湖南省長沙市師大附中2024-2025學年高二上學期11月期中考試物理試卷含答案及解析

2024-2025學年湖南省師大附中高二（上）期中考試物理試卷一、單選題：本大題共6小題，共24分。1.下列物理量的單位用國際單位制的基本單位表示正確的是A.電量的單位A?s B.電動勢的單位J/C

C.磁感應強度的單位T D.磁通量的單位T?2.電子車票，也稱“無紙化”車票，乘客網(wǎng)上購票后，直接通過“刷身份證”或“掃手機”即可順利進站。如圖所示是乘客通過“刷身份證”進站時的情景，將身份證靠近檢驗口，機器感應電路中就會產(chǎn)生電流，從而識別乘客身份。圖中能說明這一原理的是

A. B.

C. D.3.如圖所示，質(zhì)量為m的帶電小球A用長為L的絕緣細線懸于O點，帶電小球B固定于O點的正下方，小球A靜止時與小球B在同一豎直面內(nèi)，OB和AB與細線的夾角均為θ=37°，兩帶電小球帶電量相同，兩球均可視為點電荷。已知重力加速度為g，靜電力常量為k，sin37°=0.6，則小球AA.35mgL2k B.44.已知通電長直導線在周圍空間某位置產(chǎn)生磁場的磁感應強度大小B=kIr，其中I為電流，r為該位置到長直導線的距離，k為常數(shù)。如圖所示，現(xiàn)有兩根通電的長直導線分別固定在正方體abcd?efg?的兩條邊dh和hg上且彼此絕緣，電流方向分別由d流向h、由h流向g，hg中電流大小是dh中電流大小的兩倍。已知c點的磁感應強度大小為B，則a點的磁感應強度大小為

A.33B B.23B 5.從地面上以一定初速度豎直向上拋出一質(zhì)量為m的小球，其動能隨時間的變化如圖。已知小球受到的空氣阻力與速率成正比。小球落地時的動能為E0，且落地前小球已經(jīng)做勻速運動。重力加速度為g，則小球在整個運動過程中

A.最大加速度為4g

B.從最高點下降落回到地面所用時間小于t1

C.球上升階段阻力的沖量大小等于下落階段阻力的沖量大小

D.6.如圖甲所示，曲面為四分之一圓弧、質(zhì)量為M的滑塊靜止在光滑水平地面上，一光滑小球(可視為質(zhì)點)以某一速度水平?jīng)_上滑塊的圓弧面，且沒有從滑塊上端沖出去。若測得在水平方向上小球與滑塊的速度大小分別為v1、v2，作出圖像如圖乙所示，重力加速度為g，則下列說法正確的是

A.小球的質(zhì)量為abM

B.小球運動到最高點時的速度為a+bab

C.小球能夠上升的最大高度為a22(a+b)g

二、多選題：本大題共4小題，共16分。7.我國的航天事業(yè)從1956年2月開始，經(jīng)過67年的風雨兼程、披荊斬棘，經(jīng)歷了第一顆“東方紅”人造衛(wèi)星成功發(fā)射，載人航天、深空探測里程碑式的發(fā)展?；仡欀袊教彀l(fā)展史，它是一部中華民族自主創(chuàng)新的歷史，更是一段揚眉吐氣、壯我國威，助推中華民族走向世界舞臺的歷史。如圖所示，是某顆“北斗”衛(wèi)星從繞地飛行經(jīng)歷變軌到靜止軌道的示意圖。已知地球半徑為R，其自轉(zhuǎn)周期為T。軌道Ⅰ為該北斗衛(wèi)星的近地軌道，軌道Ⅱ為轉(zhuǎn)移軌道，Ⅲ為靜止軌道，地球北極的重力加速度為g。下列說法中正確的是

