山東省青島市實(shí)驗(yàn)高中（青島第十五中學(xué)）2021-2022學(xué)年高二上學(xué)期期中物理試題（解析版）

2021．11月15中期中題一、選擇題（共6小題）1.一架無人機(jī)執(zhí)行航拍任務(wù)時(shí)正沿虛線朝斜向下方向勻速運(yùn)動(dòng)。用G表示無人機(jī)重力，F(xiàn)表示空氣對它的作用力，下列四幅圖中能表示此過程中無人機(jī)受力情況的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】無人機(jī)沿虛線朝斜向下方向勻速運(yùn)動(dòng)，可知受力平衡，即重力G與空氣對無人機(jī)的作用力F等大反向，則圖B正確。故選B。2.如圖所示，質(zhì)量相等的汽車甲和汽車乙，以相等的速率沿同一水平彎道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，汽車甲在汽車乙的外側(cè)。兩車沿半徑方向受到的摩擦力分別為和，以下說法正確的是（）A.小于 B.等于C.大于 D.、的大小均與汽車速率無關(guān)【答案】A【解析】【詳解】由于摩擦力提供汽車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則有可知在速率一定的情況下，半徑越大，向心力越小，即f甲<f乙。故選A。3.如圖所示，為某示波管內(nèi)的聚焦電場，實(shí)線和虛線分別表示電場線和等勢線．兩電子分別從a、b兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小分別為Ea和Eb，電勢分別φa和φb，電場力對兩電子做功分別為Wa和Wb，兩電子在a、b兩點(diǎn)的電勢能分別為Epa和Epb。則A.Ea<Eb B.φa<φb C.Wa<Wb D.Epa<Epb【答案】B【解析】【詳解】A．a(chǎn)位置的電場強(qiáng)度較密集，故Ea＞Eb，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；BD．圖中a所在等勢面在b點(diǎn)等勢面的左側(cè)，因順著電場線電勢降低，則φa<φb，則兩電子在a、b兩點(diǎn)的電勢能分別為Epa>Epb，選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤；C．由等勢面可知Uac>Ubc，根據(jù)W=qU，有Wa>Wb，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；故選B。4.如圖所示為彈簧高蹺，當(dāng)人抓住扶手用力蹬踏板壓縮彈簧后，人就向上彈起，進(jìn)而帶動(dòng)高蹺跳躍。則下列說法正確的是（）A.人向上彈起的過程中，先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài)B.人向上彈起的過程中，踏板對人的作用力大于人對踏板的作用力C.彈簧壓縮到最低點(diǎn)時(shí)，高蹺對人的作用力小于人的重力D.彈簧壓縮到最低點(diǎn)時(shí)，高蹺對地的壓力等于人和高蹺的總重力【答案】A【解析】分析】【詳解】A．人向上彈起的過程中，經(jīng)歷了先加速后減速的過程，所以先有向上的加速度，后有向下的加速度，人先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài)，故A正確；B．踏板對人的作用力與人對踏板的作用力是一對作用力與反作用力，根據(jù)牛頓第三定律，二者大小始終相等，故B錯(cuò)誤；C．彈簧壓縮到最低點(diǎn)時(shí)，人有豎直向上的加速度，根據(jù)牛頓第二定律，可知高蹺對人的作用力大于人的重力，故C錯(cuò)誤；D．同理以高蹺和人組成的整體為研究對象，彈簧壓縮到最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，地對高蹺的支持力大于人和高蹺的總重力，再根據(jù)牛頓第三定律，可知高蹺對地的壓力大于人和高蹺的總重力，故D錯(cuò)誤。故選A。5.如圖所示，窗子上、下沿間的高度H=1.6m，墻的厚度d=0.4m，某人在離墻壁距離L=1.4m、距窗子上沿h=0.2m處的P點(diǎn)，將可視為質(zhì)點(diǎn)的小物件以v的速度水平拋出，小物件直接穿過窗口并落在水平地面上，取g=10m/s2，則v的取值范圍是（）A.v＞7m/s B.2.3m/s＜v＜7m/sC.3m/s＜v＜7m/s D.2.3m/s＜v＜3m/s【答案】C【解析】【詳解】小物件做平拋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)從窗臺上沿通過時(shí)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有，代入數(shù)據(jù)解得當(dāng)從窗臺下沿通過時(shí)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有，代入數(shù)據(jù)解得則v的取值范圍是3m/s＜v＜7m/s。故選C。6.珠海某學(xué)校新裝了一批節(jié)能路燈如圖甲所示，該路燈通過光控開關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制：電燈的亮度可自動(dòng)隨周圍環(huán)境的亮度改變而改變。如圖乙為其內(nèi)部電路簡化原理圖，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，Rt為光敏電阻（光照強(qiáng)度增加時(shí)，其電阻值減小）。當(dāng)隨著傍晚到來光照逐漸減弱時(shí)，則下列判斷正確的是（）A.A燈變暗，B燈變亮B.電源內(nèi)阻消耗的功率變小C.電源的效率變小D.Rt上電流的變化量等于R0上電流變化量【答案】B【解析】【詳解】A．光照逐漸減弱時(shí)，光敏電阻阻值增大，電路總電阻增大，故電路總電流I減小，消耗在內(nèi)阻上的電壓減小，路端電壓U=E-Ir增大，即A燈兩端電壓增大，通過A燈的電流IA增大，所以A燈變亮，通過定值電阻R0的電流I0=I-IA減小，所以R0兩端的電壓U0=I0R0減小，B燈兩端電壓UB=U-I0R0增大，B燈變亮，故A錯(cuò)誤；

