2022-2023学年河南省漯河市第五高级中学高二上期期末达标物理试题

2022-2023学年高二上期期末训练卷 物理试题

一、选择题（共计12小题，每题3分，多选题漏选得1分，错选不得分，共计36分）

1．（多选）如图所示，在两等量同种点电荷的电场中，为两电荷连线的中垂线，关于对称，b是两电荷连线的中点，d位于两电荷的连线上，位于上，以下判断正确的是(   )

A．b点场强大于d点场强 B．b点场强小于d点场强
C．正试探电荷q在两点所受静电力相同 D．f点场强可能大于e点场强
2．如图所示，实线是电场线，一带电粒子只在静电力的作用下沿虚线由A运动到B的过程中，其速度-时间图像正确的是(   )
 

A．  B．  C．  D．

3．（多选）某空间存在一电场，电场中的电势φ在x轴上的分布如图所示，是x轴上的四个点。下列说法正确的是(   )
 

A．两点的电场强度沿x轴的分量均沿x轴正方向

B．从A点到D点电场强度沿x轴的分量先减小后增大

C．把一带负电的点电荷沿x轴从A点移到D点，其电势能先减小后增大

D．同一带正电的点电荷在D点的电势能大于在B点的电势能

4．如图所示，水平线为匀强电场中的等差等势线，一个质量为m、电荷量绝对值为q的粒子在匀强电场中运动，为其运动轨迹上的两个点，已知该粒子在A点的速度大小为，在B点的速度大小为，且方向与等势线平行，连线长为L，连线与竖直方向的夹角为θ，不计粒子受到的重力，则(   )

A．该粒子一定带正电

B．匀强电场的电场强度大小为

C．粒子在B点的电势能一定小于在A点的电势能

D．等势线b的电势比等势线c的电势高

5．一个电流表的满偏电流、内阻，要把它改装成一个量程为的电压表，应在电流表上(   )

A．串联一个的电阻 B．串联一个的电阻
C．并联一个的电阻 D．并联一个的电阻

6．把两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中，电阻丝的长度为，直径为，电阻丝长度为，直径为。要使电阻丝消耗的功率相同，加在两电阻丝上的电压之比应为(   )

A．  B．

C．  D．

7．一个直流电动机，线圈电阻是，当它两端所加电压为时，通过电动机的电流是。由此可知（   ）

A．电动机消耗的电功率为 B．电动机发热的功率为

C．电动机输出的机械功率为 D．电动机的工作效率为20%

8．如图甲所示电路中,R为电阻箱,电源的电动势为E,内阻为r．图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图像,其中功率分别对应电流,外电阻,下列说法中正确的是(   )

A． B． C． D．

9．下列关于磁感应强度的说法正确的是(   )

A．一小段通电导体放在磁场A处时受到的安培力比放在B处时的大,说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大

B．由可知,某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比,与导线的成反比

C．一小段通电导体在磁场中某处不受安培力作用,则该处的磁感应强度一定为零

D．小磁针N极所指的方向就是该处磁感应强度的方向

10．如图两条通电直导线平行放置，长度为的导线中电流为，长度为的导线中电流为，所受的磁场力大小为，则所在处由产生的磁场的磁感应强度大小为(   )

A． B． C． D．

11．在列车编组站里,一节动车车厢以1 m/s的速度碰上另一节静止的拖车车厢,碰后两节车厢结合在一起继续运动．已知两节车厢的质量均为20 t,则碰撞过程拖车车厢受到的冲量大小为(碰撞过程时间很短,内力很大)(   )

A． B． C． D．

12．（多选）如图所示,轻质弹簧的一端固定在墙上,另一端与质量为m的物体A相连,A放在光滑水平面上。有一质量与A相同的物体B,从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下,与A相碰后一起将弹簧压缩,弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升。下列说法正确的是(　　)

