2022-2023学年山东省青岛市第一中学高二上学期第一次模块考试物理试题

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青岛一中2022-2023学年度第一学期第一次模块考试高二物理试题本卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分满分 100分，考试时间 90分钟一、单项选择题（本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题意的．每小题3分，共24分）1. 一个电源接8 Ω电阻时，通过电源的电流为0.15 A，接13 Ω电阻时，通过电源的电流为0.10 A，则电源的电动势和内阻分别为（    ）A. 2 V  1.5 Ω B. 1.5 V  2 Ω C. 2 V  2 Ω D. 1.5 V  1.5 Ω【答案】B【解析】【详解】由闭合电路欧姆定律得：联立解得：，A．与分析不符，故A错误；B．与分析相符，故B正确；C．与分析不符，故C错误；D．与分析不符，故D错误。故选B。2. 关于电流，以下说法正确的是（　　）A. 在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流B. 电流的方向就是电荷定向移动的方向C. 电流总是从电势高的一端流向电势低的一端D 导体两端没有电压就不能形成电流【答案】D【解析】【详解】A．自由电荷的定向移动形成电流，无规则运动不能形成电流，A错误；B．正电荷定向移动方向是电流的方向，负电荷定向移动的方向与电流方向相反，B错误；C．在外电路中电流是从电势高的一端流向电势低的一端，在电源的内部，电流从负极流向正极即从电势低处流向电势高处，C错误；D．电压是形成电流的原因，导体两端没有电压就不能形成电流，D正确。故选D。3. 如图所示，电源电动势E，内电阻恒为r，R是定值电阻，热敏电阻RT的阻值随温度降低而增大，C是平行板电容器．闭合开关S，带电液滴刚好静止在C内．在温度降低的过程中，分别用Δ I、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示电流表、电压表1、电压表2和电压表3示数变化量的绝对值．关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是（ ）A. 、、一定都变大B. 和一定不变，一定变大C. 带电液滴一定向下加速运动D. 电源的工作效率一定变大【答案】D【解析】【详解】AB、根据电路知识知，V3测路端电压，V2测热敏电阻RT的电压，V1测定值电阻R的电阻， 由 ，得： 由 得 ： 得： 故AB错；C、带电液滴在平行板中受到向上的电场力和向下的重力处于平衡状态，在温度降低的过程，热敏电阻RT阻值变大，回路中电流变小，路端电压增大，由于流过定值电阻R的电流变小，所以分的电压也就变小，而路端电压增大，故V2读数增大，平行板间的电场强度也增大，导致带电液滴向上运动，故C错；D、 ,由于路端电压增大，所以电源的工作效率一定变大，故D正确；综上所述本题答案是：D点睛：认清本题电路结构，并要明确、、，分别代表什么，然后结合串并联电路求解带求量4. 如图所示，三角形木块A质量为M，置于光滑水平面上，底边长a，在其顶部有一三角形小木块B质量为m，其底边长b，若B从顶端由静止滑至底部，则木块后退的距离为(　 　)A.  B.  C.  D. 【答案】C【解析】【详解】取向右为正方向．设木块后退的距离为x，B从顶端由静止滑至底部时，B向左运动的距离为a-b-x，则水平方向上A的平均速度大小为，B的平均速度大小为，根据水平方向动量守恒得：，解得，，故选C.5. 一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为（　　）A.  B.  C. ρ n e v D. 【答案】C【解析】【分析】考查电路和电场知识【详解】，I=n e Sv，，，联立得E=ρ n e v，故选C。 6. 一列简谐横波沿x轴传播，波速为2 m/s，时刻的波形如图所示，此时平衡位置在处的质点N正沿y轴正方向运动，M、P两质点平衡位置的坐标分别为、。下列判断正确的是（　　）A. 该波沿x轴正方向传播B. 质点N的振动方程为C. 从该时刻开始，经过10 s，质点P的路程为2 mD. 当质点M在波峰时，质点P在平衡位置并正沿y轴正方向运动【答案】D【解析】【分析】【详解】A．时刻平衡位置在处的质点N正沿y轴正方向运动，可知波沿x轴负向传播，选项A错误；B．因则质点N的振动方程为选项B错误；C．