甘肃省定西市岷县2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题（解析版）

这是一份甘肃省定西市岷县2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题（解析版），共16页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本试卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
3．本试卷命题范围：必修第三册，选择性必修第一册第一章。
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. 下列对于电流说法正确的是（ ）
A. 根据，可知电流I与电荷量q成正比，与时间t成反比
B. 电流是矢量，它的方向与正电荷定向运动的方向相同
C. 电路要产生电流，必须存在自由电荷
D. 由于电路中电场力的存在，电荷会不断加速下去
【答案】C
【解析】
【详解】A．因为是电流强度定义式，电流与通过导体某一横截面的电荷量与所用时间无关，故A错误；
B．电流虽然有大小也有方向，但是不满足矢量运算法则，电流是标量，故B错误；
C．电荷定向移动形成电流，所以电路要产生电流，必须存在自由电荷，故C正确；
D．电荷在电路中受到电场力外还因为和原子石的碰撞产生阻力，可以看成匀速运动，此阻力宏观体现为电阻，故电荷不会一直加速下去，故D错误。
故选C。
2. 如图，在水平虚线右方存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。边长为L的n匝线圈垂直磁场放置，线圈左边一半始终在磁场外，右边一半始终在磁场内。穿过线圈的磁通量的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由磁通量的定义知
磁感线穿过的面积为
联立可得
故选C。
3. 滑板运动是青少年比较喜欢的一种户外运动。现有一个质量为m的小孩站在一辆质量为km的滑板车上，小孩与滑板车一起在光滑的水平路面上以速度匀速运动，突然发现前面有一个小水坑，由于来不及转向和刹车，该小孩立即相对地面以速度向前跳离滑板车，滑板车速度大小变为原来的，但方向不变，则k为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】小孩跳离滑板车时，与滑板车组成的系统在水平方向的动量守恒，由动量守恒定律有
解得
故选C。
4. 如图所示，将质量相同的三个物体从水平地面上的A点以同一速率沿不同方向抛出，运动轨迹分别为图中的1、2、3所示。若忽略空气阻力，三个物体从抛出到落地过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 轨迹为1的物体在空中飞行时间最短
B. 轨迹为2的物体所受重力的冲量最大
C. 轨迹为3的物体运动到最高点的速度为零
D. 三个物体在任意单位时间内的速度变化量一定相同
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据斜上抛运动的对称性，可知物体从最高点运动为平抛运动，由
斜抛的总时间为
联立可得
因，则可得轨迹为1的物体在空中飞行时间最长，由重力的冲量为
则轨迹为1的物体所受重力的冲量最大，故AB错误；
C．物体做斜上抛运动，在最高点时竖直方向速度为零，当水平方向速度不为零，故三个物体运动到最高点的速度均不为零，故C错误；
D．三个物体均做斜上抛运动，由
可知，三个物体在任意单位时间内的速度变化量一定相同，故D正确。
故选D
5. 如图所示，用绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为m，电荷量为q。现施加水平向右的匀强电场，小球平衡时静止在A点，此时轻绳与竖直方向夹角为。将小球向右拉至轻绳水平后由静止释放，已知重力加速度g，下列说法正确的是（ ）
A. 小球带负电
B. 电场强度的大小为
C. 小球运动到A点时速度最大
D. 小球运动到最低点B时轻绳的拉力最大
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球平衡时静止在A点，根据平衡条件知小球所受电场力与电场线方向相同，故小球带正电，故A错误；
B．小球静止，根据平衡条件有
解得
故B错误；
C．小球向右拉至轻绳水平后由静止释放，向下运动到任一点时，设轻绳与竖直方向夹角为，绳长为，由牛顿第二定律有
可知，小球运动到平衡位置A点时
小球速度达到最大，小球对轻绳拉力最大，故C正确，D错误。
故选C。
6. 一名连同装备总质量为M的航天员，脱离宇宙飞船后，在离飞船x处与飞船处于相对静止状态。装备中有一个高压气源能以速度v（以飞船为参考系）喷出气体从而使航天员运动。如果航天员一次性向后喷出质量为Δm的气体，且在规定时间t内返回飞船。下列说法正确的是（ ）
A. 喷出气体的质量Δm小于
B. 若高压气源喷出气体的质量不变但速度变大，则返回时间大于t
C. 若高压气源喷出气体的速度变大但动量不变，则返回时间小于t
D. 在喷气过程中，航天员、装备及气体所构成的系统动量和机械能均守恒
【答案】A
【解析】
【详解】A．由题知，航天员的速度为
喷气过程系统动量守恒，以宇航员的速度方向为正方向，由动量守恒定律得
解得
故A正确；
B．根据动量守恒有
解得
若高压气源喷出气体的质量不变但速度变大，则变大，故返回时间小于t，故B错误；
C．根据动量守恒有
解得
若高压气源喷出气体的速度变大但动量不变，根据
可知减小，故减小，则返回时间大于t，故C错误；
