湖南省长沙市雅礼中学2022-2023学年高二物理上学期期中试卷（Word版有解析）

雅礼教育集团2022年下学期期中考试试卷高二物理时量：75分钟：总分：100分一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分，每小题只有一个正确选项）1.物理是源自于生活的科学，只要细心观察，生活中处处皆是物理。下列生活中的情景说法正确的是（　　）A.在没有空气的宇宙空间，火箭无法利用反冲进行加速B.当静止的章鱼向前喷水时，利用反冲可使身体向后运动C.在船头和码头安装旧轮胎是为了延长作用时间，以减小码头对船的冲量D.体操运动员在落地时总要屈腿是为了减小动量的变化量，使运动员避免受伤【答案】B【解析】【详解】A．火箭的加速利用了反冲原理，靠喷出气流的反作用力进行加速，没有空气也可以，故A错误；B．章鱼通过身体前面的孔喷向前水，利用反冲可以使身体向后运动，故B正确；C．在船头和码头安装旧轮胎是为了延长作用时间，以减小码头对船的作用力，故C错误；D．体操运动员在落地时总要屈腿是为了减小地面对运动员的冲击力，使运动员避免受伤，故D错误。故选B。2.2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱降落到距地面1m的高度时，飞船配备的4台反推发动机启动，该返回舱的速度在0.2s内由8m/s降到2m/s的安全速度。已知返回舱的总质量为kg，重力加速度g取，则每台反推发动机的平均推力约为（　　）A.NB.NC.ND.N【答案】A【解析】 【详解】设每台反推发动机的平均推力为，取竖直向下为正方向，根据动量定理得即解得故选A。3.如图所示，A、B两物体质量之比，静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，下列说法正确的是（　　）A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成系统的动量守恒B.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数不同，A、B、C组成系统的动量不守恒C.若A、B所受的摩擦力大小不相等，A、B、C组成系统的动量不守恒D.无论A、B所受的摩擦力大小是否相等，A、B、C组成系统的动量守恒【答案】D【解析】【详解】A．A、B发生滑动时，由于A的质量小于B的质量，由得A、B组成系统合外力不为零，动量不守恒，A错误；BCD．地面光滑，A、B、C之间的力为内力，则A、B、C组成系统所受合外力为零，动量守恒，与内力无关，BC错误，D正确。故选D。4.如图所示，电荷量为＋q的点电荷与均匀带－Q电荷的圆盘的圆心相距3d，图中A、O、B和点电荷四点共线，且该直线垂直于圆盘所在平面。若A点的电场强度为0，则B点的电场强度（） A.大小为，方向沿AB方向B.大小为，方向沿BA方向C.大小为，方向沿AB方向D.大小为，方向沿BA方向【答案】D【解析】【详解】A点的电场强度为0，则圆盘在A点的场强与＋q在A点的场强等大反向，即圆盘在A点的场强方向向右；圆盘在B点的场强方向向左；则B点的合电场强度方向沿BA方向向左。故选D。5.如图所示，平行板电容器与电压为的直流电源始终连接，下极板接地。一带电油滴位于电容器中的点恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则（　　） A.带电油滴将会沿竖直方向向上运动B.点的电势将会降低C.两极板间的电势差变小D.电容器的电容减小，极板的带电荷量保持不变【答案】B【解析】【详解】A．将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，电场强度，则有板间场强减小，那么油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动，故A错误；B．上极板竖直向上移动一小段距离，场强E减小，而P点与下极板间距离不变，则由公式U=Ed分析可知，P点与下极板间电势差将减小，而P点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低，故B正确；C．两极板与电源相连，因此两板间的电势差不变，故C错误；D．因两板间间距增大，由电容的定义式，可知电容器的电容减小，根据Q=UC，由于电势差不变，故带电量减小，故D错误。故选B6.