广东省阳江市高新区2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题（解析版）

这是一份广东省阳江市高新区2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题（解析版），共18页。
注意事项：1．答卷前，考生务必用黑色字迹钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。用2B铅笔将试卷相应类型填涂在答题卡相应位置上。将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液，不按以上要求作答的答案无效。
4．作答选考题时，请先用2B铅笔填涂选做题的题号对应的信息点，再作答。漏涂、错涂、多涂的，答案无效。
5．考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 如图，质量为60kg的人站在水平地面上，用定滑轮装置将质量为的重物送入井中。当重物以的加速度加速下落时，忽略绳子和定滑轮的质量及绳子与定滑轮间的摩擦，则人对地面的压力大小为（g取）（ ）
A. 200NB. 920NC. 320ND. 280N
【答案】C
【解析】
先研究重物，重物的加速度，受到重力与绳子的拉力，根据牛顿第二定律有
解得
再以人为研究对象，受力分析，重力Mg、绳子向上的拉力F、地面的支持力N，处于平衡状态。则根据平衡条件有
解得
由牛顿第三定律可得：人对地面的压力大小为
故选C。
2. 如图所示，固定的光滑斜面上有两点A、B ，A到斜面顶端的距离为L 。可视为质点的小球从斜面顶端由静止释放，若A、B间的距离为L，小球通过A、B的时间为Δt1；若A、B间的距离为2L，小球通过A、B的时间为Δt2。Δt1：Δt2为（ ）
A. ：
B. （）：（）
C. （）：（）
D. （）：（）
【答案】B
【解析】
小球做初速度为零的匀加速直线运动，通过第一个L、第二个L、第三个L所用的时间之比为
所以
故选B。
若物体做初速度为零的匀加速直线运动，将位移从开始分为相邻相等的若干段，每段为L，则由
得
所以，物体通过前L、前2L、前3L所用的时间之比为
物体通过第一个L、第二个L、第三个L所用的时间之比为
3. 中国的二十四节气是中华民族优秀的文化传统与祖先广博智慧的世代传承， 被国际气象界誉为中国“第五大发明”。如图所示为地球沿椭圆轨道绕太阳运动所处的四个位置， 分别对应我国的四个节气。冬至和夏至时地球中心与太阳中心的距离分别为r1、r2，下列说法正确的是（ ）
A. 冬至时地球的运行速度最小
B. 地球运行到冬至和夏至时，运行速度之比为
C. 地球从秋分到冬至的运行时间为公转周期的
D. 地球在冬至和夏至时， 所受太阳的万有引力之比为
【答案】B
【解析】
A．由开普勒第二定律可知，地球绕太阳做椭圆运动时，近地点的速度大于远地点的速度，所以冬至时运行速度大，A错误；
B．行星从轨道的冬至位置经足够短的时间t，与太阳的连线扫过的面积可看作很小的扇形，其面积；同理行星从轨道的夏至位置经足够短的时间t，与太阳的连线扫过的面积可看作很小的扇形，其面积，；根据开普勒第二定律，得，即速度之比为，B正确；
C．由开普勒第二定律可知，冬至附近速度快，时间短，所以周期小于公转的，C错误；
D．由万有引力公式 可知，与成反比，所以引力之比为，D错误。
故选B。
4. 如图，倾角为37°的传送带沿逆时针方向以4m/s的速度匀速转动，将质量为1kg的小物块轻放在传送带的顶端A处，经过2s小物块到达传送带的底端B处。已知小物块与传送带之间的动摩擦因数为0.25，重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。下列说法正确的是（ ）
A. 小物块一直做匀变速运动
B. A、B间的长度为11.5m
C. 小物块到达B处时的速度大小为16m/s
D. 全过程中小物块机械能减少23J
【答案】B
【解析】
A．当小物块的速度小于传送带的速度时，由牛顿第二定律可知