D．在喷气过程中，航天员、装备及气体所构成的系统动量守恒，整个系统的动能增加，故系统机械能不守恒，故D错误。
故选A。
7. 如图所示，图线是太阳能电池在某光照强度下路端电压和干路电流的关系图像，电池内阻不是常量。图线是某光敏电阻的图像，虚直线为图线过点的切线，在该光照强度下将它们组成闭合回路时（ ）
A. 太阳能电池的电动势为6VB. 光敏电阻的功率为1W
C. 光敏电阻的阻值为D. 太阳能电池的内阻为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由闭合电路欧姆定律可得，当电流为0时，图线a的纵截距表示电源电动势，所以
故A错误；
C．由图可知在某光照强度下将它们组成闭合回路时，则该电阻两端电压为4V，通过该电阻电流为0.2A，则该电阻的阻值为
故C错误；
B．光敏电阻的功率为
故B错误；
D．太阳能电池的内阻为
故D正确。
故选D。
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. 在等量异种点电荷的电场中，电场线的分布及a、b、c、d四点的位置如图所示，其中a、b在两电荷连线上且 b点是两电荷连线的中点，d点在连线的中垂线上。下列说法正确的是（ ）
A. a、b、c三点电场强度大小关系是
B. a、 b、 c、 d四点电势高低关系是
C. 把同一负电荷分别放在a、b、c、d四点，该电荷在 a点具有的电势能最小
D. 把一负电荷沿直线从a点移动到b点再到d点，电场力始终做负功
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据等量异种点电荷的电场线的分布，电场线越密集的地方电场强度越大，则
故A错误；
B.根据沿电场线电势逐渐降低，且等量异种点电荷连线的中垂线是等势线，因此
故B正确；
C.根据
可知，把同一负电荷分别放在a、b、c、d四点，该电荷在 a点具有的电势能最小，故C正确；
D.把一负电荷沿直线从a点移动到b点电场力做负功，从b点再沿直线移动到d点电场力不做功，故D错误。
故选BC。
9. 为了探究变化电阻消耗的功率随其电阻值的变化规律，设计电路如图1所示，电源电动势恒定，定值电阻R0=2 Ω。测得电阻箱所消耗的功率P随电阻箱读数R变化的曲线如图2所示，随着电阻箱电阻值R的增大，下列判断正确的是（ ）
A. 电源电动势为45 V，内阻为3 Ω
B. 电源的输出功率一直增大
C. 电源输出功率最大值为75 W
D. 电阻箱所消耗的功率P最大时，电源效率大于50%
【答案】CD
【解析】
【详解】A．把R0等效成内阻(r+R0)，电阻箱所消耗的功率P等于电源的输出功率，由图2可知，当R=5 Ω时，R消耗的功率最大为45 W，可知
r+R0=5 Ω
解得
r=3 Ω
根据R消耗的最大功率
P=I2R
解得
I=3 A
则电源电动势
E=I(R+r+R0)=30 V
故A错误；
BC．当电源内外电阻相等时电源输出功率最大，此时电路总电阻为2r，电路中电流
I2==5 A
最大输出功率
Pm=r=75 W
可知电源输出功率先增大后减小，最大功率为75 W，故B错误，C正确；
D．电阻箱所消耗的功率P最大时，电源效率η=×100%=70%，故D正确。
故选CD。
10. 如图所示，质量m=2kg的物块A以初速度v0=2m/s滑上放在光滑水平面上的长木板B上，A做匀减速运动，B做匀加速运动，经过时间t=1s物块A、长木板B最终以共同速度v=1m/s匀速运动，重力加速度g取10，由此可求出（ ）
A. 长木板B的质量为2kg
B. 物块A与长木板B之间的动摩擦因数为0.1
C. 长木板B的长度至少为2m
D. 物块A与长木板B组成的系统损失的机械能为2J
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．A做匀减速运动，B做匀加速运动，最后一起做匀速运动，共同速度、取向右为正方向，设B的质量为M。根据动量守恒定律得
解得
故A正确；
B．木板B匀加速运动的加速度
根据牛顿第二定律，对B得
解得
故B正确；
C．前1s内B的位移
A的位移
所以木板B的最小长度
L=
故C错误；
D．A、B组成的系统损失的机械能
故D正确。
故选ABD。
三、非选择题：本题共5小题。共54分。
11. 用图甲实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为：
①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平；
②让质量为的入射球多次从斜槽上S位置静止释放，记录其平均落地点位置；
③把质量为的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上S位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置；
④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为、、，如图乙，分析数据：

（1）实验中入射球和被碰球的质量应满足的关系为______。
A． B． C．
（2）（单选）关于该实验，下列说法正确的有______。
A．斜槽轨道必须光滑 B．铅垂线的作用是检验斜槽末端是否水平
C．入射球和被碰球的半径必须相同 D．实验中必须测量出小球抛出点的离地高度H
（3）若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为______。（均用题中所给物理量的符号表示）
【答案】 ①. C ②. C ③.
