湖南省天壹2024-2025学年高二上学期期中联考物理试卷（Word版附答案）

这是一份湖南省天壹2024-2025学年高二上学期期中联考物理试卷（Word版附答案），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.物理学是一门实验与理论相结合的学科，它的发展离不开科学家们对自然界不断地探索和思考，以下关于物理学史和方法的说法正确的是( )
A. 在研究自由落体运动时，伽利略通过实验和逻辑推理得出结论：物体在做落体运动时，速度v与位移x成正比
B. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了万有引力常量
C. 自然界中的电和磁存在着某种神秘的联系，丹麦物理学家奥斯特通过不断地探索发现了电流的磁效应
D. 美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷，并通过油滴实验测得元电荷的数值
2.一物体由静止开始，在粗糙的水平面内沿直线运动，其加速度a随时间t变化的a−t图像如图所示。若以物体开始运动的方向为正方向，下列说法中正确的是( )
A. 1s末物体的速度最大B. 2s末物体的位移最大
C. 在1s∼3s内物体做匀变速直线运动D. 4s末物体的速度为零
3.下列关于动量、冲量、动量的变化量的说法中正确的是( )
A. 物体动量为零时，一定处于平衡状态
B. 在某一运动过程中，力与位移垂直，该力的冲量不为零
C. 人从高处跳下时，有一个屈膝的动作，是为了减小地面对人的冲量
D. 物体速度增大，则相同时间内动量的变化量也一定增大
4.嫦娥六号探测器于2021年6月2日成功着陆刀球背面预定区域，执行月球背面采样返回任务。如图所示，嫦娥六号在a轨道绕月球做匀速圆周运动，其轨道半径为2r，周期为T。在某时刻，嫦娥六号启动发动机进行变轨操作，最终使其在b轨道做匀速圆周运动，其轨道半径为r。下列说法正确的是( )
A. 嫦娥六号在b轨道运动的周期为T 2
B. 嫦娥六号在b轨道的向心加速度比在a轨道的小
C. 嫦娥六号在a轨道向b轨道进行变轨操作时，需要减速
D. 根据题目给出的已知信息，可以求出月球的平均密度
5.如图所示，虚线a、b、c代表某一电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的粒子仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，其中R在等势面b上。下列判断正确的是( )
A. 带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b
B. 带电粒子在P点的加速度小于在Q点的加速度
C. 粒子在P点的速率大于在Q点的速率
D. 三个等势面中，a的电势最低
6.如图所示，水平传送带长L=2.5m，其右端与一半径r=0.5m的光滑半圆轨道平滑相接，传送带以v=6m/s的速度顺时针转动，未时刻轻放一质量m=1kg的小物块(可视为质点)于传送带最左端，小物块经过圆弧轨道最低点A后恰好能达到最高点B，g=10m/s2。在上述过程中，下列说法正确的是( )
A. 小物块在A点受到的支持力为50NB. 摩擦力对小物块做的功为l8J
C. 小物块与传送带之间的动摩擦因数为0.6D. 整个系统产生的热量为17.5J
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.如图所示，矩形线圈abcd位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的ad、bc两个边与导线平行。下列操作中能够使线圈中产生感应电流的是( )
A. 在平面内线圈远离直导线移动
B. 在平面内线圈沿平行于直导线方向向上移动
C. 线圈以虚线为轴转动
D. 线圈以通电导线为轴转动，且转动过程中线圈和直导线始终共面
