2021-2022学年山东师范大学附属中学高二上学期期中考试物理试题（Word版）

山东师范大学附属中学2021-2022学年高二上学期期中考试物理试卷

一、单选题（共10小题，每题3分，共30分）

1．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝中不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为0，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e，质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是(　　)

A． B．

C． D．

2.如图所示电路，闭合开关S，两个灯泡都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，该电路的故障可能是(   )

A.电流表坏了或未接好               B.从点a经过灯到点b的电路中有断路

C.灯的灯丝断了或灯座未接通        D.电流表和灯都坏了

3．为测量“12V　5W”的小电珠在不同电压下的功率，给定了以下器材：电源(电动势为12V，内阻不计)；电流表(量程0～0.6A、0～3A，内阻约为0.2Ω)；电压表(量程0～3V、0～15V，内阻约为15kΩ)；滑动变阻器(0～20Ω，允许最大电流1A)；开关一个；导线若干．实验要求加在小电珠上的电压可从零开始调节．以下四个电路图你认为最合适的是(　　)

4．如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻恒定且不可忽略。初始时刻，电路中的电流等于I0，且观察到电动机正常转动。现在调节滑动变阻器使电路中的电流减小为I0的一半，观察到电动机仍在转动。不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是(　　)

A．电源的热功率减小为初始时的一半

B．电源的总功率减小为初始时的一半

C．电动机的热功率减小为初始时的一半

D．变阻器的功率减小为初始时的

5．如图所示，有一电荷静止于电容器两极板间，电源内阻不可忽略，闭合开关S后将滑动变阻器滑片向上移动少许，稳定后三个灯泡依然能够发光，则下列说法中正确的是

A．小灯泡L1、L3变暗，L2变亮

B．该电荷一定带正电

C．电容器C上电荷量减小

D．电流表始终存在从左向右的电流

6.如图所示，在一次冰壶比赛中，冰壶(可看成质点)被释放后，在水平面上做匀减速直线运动，依次经过a、b、c三点，到达c点时冰壶恰好停止．已知a、b间的距离是b、c间距离的3倍．不计空气阻力，下列说法正确的是(　　)

A．冰壶通过ab段所用时间小于通过bc段所用时间

B．冰壶在ab段所受摩擦力的冲量等于在bc段所受摩擦力的冲量

C．冰壶在ab段的动量变化量大于在bc段的动量变化量

D．冰壶在ab段的动能变化量等于在bc段的动能变化量

7．用豆粒模拟气体分子，可以模拟气体压强产生的原理．如图所示，从距秤盘80 cm高度把1 000粒的豆粒连续均匀地倒在秤盘上，持续作用时间为1 s，豆粒弹起时竖直方向的速度变为碰前的一半．若每个豆粒只与秤盘碰撞一次，且碰撞时间极短，已知1 000粒的豆粒的总质量为100 g，则在碰撞过程中秤盘受到压力大小约为(　　)

A．0.2 N  B．0.6 N

C．1.0 N  D．1.6 N

8．在光滑水平面上，有两个小球A、B沿同一直线同向运动（B在前），已知碰前两球的动量分别为pA=12kg·m/s、pB=13kg·m/s，碰后它们动量的变化分别为ΔpA、ΔpB。下列数值可能正确的是

A．ΔpA=-3kg·m/s、ΔpB=3kg·m/s

B．ΔpA=3kg·m/s、ΔpB=-3kg·m/s

C．ΔpA=-24kg·m/s、ΔpB=24kg·m/s

D．ΔpA=24kg·m/s、ΔpB=-24kg·m/s

9.如图所示，在光滑的水平面上，静置一个质量为M小车，在车上固定的轻杆顶端系一长为l的细绳，绳的末端拴一质量为m的小球，将小球拉至水平右端后放手，则(　　)

A．系统的动量守恒

B．水平方向任意时刻m与M的动量等大反向

C．m不能向左摆到原高度

D．小球和车可以同时向同一方向运动

10.质量为M的小车静止在光滑水平面上，车上是一个四分之一的光滑圆周轨道，轨道下端切线水平．质量为m的小球沿水平方向从轨道下端以初速度滑上小车，重力加速度为g，如图所示．已知小球不从小车上端离开小车，小球滑上小车又滑下，与小车分离时，小球与小车速度方向相反，速度大小之比等于1∶3，则m∶M的值为(　　)

A．1∶3                              B．1∶4

C．3∶5  D．2∶3

二、多选题（共6小题，每题4分，共24分）

11．如图所示，电流表A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)是由两个相同的电流计改装而成的。现将这两个电流表并联后接入电路中，闭合开关S，调节滑动变阻器。下列说法正确的是(　　)

A．A1、A2的读数之比为1∶1

B．A1、A2的读数之比为5∶1

C．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1

D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5

12．质量为m＝2 kg的物体受到水平拉力F的作用，在光滑的水平面上由静止开始做直线运动，运动过程中物体的加速度随时间变化的规律如图所示．下列判断正确的是                            (　　)

