2022-2023学年湖南省怀化市高二上学期期中考试物理试题（解析版）

2022-2023学年湖南省怀化市高二上学期期中考试物理试题（解析版）

一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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. 在物理学建立与发展的过程中，有许多科学家做出了理论与实验贡献。关于这些贡献，下列说法正确的是（　　）

A. 牛顿发现了万有引力定律，并通过扭秤实验测量了引力常量

B. 库仑最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场

C. 法拉第发现了“电生磁”的现象，并提出用磁力线表示磁场

D. 奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象之间的联系

【答案】D

【解析】

【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验测量了引力常量。故A错误；

B．法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场，故B错误；

C．法拉第发现了“磁生电”的现象，并提出用磁力线表示磁场。故C错误；

D．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象之间的联系。故D正确。

故选D。

【点睛】掌握并熟记物理学史。法拉第最初发现磁生电时提出的是用磁力线表示磁场，在后续的研究中更名为磁感线。

2. 如图所示，在矩形导线框abcd的对称轴的左侧存在一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，线框abcd的面积为S。线框以为轴，从图示位置以顺时针开始转动，转动周期为T，以下说法正确的是（　　）

A. 图示位置时线框的磁通量为BS

B. 内由于没有切割磁感线，所以没有感应电流

C. 内线框的磁通量减小

D. 转动半周线框的磁通量没有变化

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图可知，图示位置时线框的磁通量为

故A错误；

B．设时间为t，则有

得

根据

由上可知内，有切割磁感线，所以有感应电流。故B错误；

C．内，θ从，cosθ单调递减，故线框的磁通量减小。故C正确；

D．转动半圈，θ从，线框的磁通量有变化，故D错误。

故选C。

【点睛】穿过闭合线框的磁通量变化，线框中产生感应电流。根据磁通量的公式，推导出磁通量跟时间之间的关系，继而进行分析。

3. 北京冬奥会开幕式24节气倒计时惊艳全球，如图是地球沿椭圆轨道绕太阳运行所处不同位置对应的节气，下列说法正确的是（　　）

A. 夏至时地球与太阳的连线在单位时间内扫过的面积最大

B. 从冬至到春分的运行时间等于从春分到夏至的运行时间

C. 太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上

D. 若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，，则地球和火星对应的k值不同

【答案】C

【解析】

【详解】A．由开普勒第二定律可知地球与太阳的连线在单位时间内扫过的面积都相等，故A错误；

B．地球经历春夏秋冬由图可知是逆时针方向运行，冬至为近日点，运行速度最大，夏至为远日点，运行速度最小；所以从冬至到春分的运行时间小于从春分到夏至的运行时间，故B错误；

C．根据开普勒第一定律可知，太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上，故C正确；

D．若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，，则地球和火星对应的k值是相同的，故D错误。

故选C。

4. 中国载人登月工程计划于2030年实现航天员登月。假设中国航天员登月后做科学实验，在月球表面将一小球竖直上抛。在小球落地前，小球的速度v与上升的高度h的关系正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】以向上为正方向，小球做竖直上抛运动，根据

可得

故小球的速度v与上升的高度h的关系图像是一条开口向左的抛物线，A正确，BCD错误。

故选A。

5. 2022年北京冬奥会开幕式上，由一朵朵代表各个参赛国家的“小雪花”组成一朵“大雪花”后，奥运圣火在其中央点燃，如图甲，让全世界惊叹。某同学发现每朵“小雪花”的基本形状如图乙所示，并利用绝缘弧形细条摆成模型，若其左右分别均匀分布着等量异种电荷。a、b、c、d四点均位于对称轴上，且它们与中心点的距离均相等。则（　　）

A. a点场强大于b点场强

B. a、c两点的电势相等

C. b、d两点的场强相等

D. 正的试探电荷从b点到d点电势能增加

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据图像分析可知，从无穷远到对称轴中心点位置，ac所在轴上的场强大小先增大后减小。bd所在轴上的场强大小一直增大。由于无法确定ab两点的具体位置，故无法判断ab两点的场强大小。故A错误；