B．電源電動(dòng)勢不變，電路總電流I減小，由P=I2r可知電源的消耗功率減小，故B正確；

C．電源的效率為由上面的分析可知路端電壓U增大，電源的效率變大，故C錯(cuò)誤；

D．通過R0上電流等于通過光敏電阻Rt電流與通過燈B的電流之和，即I0=It+IB根據(jù)前面的分析，通過燈B的電流IB增大，故Rt上電流的變化量大于R0上電流變化量，故D錯(cuò)誤。

故選B。7.如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，P、Q為直徑的兩端，帶正電的甲粒子與帶負(fù)電的乙粒子分別從P、Q兩點(diǎn)以相同的速率射入磁場，甲粒子速度沿直徑方向，乙粒子速度方向與P、Q連線夾角為30°，兩粒子都到達(dá)磁場邊界上的M點(diǎn)，OQ與OM的夾角為60°，則（）A.甲、乙兩粒子的比荷之比為B.甲、乙兩粒子的比荷之比為C.甲、乙兩粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為D.甲、乙兩粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為【答案】C【解析】【分析】【詳解】AB．設(shè)圓形區(qū)域的半徑為r，甲、乙兩粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)半徑分別為、，運(yùn)動(dòng)速度為v，則由幾何關(guān)系可得又由可得所以故A、B錯(cuò)誤；CD．甲粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為乙粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為故C正確、D錯(cuò)誤。故選C。8.如圖甲所示，光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定豎直向下為B的正方向。導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好，在水平外力作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。規(guī)定導(dǎo)體棒上從a到b的方向?yàn)殡娏鞯恼较颍较蜃鬄榘才嗔Φ恼较颍瑒t在時(shí)間內(nèi)，能正確反映流過導(dǎo)體棒中的電流I和它所受的安培力F隨時(shí)間t變化的圖像是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】AB．由可知，電動(dòng)勢保持不變，則電路中電流不變，根據(jù)楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向總是從b到a保持不變，AB錯(cuò)誤；CD．由安培力F=BIL可知，電路中安培力隨B的變化而變化，當(dāng)B為負(fù)值時(shí)，安培力的方向向右，為負(fù)，B為正值時(shí)，安培力為向左為正值，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。二、多選題（共5小題）9.已知月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g，引力常量為G，“嫦娥四號”離月球中心的距離為r，繞月周期為T。根據(jù)以上信息可求出（）A.“嫦娥四號”繞月運(yùn)行的速度為B.“嫦娥四號”繞月運(yùn)行的速度為C.月球的平均密度為D.月球的平均密度為【答案】BD【解析】【分析】【詳解】AB．根據(jù)則有GM＝R2g“嫦娥四號”繞月運(yùn)行時(shí)解得聯(lián)立解得故A錯(cuò)誤，B正確；CD．“嫦娥四號”繞月運(yùn)行時(shí)有解得故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。10.一質(zhì)量m、電荷量+q圓環(huán)，可在水平放置的足夠長的粗糙細(xì)桿上滑動(dòng)，細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)給圓環(huán)向右初速度v0，以后的運(yùn)動(dòng)過程中圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的速度圖像可能是（）A. B.C. D.【答案】AD【解析】【詳解】A．當(dāng)時(shí)，小環(huán)做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)圖像為A，故A正確；D．當(dāng)時(shí)此時(shí)所以小環(huán)做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，直到時(shí)，小環(huán)開始做勻速運(yùn)動(dòng)，故D圖像正確，故D正確；BC．當(dāng)時(shí)此時(shí)所以小環(huán)做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)，直至停止，所以其v—t圖像的斜率應(yīng)該逐漸增大，故BC錯(cuò)誤。故選AD。11.在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n＝1500匝，橫截面積S＝20cm2．