从该时刻开始，经过，质点P的路程为选项C错误；D．质点M在波峰时，质点P在平衡位置并正沿y轴正方向运动，选项D正确。故选D。7. 如图所示，弹簧振子在B、C间振动，O为平衡位置，BO=OC=5cm。若振子从B到C的运动时间是1s，则下列说法中正确的是（　　）A. 振子从B经O到C完成一次全振动B. 振动周期1s，振幅是10cmC. 经过两次全振动，振子通过的路程是20cmD. 从B开始经过3s，振子通过的路程是30cm【答案】D【解析】【详解】AB．振子从B经O到C只完成半次全振动，再回到B才算完成一次全振动，完成一次全振动的时间为一个周期，故T=2s，AB错误；C．经过一次全振动，振子通过的路程是4倍振幅，故经过两次全振动，振子通过的路程是40cm，C错误；D．从B开始经过3s，振子通过的路程是30cm，D正确。故选D。8. UFC甩绳，又叫体能训练绳。训练目的是追求速度耐力和爆发力的均衡。如图甲所示，当挥舞甩绳时，由于方向、节奏、方式和波形不同，会让全身各个部位都做出对抗反应。训练方法分双手同抖和两臂交替抖两种。若抖动10m长的甩绳一端A，每秒做3次全振动，绳上形成的波视为简谐横波，某时刻的横波如图乙所示。则下列说法错误的是（　　）
 A. 绳上横波的波长是200cmB. 只增加上下振动的幅度，可以增大绳波的波长C. 绳上C点开始振动的方向向下D. 绳上横波的波速是6m/s【答案】B【解析】【分析】【详解】A．横波如图乙所示， ，波长是200cm，故A正确，不符合题意；B．振动的幅度即振幅与波长无关，故B错误，符合题意；C．C点开始振动的方向与B点开始振动方向相同，根据平移法可知，C点开始振动的方向向下，故C正确，不符合题意；D．每秒做3次全振动， ，横波的波速是故D正确，不符合题意；故选B。二、多项选择题（本题共4小题，共16分，每小题全选对的得4分，选对但不全的得2分，错选不得分．）9. 如图是单摆做阻尼振动的位移-时间图像，下列说法正确的是（　　）A. 阻尼振动是一种受迫振动B. 摆球在P与N时刻的势能相等C. 摆球在P与N时刻的动能相等D. 摆球在P与N时刻的机械能不相等【答案】BD【解析】【详解】A．阻尼振动不是一种受迫振动，故A错误；B．摆球在P与N时刻位移大小相等即摆球所处高度相同，则重力势能相同，故B正确；CD．由于阻力影响，单摆要克服阻力做功，在运动过程中机械能一直减小，故摆球在N时刻的机械能小于在P时刻的机械能，而重力势能相等，则摆球在N时刻的动能小于在P时刻的动能，故C错误，D正确。故选BD。10. 如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为和。C点是BE连线的中点，下列说法正确的是（　　）A. C、E两点都保持静止不动B. 图示时刻A、B两点的竖直高度差为C. 图示时刻C点正处在平衡位置且向上运动D. 从图示时刻起经后，质点B的路程为【答案】CD【解析】【详解】AB．A、E点是波峰与波峰相遇，B点是波谷与波谷相遇，均是振动加强点振幅为2A，但位移会发生变化，所以图示时刻A、B两点的竖直高度差为C点处于加强区域振幅为2A，此时处于平衡位置，AB错误；C．根据前面分析C点处于平衡位置，波峰位置正由E向B传播，所以可得C点正向上运动，C正确；D．根据公式有可得从图示时刻起经后，质点B的路程为D正确。故选CD。11. 在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，R为定值电阻，阻值为7.5 Ω.当开关S闭合后(　　) A. L1的电阻为 Ω B. L1消耗的电功率为7.5 WC. L2的电阻为7.5 Ω D. L2消耗的电功率为0.3 W【答案】CD【解析】【详解】电源电动势为3.0V，内阻不计，路端电压为3V．L1和两端的电压为3V，由图可知，此时的电流为0.25A，所以电阻值：，故A错误．
   由伏安特性曲线可以读出L1和两端的电压为3V，由图可知，此时的电流为0.25A，L1消耗的电功率为：P=UI=3.0×0.25=0.75W，故B错误．在乙图上做出电阻R的伏安特性曲线如图，