A.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为m g h

B.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为

C.B能达到的最大高度为

D.B能达到的最大高度为

二、实验题（共计2大题，共计19分）

13．（9分）某实验小组同学准备探究某个灯泡的伏安特性曲线，所用器材如下．

A．待测小灯泡一只：额定电压为2．5 V，电阻约为几欧姆

B．电压表V1：量程为300 m V，内阻为300 Ω

C．电压表V2：量程为15 V，内阻为6 k Ω

D．电流表A1：量程为0．6 A，内阻约为0．1 Ω

E．电流表A2：量程为200 m A，内阻约为1 Ω

F．滑动变阻器R1：最大阻值为200 Ω

G．滑动变阻器R2：最大阻值为10 Ω

H．定值电阻R0：阻值为2700 Ω

I．电动势为4．5 V的直流电源一个，开关一个，导线若干

(1)实验中电压表应选________，滑动变阻器应选________．(填写器材前的字母代号)

(2)请在图1虚线框中画出该实验的电路图．

(3)该小组的同学通过实验做出了小灯泡的伏安特性曲线，如图2所示，则小灯泡的额定功率为_____W；若将小灯泡直接与电动势E=3．0 V，内阻r=7．5 Ω的电源相连，小灯泡的功率为_____W(结果均保留两位有效数字)．

14．（10分）为了验证动量守恒定律（探究碰撞中的不变量），某同学选取了两个材质相同、体积不等的立方体滑块A和B，按下述步骤进行实验：

步骤1：在的相撞面分别装上粘扣，以便二者相撞以后能够立刻连接为整体；

步骤2：安装好实验装置如图，铝质轨道槽的左端是倾斜槽，右端是长直水平槽，倾斜槽和水平槽由一小段圆弧连接，轨道槽被固定在水平桌面上，在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机；

步骤3：让滑块B静置于水平槽的某处，滑块A从斜槽某处由静止释放，同时开始频闪拍摄，直到停止运动，得到一张多次曝光的数码照片；

步骤4：多次重复步骤3，得到多张照片，挑出其中最理想的一张，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图所示．

（1）由图分析可知，滑块A与滑块B碰撞发生的位置______．

①在、之间

②在处

③在、之间

（2）为了探究碰撞中动量是否守恒，需要直接测量或读取的物理量是______．

①两个滑块的质量和

②滑块A释放时距水平槽的高度

③频闪照相的周期

④照片尺寸和实际尺寸的比例

⑤滑块与轨道槽间的动摩擦因数

⑥照片上测得的、、和、、

写出验证动量守恒的表达式：________．

（3）请你写出一条有利于提高实验准确度或改进实验原理的建议：_________．

三、填空题（共计3大题，共计45分）

15．（14分）如图所示，轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量，匀强电场的场强，取重力加速度，求：

（1）小球所受静电力F的大小；
（2）求剪断细绳后2s末小球的速度大小。

16．（15分）如图，两水平面（虚线）之间的距离为H，其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的A点将质量均为m、电荷量分别为q和的带电小球先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域，并从该区域的下边界离开。已知N离开电场时的速度方向竖直向下；M在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为N刚离开电场时动能的1.5倍。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求

（1）M与N在电场中沿水平方向的位移之比；

（2）A点距电场上边界的高度；

（3）该电场的电场强度大小。

17．（16分）如图所示,光滑轨道PQO的水平段OQ的长度 l=,轨道在O点与水平地面平滑连接．一质量为m的小物块A从高h处由静止开始沿轨道下滑,在O点与质量为4m的静止小物块B发生碰撞．A、B与地面间的动摩擦因数均为μ=0．5,自由落体加速度大小为g．假设A、B间的碰撞为弹性碰撞,碰撞时间极短． 

(1)求第一次碰撞后瞬间A和B速度的大小;

(2)A、B均停止运动后,求二者之间的距离．

参考答案

1．答案：BD

解析：由电场强度的矢量叠加或由等量同种电荷产生的电场的电场线可以知道，选项A错误，B、D正确。由于该电场的电场线关于中垂线对称，故两点场强大小相等，方向不同，故正试探电荷在两点所受静电力大小相等、方向不同，选项C错误。故选B、D。