8.如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，R0、R2为定值电阻，R1为光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。若照射光敏电阻的光照强度减弱，电压表示数的变化量绝对值为△U，电流表示数的变化量绝对值为ΔI，两电表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变大，电压表的示数变小
B. ΔU和ΔI的比值为R0+r
C. 有从上向右的电流流过R2
D. R0的功率变小，电源的输出功率可能变大
9.如图所示，在倾角θ=30∘的光滑斜面的底端有一个固定挡板，劲度系数为k的轻质弹簧两端分别拴接在固定挡板和质量为m的小物体B上，B与质量为2m的小物体A靠在一起处于静止状态。其中B不带电，A的带电量为+q已知弹簧的弹性势能为EP=12kx2，其中x为弹簧的形变量，不计空气阻力。现施加一沿斜面向上的导强电场E=2mgq(g为重力加速度)，当小物体A、B恰好分离时，下列说法正确的是( )
A. 弹簧恰好处于原长
B. 弹簧的形变量为mgk
C. 小物体A的速度大小为g2 7m3k
D. 此过程中小物体A、B和弹簧构成的系统机械能守恒
10.如图所示，真空中的M、N为两等大均匀带电圆环，圆心分别为A、C，带电量分别为+Q、−Q，将它们平行放置，AC连线垂直于圆环平面，B为AC中点，现有质量为m的带正电的微粒(重力不计)从A点无初速度释放。下列判断正确的是( )
A. φA>φB>φCB. 微粒将以B为中心做往返运动
C. 微粒在C点右侧获得最大速度D. 微粒最终的速度为0
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器，它利用压缩空气在导轨表面与滑行器内表面之间形成气垫层，使滑行器浮在气垫层上，极大地减小了摩擦力的影响，从而可以更精确地测定多种力学物理量和验证力学定律。用气垫导轨装置可以“验证机械能守恒定律”。如图所示，实验时，将气垫导轨调至水平，在气垫导轨上安装一光电门，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过轻质定滑轮与钩码相连。测出遮光条初始位省到光电门的距离 l，遮光条的宽度d(d≤l)，钩码的总质量m1，滑块和遮光条的总质量m2，释放滑块，读出遮光条通过光比门的时间l。实验中钩码始终未与地面接触，重力加速度为g。
(1)在滑块由释放运动到光电门的过程中，系统重力势能减少量△Ep为__________，系统动能增加量△Ek为__________。(均用题|′所给字母表示)(2)这个实验有哪些误差来源?写出一条即可。
12.某同学要测量由某种导电材料制成的横截面积为2mm2的电阻丝的电阻率：
(1)先用游标卡尺测量其长度，如图所示，其读数为__________mm。
(2)再用多用电表粗测其阻值，选择欧姆“×10”挡位，发现指针偏转角度过大，故而将选择开关旋到“×1”挡位，经过__________(填“机械调零”或“欧姆调零”)之后再重新测量。
(3)该同学采用伏安法更精确测量其阻值，除待测电阻丝外，实验室还备有的实验器材如下：
电源E(电动势4.5V，内阻约2Ω)
也压表①(量程3V，内阻约3kΩ)
电流表量程0.6A，内阻约0.5Ω)
滑动变阻器R1(阻值( )∼5Ω，额定电流0.5A)
滑动变阻器R2(阻值0∼10Ω，额定电流lA)
开关S;导线若干
为了仪器安全，消动变阻器R应选__________(填“R1”或“R2”)，实验电路原理图中电压表应该接__________(填“a”或“b”)。
(4)若实验测得该电阻阻值为5.lΩ，则该材料的电阻率为__________Ω⋅m(保留两位有效数字)。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示电路中，电阻R1=9Ω，电压表量程“0∽15V”。闭合开关后，调节滑动变阻器，当电压表示数为13V时，R1上消耗的电功率为2.25W;当电压表示数为8V时，R1上消耗的电功率为9W。求：
(1)电源的电动势和内电阻;
(2)滑动变阻器R2上消耗的最大电功率。
