江西省宜春市上高中学2023-2024学年高二上学期期末物理试卷（Word版附解析）

这是一份江西省宜春市上高中学2023-2024学年高二上学期期末物理试卷（Word版附解析），共5页。

注意事项：
1．答题前请在答题卡上填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一丶选择题，10小题，共46分（1-7小题,每小题4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；8-10小题，每小题6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）。
1．单摆是秋千、摆钟等实际摆的理想化模型,下列有关单摆的说法中正确的是（ ）
A.单摆在任何情况下的运动都是简谐运动
B．单摆做简谐运动的振动周期由摆球的质量和摆角共同决定
C.当单摆的摆球运动到最低点时，回复力为零，但是所受合力不为零
D．单摆移到太空实验舱中可以用来研究简谐运动的规律
2．电场是物质存的一种形式，在研究电场的性质时，我们认识了电场强度、电势和电势差且采用了一个简洁的方法，用电场线和等势面来描述电场强度和电势，在以下说法中正确的有( )
A.电势差由电场本身的性质决定，与零电势点的选取有关
B．电场中A、B两点的电势差与试探电荷无关，所以UAB＝UBA
C.等差等势面越密的地方，电场线越密，电场强度越大
D．电场中电势降低的方向，就是电场强度的方向。
3．如图所示，质量为m的滑块以速度v冲上倾角为θ的固定斜面向上滑动，经过时间t1，速度为零并又开始下滑，经过时间t2回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为Ff，重力加速度为g。在整个运动过程中，下列说法正确的是( )
A．重力对滑块的总冲量为mg(t1＋t2)sin θ
B．支持力对滑块的总冲量为mg(t1＋t2)cs θ
C．合外力的冲量为0
D．摩擦力的总冲量为Ff(t1＋t2)
4．如图所示，快递运输时，我们经常看到，有些易损坏物品外面都会利用充气袋进行包裹，这种做法的好处是( )
A.可以大幅度减小某颠簸过程中物品所受合力的冲量
B．可以大幅度减小某颠簸过程中物品动量的变化
C.可以使某颠簸过程中物品动量变化的时间缩短
D．可以使某颠簸过程中物品动量对时间的变化率减小
5．如图所示的实线为某静电场的电场线，虚线是仅在电场力作用下某带负电粒子的运动轨迹，A、B、C、D是电场线上的点，其中A、D两点在粒子的轨迹上，下列说法正确的是( )
A．该电场可能是正点电荷产生的
B．由图可知，同一电场的电场线在空间是可以相交的
C.将该粒子在C点由静止释放，它可能一直沿电场线运动
D．该粒子在A点的速度一定大于在D点的速度
6．“超级电容器”由于电极中加入了表面积非常大的石墨烯，所以具备超大的容量，适合作为动力电池的助力动力源。相对于普通电容器，“超级电容器”具有( )
A．极板电荷量较大
B．极板间的电场强度较大
C．单位电压容纳的电荷量较大
D．带相同电荷量时电压较大
7．在某次军演中，一炮弹由地面斜向上发射，假设当炮弹刚好到最高点时爆炸，炸成前后两部分P、Q，其中P的质量大于Q。已知爆炸后P的运动方向与爆炸前的运动方向相同，假设爆炸后P、Q的速度均不为零且速度方向均沿水平方向，忽略空气的阻力，则下列说法正确的是( )
A．爆炸后Q的运动方向一定与P的运动方向相同 B．爆炸后Q比P先落地
C．Q的落地点到爆炸点的水平距离大 D．爆炸前后P、Q动量的变化量大小相等
8．(多选)在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路。由图像可知( )
A．电源的电动势为2V，内阻为0.5 Ω B．电阻R的阻值为1 Ω
C．电源的输出功率为2 W D．电源的效率约为66.7%
9.(多选)一个质点做简谐振动的图像如图所示，下列判断中正确的是( )
A．在t＝4×10－2 s时，质点速度达到最大值
B．振幅为2×10－3 m，频率为50Hz
C．质点在0到1×10－2 s的时间内，其速度和加速度方向相同
D．该简谐振动的方程为x＝0.2cs (50πt) cm
10.(多选)质量为M的小车置于光滑的水平面上，左端固定一根水平轻弹簧，质量为m的光滑物块放在小车上，压缩弹簧并用细线连接物块和小车左端，开始时小车与物块都处于静止状态，此时物块与小车右端相距为L，如图所示，当突然烧断细线后，以下说法正确的是( )
A．物块和小车组成的系统机械能守恒
B．物块和小车组成的系统动量守恒
C．当物块速度大小为v时(未离开小车)，小车速度大小为eq \f(m,M)v
D．当物块离开小车时，小车向左运动的位移为eq \f(m,M)L
第II卷（非选择题）
二、实验题，2小题（11和12小题），共14分，每空2分.