如图，有一未知电阻Rx，为了较准确地测出电阻值，利用试触法得到两组数据，接a时得到数据为6V、0.15A，接b时得到数据为5.8V、0.2A，那么该电阻测得较为准确的数值及它与与真实值比较的情况是（）A.29Ω，大于真实值B.40Ω，大于真实值C.29Ω，小于真实值D.40Ω，小于真实值 【答案】B【解析】【详解】开关接a、b两点时，电压表示数相对变化量，电流表示数相对变化量，则有，电流表示数变化量大，则电流表应采用内接法，即开关应接在a点，电阻测量值；由于采用电流表内接法，电流表分压，电压测量值大于真实值，电阻测量值大于真实值，故选项B正确，A、C、D错误．二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分，每小题有多个选项符合要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错的得0分）7.图1为“测量干电池的电动势和内阻”的实验电路图。实验中测得多组电压和电流值，通过描点作图得到如图2的U-I图线。下列判断正确的是（　　）A.电源的电动势B.电源的内阻C.当电压为1.4V时，外电路电阻阻值D.当电流为0.2A时，电源内电压【答案】AC【解析】【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律可得由此可知，电源的U-I图线的纵截距表示电源电动势图线的斜率的绝对值表示电源内阻 故A正确，B错误；C．当电压为1.4V时，根据闭合电路欧姆定律得解得外电路电阻阻值为故C正确；D．当电流为0.2A时，有故D错误。故选AC。8.A、B小球在光滑水平面上沿同一条直线向同一方向运动，A球的动量是5kg·m/s，B球的动量是7kg·m/s。当A球追上B球时发生对心正碰，碰撞后A、B两球的动量可能是（　　）A.-5kg·m/s，17kg·m/sB.3kg·m/s，9kg·m/sC.-2kg·m/s，14kg·m/sD.6kg·m/s，6kg·m/s【答案】BC【解析】【详解】A．根据题意碰撞前后两球动能总和不可能增加，该选项中A球动能不变，B球动能增加，所以碰后总动能增加，不符，A错误；B．A球追上B球说明碰撞时A球速度大，所以有代入数值解得同时结合碰撞前后两球动能总和不可能增加，若符合则根据选项中数值可得 解得此时有与相符合，B正确；C．同理代入此选项中数值解得与相符合，C正确；D．同理代入此选项中数值解得与不符合，同时也可根据碰撞规律得出碰后A球不可能在原来方向上速度变大，D错误。故选BC。9.如图1所示，为定值电阻，为滑动变阻器（最大阻值25Ω），现闭合电路中的开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最左端滑到最右端的过程中，由电表的测量数据得到图线如图2所示（电表均为理想电电表）。则下列说法正确的是（　　）A.电源电动势为4VB.电源内电阻的阻值为10ΩC.电源的最大输出功率为1.8W D.滑动变阻器的最大功率为0.9W【答案】CD【解析】【详解】AB．滑动变阻器的滑动触头P从最左端滑到最右端的过程中，接入电路的电阻增大，电路总电阻增大，电流减小，R1两端的电压减小，故乙表示V1示数的变化，甲表示V2示数的变化，由图可知图乙的斜率表示定值电阻的阻值图甲斜率的绝对值为可得电源内阻为纵轴截距表示电源电动势故AB错误；C．设外电阻为，电源的输出功率为根据数学知识可知，当时，电源的输出功率最大故C正确；D．将R1看作电源的内阻，当滑动变阻器接入阻值为时，滑动变阻器消耗的功率最大故D正确。故选CD。 10.如图所示，光滑水平直轨道上有三个质量均为m=3kg静止放置的物块A、B、C，物块B的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质量不计）。若A以v0=4m/s的初速度向B运动并压缩弹簧（弹簧始终在弹性限度内），当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞时间极短，则以下说法正确的是（　　）A.弹簧压缩到最短时A的速度大小为2m/sB.从A开始运动到弹簧压缩最短时C受到的合外力冲量大小为4N⋅sC.从A开始运动到A与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能为16JD.在A、B、C相互作用过程中弹簧的最大弹性势能为13J【答案】BD【解析】【详解】A．