【解析】
【详解】（1）[1]为了避免碰撞后小球被撞回，所以要求入射球的质量大于被碰球的质量，即。
故选C。
（2）[2]A．只要保证每一次小球从同一位置静止释放，使得小球获得相同的初速度即可，斜槽轨道可以不用光滑，故A错误；
B．铅垂线的作用是用来确定O点位置的，不是用来检验斜槽是否水平，故B错误；
C．为了能够让小球发生对心碰撞，入射球和被碰球的半径必须相同，故C正确；
D．小球从斜槽末端飞出后，做平抛运动，由于高度相同，所以在空中运动时间相同，即可用水平位移表示速度，所以不需要测量小球抛出点的离地高度H，故D错误。
故选C。
（3）[3]设小球在空中运动的时间为t，若满足动量守恒定律有
整理得
12. 某同学用图1电路做“测量电池的电动势和内阻”实验。可用的器材有：
A．电源（电动势约3 V，内阻约10 Ω）
B．电压表V（量程0~50 mV，内阻为50 Ω）
C．电流表A（量程0~100 mA，内阻约为2.5 Ω）
D．电阻箱R（0~999.9 Ω，最小改变值为0.1 Ω）
E．定值电阻R1（阻值为2 950 Ω）
F．定值电阻R2（阻值为9 950 Ω）
G．开关S及若干导线
在尽可能减小测量误差的情况下，请回答下列问题：
(1)定值电阻应选用______；（填写器材前面的字母序号）
(2)实验步骤如下：
①闭合S，调节电阻箱的阻值使电流表的示数为100 mA，此时电阻箱的阻值为14.3 Ω，电压表的示数为U0；
②断开S，拆下电流表，将B与C用导线直接相连，闭合S，调节电阻箱的阻值使电压表的示数仍为U0，此时电阻箱的阻值为17.0 Ω，则电流表的内阻为________Ω；
③调节电阻箱阻值，记下电阻箱阻值R1，电压表的示数U1；多次改变电阻箱的阻值，可获得多组数据。作出电压表示数的倒数随电阻箱的阻值的倒数的图线如图2所示，若不考虑电压表对电路的影响，电池的电动势和内阻分别为_____V、______Ω（结果保留三位有效数字）。
【答案】 ①. E ②. 2.7 ③. 2.90 ④. 12.0
【解析】
【详解】(1)[1]若定值电阻应选用阻值为的电阻，根据欧姆定律可得
若定值电阻应选用阻值为的电阻，根据欧姆定律可得
定值电阻应选用阻值为的电阻即选E；
(2)②[2]电压表示数保持不变，则外电路电阻不变，电流表的内阻
③[3][4]若不考虑电压表对电路的影响，则路端电压
根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
结合丙图有
解得
13. 在如图所示的电路中，电源电动势，定值电阻。闭合开关S后，电动机正常工作，此时电流表的示数为、电压表的示数为。已知电流表和电压表均为理想电表。
（1）电源的内阻多大？
（2）电动机正常工作时，电源的输出功率是多大？
（3）若电动机正常工作时的机械效率为80%，则电动机的内阻是多大？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律有
代入数据解得
（2）电动机正常工作时，电源的输出功率是
（3）设电动机的内阻为，则有
解得
14. 如图所示，一不可伸长的轻质细绳长为R，一端悬于O点，另一端系一质量为m的小球a。上表面为圆弧轨道、质量为的小车静止在水平地面上，圆弧轨道的半径也为R且最低点与水平面相切，质量为m的小球b静止于圆弧轨道的最低点。现将小球a的悬线拉至水平，然后由静止释放，小球a到达最低点时与小球b相碰，碰撞时间极短且无能量损失，已知重力加速度为g，所有接触面摩擦忽略不计。求：
（1）小球a碰前瞬间的速度大小；
（2）小球a、b碰撞后瞬间各自的速度大小；
（3）小球b在小车上上滑的最大高度。
【答案】（1）；（2）0，；（3）
【解析】
【详解】（1）小球a下摆过程中，由动能定理得
解得
（2）小球a与小球b碰撞，由动量守恒定律得
机械能守恒得
联立以上各式得
（3）小球b滑上小车圆弧轨道，由动量守恒定律得
机械能守恒得
联立解得
15. 如图所示，两相同极板M、N的长度为L=0.6m，相距d=0.5m，为极板右边界，的右侧存在竖直向下的匀强电场，电场强度为E=10N/C。光滑绝缘圆弧轨道ABC竖直放置，A与在同一竖直线上，圆弧AB的圆心角θ=53°，BC是竖直直径。小球以v0=3m/s的水平速度从左侧飞入极板M、N，飞离极板后恰好从A点沿切线方向进入圆弧轨道。已知小球质量m=1.0kg，电荷量q=0.5C，重力加速度g=10m/s2，cs53°=0.6，不计空气阻力。求：
（1）小球在A点的速度vA；
（2）M、N极板间的电势差U；
（3）欲使小球沿圆弧轨道能到达最高点C，半径R的取值范围。
【答案】（1）5m/s；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）在A点速度
（2）小球在平行金属板间做类平抛运动，带电粒子在平行板中运动时间为
在A点，竖直分速度
解得
由牛顿第二定律得
又
解得
（3）若小球能到达最高点C，且不会脱离轨道，在此过程中，由动能定理得
小球能到最高点C，需在C点满足
解得