14. 2022年北京冬奥会开幕式上播放的11个月大萌娃王予玑滑雪的视频引发了人们的广泛关注，现年不到4岁的她滑雪技术更加娴熟。某次练习时，予玑以v0=1m/s的水平速度迈上静止在水平雪地上的雪地滑板，滑行一小段后以共同速度v一起运动(人上滑板及之后的运动过程可简化为铁块在水平滑板上运动的模型)。已知予玑白身质量m=16kg，雪地滑板(含固定器)质量M=4kg，滑板与鞋底间的动摩擦因数为0.1，不计滑板与雪地之间的摩擦，重力加速度g=10m/s2，求：
(1)予玑与滑板的共同速度及刚好达到共同速度的时间;
(2)鞋在滑板上滑动的长度;
(3)若滑行一段距离后需要到止停区停下，止停区路面的动摩擦因数，与离止停区起点的距离x的关系如图所示，求予玑在止停区运动的位移的大小(结果保留一位小数)。
15.竖直平面内有如图所示的轨道，分为区域1、区域2及区域3。区域l中斜面体ABC与DEF固定在水平面上，斜面光滑日AB=EF=L1=2.8m，∠BAC=∠DFE=θ=30∘;区域2中有水平向右的匀强电场，EF与倾斜粗糙轨道FG平滑连接在一条直线上，且FG=L2=2.1m，动摩擦因数μ= 33;区域3中光滑圆弧轨道GH与足够长的光滑倾斜轨道HI相切，圆弧半径R=1.5m，HI与水平方向的夹角为θ=30∘。一质量为m=1kg，电荷量为q的带负电小球(可视为质点)，在A点获得v0=8m/s的速度后，沿着AB轨道运动从B点抛出，恰好无碰撞的沿EF轨道运动，之后进入区域2、区域3，区域2中的电场强度为E= 3mg3q。整个轨道绝缘，不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s2，答案可用根号表示。
(1)求在B点的速度和CD间的水平距离?
(2)小球到达圆弧轨道最低点时对轨道的压力为多大?
(3)小球在粗糙斜面FG上运动的路程和在光滑斜面HI上运动的路程分别为多少?
答案和解析
1.【答案】C
【解析】伽利略通过实验和逻辑推理得出结论：物体在做落体运动时，速度v与时间t成正比，A错误;牛顿发现万有引力定律，万有引力常量由卡文迪什测出， B错误；丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，C正确;美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷，密立根通过油滴实验测出元电荷数值，D错误。
2.【答案】D
【解析】a−t图像的面积表速度的变化量，2s末物体的速度最大，4s末物体的位移最大，A、B错误;1s∼3s物体加速度不断发生变化，C错误。故答案为D项。
3.【答案】B
【解析】物体的动量为零，合外力不一定为零，物体不一定处于平衡状态，A错误;由I=F△t可知，冲量是力对时间的累积效果，与力是否与位移垂直无关，B正确;人从高处跳下时，有一个屈膝的动作，是为了延长力的作用时间，减小地面对人的冲击力，C错误;由△p=mv−mv0可知，物体的动量变化量可能增大、减小或不变，D错误。
4.【答案】C
【解析】由开普勒第三定律可知，(2r)3T2=r3T2，求得b轨道周期T′=T2 2，故A错误;由a∞1r2知嫦嫩六号在b轨道上运动的向心加速度比a轨道的大，B错误;嫦娥六号在a轨道进行变轨时，轨道要降低，需要做近心运动，因此需要F万>F向，轨道变化前万有引力大小保持不变，因此探测器需要减速从而减小所需要的向心力，从而达到做近心运动的条件，C正确;题目未给出万有引力常量G和月球半径，因此无法求出月球的质量和月球体积，从而无法算出月球平均密度， D错误。
5.【答案】A
【解析】电场的方向总是与等势面垂直，所以R点的电场线的方向与该处的等势面垂直，而带正电粒子受到的静电力的方向与电场线的方向相同，加速度的方向又与受力的方向相同，所以带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b，故A正确;等差等势面的疏密知粒子在P点的加速度大于在Q点的加速度，故B错误;假设粒子从P点运动到Q点，此时力与位移的夹角为锐角，电场力做正功，所以vQ>vP，从Q运动到P结果相同，故C错误;带电粒子所受静电力指向轨迹弯曲的内例，电场线与等势面垂直，且由于带电粒子带正电，因此电场线指向下方，根据沿电场线电势降低，可知 a等势线的电势最高， c等势线的电势最低，故 D错误。
