ 。

(3)、由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为 $k_{1}$ 、 $k_{2}$ ，若 $\frac{k_{2}}{k_{1}} = n$ ，则待测电池的内阻 $r =$ （用 $n$ 和 $R_{0}$ 表示）。

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13. 现在有些餐厅推行了送餐机器人，深受就餐消费者的喜爱。一质量为m的送餐机器人在送餐过程中沿一直线运动，先后经过匀加速、匀速和匀减速运动过程，已知机器人在这三个运动过程中依次通过的位移为s的路径，所用时间分别为2t、t和 $\frac{3}{2} t$ 。（已知重力加速度为g）。求：
（1）匀加速过程机器人所受到的合外力；
（2）从匀减速开始到停下来机器人所走的位移大小。

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14. 某固定装置的竖直截面如图所示，由倾角 $θ = 37 °$ 的直轨道 $A B$ ，半径 $R = 1 m$ 的圆弧轨道 $B C D$ ，长度 $L = 1.25 m$ 、倾角为 $θ$ 的直轨道 $D E$ ，半径为R、圆心角为 $θ$ 的圆弧管道 $E F$ 组成，轨道间平滑连接。在轨道末端F的右侧光滑水平面上紧靠着质量 $m = 0.5 kg$ 滑块b，其上表面与轨道末端F所在的水平面平齐。质量 $m = 0.5 kg$ 的小物块a从轨道 $A B$ 上高度为h静止释放，经圆弧轨道 $B C D$ 滑上轨道 $D E$ ，轨道 $D E$ 由特殊材料制成，小物块a向上运动时动摩擦因数 $μ_{1} = 0.25$ ，向下运动时动摩擦因数 $μ_{2} = 0.5$ ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当小物块a在滑块b上滑动时动摩擦因数恒为 $μ_{1}$ ，小物块a动到滑块右侧的竖直挡板能发生完全弹性碰撞。（其它轨道均光滑，小物块视为质点，不计空气阻力， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ）
（1）若 $h = 0.8 m$ ，求小物块
①第一次经过C点的向心加速度大小；
②在 $D E$ 上经过的总路程；
③在 $D E$ 上向上运动时间 $t_{上}$ 和向下运动时间 $t_{下}$ 之比。
（2）若 $h = 1.6 m$ ，滑块至少多长才能使小物块不脱离滑块。

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15. 如图所示，一“U”型金属导轨固定在竖直平面内，一电阻不计，质量为m的金属棒ab垂直于导轨，并静置于绝缘固定支架上。边长为L的正方形cdef区域内，存在垂直于纸面向外的匀强磁场。支架上方的导轨间，存在竖直向下的匀强磁场。两磁场的磁感应强度大小B随时间的变化关系均为B = kt（SI），k为常数（k > 0）。支架上方的导轨足够长，两边导轨单位长度的电阻均为r，下方导轨的总电阻为R。t = 0时，对ab施加竖直向上的拉力，恰使其向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，整个运动过程中ab与两边导轨接触良好。已知ab与导轨间动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。不计空气阻力，两磁场互不影响。
（1）求通过面积S_cdef的磁通量大小随时间t变化的关系式，以及感应电动势的大小，并写出ab中电流的方向；
（2）求ab所受安培力的大小随时间t变化的关系式；
（3）求经过多长时间，对ab所施加的拉力达到最大值，并求此最大值。

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