2024-2025学年江西省八校协作体高二（上）期中物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年江西省八校协作体高二（上）期中物理试卷（含答案），共11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.下列关于物理量的描述正确的是
A. 功是状态量，是标量，但有正负
B. 电势是标量，有正负，正负代表大小
C. 动量是矢量，冲量是标量
D. 速度变化量、加速度均为矢量，物体速度变化量大则加速度也一定大
2.如图所示，某同学质量为60kg，在军事训练中要求他从岸上以2m/s的速度水平向右跳到一条向他缓缓飘来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是100kg，速度是0.4m/s，该同学上船后又跑了几步，最终停在船上，不计水和空气的阻力，以向右为正方向，人停在船上时，小船的速度为
A. 0.5m/sB. −0.5m/sC. 1.0m/sD. −1.0m/s
3.学校楼顶装有数根接地的细长金属装置，如图所示，关于该装置，下列说法可能正确的是
A. 该装置利用静电屏蔽，在考试期间起到屏蔽考场内信号的作用
B. 该装置利用静电吸附，通过吸附空气中的带电尘埃提高空气质量
C. 在雷雨天气，该装置会主动引导雷电击中自身，危害安全，应当拆除
D. 在雷雨天气，该装置通过电离附近空气，减小大地与云层间的电势差，避免雷击
4.如图所示，假设有一太空电梯的轨道连接地球赤道上的固定基地与同步空间站A，空间站A相对地球静止，某时刻电梯停靠在轨道中间某位置，卫星B在同步空间站外侧并与同步空间站A的运行方向相同，则下列说法正确的是( )
A. 太空电梯受到地球的万有引力一定大于卫星B受到地球的万有引力
B. 太空电梯的速度一定大于卫星B的速度
C. 电梯上的某物体脱落后将做离心运动
D. 电梯对电梯轨道的作用力方向指向地心
5.某品牌P355C型号的充电宝的铭牌如图所示，下列说法正确的是( )
A. 若P355C的电池容量为4200mA⋅ℎ，mA⋅ℎ为能量单位
B. 该充电宝的额定输出功率为5W
C. 若P355C的电池容量为4200mA⋅ℎ，则能提供的电能为37800J
D. 若P355C的电池容量为4200mA⋅ℎ，则从没电至充满电需要约14小时
6.电子束焊接机是一种先进的焊接技术。电子束焊接机中的电场线分布如图中虚线所示，其中K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为ℎ，在同一电场线上有B、C、D三点，C为AK两极的中点，且BC=CD。在两极之间加上电压为U的高压电。现有一电子在K极附近由静止被加速运动到A极。不考虑电子的重力，已知电子电荷量为e，下列说法中正确的是( )
A. A、K之间的电场强度为Uℎ，且为匀强电场
B. 电子沿电场线由K极到A极时电场力做功为−eU
C. 若将电子从C点由静止释放，到达A极时，动能增加为12eU
D. 电子从D点运动到C点的时间大于其从C点运动到B点的时间
7.为测试某新车的性能，试验员驾驶该车在某实验路面上匀速行驶，运动过程中，前方空气(初速度近似为0)与车作用后迅速与车共速，产生空气阻力。已知该车的迎风面积为S，空气密度为ρ，在某次实验时，该车匀速运动时功率为P，若忽略地面的阻力，则实验条件下空气阻力的表达式为( )
A. 3ρSP2B. 32ρSPC. 32ρSP2D. 33ρSP
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如下图甲为多级直线加速器的原理图，它由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度依照一定的规律依次增加，序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连，交变电源两极间电势差的变化规律如下图乙所示．不计粒子在电场中加速的时间．下列说法正确的是
A. 粒子在金属圆筒内做匀速直线运动
B. 粒子到达间隙处时，该处的电场强度都必须向右
C. 比荷相同的粒子均能被加速
D. 图中序号为7的金属圆筒的长度为序号为0的金属圆筒长度的 7倍
9.某同学玩电动玩具汽车时，发现了一个现象：启动电源，电动机正常工作，车轮正常转动，当不小心卡住车轮时，车灯会变暗．玩具汽车的简化电路如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=2Ω，车轮电动机的额定电压UM=6V，线圈电阻RM=1Ω，灯泡电阻R=6Ω(保持不变).下列说法正确的是