解得
当小物块的速度等于传送带的速度时，由于
小物块会继续以a2加速运动至B点，由牛顿第二定律可知
解得
故全程做变加速运动，故A错误；
C．设小物块从A点运动到与传送带共速时经过的时间为t1，则
由题可知，全程运动时间为
到达B点时的速度为
解得
故C错误；
B．AB间长度为
解得
故B正确；
D．全过程中小物块机械能减小量为
解得
故D错误。
故选B
5. 如图所示，一金属圆环均匀分布着电量为Q的正电荷，圆环放置在水平面上，半径为R（圆环的的宽度忽略），在距圆心O点也为R的正上方静止放置一个质量为m，电量为q（q的大小未知）点电荷（静电力常量为，重力常数为），则q等于（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
设将圆环上的电荷分成（）个极小段电荷，则每段电荷电量为，由题中几何关系可知各小段电荷对q的作用力方向与竖直方向夹角均为，如图所示
根据库仑定律有
整个圆环的电量Q对q的电场力的合力是竖直向上的且大小等于q的重力，根据平衡条件有
解得
故选C。
6. 如图为两元件甲、乙的伏安特性曲线，两图线交于A点，A点坐标为（12V，1.5A），甲的图线（直线）与横轴所成夹角θ为30°。下列说法正确的是（ ）
A. 甲元件电阻为
B. 在A点，甲的电阻大于乙的电阻
C. 由图可知乙元件电阻随电压增大而减小
D. 若将甲、乙元件串联，电流为1A时，甲、乙元件的总电压为13V
【答案】D
【解析】
A．根据图像可知，甲元件的电阻
故A错误；
B．在A点，甲、乙两元件的电压、电流相同，由欧姆定律可知，甲的电阻等于乙的电阻，故B错误；
C．根据欧姆定律可知，图像上点与原点连线斜率的倒数等于电阻，由题图可知，元件乙对应图像上点与原点连线斜率逐渐减小，则乙元件电阻随电压增大而增大，故C错误；
D．若将甲、乙元件串联，电流为1A时，此时甲元件的电压为
由图像可知，乙元件的电压为5V，则甲、乙元件的总电压为
故D正确。
故选D。
7. 如图所示，在直角三角形abc中，∠a = 60°，d为ac的中点；三根通电长直导线垂直于纸面分别过a、b、c三点，三根导线中的电流大小分别为I、2I、3I，方向均向里。通电长直导线在其周围空间某点产生的磁感应强度的大小公式为，其中I表示电流强度，r表示该点到导线的距离，k为常量，已知c点处导线在d点产生的磁感应强度的大小为B0，则d点的磁感应强度大小为（ ）
A. B. B0C. D.
【答案】A
【解析】
设直角三角形abc的ab边长为r，则
根据通电长直导线的磁感应强度公式
a、b两点处的通电长直导线在d点产生的磁感应强度的大小分别为、，a、c两点处的通电长直导线在d点产生的磁感应强度的方向相反，合磁感应强度的大小为，且合磁感应强度的方向与b点处的通电长直导线在d点产生的磁感应强度的方向成120°角，可得d点的磁感应强度的大小为。
故选A。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图，小球X、Y用不可伸长的等长轻绳悬挂于同一高度，静止时恰好接触，拉起X，使其在竖直方向上升高度h后由静止释放，X做单摆运动到最低点与静止的Y正碰。碰后X、Y做步调一致的单摆运动，上升最大高度均为，若X、Y质量分别为mx和my，碰撞前后X、Y组成系统的动能分别为Ek1和Ek2，则（ ）
A. =1B. =2C. =2D. =4
【答案】AC
【解析】
小球X由最高点运动到与小球Y发生碰撞的过程，根据机械能守恒定律有
两球碰撞后一起上升到最高点的过程，根据机械能守恒定律有
两球碰撞过程，根据动量守恒有
联立求得
故选AC。
9. 如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c（均可视为点电荷）分别位于边长为L的正三角形的三个顶点上；a、b所带的电荷量均为q且为同种电荷，整个系统置于水平方向的匀强电场中。已知静电力常量为k，若三个小球均处于静止状态，则下列说法正确的是（ ）
A. 如果a、b带正电，那么c一定带负电