11.在利用单摆测量重力加速度的大小的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到g＝ eq \f(4π2l,T2) ，只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T2 -l图像，就可以求出当地的重力加速度，理论上T2 -l图像是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图像如图甲所示：
(1)由图像求出的重力加速度g＝________m/s2(取π2＝9.87)；
(2)由于图像没有通过坐标原点，求出的重力加速度g值与当地真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)；若利用g＝ eq \f(4π2l,T2) ，采用公式法计算，则求出重力加速度g值与当地真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)；
12．欲测量某种材料的电阻率 ρ，现提供以下实验器材：
A．20分度的游标卡尺
B．螺旋测微器
C．电流表A1(量程为50 mA，内阻r1＝100 Ω)
D．电流表A2(量程为100 mA，内阻r2约为40 Ω)
E．滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流为2 A)
F．直流电源E(电动势为3 V，内阻很小)
G．待测导电材料R2(长约为5 cm，电阻约为100 Ω)
H．开关一只、导线若干
请回答下列问题：
(1)用游标卡尺测得该材料的导线长度如图甲所示，其示数L＝________ cm，用螺旋测微器测得该材料的导线外直径如图乙所示，其示数D＝________mm。
(2)某实验小组设计了如图丙、丁所示的两种实验方案的电路图，为了尽可能精确地测量该材料的电阻率ρ，应选用图________(填“丙”或“丁”)所示电路。
(3)某次实验中电流表A1和电流表A2的示数分别为I1和I2，用所测得的物理量符号和已知物理量的符号表示该材料的电阻率ρ＝________。
三、解答题，3小题，共40分（13小题10分、14小题12分，15小题18分）
13.如图所示，一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度v0从MN连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。已知MN与水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略，则粒子运动到达MN连线上的某点Q（未画出）时，求：
（1）粒子从P到Q所用时间为多少？ （2）粒子在Q点的速度大小为多少？
14.如图所示为汽车启动电路原理图，在打开车灯（开关S1闭合），电动机未启动（开关S2断开）的情况下，电流表的示数为10 A；打开车灯（开关S1闭合）并且电动机启动（开关S2闭合），电流表的示数恒为58 A。已知电源的电动势为12.5 V，内阻为0.05 Ω，设电流表的内阻不计、车灯的电阻不变。求:
(1)车灯的电阻？
(2)打开车灯（开关S1闭合）并且电动机启动（开关S2闭合），电流表的示数恒为58 A，电动机的输入功率？
15.在光滑的水平桌面上有甲、乙两个等大且质量分别为M＝0.6 kg、m＝0.2 kg的两个小球，中间夹着一个被压缩的弹性势能为Ep＝10.8 J的轻弹簧(弹簧与两球不相连)，原来处于静止状态。现突然释放弹簧，球乙脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为R＝0.425 m的竖直放置的光滑半圆形轨道，如图所示。g取10 m/s2，求：
（1）球甲离开轻弹簧时获得的速度大小？
（2）球乙从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力的冲量？
（3）若半圆轨道半径可调，则球乙从B点飞出后落在水平桌面上的最大水平距离？
高二年级物理试卷参考答案及评分标准
第I卷（选择题）
一丶选择题，10小题，共46分（1-7小题,每小题4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；8-10小题，每小题6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）。