A.該北斗衛(wèi)星在近地軌道的線速度大于7.9km/s

B.該顆北斗衛(wèi)星在B點的加速度大于在A點的加速度

C.根據(jù)題目的已知條件可以求出該北斗衛(wèi)星在靜止軌道運動半徑

D.該北斗衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道B點的速度小于在靜止軌道B點的速度8.在如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻為r，R1是定值電阻，L是燈泡?，F(xiàn)閉合開關(guān)S，將滑動變阻器R2的滑片向上滑動，電表A、V1、V2、V3都是理想電表，測得電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對值為△U1、△U2A.V1、V2的示數(shù)都增大，V3的示數(shù)減小 B.△U1△I、△U2ΔI9.如圖甲所示，真空中水平放置兩塊長度為2d的平行金屬板P、Q，兩板間距為d，兩板間加上如圖乙所示最大值為U0的周期性變化的電壓。在兩板左側(cè)緊靠P板處有一粒子源A，自t=0時刻開始連續(xù)釋放初速度大小為v0，方向平行于金屬板的相同帶電粒子。t=0時刻釋放的粒子恰好從Q板右側(cè)邊緣離開電場。已知電場變化周期T=2dv0，粒子質(zhì)量為mA.在t=0時刻進入的粒子離開電場時速度大于v0

B.粒子的電荷量為mv02U0

C.在t=18T時刻進入的粒子恰好從10.如圖所示，在光滑水平面上，質(zhì)量為m的小球A和質(zhì)量為13m的小球B通過輕彈簧拴接并處于靜止狀態(tài)，彈簧處于原長；質(zhì)量為m的小球C以初速度v0沿A、B連線向右勻速運動，并與小球A發(fā)生彈性碰撞。在小球B的右側(cè)某位置固定一塊彈性擋板(圖中未畫出)，當小球B與擋板發(fā)生正碰后立刻將擋板撤走，不計所有碰撞過程中的機械能損失，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，小球B與擋板的碰撞時間極短，碰后小球B的速度大小不變，但方向相反，則B與擋板碰后彈簧彈性勢能的最大值Epm可能是A.130mv?02 B.16三、實驗題：本大題共2小題，共18分。11.利用圖1所示的儀器研究動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。(1)試驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通過僅測量__________，間接地解決這個問題。A.小球開始釋放的高度hB.小球拋出點距地面的高度HC.小球做平拋運動的射程(2)圖2中的O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP，然后把被碰小球m2靜止于軌道的水平部分，再將入射小球m1從斜軌上SA.用天平測量兩個小球的質(zhì)量m1、mB.測量小球m1開始釋放高度hC.測量拋出點距地面的高度H；D.分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、E.測量平拋射程OM、ON；(3)若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為________________[用(2)中測量的量表示]；(4)碰撞的恢復系數(shù)的定義為e=v2′?v1′v1?v2，其中v1和v2分別是碰撞前兩物體的速度，v12.某學習小組進行精確測量電阻Rx的阻值的實驗，有下列器材供選用。