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. c的电荷量大小为a、b的倍
D. 匀强电场的方向与ab边垂直且由c指向ab
【答案】AB
【解析】
A．三个小球均处于静止状态，合力为零，则三个小球所带的电荷量总和为零，如果a、b带正电，则c必带负电，故A正确；
B．设c球电荷量大小为Q，匀强电场强度大小为E，对小球c，有
解得
（方向与a、b连线垂直）
故B正确；
C．把三个小球作为整体，题意知整体电场力合力为零，所以整体电荷量为0，由于a、b所带的电荷量均为q且为同种电荷，故c所带电荷量的大小为2q，故C错误；
D．由于三个小球所带电荷的电性未知，故只能确定电场的方向垂直于a、b连线，不能确定匀强电场的电场强度具体方向，故D错误。
故选AB。
10. 半径相同的光滑小球A、B、C按图示放置，其中A、B球用长度为l的竖直轻杆连接，B、C球挨着，但不粘连。在受轻微扰动后轻杆开始向左倾斜，三个小球始终在同一竖直面内运动，A球着地后不反弹。已知小球C的最大速度为v，小球A、B、C的质量分别为3m、2m、m，重力加速度为g，则（ ）
A. B、C球分离时，A球的加速度竖直向下
B. A球落地前瞬间的速度大小为
C. 从A球开始运动到落地前瞬间的过程中杆对A球始终做负功
D. 从A球开始运动到落地前瞬间三小球组成的系统动量守恒
【答案】AB
【解析】
A．B、C分离时，B、C间的弹力为0，且加速度相等，C的加速度为0，则B的加速度也为0，杆上的弹力为0，则A的加速度为g，方向竖直向下，故A正确；
D．A、B、C三球组成的系统在水平方向上所受合外力为0，水平方向动量守恒，但竖直方向动量不守恒，故D错误；
B．A球落地前瞬间，A、B水平方向速度相等，在水平方向有
又B球只有水平方向的速度，由机械能守恒有
联立解得
故B正确；
C．B、C分离前，杆中弹力沿杆向外，此时杆对B做正功，对A做负功，分离后，杆中弹力沿杆向内，对A做正功，故C错误。
故选AB。
三、非选择题（本题共5小题，共54分。考生根据要求作答。）
11. 某实验小组在完成“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验后，为提高测量精度，重新设计实验方案来测量弹簧的劲度系数k。实验装置如图甲所示，实验步骤如下：
①用卡钳将游标卡尺的游标尺竖直固定在一定高度；
②弹簧的一端固定在游标卡尺尺身的外测量爪上，另一端勾住钢球上的挂绳；
③将钢球放在水平放置的电子天平上，实验中始终保持弹簧竖直且处于拉伸状态（在弹性限度内）；
④初始时，调节游标卡尺使其读数为0.00，此时电子天平示数为；
⑤缓慢向下拉动尺身，改变电子天平的示数m，m每增加，拧紧游标尺紧固螺钉，读出对应的游标卡尺读数L，在表格中记录实验数据。
完成下列填空：
（1）缓慢向下拉动尺身，弹簧伸长量将____________（填“增大”或“减小”）；
（2）部分实验数据如下表，其中6号数据所对应的游标卡尺读数如图乙所示，其读数为：____________；
（3）根据上表，用“×”在图丙坐标纸中至少描出5个数据点，并绘制图像；
（4）写出m随L的变化关系：____________（用、L、k和重力加速度g表示）；
（5）根据图像可得弹簧的劲度系数____________（g取，结果保留3位有效数字）。
【答案】（1）减小 （2）
（3） （4）
（5）2.45
【解析】
【小问1详解】
弹簧处于伸长状态，缓慢向下拉动尺身，弹簧总长度减小，故弹簧伸长量将减小；
【小问2详解】
其中6号数据所对应的游标卡尺读数
【小问3详解】
图像如图所示
【小问4详解】
设钢球的质量为，初始状态弹簧的伸长量，则
两式联立得
【小问5详解】
由
可知图像的斜率为
得
12. 某同学用斜轨道和水平轨道来验证动量守恒定律，如图所示，将斜轨道固定，并与水平轨道在O点由小圆弧平滑连接，将一物块甲由斜轨道上某一位置静止释放，物块甲最后停在水平轨道上，多次重复该操作，找到物块甲的平均停留位置，记为P点；将相同材质的物块乙放在O点，再次让物块甲由斜轨道上静止释放，多次重复该操作，找到物块甲、乙的平均停留位置，分别记为M、N点，回答下列问题。