B．由图可知，电场方向为从左至右，根据沿电场方向，电势降低。因此a点电势比c点电势高。故B错误；

C．根据对称性可知，b、d两点的场强大小相等，方向相同，故C正确；

D．根据对称性可知，b、d两点的电势均为零。则正的试探电荷从从b点到d点电场力做功为零，电势能不变，故D错误。

故选C。

【点睛】根据对称性分析处场强的关系。沿着电场线的方向电势逐渐降低。结合电性得出电势能的变化。

6. 如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，电阻R1：R2：R3：R4=3：2：1：1，开关S断开。现将S闭合，由S闭合到电路稳定的过程中通过R3的电荷量是（　　）

A.  B.

C  D. EC

【答案】D

【解析】

【详解】当开关S断开时，电容器两极板间电压等于R2两端电压，上极板带正电

开关S闭合后，电容器与R1并联，上极板带负电，两极板间电压等于R1两端电压

上极板极性改变，则由S闭合到电路稳定过程中流过R3的电荷量

Q=Q1+Q2=EC

故选D。

二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分。

7. 如图是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是（　　）

A. 图甲中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极

B. 图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是N极，d端是S极

C. 图甲中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极

D. 图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极

【答案】AD

【解析】

【详解】AC．根据图甲中磁感线分布可知，a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极，选项A正确，C错误；

BD．图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极，选项B错误，D正确；

故选AD。

8. 如图所示，有A、B两物体，，用细绳连接后放在光滑的斜面上，斜面体与地面之间粗糙，下滑过程中斜面体始终保持静止。则在A、B下滑的过程中（　　）

A. 它们的加速度大小为

B. 细绳的张力

C. A、B均为超重状态

D. 地面对斜面体的静摩擦力方向向左

【答案】AD

【解析】

【详解】A．以AB构成的整体为研究对象，对其分析受力，沿斜面方向根据牛顿第二定律可得

解得

故A正确；

B．以A为研究对象，对其分析受力，沿斜面方向根据牛顿第二定律可得

解得

故B错误；

C．由于AB两物体的加速度均沿斜面向下，故其沿竖直方向的分速度方向为竖直向下，即竖直方向的支持力小于重力，物体处于失重状态，故C错误；

D．以斜面体为研究对象，可知斜面受到AB两物体对斜面施加的垂直斜面向下的压力，重力及地面给的竖直向上的支持力和摩擦力。由于斜面处于静止状态，所以在水平方向上和竖直方向上均受力平衡。由于AB两物体对斜面的压力，在水平方向上的分力的方向为水平向右，根据平衡条件可知，地面对斜面体的摩擦力发现为水平向左。故D正确。

故选AD。

【点睛】确定研究对象，对研究对象进行受力分析。由于根据题意无法判断绳子是否存在作用力，故可将两物体看成整体进行研究，继而规避绳子拉力的影响。

9. 随着社会的发展，新能源汽车越来越现代化。某生产厂家在一平直的公路上对新能源汽车进行了测试，现在对参与测试的a、b两新能源汽车同时开始计时，两车同时开始计时后对应的速度—时间图像如图所示，在测试中观察者看到第3秒末两新能源汽车恰好第二次并排行驶。则下列说法正确的是（　　）

A. 计时瞬间b车在a车后方10m

B. 从计时开始经2s的时间两新能源汽车共速

C. 从计时开始经2s的时间两新能源汽车之间的距离为2.5m

D. 从第一次并排行驶到第二次并排行驶需要3s的时间

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由图可知，汽车a初速度为零，加速度为

汽车b初速度为，加速度为

第3秒末两新能源汽车的位移分别为

依题意，可知计时瞬间两车相距

即b车在a车后方7.5m。故A错误；

B．由图可知，从计时开始经2s的时间两新能源汽车共速。故B正确；

C．从计时开始经2s的时间两新能源汽车的位移分别为

两新能源汽车之间的距离为

故C正确；

D．设经时间t，两车并排行驶，则有

解得

所以从第一次并排行驶到第二次并排行驶需要2s的时间。故D错误。

故选BC。

10. 如图甲所示，真空中水平放置两块长度为的平行金属板、，两板间距为，两板间加上如图乙所示最大值为的周期性变化的电压，在两板左侧紧靠板处有一粒子源A，自时刻开始连续释放初速度大小为，方向平行于金属板的相同带电粒子，时刻释放的粒子恰好从板右侧边缘离开电场，已知电场变化周期，粒子质量为，不计粒子重力及相互间的作用力，则（　　）