A．0～4 s内物体先做加速运动再做匀速运动

B．6 s末物体的速度为零

C．0～4 s内拉力冲量为14 N·s

D．0～4 s内拉力做功49 J

13、如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即验证两个小球在水平轨道末端碰撞前后的动量守恒.入射小球质量为m1,被碰小球质量为m2, 点是小球抛出点在水平地面上的投影.实验时,先让入射小球多次从倾斜轨道上位置静止释放,找到其平均落地点的位置,并记下此位置距点的距离;然后把被碰小球静置于水平轨道末端,再将入射小球从倾斜轨道上位置静止释放,与小球相撞,多次重复此过程,并分别找到它们平均落点的位置距点的距离.则下列说法正确的是(   )

A.实验中要求两小球半径相等,且满足
B.实验中不要求倾斜轨道必须光滑
C.如果等式m1x3=m1x1+m2x2成立,可验证两小球碰撞过程动量守恒
D.如果等式m1x22=m1x12+m2x32成立,可验证两小球发生的是弹性碰撞

14．如图甲所示，闭合开关，调节电阻箱的阻值，同时记录电阻箱的阻值R，电压表的示数U1，电压表的示数U2.根据记录数据计算出流过电阻箱的电流I，分别描绘了a、b两条U­I图线，如图乙所示．则(　　)

A．流过电阻箱的电流的表达式为I＝

B．小灯泡两端电压随电流变化的图象是a

C．根据图乙可以求得电源的电动势E＝3.0V、内阻r＝0.4Ω

D．该电路中小灯泡消耗的最大功率为1W

15．机动车的尾气含有铅等大量有害物质，并且也是造成地球“温室效应”的重要因素之一。电动汽车因其无尾气排放且噪音小等特点，正在逐渐被人们接受。某国产品牌电动汽车的铭牌如下表，已知蓄电池储存的电能等于其容量与输出电压的乘积，则下列说法正确的是(　　)

A．电动机正常工作时消耗的电功率为1 675 W

B．电动机的内阻为0.05 Ω

C．蓄电池充满电后储存的电能不小于2.88×108 J

D．蓄电池充满电后在额定功率下连续行驶的时间不小于16 h

16.如图所示，质量为，长度一定的长木板放在光滑的水平面上，质量为，可视为质点的物块放在长木板的最左端，质量为m的子弹以水平向右的速度射入物块且未穿出（该过程的作用时间极短可忽略不计），经时间物块以的速度离开长木板的最右端，重力加速度为g，则下列说法正确的是(   )

A.长木板最终的速度大小为                     B.长木板的长度为

C.子弹射入物块的过程中损失的机械能为    D.物块与长木板间的动摩擦因数为

三、实验题（共2题，共12分）

17．如图甲所示为某多用电表内部简化电路图．

某同学想通过多用表的欧姆挡测量量程为3V的电压表内阻如图乙．

(1)主要步骤如下：

①把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上；

②把两表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻零刻度处；

③把红表笔与待测电压表________(选填“正”或“负”)接线柱相接，黑表笔与另一接线柱相连，发现这时指针偏转角度很小；

④换用________(选填“×10”或“×1k”)欧姆挡重新调零后测量，发现这时指针偏转适中，记下电阻数值；

⑤把选择开关调至空挡或交流电压最高挡后拔下表笔，把多用电表放回桌上原处，实验完毕．

(2)实验中表盘示数如图丙所示，则欧姆表的读数为________Ω，这时电压表读数为________V.

(3)请你求出欧姆表内部电源电动势为________V.(保留两位有效数字)

18．利用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20Ω.带有刻度尺的木板上有a和b两个接线柱，把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上．在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度．

可供选择的器材还有：

电池组E(电动势为3.0V，内阻约1Ω)；

电流表A1(量程0～100mA，内阻约5Ω)；

电流表A2(量程0～0.6A，内阻约0.2Ω)；

电阻箱R(0～999.9Ω)；

开关、导线若干．

实验操作步骤如下：

A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；

B．将选用的实验器材，按照图甲连接实验电路；

C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大；

D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表满偏，然后断开开关，记录电阻箱此时的电阻值和接入电路的电阻丝长度；

E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表再次满偏．重复操作多次，记录每一次电阻箱的电阻值和接入电路的电阻丝长度；

F．断开开关，整理好器材．

(1)某次测量电阻丝直径d时，螺旋测微器示数如图乙所示，则d＝________mm.

(2)实验中电流表应选择________(填“A1”或“A2”)．

(3)本实验中，电流表的内阻对电阻率的测量结果________影响(选填“有”或“无”)．

(4)用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R­L关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合得出的电阻丝直径d，写出电阻丝的电阻率表达式ρ＝______(用给定的物理量符号和已知常数表示)．

四、计算题（共3题，共34分）

19．塑料水枪是儿童们夏天喜欢的玩具，但是也有儿童眼睛被水枪击伤的报道，因此，限制儿童水枪的威力就成了生产厂家必须关注的问题，设有一只水枪，枪口直径为d，出水速度为，储水箱的体积为V.