A. 玩具汽车正常工作时，流过电动机的电流为2A
B. 玩具汽车正常工作时，电动机的输出功率为5W
C. 玩具汽车被卡住后，流过电动机的电流为3A
D. 玩具汽车被卡住后，小灯泡的实际功率为3W
10.如图(a)所示，在光滑绝缘水平面上的AB区域内存在水平向右的电场，电场强度E随时间的变化关系如图(b)所示．不带电的绝缘小球P2静止在O点，t=0时，带正电的小球P1以速度v0从A点进入AB区域，随后与P2发生正碰后反弹，反弹速度大小是碰前的23倍，P1的质量为m1，带电量为q，P2的质量m2=5m1，A、O间距为L0，O、B间距L=4L03.已知qE0m1=2v023L0，T=L0v0，P1带电量不变．下列说法正确的是
A. 第一次碰撞后小球P2的速度为13v0
B. 第一次碰撞后P1向左运动的最大距离为L03
C. 第一次碰撞后P1向左运动的时间为2L0v0
D. 两球会在OB区间内再次发生碰撞
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某学生要测量圆柱形导体的电阻率，经过粗测该导体阻值约为5Ω，现在需要更加精确地测量该电阻，实验中提供了如下的实验器材：
电压表V1(量程0～3V，内阻约3kΩ) 电压表V2(量程0～15V，内阻约5kΩ)
电流表A1(量程0～0.6A，内阻R1=1Ω) 电流表A2(量程0～3A，内阻R2=0.2Ω)
滑动变阻器R(最大阻值5Ω) 电源E(电动势3V)，开关S和导线
(1)电压表应选择 ，电流表应选择 (填器材编号)．
(2)图甲中已连接了部分实验器材，最优的连线应选 (填选项)．
A.①连接a，②连接c B.①连接a，②连接d
C.①连接b，②连接c D.①连接b，②连接d
(3)正确接线测得实验数据，作出U−I图像如图乙，并求得图像的斜率为k，圆柱体的直径和长度分别用D和L表示，则该圆柱体电阻率的测量值为ρ= (用题中给的字母表示)．
12.某同学利用现有的电流表和电压表测定电源的电动势和内阻(约为1Ω)。实验器材有：待测电源(约8V)、电流表A(量程为0∼150mA、内阻Rg=3.0Ω)，、电压表V(量程为0∼3V、内阻RV=1kΩ)、电阻箱R0(0∼99.9Ω)、电阻箱R1(0∼9999.9Ω)、滑动变阻器、开关和若干导线。该同学在设计实验电路时发现电流表和电压表的量程较小。
(1)该同学利用现有的电流表、电压表和电阻箱改装成一量程为0∼0.6A的电流表和量程为0∼15V的电压表，则电阻箱R0的阻值应调整到_________Ω(保留一位小数)，并在图甲的虚线框内画出改装后的电路图________(需标出对应的电表)。
(2)该同学正确操作，改变滑动变阻器滑片的位置，记录多组电压表V的示数U和电流表A的示数I(表盘刻度值并未修改)，根据实验数据所绘出的U−I图像如图乙所示。根据该图像可得，被测电源的电动势E=_________V，内阻r=_________Ω(结果均保留到小数点后两位)。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强E= 1 × 104N/C的匀强电场，在匀强电场中有一根长L= 2 m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量m= 0.08 kg的带电小球，小球静止时悬线与竖直方向成37°角，若小球获得与细线垂直的某一初速度后恰能绕O点在竖直平面内做完整圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，sin37° = 0.6，cs37° = 0.8，g取10 m/s2。求：
(1)小球的带电荷量；
(2)小球运动过程中动能的最小值；
(3)小球绕O点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和。
14.如图所示，质量均为m的木块A、B并排放在光滑水平面上，木块A上固定一竖直轻杆(质量不计)，轻杆上端的O点系一长为l的细线，细线另一端系一质量为2m的球C.现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球，重力加速度为g，小球和木块均可视为质点．求：
(1)C球从释放到最低点过程中，木块A移动的距离；
(2)A、B两木块分离时，A的速度大小；
(3)小球C第一次到达轻杆左侧能上升的最大高度(相对小球的最低点)．
