2022-2023学年湖南省多所学校高二上学期期中物理试题（解析版）

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2022-2023学年湖南省多所学校高二上学期期中考试物理试卷本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号，座位号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1. 一对不等量异种点电荷的电场线分布如图所示，A、B为电场中的两点。下列说法正确的是（　　）A. A点的电势大于B点的电势B. Q2所带电荷量的数值可能是任意的实数C. B点的电场强度大于A点的电场强度D. Q1对Q2的静电力大于Q2对Q1的静电力【答案】A【解析】【详解】A．因为沿电场线电势逐渐降低，且由电势高的等势面指向电势低的等势面，由图可知，B点所在等势面电势低于A点所在等势面的电势，故A点的电势大于B点的电势，故A正确；B．任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，故B错误；C．因为电场线的疏密表示电场强度的大小，由图可知B点的电场强度小于A点的电场强度，故C错误；D．Q1对Q2的静电力与Q2对Q1的静电力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故D错误。故选A。2. 如图所示，汽车雨刮器在转动时，杆上A、B两点绕O点转动的角速度大小分别为，线速度大小分别为，则（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】AB．杆上A、B两点绕O点的转动属于同轴转动，所以角速度相等，故选项AB错误；CD．由于，根据可知选项D正确、C错误．故选D3. 航母是维护国家安全的定海神针，“歼-10”战斗机在某次训练时着舰不成功，飞行员迅速启动“逃逸复飞”，该过程可看成匀变速直线运动。已知启动“逃逸复飞”时战斗机的速度大小为，战斗机起飞所需的最小速度为，“逃逸复飞”过程中加速度大小为，则战斗机要“逃逸复飞”成功，启动“逃逸复飞”时距离航母跑道末端的最小距离为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】C【解析】【详解】根据解得故选C。4. 在匀强电场中平行电场方向建立一直角坐标系，如图所示。已知、、三点电势分别为、、，，则匀强电场的电场强度大小和方向分别为（　　）A. ，方向由指向 B. ，方向垂直斜向下C. ，方向由指向 D. ，方向由指向【答案】A【解析】【分析】【详解】连接AB，由题意可知，AB连线的中点C的电势应与坐标原点O的电势相等，OC连线即为等势线，与等势线OC垂直的方向为电场强度的方向，故电场强度的方向由B指向A，其大小故选A。5. 如图所示，用一细轻杆将光滑的大圆环固定在竖直平面内，将视为质点的小环套在大环上，小环从大环的最高处由静止滑下，设小环所在位置与大环的最高处的连线与竖直方向的夹角为，重力加速度大小为g，则此时小环的向心加速度大小为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【详解】小圆环从最高点滑下，由机械能守恒定律解得则向心加速度故选B。6. 意大利物理学家伽利略在研究打击现象时，最早定义了类似“动量”的概念。现用质量为20m的铁锤沿水平方向将质量为m、长为l的钉子敲入木板，铁锤每次以相同的水平速度敲击钉子，随即以大小的速度反弹。若敲击1次后钉子恰好全部进入木板，则钉子在进入木板过程中受到的平均阻力大小为（　　）A.  B. C.  D. 【答案】B【解析】【详解】铁锤敲击钉子的过程中，动量守恒，取锤子的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律有解得钉子的速度为对钉子根据动能定理可得解得钉子在进入木板过程中受到平均阻力大小故选B。二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7. 如图所示，在条形磁铁产生的磁场中，垂直条形磁铁中心轴线放置3个相同的闭合线圈、和，三个线圈的中心均在条形磁铁的中心轴线上，穿过各个线圈的数通量分别为、和，则（　　）A.  B. C.  D. 【答案】BC【解析】【详解】磁通量可以形象地用穿过截面内的磁感线条数来表示，条形磁铁外周围的磁感线从N极出发回到S极，三个环面都在轴线上，距离最近的穿过的磁通量最大，距离最远的穿过的磁通量最小，故有Φ1>Φ2>Φ3。故选BC。8. 2022年北京冬奥会上运行了超1000辆氢能源汽车，是全球最大规模的一次燃料电池汽车示范，体现了绿色环保理念。