螺線管導(dǎo)線電阻r＝1.0Ω，R1＝4.0Ω，R2＝5.0Ω，C＝30μF．在一段時(shí)間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖乙所示的規(guī)律變化．則下列說法中正確的是()A.螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為1VB.閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，電阻R1的電功率為5×10－2WC.電路中的電流穩(wěn)定后電容器下極板帶正電D.S斷開后，流經(jīng)R2的電荷量為1.8×10－5C【答案】CD【解析】詳解】A．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．根據(jù)全電路歐姆定律根據(jù)得消耗的功率選項(xiàng)B錯(cuò)；C．根據(jù)楞次定律，螺線管感應(yīng)電動(dòng)勢逆時(shí)針方向，即等效電源為上負(fù)下正，所以電路中電流穩(wěn)定后電容器下極板帶正電，C正確；D．S斷開后，流經(jīng)的電荷量即為S閉合時(shí)C板上所帶電荷量Q，電容器兩端的電壓等于兩端電壓，故流經(jīng)的電荷量選項(xiàng)D正確。故選CD。12.如圖甲所示，用一輕質(zhì)繩拴著一質(zhì)量為m的小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)（不計(jì)一切阻力），小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)繩對小球的拉力為T，小球在最高點(diǎn)的速度大小為v，其T﹣v2圖象如圖乙所示，則（）A.輕質(zhì)繩長為B.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹镃.當(dāng)v2=c時(shí)，輕質(zhì)繩的拉力大小為D.只要v2≥b，小球在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)時(shí)繩的拉力差均為6a【答案】ACD【解析】【詳解】A、在最高點(diǎn)時(shí)，繩對小球的拉力和重力的合力提供向心力，則得：得①由圖象知，時(shí)，，圖象的斜率，則得：，得：繩長，故A正確；B、當(dāng)時(shí)，，由①得：，得，故B錯(cuò)誤；C、當(dāng)時(shí)，代入①得：，故C正確；D、只要，繩子的拉力大于0，根據(jù)牛頓第二定律得：最高點(diǎn)：②最低點(diǎn)：③從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：④聯(lián)立②③④解得：，即小球在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)時(shí)繩的拉力差均為，故D正確．點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵知道小球在最高點(diǎn)向心力的來源，結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行求解，知道圖線的斜率和截距表示的含義．三、實(shí)驗(yàn)題（共2小題）13.某小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究．物塊拖動(dòng)紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖所示．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50Hz，紙帶上標(biāo)出的每兩個(gè)相鄰點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)未畫出．在ABCDE五個(gè)點(diǎn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的是______點(diǎn)，在打出C點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小為______m/s（保留3位有效數(shù)字）；物塊下滑的加速度大小為_____m/s2（保留2位有效數(shù)字）．【答案】①.A②.0.233③.0.75【解析】【詳解】分析可知，物塊沿傾斜長木板最勻加速直線運(yùn)動(dòng)，紙帶上的點(diǎn)跡，從A到E，間隔越來越大，可知，物塊跟紙帶的左端相連，紙帶上最先打出的是A點(diǎn)；在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打C點(diǎn)瞬間，物塊的速度；根據(jù)逐差法可知，物塊下滑的加速度．故本題正確答案為：A；0.233；0.75．14.用圖甲所示裝置測量磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度和某導(dǎo)電液體(有大量的正、負(fù)離子)的電阻率．水平管道長為l、寬度為d、高為h，置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中．管道上下兩面是絕緣板，前后兩側(cè)面M、N是電阻可忽略的導(dǎo)體板，兩導(dǎo)體板與開關(guān)S、電阻箱R、靈敏電流表G(內(nèi)阻為Rg)連接．管道內(nèi)始終充滿導(dǎo)電液體，液體以恒定速度v自左向右通過．閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱的取值，記下相應(yīng)的電流表讀數(shù)．