A. 在时刻进入的粒子离开电场时速度大小为

B. 粒子的电荷量为

C. 在时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了

D. 在时刻进入的粒子刚好从板右侧边缘离开电场

【答案】ABD

【解析】

【分析】

【详解】A．粒子进入电场后，水平方向做匀速运动，则t＝0时刻进入电场的粒子在电场中运动时间

此时间正好是交变电场的一个周期，粒子在竖直方向先做加速运动后做减速运动，经过一个周期，粒子的竖直速度为零，故粒子离开电场时的速度大小等于水平速度v0，故A正确；

B．在竖直方向，粒子在时间内的位移为，则

计算得出

故B正确；

C．在时刻进入电场的粒子

离开电场时在竖直方向上的位移为

故电场力做功为

故C错误；

D．时刻进入的粒子，在竖直方向先向下加速运动 ，然后向下减速运动，再向上加速，向上减速，由对称可以知道，此时竖直方向的位移为零，故粒子从P板右侧边缘离开电场，故D正确。

故选ABD。

三、非选择题：本题共5小题，共56分。

11. “探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图1所示。

（1）下列做法正确的是______。

A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行

B．在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在小车上

C．实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源

D．通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度

（2）某同学在实验中打出的一条纸带如图2所示，他选择了几个计时点作为计数点，相邻两计数点间还有4个点没有标出，其中、、、，纸带加速度的大小是______。（保留两位有效数字）

（3）在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，他把长木板的右端垫得过高，使得倾角过大。用a表示小车的加速度，F表示细线作用于小车的拉力。他绘出的关系图像（如图）是______。

A．B．

C．D．

【答案】    ①. AD    ②. 0.62    ③. C

【解析】

【详解】（1）[1] A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，故A正确；

B．实验中认为绳子拉力就等于小车所受的合力，因此平衡摩擦力，应当在不悬挂砝码及砝码桶的情况下进行，利用小车重力的分力来平衡摩擦力。故B错误；

C．实验时，先接通打点计时器的电源再放开小车，故C错误

D．由于平衡摩擦力之后，有

即

所以无论是否改变小车的质量，小车所受滑动摩擦力始终等于小车的重力沿斜面的分力，不需要重新调节木板倾斜度。故D正确。

故选AD。

（2）[2]由题意可知，图中所标点之间的时间间隔为

所以纸带的加速度为

（3）[3]平衡摩擦力时把木板的右端垫的过高，使得倾角过大，在不挂钩码时，小车所受的合力不为零，小车已经具有加速度。a-F图像不过原点，在a轴上有截距，故选C。

【点睛】根据实验原理和注意事项判断操作是否准确。试验时需要平衡摩擦力，平衡摩擦力不足或过度平衡摩擦力，对实验形成图像均不过原点。

12. 如图甲所示是由某种金属制成的均匀空心柱体，其横截面内外均为正方形，电阻约为50Ω，为比较准确测量其电阻率，实验室提供以下器材：

A.电流表：量程0~60mA，内阻约为0.20Ω

B.电压表：量程0~3V，内阻为3kΩ

C.电压表：量程0~15V，内阻约为5kΩ

D.滑动变阻器：最大阻值10Ω

E.滑动变阻器：最大阻值1kΩ。

F.电源：电动势3V，内阻不计

G.开关、导线若干

（1）用游标卡尺测得该导体截面的外边长D读数如图乙所示，则_________mm；

（2）用伏安法可以更准确地测量该柱体的电阻，为使实验中数据有较大的测量范围，则滑动变阻器应选择_________（填仪器前的符号），电压表应选_________（填仪器前的符号），电路图应选择_________（填电路图下方的代号）。

A. B. C. D.

（3）若该空心柱体横截面的外正方形的边长为D，横截面金属厚度为d，柱体长度为L，电流表读数为I，电压表读数为U，电压表内阻为r，用以上符号表示该柱体材料的电阻率_________。

【答案】    ①. 30.50    ②. D    ③. B    ④. B    ⑤.