A.待測電阻Rx(B.電壓表V(3V,內(nèi)阻約3kΩ)C.電流表A1(10mA,D.電流表A2(20mA,E.滑動變阻器R1(0～20Ω,F.滑動變阻器R2(0～2000Ω,G.直流電源E(3V,內(nèi)阻約1Ω)H.開關(guān)、導線若干(1)甲同學根據(jù)以上器材設(shè)計了用伏安法測量電阻的電路，并能滿足Rx兩端電壓從零開始變化并進行多次測量。則電流表應選擇____________(填“A1”或“A2”)；滑動變阻器應選擇____________(填“R1”或“(2)乙同學經(jīng)過反復思考，利用所給器材設(shè)計出了如圖所示的測量電路，具體操作如下：①按圖連接好實驗電路，閉合開關(guān)S1前調(diào)節(jié)滑動變阻器R1、②閉合開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1、R2的滑片，使電流表③閉合開關(guān)S2并保持滑動變阻器R2的滑片位置不變，讀出電壓表V和電流表A1的示數(shù)，分別記為U④待測電阻的阻值Rx=______________，比較甲、乙兩同學測量電阻Rx的方法，你認為哪個同學的方法更有利于減小系統(tǒng)誤差？________(填“甲”或“乙”四、計算題：本大題共3小題，共30分。13.如圖所示，游樂場有一種將蹦極運動和大型滑滑梯結(jié)合的游樂項目，一位質(zhì)量m=60kg的游客系著一條原長L=5m的彈性繩，由靜止從O點開始下落，彈性繩從開始張緊至最長狀態(tài)B點所用時間t1=1s，游客到達B點時彈性繩自動和人體分離，游客順著滑梯BC來到安全區(qū)域，滑梯BC可看作半徑為0.7m的光滑14圓弧，C為圓弧的最低點，將此游客視為質(zhì)點，不計下落過程中的空氣阻力，g取(1)從開始下落至安全帶最長狀態(tài)的過程中，游客受到的重力沖量的大?。?2)從開始張緊至最長狀態(tài)的過程中，彈性繩所受的平均沖力F的大?。?3)若游客在滑梯BC上運動的時間t2=0.5s14.如圖，在平面直角坐標系xOy中，矩形OABC區(qū)域在第二象限，對角線OB以上的區(qū)域有方向平行于OC向下的勻強電場，AB邊長為L，BC邊長為2L，P點為對角線OB的中點，一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子以某一初速度從D點出發(fā)經(jīng)P點進入電場，從C點以水平向右、大小為v的速度進入第一象限內(nèi)的靜電分析器，分析器中存在電場線沿半徑方向指向圓心O的均勻輻向電場，粒子恰好在分析器內(nèi)做勻速圓周運動，運動軌跡處的場強大小為E0(未知)(1)粒子在靜電分析器軌跡處的場強大小E0(2)粒子從D點出發(fā)時與水平方向的夾角θ；(3)勻強電場的電場強度大小E；(4)粒子從P到Q的過程中運動的時間t。15.連續(xù)碰撞檢測是一項重要的研究性實驗，其模型如圖所示：光滑水平面上，質(zhì)量為3m的小物塊A，疊放在質(zhì)量為m、足夠長的木板B上，其右側(cè)靜置著3個質(zhì)量均為2m的小物塊C、D、E。A與B上表面間的動摩擦因數(shù)為μ。t=0時，A以初速度v0在B的上表面水平向右滑行，當A與B共速時B恰好與C相碰。此后，每當A、B再次共速時，B又恰好與C發(fā)生碰撞直到它們不再相碰為止。已知重力加速度為g，所有碰撞均為時間極短的彈性碰撞，求：(1)t=0時，B(右端)與C的距離；(2)B與C發(fā)生第1、2次碰撞間，B(右端)與C的最大距離。(3)C的最終速度大小。