由于R与L2串联，所以二者的电流值是相等的，由图可以读出，此时二者的电压都是1.5V时，二者电压的和等于3.0V，此时的电流值是0.2A．所以，故C正确；L2消耗的电功率为：P′=U′•I′=1.5×0.2=0.3W，故D正确．故选CD.【点睛】在分析电阻的I-U与U-I图线问题时，关键是搞清图象斜率的物理意义，也就是说是K=，还是K=R．对于线性元件， ，但对于非线性元件，．12. 如图所示，C是放在光滑的水平面上的一块木板，木板的质量为，在木板的上表面有两块质量均为的小木块A和B，它们与木板间的动摩擦因数均为0.2。最初木板静止，A、B两木块同时以相向的水平初速度和滑上长木板，则下列说法正确的是（　　）A. 若A、B始终未滑离木板也未发生碰撞，则木板至少长为B. 木块B的最小速度是零C. 从刚开始运动到A、B、C速度刚好相等的过程中，木块A所发生的位移是D. 木块A向左运动的最大位移为【答案】AD【解析】【详解】AB．根据题意可得开始时AB均减速，此时木板C静止不动，A的速度先减小到零后与木板C一起反向向右加速，B继续向右减速，三者共速时木块B的速度最小，设AB质量为，木板质量为，取向右为正方向，根据动量守恒有解得即木块B的最小速度是；由能量守恒可得当木板有最短长度时有联立解得A正确，B错误；CD．木块A向左减速时根据动能定理可得解得木块A向左运动的最大位移为木块A向右加速过程中以AC为整体根据动能定理可得解得所以从刚开始运动到A、B、C速度刚好相等的过程中，木块A所发生的位移为C错误，D正确。故选AD。三、非选择题（60分）13. 在飞行器仪表上使用的电阻器和电位器，要求具有电阻温度系数低，电阻率大，耐磨等性能。实验小组测量一个由新材料制成的圆柱体的电阻率的实验，其操作如下：（1）用如图所示的游标卡尺新材料长度，其读数为______。使用螺旋测微器测量新材料的直径，示数如图丙所示，则新材料的直径是______。（2）此圆柱体电阻约为，欲测量这种材料的电阻率，现提供以下实验器材：A.电流表（量程，内阻）；B.电流表（量程，内阻约）；C.电压表（量程，内阻约为）；D.滑动变阻器（，额定电流）；E.定值电阻；F.直流电源（电动势为，内阻很小）G.开关一只，导线若干。为了尽可能精确测量圆柱体的阻值，在所给的方框中设计出实验电路图，并标明所选择器材的物理符号______。（3）此圆柱体长度为直径，若采用以上电路设计进行测量电阻率__________（写出表达式）（若实验中用到电流表、电流表、电压表，其读数可分别用字母、、来表示）。【答案】    ①.     ②.     ③.     ④. 【解析】【详解】（1）[1][2]游标卡尺读数为螺旋测微器测得直径的读数为（2）[3]电压表的量程远大于电源的电动势，所以电压表不适用，电流表中的满偏电流大于的满偏电流，同时的内阻已知，所以将与定值电阻串联改装成电压表测电压，改装后的电压表量程为该量程较合适，电流表测电流；由于改装电压表内阻已知，采用电流表外接法，滑动变阻器最大阻值小于待测电阻阻值，所以为了方便调节电路测多组数据，滑动变阻器采用分压式接法，电路图如下：（3）[4]根据电路图结合欧姆定律可得圆柱体电阻为同时根据电阻定律有联立解得14. 班里同学组织春游爬山，在山顶发现一棵合抱古树，他们想知道这颗古树的树围。由于未带卷尺，只备有救生绳（质量不计且不可伸长），于是他们利用单摆原理对古树的树围进行粗略测量。他们用救生绳绕树一周，截取长度等于树干周长的一段（已预留出打结部分的长度），然后在这段救生绳的一端系一个小石块。接下来的操作步骤为：I．将截下的救生绳的另一端固定在一根离地足够高的树枝上；II．移动小石块，使伸直的救生绳偏离竖直方向一个小于5的角度，然后由静止释放，使小石块在同-竖直面内摆动；III．从小石块经过平衡位置（已经选定参考位置）开始，用手机中的“秒表”软件计时（记为第1次经过平衡位置），至小石块第41次经过平衡位置，测出这一过程所用的总时间为94.20s。（1）根据步骤III，可得小石块摆动的周期T=______s；（2）经百度查得该地区的重力加速度为9.79m/s2，可估得该古树的树围C=______m；（结果保留2位有效数字）（3）若空气阻力的影响可不计，同时小石块摆动的周期T测量结果准确，考虑到该山的海拔较高，则该古树树围的测量值______（填“>”“<”或“=”）真实值。【答案】    ①.     ②.     ③. >【解析】【分析】【详解】(1)[1]从小石块经过平衡位置（已经选定参考位置）开始，用手机中的“秒表”软件计时（记为第1次经过平衡位置），至小石块第41次经过平衡位置，共经历n=20个周期，总时间为解得(2)[2]根据周期公式解得摆长为摆长即为树的周长，则(3)[3]山顶的海拔较高，所以实际重力加速度较小，所以同纬度的重力加速度偏大，则测量值>真实值。15. 有一小型直流电动机，把它接入U1 = 0.3 V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流为I1 = 0.6 A；若把电动机接入U2 = 3.0 V的电路中时，电动机正常工作，工作电流是I2 = 1.0 A，求：（1）电动机正常工作时的输出功率是多少；（2）如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大。