A与B速度相等前，弹簧不断被压缩，B与C碰撞后速度减小，弹簧继续被压缩，当三个物体的速度相等时弹簧压缩最短，设此时三个物体的共同速度为v3，取向右为正方向，由三个物体组成的系统动量守恒得得故A错误；B．设A、B速度相等时速度为v1，B与C碰撞后瞬间共同速度为v2，从开始到A、B速度相等的过程，由A、B的动量守恒得得B与C碰撞过程，由B、C的动量守恒得得 从A开始运动到弹簧压缩最短时C受到的冲量故B正确；C．整个系统只有在B与C碰撞的过程中机械能有损失，且损失的机械能为解得故C错误；D．在A、B、C相互作用过程中弹簧的弹性势能最大时三个物体的速度相同，弹簧的最大弹性势能为解得故D正确。故选BD。三、实验题（本题共2小题，共15分）11.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，步骤如下：（1）用游标为20分度的游标卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为L=___________；（2）用螺旋测微器测量其直径如图所示，由图可知其直径D=___________； （3）某同学先用多用电表的电阻“”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，发现指针偏转角度很小，则应将选择开关旋转到___________挡（填“”或“”）并进行欧姆调零，再次进行测量时，表盘示数如图所示，则该电阻的阻值约为___________。（4）某同学想通过描绘伏安特性曲线来研究该电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻R：电流表A1（量程，内阻约）；电流表A2（量程，内阻约）；电压表V1（量程，内阻约）；电压表V2（量程，内阻约）；直流电源E（电动势4V，内阻不计）：滑动变阻器R1阻值范围，允许通过的最大电流）；滑动变阻器R2阻值范围，允许通过最大电流）；开关S；导线若干根据实验要求，滑动变阻器应选___________（填R1或R2），电流表应选___________，电压表应选___________，请根据所选器材在方框中画出实验电路图___________【答案】①.50.15②.4.699##4.697##4.698##4.700③.④.1200 ⑤.⑥.⑦.⑧.【解析】【详解】（1）[1]游标卡尺的读数为（2）[2]螺旋测微器读数为（3）[3][4]指针偏转角度太小，说明被测电阻过大，应采用大一档测量，故换用×100档，欧姆表的读数为（4）[5][6][7]因为该电阻大概1200Ω，因为描绘伏安特性曲线，要求测得多组数据进行分析，所以采用滑动变阻器的分压接法，便于操作，所以采用较小的滑动变阻器R1，电路中的最大电流为故电流表应选A1，为使读数较为准确，电压表选V1。[8]由于电压表内阻和被测电阻较接近，电压表分流较大，所以采用电流表的内接法，如图所示 12.小明同学打算将一只量程为250μA的灵敏电流计（内阻未知，约为几百欧）改装成多用电表，他设计的改装电路如图乙所示。图乙中G为灵敏电流计，、、、和是定值电阻，是滑动变阻器。实验室中还有两个备用滑动变阻器，分别为滑动变阻器（0~1000Ω）、滑动变阻器（0~10000Ω）。（1）用图甲所示电路测量灵敏电流计G的内阻，先将滑动变阻器的阻值调至最大，闭合，缓慢减小的阻值，直到G的指针满偏；然后闭合，保持滑动变阻器的阻值不变，逐渐调节电阻箱R的阻值，使G的指针偏到最大值的，此时电阻箱R的读数为960Ω，则灵敏电流计G的内阻为______Ω；若图甲电路中干电池的电动势为1.5V，则滑动变阻器选______（填“”或“”）。（2）图乙中的A端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接。（3）若图乙中多用电表的5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡（表盘正中间的刻度为“15”）。则______Ω，______Ω，图乙中电源电动势E=______V。【答案】①.480②.R8③.红④.160⑤.840⑥.1.5【解析】【详解】（1）[1]由题意可知，调节电阻箱R的阻值，使G的指针偏到最大值的，通过电阻箱的电流为最大值的，可知电阻箱的阻值等于电流计电阻的2倍，因此时电阻箱R的读数为960Ω，可知电流计的内阻为rg=480Ω；[2]本实验误差来自于闭合S2电阻箱并入电路后，干路电流会发生变化，为使干路电流变化较 小，应使干路中滑动变阻器进入电路的阻值尽量大，为使电流表能够满偏，相应的电源电动势应较大。