质量为m的氢能源汽车在平直的公路上由静止启动，汽车运动的速度与时间的关系图像如图甲所示，汽车牵引力的功率与时间的关系如图乙所示。设汽车在运动过程中所受阻力不变，下列说法正确的是（　　）A. 汽车所受阻力大小为B. 汽车的最大牵引力为C. 汽车车速为时，它的加速度大小为D. 汽车车速从增大到的过程中，牵引力对汽车做的功为 【答案】C【解析】【详解】A．汽车速度达到最大时做匀速运动，牵引力等于阻力A错误；B．汽车做匀加速运动时牵引力最大且保持不变，但功率达到最大功率时有由图像可知，匀加速的加速度为解得B错误；C．汽车车速为时，由牛顿第二定律得解得C正确；D．汽车车速从增大到的过程中，由动能定理得可知汽车车速从增大到的过程中，牵引力对汽车做的功大于；故选C。9. 某质点的振动图像如图所示，下列说法正确的是（　　）A. 该简谐运动的表达式为y=2cos（0.5πt+0.5π）（cm）B. 1s～3s内，质点的速度方向与加速度方向始终相同C. t=s时，质点的位移为1cmD. t=1s和t=3s时，质点的速度大小相等方向相反【答案】CD【解析】【详解】A．振幅为2cm，周期为4s，则角速度为故简谐振动表达式为在图中选取一点带入表达式中求出故简谐振动的表达式为故A错误；B．1s到2s时间内，质点做减速运动，故速度与加速度反向，故B错误；C．将t=s带入表达式可得故C正确；D．y-t图像中斜率表示速度，1s和3s时刻速度大小相等，方向相反，故D正确。故选CD。10. 光滑水平地面上，质量为2kg的木板正以的速度匀速向右运动。某时刻质量为0.5kg的滑块（可视为质点）以、水平向左的速度从木板右端滑上木板，经过3s后，滑块和木板刚好相对静止。取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　）A. 此过程中滑块的加速度大小为B. 滑块与木板间的动摩擦因数为0.16C. 滑块相对地面向左的最大位移为2.5mD. 木板的最小长度为4.5m【答案】ACD【解析】【详解】AB．依题意，可知滑块及木板系统动量守恒，取向右为正，有代入数据求得可得滑块加速度大小为对滑块，根据牛顿第二定律可得解得故A正确，B错误；C．滑块相对地面向左的最大位移为故C正确；D．根据能量守恒定律可得代入数据解得故D正确。故选ACD。三、非选择题：共56分。11. 宋丽同学用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。她在选用合适的器材组装成单摆后，主要实验步骤如下：①将单摆上端固定在铁架台上；②让刻度尺的零刻度线对准摆线的悬点，测摆长L；③记录小球完成n次全振动所用的总时间t；④根据单摆周期公式计算重力加速度g的大小。（1）该同学经过思考和计算，得到了当地重力加速度测量值的表达式______________（用L、n、t表示）。（2）如果她测得的g值偏小，可能的原因是______________。A．测摆长时摆线拉得过紧B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，导致摆线长度增加了C．开始计时时，秒表过早按下D．实验中误将49次全振动的次数记为50次（3）为减小实验误差，该同学经过思考，接着她多次改变摆长L，并测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制出图像，如图乙所示。该同学经过计算，得到图乙中图像的斜率为k，则当地的重力加速度可表示为______________（用k表示）。【答案】    ①.     ②. BC##CB    ③. ##【解析】【详解】（1）[1]周期为单摆周期公式为解得（2）[2]A．测摆长时摆线拉得过紧，则所测摆长偏大，则所测重力加速度g偏大，故A错误；B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，导致摆线长度增加了，则所测摆线长度偏小，则所测重力加速度g小，故B正确；C．开始计时时，秒表过早按下，所测时间偏大，则所测重力加速度g偏小，故C正确；D．实验中误将49次全振动的次数记为50次，则周期测量值偏小，则所测重力加速度g偏大，故D错误。故选BC。（3）[3]由图可知由于则可得解得12. “芒种”实验小组要测定一节干电池的电动势E和内阻r（E约为1.5V，r小于），采用的电路图如图甲所示。（1）实验小组的同学找到的器材如下：A．干电池1节；        B．滑动变阻器（0～10Ω）；C．滑动变阻器（0～300Ω）；    D．电压表（0～3V）；E．电压表（0～15V）；        F．电流表（0～0.6A）；G．电流表（0～3A）。则滑动变阻器应选______，电流表应选______，电压表应选______。