15.某固定装置的竖直截面如图甲所示，高度ℎ可调的斜轨道AB，其水平投影LCA=2m，水平直轨道AD的长度LAD=1m，半径R=0.4m的圆轨道(进出口D、D′微错开，一侧进入，另一侧离开)。长度LFG=2.5m，倾角θ=37∘的倾斜直轨道FG和半径也为R、圆心角也为θ的圆弧管道GH相连，各轨道间平滑连接。在管道末端H的右侧光滑水平面上紧靠着质量m=1kg，右端固定有挡板的长木板b，其上表面与管道末端H所在的水平面平齐。质量为m的滑块a与AB、AD、长木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5，FG轨道由特殊材料制成，滑块a与其动摩擦因数μ2从F到G随距离变化如图乙所示。(其它轨道均光滑，滑块a视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8)
(1)若滑块a恰能过圆轨道最高点E，求到E点的速度大小和释放点的高度ℎ；
(2)若要保证滑块a能到达竖直圆轨道且不脱离轨道(不考虑从FG轨道返回的情况)，求斜轨道ℎ的调节范围；
(3)长木板b的长度L=1m，滑块a与长木板右侧的竖直挡板能发生弹性碰撞。若想滑块a最终能停在长木板上，求斜轨道高度ℎ的调节范围。
参考答案
1.B
2.A
3.D
4.D
5.B
6.D
7.A
8.AC
9.BC
10.ABD
11.V1
A1
D
π(k−R1)D24L

12.(1) 1.0
(2) 7.90 0.94

13.(1)小球静止时悬线与竖直方向成37°角，根据平衡条件可得
tan37∘=Eqmg
解得小球的带电荷量
q=6×10−5C
(2)小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在等效最高点A速度最小，根据牛顿第二定律，有
mgcs37∘=mvmin2L
小球运动过程中动能的最小值
Ekmin=12mvmin2=1J
(3)小球在运动过程中只有重力与电场力做功，电势能和机械能之和保持不变，A点的动能、重力势能、电势能之和就是小球绕O点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和，有
E=Ep重+Ep电+Ekmin=mg⋅2Lcs37∘+qE⋅2Lsin37∘+1J=5J

14.(1)C球从水平位置到最低点过程中，A、B、C组成的系统水平方向动量守恒，且A、B速度相同，则有2mv0=2mv1
即2mxCt=2mxAt
又因为xA+xC=l
联立可得x=l2
(2)当C球第一次摆到最低点时，A、B两木块分离，此刻A、B速度相等，设A、B速度大小为v1、C球速度大小为v0，A、B、C系统水平方向动量守恒有2mv0=2mv1
A、B、C系统机械能守恒有2mgl=12×2mv02+12×2mv12
联立可得v0=v1= gl
即A、B两木块分离时，A、B、C三者的速度大小均为 gl。
(3)C球摆到竖直轻杆左侧最大高度时，A、C共速设为v2，最大高度为d，A、C系统水平方向上动量守恒有2mv0+m−v1=(2m+m)v2
A、C系统机械能守恒有2mgd+12(2m+m)v22=12×2mv02+12mv12
得此时C球与0点的竖直距离d=23l。

15.(1)滑块a恰能过圆轨道最高点E，在E点有牛顿第二定律
mg=mv2R
解得
v=2m/s
从释放到E点，由动能定理得
mg(ℎ−2R)−μ1mg(LCA+LAD)=12mv2
解得
ℎ=2.5m
(2)由上问知，若要保证滑块a能到达竖直圆轨道且通过最高点
ℎ≥2.5m
不脱离轨道另一临界条件是恰好到达圆心等高处减速为零，即
mg(ℎ−R)−μ1mg(LCA+LAD)=0
解得
ℎ=1.9m
所以
ℎ≤1.9m
滑块从斜面下滑到达D点
mgℎ−μ1mg(LCA+LAD)=0
解得
ℎ=1.5m
故滑块a不脱离轨道的条件是
ℎ≥2.5m 或 1.5m≤ℎ≤1.9m
(3)滑块能在长木板b上停留有两种情况
①到H点速度恰好为0，在FG段时，摩擦力做负功，大小为
Wf=12μ2mgcsθ⋅LFG=4J H点的高度为
ℎH=LFGsinθ−Rcsθ+R=1.58m
对B到H过程由动能定理
mgℎ−μ1mgLCA−μ1mgLAD−mgℎH−Wf=0
解得
ℎ=3.48m
②滑块与木板的右端发生弹性碰撞后回到 H 点时恰好和木板共速，对整个过程分析由动量守恒定律
mvH=2mv末
由能量守恒定律
12mvH2=12⋅2mv末2+f⋅2L
解得
vH=2 10m/s
滑块由B点到H点过程，由动能定理
mgℎ−μ1mgLCA−μ1mgLAD−mgℎH−Wf=12mvH2
解得
ℎ=5.48m
即高度ℎ的范围为
3.48m