1．解C,由单摆的条件、单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动的结论以及单摆做简谐运动的周期公式，A、B选项错误,当单摆的摆球运动到最低点时，回复力为零，但是单摆的向心力不为零,所受合力不为零,所以C选项正确,单摆移到太空实验舱中,由于完全失重,其回复力为零,单摆不能做简谐运动,更不能研究简简谐运动的规律
2．解C,由电场中电场强度和电势的性质可得C选项正确
3．B [重力对滑块的总冲量为mg(t1＋t2)，A错误；支持力对滑块的总冲量为mg(t1＋t2)cs θ，B正确；整个过程中滑块的动量发生了改变，故合外力的总冲量不为0，C错误；上滑过程和下滑过程摩擦力的方向相反，摩擦力的总冲量大小为Ff(t2－t1)，D错误。]
4．D [充气袋在运输中起到缓冲作用，在某颠簸过程中，物体的动量变化量不变，由动量定理可知，充气袋可以延长动量变化所用的时间，从而减小物体所受的合力，但不能改变合力的冲量，ABC错误；动量对时间的变化率即为物体所受的合力，D正确。]
5．D [正点电荷周围的电场线是从正点电荷出发，呈辐射状分布的，A错误；同一电场的电场线在空间不能相交，B错误；电场中的带电粒子受力的方向沿电场线的切线方向，由于C点所在电场线为曲线，所以将该粒子在C点由静止释放，它一定不能沿电场线运动，C错误；由于做曲线运动的物体受力的方向指向曲线的内侧，该粒子带负电，可知场强方向应是从B到C，A点的电势高于D点的电势，故从A到D电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，则粒子在A点的速度较大，D正确。]
6．C [由于超级电容器具备超大的容量，即单位电压容纳的电荷量较大，也就是电容C较大，故带相同电荷量时电压较小，C正确，D错误；电容器的容纳能力较大，并不代表实际使用中极板电荷量较大、场强较大，也有可能极板电荷量很小，场强很小，AB错误。故选C。]
7．D [在爆炸过程中，由于水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒。爆炸前炮弹在最高点的速度沿水平方向，爆炸后P的运动方向与爆炸前的运动方向相同，根据动量守恒定律判断出Q的速度一定沿水平方向，但爆炸后的运动方向取决于P的动量与爆炸前炮弹的动量的大小关系，因此Q的运动方向不一定与爆炸前的运动方向相同，A错误；爆炸后P、Q均做平抛运动，竖直方向上为自由落体运动，由于高度相同，在空中运动时间一定相同，所以P、Q一定同时落地，B错误；由于爆炸后两部分速度的大小关系无法判断，因此落地点到爆炸点的水平距离无法确定，C错误；在爆炸过程中，P、Q受到爆炸力的大小相等、作用时间相同，则爆炸力的冲量大小一定相等，由动量定理可知，在爆炸过程中P、Q动量的改变量大小相等、方向相反，D正确。]
8.(多选)．选BD 图线Ⅰ与纵轴的交点表示电源电动势E，为3 V，图线Ⅰ的斜率的绝对值表示电源内阻r，为0.5 Ω，A错误。图线Ⅱ的斜率表示电阻R的阻值，为1 Ω，B正确。由Ⅰ、Ⅱ图线的交点坐标可知闭合电路的电流I＝2 A，路端电压U＝2 V，电源输出功率P＝UI＝4 W，C错误。电源效率η＝eq \f(P出,P总)＝eq \f(U,E)＝66.7%，D正确。
9.(多选) 选CD [在t＝4×10－2 s时，质点位于最大位移处，速度为0，A错误；由题图可以读出振幅为A＝2×10－3 m，周期T＝4×10－2 s，则f＝ eq \f(1,T) ＝25 Hz，B错误ω＝2πf＝50π rad/s，振动方程为x＝0.2cs (50πt) cm，故D正确；在0到1×10－2 s时间内，质点的位移在减小，速度方向和加速度方向都与取定的正方向相反，故速度和加速度方向相同，故C正确。故选CD。
10..(多选) 选BC 弹簧推开物块和小车的过程，若取物块、小车和弹簧组成的系统为研究对象，则无其他力做功，机械能守恒，但选物块和小车组成的系统，弹力做功属于系统外其他力做功，弹性势能转化成系统的机械能，此时系统的机械能不守恒，A选项错误；取物块和小车组成的系统为研究对象，所受合外力为零，故系统的动量守恒，B选项正确；由物块和小车组成的系统动量守恒得：0＝mv－Mv′，解得v′＝eq \f(m,M)v，C选项正确；弹开的过程满足反冲原理和“人船模型”，有eq \f(v,v′)＝eq \f(M,m)，则在相同时间内eq \f(x,x′)＝eq \f(M,m)，且x＋x′＝L，联立得x′＝eq \f(mL,M＋m)，D选项错误。
第II卷（非选择题）
二、实验题，2小题（11和12小题），共14分，每空2分）
11.