（1）物块甲的质量应__________（选填“大于”“等于”或“小于”）物块乙的质量。
（2）物块甲每次的释放位置应__________（选填“相同”或“不同”）。
（3）若物块甲、乙的质量分别为、，O点到P、M、N三点的距离分别为、、，若关系式__________成立（用、、、、表示），则说明该碰撞过程动量守恒；若关系式__________也成立（用、、表示），则说明该碰撞为弹性碰撞。
【答案】（1）大于 （2）相同
（3） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
为保证碰撞过程不反弹，则甲的质量应大于乙的质量。
【小问2详解】
为保证碰撞前甲的速度均相同，则甲每次应从同一位置释放。
【小问3详解】
[1] 物块在水平面上做匀减速运动，根据匀变速直线运动规律，则有
解得
若碰撞过程动量守恒。则有
即
[2] 若为弹性碰撞，则有
联立可得
13. 如图甲所示，一质量为m=2kg的小物块从倾角α=37°的斜面上的A点由静止开始滑下，最后停在水平面上的C点。已知小物块与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面在B点处平滑连接，小物块滑过斜面与水平面连接处时无机械能损失。从滑块滑上水平面BC开始计时，其运动的速度图像如图乙所示。已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，g=10m/s2。
（1）求物块与水平面间的动摩擦因数；
（2）求A、B两点间的距离。
【答案】（1）0.5 （2）6.25m
【解析】
小问1详解】
由图乙求得物块在水平面上滑行的加速度大小为
根据牛顿第二定律，有
求得物块与水平面间的动摩擦因数为
【小问2详解】
物块在斜面上滑行过程中，根据牛顿第二定律，有
另外
代入数据求得
14. 如图，在水平固定平台的左侧固定有力传感器，质量，长度的形平板紧靠平台右侧且上表面与平台等高，形平板右侧为竖直弹性挡板（即物体与挡板的碰撞可视为弹性碰撞），质量且可视为质点的物块被外力固定在平台上。现将弹性装置放在物块与传感器中间的空隙处，随即解除物块的束缚，物块离开弹性装置前，传感器的示数如图乙，物块离开弹性装置后滑入形平板，一段时间后在平板的正中间与平板达到相对静止。不计物块与平台间、形平板与地面间的摩擦，重力加速度取。求：
（1）物块与弹性装置分离时的速度；
（2）形平板上表面与物块间的动摩擦因数（结果保留2位有效位数）。
【答案】（1）
（2）0.27或0.80
【解析】
【小问1详解】
图乙中，图像与时间轴所围几何图像的面积表示弹力的冲量，则内，物块所受弹力的冲量
内对物块用动量定理
故物块与弹性装置分离时的速度
；
【小问2详解】
物块与形平板在水平方向动量守恒，从物块滑入形平板到与平板共速
由能量守恒
又
若物块与挡板相碰
代入数据得
若物块不和挡板相碰，则
代入数据得
15. 如图所示，质量为m，带电荷量为的小球（可看作质点）与不可伸长的绝缘细绳相连，细绳另一端固定在O点，细绳长度为L，O点距离水平地面的高度为2L，空间存在竖直向上的匀强电场。现在最高点给小球一水平向右的初速度，此时细绳上的拉力恰好为0，重力加速度大小为g。
（1）求匀强电场的电场强度E的大小；
（2）若小球运动到最低点时细绳恰好被拉断，在小球脱离细绳的瞬间电场变为水平向左，则小球的落地点到O点的水平距离x。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
在最高点，有
解得
小问2详解】
小球从最高点运动到最低点过程中，根据动能定理
细绳被拉断后，小球竖直方向做自由落体运动
水平方向做匀加速直线运动
其中
解得
数据编号
1
2
3
4
5
6
游标卡尺读数
0.00
4.00
8.10
12.08
16.00
？
电子天平示数
28.00
29.00
30.00
31.00
32.00
33.00