2．答案：B

解析：由题图可看出，A点电场线最密集，故电场强度最大，静电力最大，故加速度最大，所以粒子从A到B的过程中加速度逐渐减小，由粒子的运动轨迹向右下方向弯曲可知，带电粒子所受静电力的方向与电场强度方向相反，静电力方向与速度方向夹角大于90°，故静电力做负功，速度减小，所以粒子做加速度减小的减速运动，故B正确。

3．答案：ABD

解析：从A点到B点，电势逐渐降低，根据沿着电场线方向电势逐渐降低，可知两点的电场强度沿x轴的分量均沿x轴正方向，故A正确；从A点到D点，图线的斜率大小先减小后增大，根据图线的斜率表示电场强度，知从A点到D点电场强度沿x轴的分量先减小后增大，故B正确；从A点到D点，电势先降低后升高，由知把一带负电的点电荷沿x轴从A点移到D点，其电势能先增大后减小，故C错误；由知正电荷在电势高处电势能大，在电势低处电势能小，D点的电势高于B点的电势，则知同一带正电的点电荷在D点的电势能大于在B点的电势能，故D正确。故选A、B、D。

4．答案：B

解析：根据做曲线运动的物体所受的合力指向曲线的凹侧以及电场强度的方向垂直于等势线可知，电场力竖直向上，由于不知道电场强度的方向，所以无法确定粒子的电性，A错误；粒子从A到B过程在沿电场线方向的位移为，设电场强度大小为E，由动能定理得，解得，B正确；粒子所受的电场力方向向上，所以粒子从A到B过程中电场力做负功，电势能增大，C错误；根据题意可判断粒子受到的电场力方向，无法确定电场强度的方向，无法确定等势线的电势高低，D错误。

5．答案：B

解析：把电流表改装成电压表需要串联电阻从而进行分压，

串联电阻阻值，故ACD错误，B正确；

故选：B。

6．答案：B

解析：设材料的电阻率为，则由电阻定律得

A的电阻为

B的电阻为

则

又由公式，要使电阻丝消耗的功率相同，则

7．答案：C

解析：直流电动机线圈电阻为，当电动机工作时通过的电流为，两端的电压为；

总功率为：

发热功率为：

根据能量守恒定律，其输出功率是：

机械的工作效率为

故选：C．

8．答案：B

解析：由闭合电路欧姆定律得,输出功率为,故,整理得,A错误,B正确;根据电功率表达式且,则有,整理得,C、D错误．

9．答案：D

解析：安培力的大小与的大小有关系,还与B和I的夹角有关系,A错误;公式只是一个计算式,磁感应强度是磁场本身的性质,与放不放通电导体没有关系,B错误;当电流方向与磁场方向平行时,通电导体所受的安培力为零,但该处的磁感应强度不一定为零,C错误;人们规定小磁针N极所指的方向就是该处磁感应强度的方向,D正确．

10．答案：B

解析：两个导线间的作用力是相互作用力，根据牛顿第三定律，等大、反向、共线，大小为；

对右边电流,有：

所以：所在处由产生的磁场的磁感应强度大小：

故选：B

11．答案：C

解析：动车车厢和拖车车厢碰撞过程动量守恒,根据动量守恒定律有,对拖车车厢,根据动量定理有,联立解得,选项C正确．

12．答案:BD

解析:对B下滑过程,据机械能守恒定律可得m g h=,B刚到达水平面的速度v0=。碰撞过程,根据动量守恒定律可得mv0=2mv,得A与B碰撞后的共同速度为v=v0,所以弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为E p m=×2mv2=mg h,故A错误,B正确。当弹簧再次恢复原长时,A与B将分开,B以v的速度沿斜面上滑,根据机械能守恒定律可得m g h'=mv2,B能达到的最大高度为,故C错误,D正确。