6.【答案】D
【解析】由小物块恰好能通过圆轨道最高点可知：vB= gr，从A点到B点运动过程中，仅有重力做负功，所以有：−2mgr=12m(vB2−vA2)，求得vA=5m/s。在A点物块受到的支持力：FN=mvA2r+mg=60N，A错误;摩擦力对物块做的功为：Wf=△Ek=12mvA2=12.5J，B错误;由Wf=μmgL=12.5J可求得μ=0.5，C错误;物块从传送带左端运动右端所花时间为：t=△va=1s，传送带与物块的相对位移为：x相对=x带−x物=3.5m，系统产生的热量为：Q=fx相对=17.5J，D正确。
7.【答案】AC
【解析】线圈远离直导线移动，穿过线圆的磁通量减少，产生感应电流，A正确;线圆沿平行于直导线的方向向上移动，穿过线图的磁通量并未发生改变，不产生感应电流。B错误;线圈以虚线为轴转动过程中，线图的磁通量发生变化，产生感应电流，C正确;线图以直导线为轴转动，且转动时始终与直导线共面，则通过线圈的磁通量并未发生改变，不产生感应电流， D错误。
8.【答案】BD
【解析】光照强度减弱，R1电阻增大，总电流减小，路端电压增大，电流表示数变小，R0分压减小，R1电压增大，电压表示数增大，A错误;由闭合电路欧姆定律可知电压表示数的变化量等于R0及r串联部分电压的变化量，故有△U△I=R0+r，B正确;电容器电压增大，电容器充电，电容器左极板带负电右极板带正电，充电时有从右向左的电流流过R2，C错误;总电流变小，由功率关系可知R0的功率变小，电源的输出功率为P出=I2R外=(ER外+r)2R外=E2R外+r2R外+2r，可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，由于题干信息无法判断外电阻与内阻的大小关系，所以电源的输出功率可能变小也可能变大，也可能不变，故D正确。
9.【答案】BC
【解析】设小物体A、B静止时弹簧形变量为x1，A、B恰好分离时弹簧形变量为x2，静止时对A和B根据平衡条件可得：kx1=3mgsinθ，解得：x1=3mgsinθk;A、B恰好分离时二者之间的弹力为零且具有相同的加速度和速度，对B根据牛顿第二定律有kx2−mgsinθ=ma;对A根据牛顿第二定律可得：2mg−2mgsinθ=2ma，解得：x2=mgk，A错误B正确;根据功能关系得2mg(x1−x2)+(12kx12−12kx22)=3mg(x1−x2)sinθ+12(m+2m)v2，联立解得：v=g2 7m3k，C正确。因为电场力做正功，故小物体A、B和弹簧构成的系统机械能增加，D错误。故BC正确。
10.【答案】AC
【解析】根据电场分布的特点可知，在AC连线上，C点右侧某处(P点)电场强度为0，由此可知A、P之间电场方向由A指向P，电势φA>φB>φc，又粒子在AP间做加速运动，过P点后电场方向向左指向P点，粒子做减速运动，故P点速度最大，故AC正确。由对称性可知，与两圆环平面平行的中垂线为等势线，取无穷远处为零势点时此线即为零势线，粒子由B点运动到无穷远处，电势未发生变化，电场力做功为零，故粒子最终的速率与B点的速率相等，微粒不会返回B点，故BD错误。
11.【答案】(1)m1gl12(m1+m2)(dt)2
(2)见解析
【解析】(1)在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少量△EP=m1gl;速光条通过光电门时的速度v=dt，系统动能增加量△Ek=12(m1+m2)(dt)2。
(2)空气阻力的影响;摩擦阻力的影响;气垫导轨并不完全水平;存在测量误差等。
12.【答案】(1)100.20
(2)欧姆调零
(3)R2 a
(4)1.0×10−4
【解析】(1)游标卡尺读数为100mm+4×0.05mm=100.20mm
(2)欧姆挡位换挡后，需要重新进行欧姆调零
(3)滑动变阻器若选用R1，则电路中电流的最小值为Imin=4.52+5A≈0.64A>0.5A，为了实验安全进行，故不能选R1只能选R2。又Rx