若图甲电路中干电池的电动势为1.5V，毫安表G的满偏电流为250μA，则干路中滑动变阻器进入电路的最小阻值约大于，故滑动变阻器应选用最大阻值为10kΩ的R8。（2）[3]图乙中的A端与内置电源的负极连接，则与红色表笔相连接。（3）[4][5]当选择开关接2时，为直流电流1mA档，则此时电流表内阻改装后的电流表满偏电流IG=1mA。当选择开关接4时为直流电压1V挡，则[6]欧姆×100Ω挡，表盘正中间的刻度为“15”，则欧姆档内阻根据可得E=1.5V四、解答题（本题共3小题，共41分）13.如图所示，在平面直角坐标系xoy中第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场；一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成角射入第四象限，已知，不计粒子重力。求：（1）MN两点间的电势差；（2）第一象限内匀强电场的场强大小。 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，设粒子到达N点时速度为，则有解得根据动能定理有解得（2）粒子在电场中水平方向做匀速运动，运动时间为竖直方向做初速为零的匀加速运动，到达N点时竖直方向速度为根据公式可得场强为 14.如图甲所示，“打弹珠”是一种常见的民间游戏，该游戏的规则为：将手中一弹珠以一定的初速度瞬间弹出，并与另一静止的弹珠发生碰撞，被碰弹珠若能进入小坑中即为胜出。现将此游戏进行简化，如图乙示，粗糙程度相同的水平地面上，弹珠A和弹珠B与坑在同一直线上，两弹珠间距，弹珠B与坑的间距。某同学将弹珠A以的初速度水平向右瞬间弹出，经过时间与弹珠B正碰（碰撞时间极短），碰后瞬间弹珠A的速度大小为，方向向右，且不再与弹珠B发生碰撞。已知两弹珠的质量均为10g，重力加速度g取，将弹珠的运动视为滑动，且弹珠A、B与地面间的动摩擦因数相同。（1）求碰撞前瞬间弹珠A的速度大小和弹珠在地面上运动时的加速度大小a；（2）求两弹珠构成的系统碰撞过程中的机械能损失；（3）通过计算判断该同学能否胜出。【答案】（1），；（2）（3）能【解析】【详解】（1）弹珠在水平面做匀变速直线运动，根据匀变速直线运动规律，设弹珠A在段的平均速度为则有代入数值解得弹珠在地面上运动时的加速度大小为（2）设AB质量都为，碰后B速度为，弹珠AB碰撞时根据动量守恒有 解得根据能量守恒得两弹珠构成的系统碰撞过程中的机械能损失为（3）弹珠A、B与地面间的动摩擦因数相同，则运动中加速度大小相同，得弹珠B碰后减速到零时通过的位移为所以碰后B刚好能进入坑中，所以该同学能胜出。15.如图所示，在倾角为且足够长的粗糙斜面上放一长为、质量为m、上下挡板厚度不计的U形盒子P（盒子内底面与斜面平行），盒子P与斜面间的动摩擦因数。在盒子的上端放一质量等于2m的物块Q（可看作质点），O与盒子内表面无摩擦，放开物块后即在盒内滑下与下面挡板碰撞，设碰撞时间极短且碰撞过程中没有机械能损失，重力加速度g取，，。求：（1）物块Q与盒子P发生第一次碰撞后各自的速度大小；（2）物块Q与盒子P发生第一次碰撞后至第二次碰撞前Q与盒子下挡板间的最大距离以及第一次碰撞后再经过多长时间与P发生第二次碰撞（结果可用根式表示）；（3）足够长的时间后，盒子P的总位移。【答案】（1），；（2），；（3）【解析】 【详解】（1）物块Q下滑，第一次碰撞前做匀加速运动，根据牛顿第二定律有解得则物块Q与盒子P发生第一次碰撞前瞬间速度为碰撞时根据动量守恒和机械能守恒有联立解得，（2）第一次碰撞后盒子做匀减速运动，设加速度为，则有解得设物块Q与盒子P速度相等时经过时间为则有解得因为物块Q与盒子P速度相等时Q与盒子下挡板间的距离此时最大，所以得满足题意此时不会与盒子上板碰撞。假设第二次碰撞时PQ都在运动设第一次碰撞后再经过与P发生第二次碰撞，则有 代入数值解得此时P的速度为所以得在此之前P已经停止，则第一次碰撞后到P停止P运动的位移为所以可得当物块Q与P再次碰撞时物块Q的位移等于，设从第一次碰撞后再经过与P发生第二次碰撞，有解得（3）物块Q与盒子发生的是弹性碰撞，可得物块Q与盒子只要运动就一定会碰撞，所以当物块Q与盒子都不运动时就不会再碰撞，设整个过程盒子的总位移为，根据能量守恒有代入数值解得