13．答案：(1)B;G;(2)如图所示

;(3)1．1；0．24；

解析：(1)灯泡的额定电压为2．5V，6V量程较大不能准确测量，故应采用B和H串联使用测量电压；因采用分压式接法，故滑动变阻器选择小电阻．

(2)滑动变阻器采用分压接法；电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，电路图如图所示。

14．答案：（1）②（2）①⑥;（3）见解析

解析：（1）由题图可得，，，，，．根据匀变速直线运动的特点可知碰撞的位置在处．

（2）为了探究碰撞前后动量是否守恒，就要得到碰撞前后滑块的动量，所以要测量两个滑块的质量、和碰撞前后的速度．设照相机拍摄时间间隔为T，则处的速度为，处的速度为，因为，所以碰撞前A在处的速度为;同理可得碰撞后在处的速度为．若动量守恒则有，整理得．因此需要测量或读取的物理量是①⑥．

（3）提高实验准确度或改进实验原理的建议：

①使用更平整的轨道槽，轨道要平整，防止各段摩擦力不同，滑块做非匀变速运动．

②在足够成像的前提下，缩短频闪照相每次曝光的时间，碰撞时间很短，缩短频闪照相每次曝光的时间，使滑块碰撞位置拍摄更加清晰、准确．

③将轨道的左端垫起少许，平衡摩擦力，使得滑块碰撞前后都做匀速运动．（答出其中一条即可，其他合理答案也可）

15．答案：（1）

（2）25 m/s

解析：（1）根据电场强度定义式可知，小球所受静电力大小为

（2）小球受重力，绳的拉力T和静电力F作用，如图所示

根据共点力平衡条件和图中的几何关系有

解得，由牛顿第二定律可得，解得，2 s后的速度为。

16．答案：（1）3:1

（2）

（3）

解析：解：（1）设小球在A点水平射出时的初速度大小为，则它们进入电场时的水平速度仍然为。在电场中运动的时间t相等，电场力作用下产生的加速度沿水平方向，大小均为a，在电场中沿水平方向的位移分别为和。由题给条件和运动学公式得

①

②

③

联立①②③式得

④

（2）设A点距电场上边界的高度为h，小球下落h时在竖直方向的分速度为，由运动学公式

⑤

⑥

M进入电场后做直线运动，由几何关系知

⑦

联立①②⑤⑥⑦式可得

⑧

（3）设电场强度的大小为E，小球M进入电场后做直线运动，则

⑨

设离开电场时的动能分别为，由动能定理得

⑩

⑪

由已知条件

⑫

联立④⑤⑦⑧⑨⑩⑪⑫式得

17．解析:(1)A下滑过程中机械能守恒,所以

mg h=m,

A、B发生弹性碰撞,由动量守恒定律得

mv0=m v A+4mvB,

由机械能守恒定律得

m=m+·4m,

解得v A=-,v B=．

(2)第一次碰撞后A经过水平段QO所需时间

tA===,

第一次碰撞后B停下来所需时间

tB===,

易知t A>t B,

故第一次碰撞后,当B停止时,A还没有追上B．

对物块B由动能定理得

-μ·4mgx=0-·4m,

解得x=,

当物块A的位移为x时,对A由动能定理得

-μ mg x=mv2-m,

解得v=,

v>0,故A与B会发生第二次碰撞．

A、B发生弹性碰撞,碰撞过程系统的动量和机械能均守恒．

m v=m v A'+4mvB',

mv2=mvA'2+·4mvB'2,

解得v A'=-,v B'=,

碰撞后A向左做减速运动,B向右做减速运动．

对A由动能定理得

-μ mg x A=0-mvA'2,

对B由动能定理得

-μ·4mgxB=0-·4mvB'2,

解得x A=h,x B=h,

A、B均停止运动后它们之间的距离

d=x A+x B=h．

答案:(1) 　(2)h