【解析】

【详解】本题考查测量金属电阻率实验。

（1）根据游标卡尺读数规则，游标尺0刻度线在主尺30mm刻度右侧，主尺为30mm，游标卡尺为20分度，精度为0.05mm，游标尺上刻度10与主尺刻度线对齐，该导体截面的外边长。

（2）题中要求实验中数据有较大的测量范围，滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器选择最大阻值较小的D，由于电源电动势为3V，所以电压表选择量程为0~3V的B，由于电压表内阻已知，所以电流表外接，电路图选择B。

（3）由欧姆定律有

由电阻定律有

，，

联立解得电阻率

13. 下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机主要技术参数，不计其自身机械损耗。

现该车在平直路面上在额定状态下以最大行驶速度行驶，求：

（1）该车受到的阻力为多少；

（2）电动机的内电阻为多少（保留两位小数）。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）由题意可得

根据

解得

由题意可得，当该车速度最大时，阻力为

（2）电动机的输入功率为

电动机的发热功率为

代入数据解得

14. 如图所示，等量异种点电荷固定在水平线上的M、N两点上，M、N两点相距为，有一质量为m、电荷量为+q（可视为点电荷）的小球，固定在长为L的绝缘轻质细杆的一端，细杆另一端可绕过O点且与MN垂直的水平轴无摩擦地转动，O点位于MN的垂直平分线上距MN为L处。现在把杆拉起到水平位置，由静止释放，小球经过最低点B时速度为v，取O点电势为零，忽略q对等量异种电荷形成电场的影响。静电力常量为k，求：

（1）小球经过B点时对杆的拉力大小；

（2）在、形成的电场中，B点的电场强度；

（3）在、形成的电场中，A点的电势（用m、g、L、q、v等表示）。

【答案】（1）；（2），方向（水平向左）；（3）

【解析】

【详解】（1）对小球进行受力分析可知，小球经B点时，在竖直方向有

解得

由牛顿第三定律知，小球对细杆的拉力大小

（2）点电荷+Q在B点产生电场强度为

根据对称性可知，两电荷在B点电场强度大小

方向（水平向左）。

（3）由于取O点电热为零，而O在MN的垂直平分线上，所以。小球从A到B过程中，由动能定理得

解得

15. 如图所示，光滑绝缘小平台距水平地面高，地面与竖直绝缘光滑圆形轨道在A点连接，整个装置位于水平向右的匀强电场E中。现将一质量、带电荷量的小球（带正电，可视为质点）从平台上端点N由静止释放，离开平台N后，沿直线NA运动，恰好切入半径为的绝缘光滑圆形轨道，并沿轨道运动到C点射出。图中O点是圆轨道的圆心，B、C分别是圆形轨道的最低和最高点，AO、BO间的夹角为，NA与水平地面的夹角为，取，，。求：

（1）匀强电场E的大小；

（2）小球运动到A点时的速度大小；

（3）小球在圆形轨道上运动的最大动能；

（4）若圆形轨道半径R可以调节，其它条件不变，当小球运动到C点时撤消电场，求小球在水平地面的落点与C点的最大水平距离。

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）

【解析】

【详解】（1）小球从N到A做匀加速直线运动，则小球所受合力沿NA方向。依题意，NA与水平地面的夹角为。故小球受到的电场力

解得

（2）设小球受到的合力为，则有

由动能定理有

由几何关系有

解得

（3）设小球运动到轨道上D点时动能最大，依题意OD与OB的夹角为37°，小球从A到D由动能定理有

解得

（4）设小球运动到轨道上C点时的速度为，从N到C由动能定理有

此后小球做平抛运动，由平抛规律有。竖直位移

水平位移

联立以上三式解得

当时，x有最大值，最大值为。

【点睛】物体做直线运动，则速度与加速度共线。注意分析物体做圆周运动时的等效最低点。明确在每个运动阶段，物体受到哪些力，有几个力做功。对于最值问题，除了极值法和临界法，往往还会采用数学函数式进行分析。