(1)水枪充满水可连续用多长时间？

(2)设水的密度为ρ，水柱水平地打在竖直平面(目标)上后速度变为零，则水流对目标的冲击力是多大？

20.如图甲所示，电路中的R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，M为玩具电动机，电动机线圈的电阻r1＝0.5 Ω，A、V1、V2均为理想电表。闭合开关S1、断开开关S2，在将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端的过程中，两个电压表的示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示。

(1)求电源的电动势E和内阻r；

(2)求滑动变阻器R2的最大功率Pm；

(3)若滑动变阻器的滑动触头P滑到最左端后，再闭合开关S2，此时电流表的示数I＝1.0 A，求此状态下电动机的输出功率P出。

21.如图所示，光滑水平面的左端处固定有一能量补充装置，使撞击它的物体弹回后动能在原来基础上增加一定值。右端处与水平传送带恰好平齐且靠近，传送带沿逆时针方向以恒定速率匀速转动，水平部分长度。放在光滑水平面上的两相同小物块（均视为质点）间有一被压缩的轻质弹簧，弹性势能，弹簧与均不粘连，与传送带间的动摩擦因数，物块质量。现将同时由静止释放，弹簧弹开物块和后，迅速移去轻弹簧，此时，还未撞击，还未滑上传送带。取，求：

（1）求刚被弹开时的速度大小；

（2）被弹簧弹开后滑上传送带到返回到左端的过程中与传送带间因摩擦而产生的热量;

（3）若从传送带上回到光滑水平面上与被弹回的发生碰撞后，滑上传送带。则应给至少补充多少能量才能使从右端滑离传送带？

物理答案

一、       单选

1.B  2. B  3.A  4.B  5.A   6.B  7.D  8.A  9.B  10.C

二、多选

11.BC   12.CD  13.BD  14.AD  15.BD   16.BD

三、实验室

17. （1） 负    ×1k   （2）  40000    2.40  （3）  3.3

18. （1）0.730~0.732  （2）A1 （3）无（4）

四、计算题

19. 解析：设t时间内从枪口喷出的水的体积为ΔV，则有：

ΔV＝vSt

S＝π2

所以单位时间内从枪口喷出的水的体积为：

＝vπd2

水枪充满水可连续用的时间t总＝＝

(2)t时间内从枪口喷出的水的质量：

m＝ρSvt＝ρvπ2t＝πρd2vt

质量为m的水在t时间内与目标相互作用，由动量定理有：

Ft＝Δp

以水流的方向为正方向，得

－Ft＝0－πρd2vt·v＝－πρd2v2t

解得：F＝πρd2v2

答案：(1)　(2)πρd2v2　

20. 解析：(1)由题图乙可知，图线B的延长线与纵轴交点的纵坐标值表示电源的电动势，则电源的电动势

E＝6 V

由题图乙中的图线A可知

R1＝＝ Ω＝8 Ω

电压表V2的示数变化等效于电源内阻r和定值电阻R1分得的电压变化，则电压表示数V2的变化量大小ΔU2与电流表示数的变化量大小ΔI的比值为

即 ＝R1＋r＝10 Ω

解得电源的内阻r＝2 Ω。

(2)由题图乙中的图线B可知，滑动变阻器接入电路的最大电阻R2＝ Ω＝20 Ω

将R1和r等效为新电源的内阻，当R2′＝R1＋r＝10 Ω时，R2的功率最大，此时电流表的示数I＝＝0.3 A

滑动变阻器R2的最大功率

Pm＝I2R2′＝0.9 W。

(3)当电流表的示数I＝1.0 A时，路端电压为 U路＝ E－Ir＝4 V

此时通过R1的电流为I′1＝＝0.5 A

通过电动机的电流为I′2＝I－I′1＝0.5 A

则电动机的输出功率

P出＝U路I′2－I′ r1＝1.875 W。

答案：(1)6 V　2 Ω　(2)0.9 W　(3)1.875 W

21. 解析：（1）弹簧弹开的过程中，系统的机械能守恒，则：

取向左为正方向，由动量守恒有：

联立以上两式解得：，

（2）滑上传送带向右匀减速，时间为，由动量定理得：

向右匀减速因摩擦产生的热量为：

向左匀加速，时间为，，

返回传送带端的速度大小:

向右匀减速因摩擦产生的热量为：

所以因摩擦而产生的热量:

（3）装置应补充的最小能量为，则有：

当为弹性碰撞时，装置应补充的能量最小,设给补充能量后，速度为

由动量守恒有：

由机械能守恒有：

要从右端滑出，由能量守恒有：

由以上四式联立，解得