解析： (1)图像的斜率k＝ eq \f(4π2,g) ＝ eq \f(4.0－0,[99－（－1）]×10－2) s2/m＝4 s2/m，故重力加速度g≈9.87 m/s2。
(2)根据单摆的周期公式T＝2π eq \r(\f(l,g)) 得T2＝ eq \f(4π2l,g) ，根据数学知识可知，T2 -l图像的斜率k＝ eq \f(4π2,g) ，当地的重力加速度g＝ eq \f(4π2,k) ，若图像不通过原点，如题图甲所示，则T2＝ eq \f(4π2（l＋r）,g) ＝ eq \f(4π2l,g) ＋ eq \f(4π2r,g) ，根据数学知识可知，对于T2 -l图像来说两种情况下图像的斜率不变，所以测得的g值不变。由题意可知，图像不过坐标原点的原因是摆长测量值偏小，若利用g＝ eq \f(4π2l,T2) ，采用公式法计算，则求出重力加速度g值与当地真实值相比偏小。
答案： (1)9.87 (2)不变 偏小
12．
[解析] (1)由题图所示游标卡尺可知，其读数为：50 mm＋4×0.05 mm＝50.20 mm＝5.020 cm；由题图所示螺旋测微器可知，其读数为：4.5 mm＋20.0×0.01 mm＝4.700 mm。
(2)两个电流表中，电流表A2的满偏电流大于电流表A1的满偏电流，又电流表A1的内阻为定值，根据欧姆定律与串并联知识，应将电流表A1与待测导线并联后再与电流表A2串联，滑动变阻器阻值较小，应用分压式接法，应选择图丁所示电路图。
(3)根据电阻定律有：R＝ρeq \f(L,S)，样品横截面积：S＝eq \f(1,4)πD2，根据欧姆定律可得：R2＝eq \f(I1r1,I2－I1)，解得： ρ＝eq \f(πI1r1D2,4I2－I1L)。
三、解答题，3小题，共40分（13小题10分、14小题12分，15小题18分）
13.
解：（1）粒子从P点垂直电场方向出发到达MN连线上某点时，
由几何知识得沿水平方向和竖直方向的位移大小相等，
即v0t＝ eq \f(1,2) at2 ------3分
加速度a＝ eq \f(Eq,m) ， ------2分
联立解得t＝ eq \f(2mv0,qE) -----1分
粒子在MN连线上Q点时，粒子沿电场方向的速度
v1＝at＝2v0 -----2分
所以合速度大小v＝ eq \r(（2v0）2＋v02) ＝ eq \r(5) v0， ----2分
14.
解(1)根据闭合电路欧姆定律，E=IR+Ir ------2分
得车灯的电阻为R＝ eq \f(E,I) －r＝ eq \f(12.5,10) Ω－0.05 Ω＝1.2 Ω ------2分
电动机启动时，电路外电压为U外＝E－I′r＝12.5 V－58×0.05 V＝9.6 V ------2分
流过车灯的电流为I1＝ eq \f(U外,R) ＝ eq \f(9.6,1.2) A＝8 A ------2分
流过电动机的电流为I2＝I′－I1＝50 A ------2分
电动机的输入功率为P＝U外I2＝9.6×50 W＝480 W ------2分
15.
解： （1）释放弹簧过程中，两小球和弹簧组成的系统动量守恒、以向右为正方向，
由动量守恒定律得mv1－Mv2＝0 ------2分
由机械能守恒定律得eq \f(1,2)mv12＋eq \f(1,2)Mv22＝Ep ------2分
代入数据得v1＝9 m/s，v2＝3 m/s ------1分
（2）球乙从A到B的过程中机械能守恒，得eq \f(1,2)mv12＝mg·2R＋eq \f(1,2)mvB2 ------2分
代入数据得vB＝8 m/s ------1分
球乙从A到B的过程中，以向右为正方向，
由动量定理得I＝－mvB－mv1＝－m(vB＋v1)＝－3.4 N·s ------2分
负号表示冲量方水平向左 ------1分
设半圆轨道半径为r时，球乙由A到B的过程，
由机械能守恒定律得eq \f(1,2)mv12＝eq \f(1,2)mv1′2＋mg·2r ------2分
球乙从B点飞出后做平抛运动，则2r＝eq \f(1,2)gt2 ------1分 ，
x＝v1′t ------1分
联立得x＝eq \f(1,10)eq \r(81－40r×40r)(m)，当81 m－40r＝40r，即r＝eq \f(81,80) m＝1.012 5 m时，x最大，
最大值为xmax＝4r＝4.05 m ------3分