【答案】（1）2.5 W；（2）18 W【解析】【详解】（1）当U1 = 0.3 V，I1 = 0.6 A时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机的内电阻为当U2 = 3.0 V，I2 = 1.0 A时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻，则电动机的输出功率为（2）当电动机正常工作被卡住时，电动机又为纯电阻，其热功率为16. 如图所示，光滑水平面上质量为m1=2 kg的物块以v0=2 m/s的初速度冲向质量为m2=6 kg静止的光滑圆弧面斜劈体。求：(1)物块m1滑到最高点位置时，二者的速度大小；(2)物块m1从圆弧面滑下后，二者速度大小。(3)若m1=m2，物块m1从圆弧面滑下后，二者速度大小。【答案】(1)0.5m/s；(2)-1m/s， 1m/s，；(3)0，2m/s【解析】【分析】【详解】(1)m1与m2作用过程水平方向遵从动量守恒定律，且到最高点共速，以v0方向为正，则有：代入数据解得(2) 物块m1从圆弧面滑下过程，水平方向动量守恒，动能守恒，则有：解得代入数据得(3)若，根据上述分析，物块m1从圆弧面滑下后，交换速度，即17. 在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距4m的A、B两点，如图甲、乙分别是A、B两质点的振动图像。已知该波波长大于2m，求这列波可能的波速。【答案】见解析【解析】【详解】由振动图像得质点振动周期T=0.4s；若波由A向B传播，B点比A点晚振动的时间（n=0、1、2、3……）所以A、B间的距离为（n=0、1、2、3……）则波长为因为λ>2m，所以n=0、1；当n=0时当n=1时若波由B向A传播，A点比B点晚振动的时间（n=0、1、2、3……）所以A、B间距离为（n=0、1、2、3……）则波长为因为λ>2m，所以n=0、1，当n=0时λ1=16m，v1=40m/s当n=1时，18. 已知质量为的物体在受到的回复力作用下，将做简谐运动，其偏离平衡位置的位移与时间t的关系到遵循规律，其中，为比例系数，A为振幅。如图，一竖直光滑的足够长圆管，内有一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧下端固定于地面上，上端与一质量为m的圆盘a相连，圆盘a静止时所在位置为O。另一质量为2m的圆盘b从距O高度为的P点由静止开始下落，与a发生碰撞，瞬间粘在一起向下运动，运动的最低点为Q。两圆盘厚度不计，半径相同且略小于圆管半径。在运动过程中，弹簧形变始终在弹性限度内，且当形变量为时，弹性势能为。重力加速度为g，忽略一切阻力。求：（1）整个运动过程系统损失的机械能；（2）圆盘a、b碰后做简谐运动的振幅；（3）从圆盘b开始下落到第一次运动至最低点Q所用的时间。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【分析】【详解】（1）b从P点到O点，由动能定理得碰撞过程由动量守恒，得损失的机械能可得（2）圆盘a处于O点时，弹簧压缩了l0，由胡克定律得碰后a、b一起运动了l1到达最低点Q，由能量守恒得解得a、b处于平衡位置M时，弹簧压缩了l2，由胡克定律得3mg=kl2所以振幅（3）开始圆盘b做自由落体运动由题意可知，a、b一起做简谐运动的周期OM距离为为振幅的一半，由简谐运动时间关系可知，从O到M的时间从M到最低点Q的时间所以总时间附加题：19. 如图所示，质量为的光滑半圆形凹槽放在光滑水平面上，凹槽的半径为，质量为的小球从凹槽的左侧最高点由静止释放。求：（1）当小球滑至凹槽的最低点时，、相对地面的速度大小；（2）当小球滑至凹槽的最低点时，小球对凹槽的压力；（3）相对地面的运动轨迹方程。【答案】（1），；（2），方向竖直向下；（3）【解析】【详解】（1）设小球滑至凹槽的最低点时，小球和凹槽的速度大小分别为和，根据水平方向动量守恒有机械能守恒有联立解得，（2）当小球滑至凹槽的最低点时有解得根据牛顿第三定律可得此时小球对凹槽的压力大小为，方向竖直向下。（3）如图建立直角坐标系，其中为小球的初始位置，为凹槽静止时圆心的位置，设小球从静止滑至某位置时的水平位移为，凹槽的圆心向左运动了，设此时凹槽的圆心与小球的连线与水平方向的夹角为，可得， 根据系统在水平方向动量守恒可得即联立可得相对地面的运动轨迹方程为