答案和解析1.【答案】A

【解析】國際單位制的7個基本單位是：米(m)、千克(kg)、秒(s)、開爾文(K)、安培(A)、坎德拉(cd)、摩爾(mol)。A.根據(jù)q=It可知電量的單位用國際單位制的基本單位可表示為A?s，故A正確；B.庫侖

C

不是國際單位制的基本單位，所以電動勢的單位用國際單位制的基本單位表示不是J/C，故B錯誤；CD.磁感應強度的單位T，不是國際單位制的基本單位；則磁通量的單位用國際單位制的基本單位表示不是T?m2；故故選A。2.【答案】B

【解析】【分析】本題考查了電與磁的聯(lián)系，解答本題的關(guān)鍵是要能從題意中分析出該裝置利用了電磁感應的原理。

逐一分析各選項中所涉及的原理即可判斷?！窘獯稹?/p>

由題意可知，刷身份證時會產(chǎn)生感應電流，即由磁產(chǎn)生電，有感應電流產(chǎn)生，所以其工作原理為電磁感應現(xiàn)象;

A.由題意可知，刷身份證時會產(chǎn)生感應電流，即由磁產(chǎn)生電，有感應電流產(chǎn)生，所以其工作原理為電磁感應現(xiàn)象，圖中有電源，為電動機的工作原理，是根據(jù)通電導體在磁場中受力而運動的原理制成的，故A錯誤；

B、圖中沒有電源，為發(fā)電機的工作原理，說明根據(jù)電磁感應現(xiàn)象制成的，故B正確;

C、圖中的實驗是探究通電螺線管的磁性強弱與電流大小的關(guān)系，運用了電流的磁效應，故C錯誤

D.圖中為奧斯特實驗，說明通電導線周圍存在磁場，故D錯誤。

故選B。3.【答案】D

【解析】設(shè)AB的距離為r，由題可知，OB的距離也為r，根據(jù)幾何關(guān)系可得2r解得r=對小A受力分析，如圖所示可知AB間的庫侖力與輕繩的合力大小等于mg，根據(jù)相似三角形原理有OB因OB=AB，則可得k解得q=故選D。4.【答案】A

【解析】由題可知，dh導線到c和a距離相等，則dh導線中的電流在c和a產(chǎn)生的磁感應強度大小均為

B3

，由安培定則可知，在c產(chǎn)生的磁感應強度的方向為bc，在a產(chǎn)生的磁感應強度的方向為ab，hg中電流是dh中電流強度的兩倍，hg導線到c是到

e距離的

12

，則hg導線中的電流在a產(chǎn)生的磁感應強度大小為

23B

，由安培定則可知，在a產(chǎn)生的磁感應強度的方向垂直故選A。5.【答案】C

【解析】

A.設(shè)小球的初速度為v0，滿足16E0=12mv02，而小球的末速度為v1，有E0=12mv12，小球剛拋出時阻力最大，其加速度最大，有mg+kv0=mamax，當小球向下勻速時，有mg=kv1，聯(lián)立解得

amax=5g，故A錯誤；

6.【答案】D

【解析】【分析】本題考查了動量守恒定律及動力學中的圖像問題，解題的關(guān)鍵是分析清楚運動過程，熟練運用動量守恒定律和機械能守恒定律。根據(jù)動量守恒定律列出函數(shù)關(guān)系式結(jié)合圖象即可求出小球的質(zhì)量；小球運動到最高點時，豎直方向速度為零，在水平方向上由動量守恒定律即可求解；根據(jù)機械能守恒定律即可求出小球能夠上升的最大高度。【解答】A.設(shè)小球的質(zhì)量為m，初速度為

v0

，在水平方向上由動量守恒定律得mv0=m結(jié)合圖乙可得ba=m則小球的質(zhì)量m=baMB.小球運動到最高點時，豎直方向速度為零，在水平方向上與滑塊具有相同的速度

v共

，在水平方向上由動量守恒定律得m解得v共=mv0m+M，由C.小球從開始運動到最高點的過程中，由機械能守恒定律得12mv02=12(m+M)D.小球從開始運動到回到最低點的過程中，若規(guī)定向右為正方向，在水平方向上由動量守恒定律得mv由機械能守恒定律得12mv02=12mv12+12Mv故選D。7.【答案】CD

【解析】A.7.9km/s為人造衛(wèi)星最大環(huán)繞速度，所以在近地軌道運行的該北斗衛(wèi)星的線速度小于7.9km/s，故A錯誤；

B、根據(jù)GMmr2=ma可知：a=GMr2，rB>rA，則在B點的加速度小于在A點的加速度，B錯誤;

C.該北斗衛(wèi)星在靜止軌道運行的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，設(shè)該顆北斗衛(wèi)星在靜止軌道的半徑為r，根據(jù)萬有引力提供向心力由牛頓第二定律得：