（填器材前的字母代号）（2）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图乙所示的图线，由图可知电源电动势______V（结果保留三位有效数字）、内阻______Ω（结果保留两位有效数字）。（3）同学们对本实验的误差进行了分析，下列说法正确的是______。A．实验产生的系统误差，主要是因为电压表的分流作用B．实验产生的系统误差，主要是因为电流表的分压作用C．实验测出的电动势大于真实值D．实验测出的内阻小于真实值【答案】    ①. B    ②. F    ③. D    ④.     ⑤.     ⑥. AD##DA【解析】【详解】（1）[1][2][3]根据电路图可知滑动变阻器采用限流式接法，因为电池的内阻小于，若滑动变阻器采用大阻值，不方便调节电路，所以选用小阻值B；电源电动势约为1.5V，所以电压表选择D；滑动变阻器阻值为0～10Ω，根据电源电动势和内阻大小，为使电流表指针偏转到中央附近减小实验误差电流表选用F。（2）[4][5]根据闭合电路欧姆定律有结合图像可得， （3）[6]AB．本实验中电压表测量的就是真实的路端电压，由于电压表的分流作用，电流表测量的并不是真实的干路电流，所以可得实验产生的系统误差，主要是因为电压表的分流作用，A正确，B错误；CD．由题可知短路电流的测量值等于真实值，此外由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，所以可得真实值与测量值的图像横轴截距相同，真实值图像的纵轴截距应大于题中的测量值图像的纵轴截距，所以可得电源电动势的测量值小于真实值；同时根据可得电源内阻的测量值小于真实值，C错误，D正确。故选AD13. 如图所示，固定斜面BC的倾角α = 37°，小物块（视为质点）以v0= 4m/s的初速度从A点水平抛出，到达斜面顶端B点时，其速度方向恰好沿斜面向下，小物块到达C点时的速度恰好等于到达B点时速度的。已知小物块的质量m = 0.4kg。斜面BC长L = 2m，取重力加速度大小g = 10m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，不计空气阻力，求：（1）小物块从A点运动到B点水平方向位移x；（2）小物块沿斜面BC滑下过程中克服阻力做的功Wf【答案】（1）1.2m；（2）9.6J【解析】【详解】（1）设A到B的时间为t解得小物块从A点运动到B点水平方向的位移x（2）在B点的速度为根据动能定理得解得Wf = 9.6J14. 如图所示，A为粒子源。在A和极板B间的加速电压为U1，在两水平放置的平行导体板C、D间加有偏转电压U2。C、D板长L，板间距离d。现从粒子源A发出质量为m，带电量为q的带电粒子，由静止开始经加速电场加速后进入偏转电场，最后穿出打在右侧的屏幕上，不计粒子的重力。求：（1）带电粒子穿过B板时的速度大小；（2）带电粒子从偏转电场射出时的侧移量（即竖直方向的偏转位移） 【答案】（1）；（2）【解析】【分析】【详解】(1)粒子经加速电场的过程中，由动能定理得解得(2)粒子在偏转电场中做类平抛运动，平行板方向做匀速直线运动，运动时间为垂直板方向做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律得加速度为离开偏转电场时的侧移为由以上各式解得15. 如图所示，质量的滑块B静止放置于光滑平台上，B的左端固定一轻质弹簧。平台右侧有一质量的小车C，其上表面与平台等高，小车与水平面间的摩擦不计。平台左侧的光滑圆弧轨道与平台平滑连接，圆弧轨道半径，其左侧端点P与圆弧圆心O的连线与竖直方向的夹角。现将滑块A从P点由静止开始释放，滑块A滑至平台上挤压弹簧，经过一段时间弹簧恢复原长后，滑块B离开平台滑上小车C，最终滑块B恰好未从小车C上滑落。已知滑块B与小车C之间的动摩擦因数，小车的长度，重力加速度大小，滑块A、B均可视为质点，求：（1）滑块B刚滑上小车C时的速度大小；（2）滑块A的质量；（3）该过程中弹簧弹性势能的最大值。【答案】（1）3m/s；（2）0.6kg；（3）3J【解析】【详解】（1）设滑块B滑至小车C右端时它们的共同速度大小为，滑块B从滑上小车C到滑至小车C右端的过程中，滑块B和小车C两者组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律有根据能量守恒定律有解得（2）滑块A自点滑至平台的过程中，由动能定理有设滑块A挤压弹簧结束后（弹簧恢复原长时）的速度大小为，滑块A与滑块B在水平平台上相互作用的时间内，两者组成的系统满足动量守恒定律和机械能守恒定律，根据动量守恒定律有根据机械能守恒定律有解得（3）当滑块A、B速度大小相等时弹簧弹性势能最大，根据动量守恒定律有根据能量守恒定律有解得