(1)圖乙所示電阻箱接入電路的電阻值為________Ω．(2)與N板相連接的是電流表G的_________極(填“正”或“負(fù)”)．(3)圖丙所示的電流表讀數(shù)為_________μA．(4)將實(shí)驗(yàn)中每次電阻箱接入電路的阻值R與相應(yīng)的電流表讀數(shù)I繪制出圖象為圖丁所示的傾斜直線，其延長線與兩軸的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為(-a，0)和(0，b)，則磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為_________，導(dǎo)電液體的電阻率為________．【答案】①.290.1②.負(fù)③.24.0④.⑤.【解析】【詳解】（1）電阻箱的示數(shù)：，（2）根據(jù)左手定則可知，帶正電的粒子向前表面偏轉(zhuǎn)，帶負(fù)電的粒子向后表面偏轉(zhuǎn)，故N帶負(fù)電，則與N板相連接的是電流表G的負(fù)極；（3）丙所示的電流表讀數(shù)為；（4）液體以恒定速度v自左向右通過管道，則所受的電場力與洛倫茲力平衡，即，又，解得：，則回路中產(chǎn)生的電流為，變形得：，由題知斜率，解得：，縱截距離，解得：，根據(jù)電阻定律得：，其中，聯(lián)立解得：.【點(diǎn)睛】當(dāng)液體以穩(wěn)定速度通過時(shí)電場力與磁場力平衡，求出兩端的電壓，根據(jù)閉合電路的歐姆定律求出電流，再根據(jù)圖象所給信息求出相關(guān)的物理量．四、計(jì)算題（共3小題）15.新冠疫情期間，為減少人員的接觸，外賣小哥利用無人機(jī)運(yùn)送物品。某次送物品時(shí)，他操控?zé)o人機(jī)由地面沿豎直向上方向運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后懸停在顧客家陽臺旁，顧客便可拿到物品。假定整個(gè)上升過程可視為勻加速、勻速、勻減速三個(gè)階段，其中勻加速和勻速階段的時(shí)間分別為4s和22s，遙控器上顯示其最大速度為1m/s，最大高度為25m，外賣物品質(zhì)量為1kg，設(shè)物品受到的空氣阻力恒為重力的0.02倍，g取9.8m/s2.求：(1)無人機(jī)勻減速階段的加速度大?。?2)勻加速階段無人機(jī)對物品的作用力?！敬鸢浮?1)；(2)10.246N，方向豎直向上【解析】【詳解】(1)設(shè)勻減速階段時(shí)間為t，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度以及勻速運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知其中，H=25m，可以得到t=2s故勻減速階段的加速度大小為(2)根據(jù)牛頓第二定律可知加速階段其中f=0.02mg，又代入數(shù)據(jù)解得F1=10.246N勻加速階段無人機(jī)對物品的作用力方向豎直向上。16.如圖甲所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L，M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直斜面向下。導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略。讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦。(1)在加速下滑過程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時(shí)，求此時(shí)ab桿中的電流及其加速度的大??；(2)求在下滑過程中，ab桿可以達(dá)到的最大速度。【答案】(1)，方向由a到b；；(2)【解析】【詳解】(1)當(dāng)ab加速下滑時(shí)，速度大小為v時(shí)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有根據(jù)閉合電路歐姆定律有解得方向由a到b；由安培力公式根據(jù)牛頓第二定律整理得(2)當(dāng)時(shí)ab桿的速度可以達(dá)到最大值，則有解得17.電動(dòng)轎車是未來小轎車發(fā)展的趨勢，某輕型電動(dòng)轎車，質(zhì)量(含載重)m=200kg，蓄電池組電動(dòng)勢E=200V，內(nèi)阻r=0.05Ω，直接對超導(dǎo)電動(dòng)機(jī)(線圈為超導(dǎo)材料，電阻為零)供電，供電電流I=100A，電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)效率η=90％的傳動(dòng)裝置帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)．保持電動(dòng)機(jī)功率不變，假設(shè)轎車在運(yùn)動(dòng)過程中所受摩擦及空氣阻力大小之和恒為f=653N，g=10m/s2，試求：(1)若轎車在6s內(nèi)由靜止在水平路面上加速到v=72km/h，則這6s內(nèi)轎車的位移大小為多少？(2)已知某斜坡路面的傾角為θ，轎車所受摩擦及空氣阻力大小不變，則轎車在上坡過程中能達(dá)到的最大速度為多少？(sinθ=0.2585)【答案】(1)．(2)【解析】【詳解】（1）電源輸出電壓：電動(dòng)機(jī)功率：由動(dòng)能定理：由代入數(shù)據(jù)解得：（2）當(dāng)轎車加速度a=0時(shí)，速度達(dá)到最大，此時(shí)轎車牽引力：又由④⑤代入數(shù)據(jù)解得：18.如圖所示，直角三角形OAC（）區(qū)域內(nèi)有的勻強(qiáng)磁場，方向如圖所示．兩平行極板M、N接在電壓為U的直流電源上，左板為高電勢．