GMmr2=mr4π2T2;在地球北極處物體的重力等于萬有引力，則8.【答案】BD

【解析】AC.分析電路可知，當開關(guān)S閉合，滑動變阻器R2與定值電阻R1串聯(lián)后接在電源兩端；理想電壓表V2測量電源的路端電壓，據(jù)閉合電路歐姆定律U2=E?Ir，將滑動變阻器的滑片向上滑動，滑動變阻器接入電路的電阻增大，電路總電阻增大，電路電流減??；電流表A的示數(shù)減小，定值電阻R1兩端電壓減小，則電壓表V1的示數(shù)減小，內(nèi)阻上分得的電壓變小，電源路端電壓增大，理想電壓表的示數(shù)V2增大，V3的示數(shù)增大，燈泡與滑動變阻器R2并聯(lián)，所以燈泡變亮，故AC錯誤；

B.理想電壓表V1測量定值電阻R1兩端的電壓，U1=IR1，則有△U1△I=R1，理想電壓表V2測量電源的路端電壓，據(jù)閉合電路歐姆定律U2=E?Ir，則有△U2ΔI=r，理想電壓表V3測量滑動變阻器R2兩端的電壓，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得U3=E?I(R1+r)，滑動變阻器R2的滑片向上滑動，有U′3=E?I′(R9.【答案】BD

【解析】解：A、粒子進入電場后，水平方向做勻速運動，則t=0時刻進入電場的粒子在電場中運動時間t=2dv0，此時間正好是交變電場的一個周期；粒子在豎直方向先做加速運動后做減速運動，經(jīng)過一個周期，粒子的豎直速度為零，故粒子離開電場時的速度大小等于水平速度v0，故A錯誤；

B、粒子在豎直方向，在T2時間內(nèi)的位移為d2，則12d=12U0qdm(dv0)2，解得q=mv02U0，故B正確；

C10.【答案】BC

【解析】C與A質(zhì)量相等，碰撞后交換速度，即A獲得速度v0，假設(shè)當A與B動量相等時，B恰好與擋板發(fā)生正碰，則碰撞后A、B的合動量為零，當彈簧被壓縮至最短時A、B的速度均為零，根據(jù)機械能守恒定律可知此時EPm1=12mv02；

假設(shè)當B的速度為零時恰好與擋板接觸，則接觸后，當A、B達到共同速度v時彈簧的彈性勢能最大，根據(jù)動量守恒定律有：mv0=(m+13m)v，根據(jù)機械能守恒定律有：EPm2+111.【答案】(1)C；

(2)ADE；

(3)m1?OP=m【解析】解：(1)小球離開軌道后做平拋運動，由于小球拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間相等，小球的水平位移與小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，即測量射程，故AB錯誤，C正確。

故選C；

(2)要驗證動量守恒定律定律，即驗證m1v1=m1v2+m2v3，小球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，上式兩邊同時乘以t得，m1v12.【答案】(1)A1;(2)④UI；

【解析】(1)通過待測電阻的最大電流約為：I≈URx實驗要求電壓從零開始變化，則滑動變阻器應采用分壓接法，為方便實驗操作，應選擇最大阻值較小的滑動變阻器R1；

待測電阻阻值約為300Ω，電流表內(nèi)阻約為10Ω，電壓表內(nèi)阻約為3kΩ，相對于來說待測電阻阻值遠大于電流表內(nèi)阻；

；

(2)由實驗步驟②可知，通過R2與Rx的電流相等，它們并聯(lián)，則兩支路電阻相等，由實驗步驟③可知，電壓表測待測電阻兩端電壓，

由實驗步驟可知：通過待測電阻的電流等于電流表A1的示數(shù)I，則待測電阻阻值：Rx=U13.【答案】解：(1)游客在彈性繩未繃緊時，做自由落體運動，經(jīng)歷的時間t0=2Lg=2×510s=1s，

從開始下落至安全帶最長狀態(tài)的過程中，游客受到的重力沖量I的大小為

I=mgt0+t1=1200N?s；

(2)從初始位置到彈性繩剛好繃緊瞬間，游客的速度為v=gt0=10m/s，

從開始張緊至最長狀態(tài)的過程中，對游客由動量定理可得I合=Δp，

則