湖南部分校联考2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷（Word版附答案）

高二物理试卷本试卷满分100分，考试用时75分钟注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4.本试卷主要考试内容：人教版必修第一册、必修第二册、必修第三册、选择性必修一第一章至第二章。第I卷（选择题）一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分）1．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要．以下符合事实的是（）A．伽利略发现了行星运动的规律B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律C．法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动2．关于机械振动，下列说法正确的是（）A．阻尼振动可能是简谐运动B．弹簧振子的振动周期与弹簧振子的振幅有关C．物体做受迫振动达到稳定状态时，振动频率等于驱动力频率D．只要驱动力频率超过物体的固有频率，就会发生共振现象3.当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时极指向读者的是（）A.B.C.D.4．如图，矩形ABCD位于匀强电场中，电场方向平行于矩形平面。已知，P是CD的中点。A、B、C的电势分别为8V、6V、4V。用外力将一个电子从A点移动到P点，已知元电荷电量为e，下列说法正确的是（）A．该过程中，电子的电势能增加5eV B．该过程中，电子的电势能减少3eVC．该过程中，电场力对电子做正功5eVD．该匀强电场的场强大小为，方向垂直BD斜向右上方5.一种定点投抛游戏可简化为如图所示的模型，以水平速度v1从O点抛出小球，小球正好落入倾角为的斜面上的洞中，洞口处于斜面上的P点，O、P的连线正好与斜面垂直；当以水平速度v2从O点抛出小球时，小球正好与斜面在Q点垂直相碰．不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.小球落在P点所用的时间与落在Q点所用的时间之比是B.小球落在P点的时间是C.Q点在P点的下方D.6.a、b两卫星均在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动，a的轨道半径小于b的轨道半径，a的周期为，运动过程中，a、b之间的最远距离和最近距离之比为5：3，下列说法正确的是（）A．b的周期为B．a、b的线速度大小之比为2：1C．a、b的角速度大小之比为4：1D．a、b相邻两次相距最近的时间间隔为二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题的四个选项中有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错的得0分）7．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，为定值电阻，电容器的电容为C。闭合开关S，增大电阻箱R阻值的过程中，理想电压表示数的变化量的绝对值为，理想电流表示数的变化量的绝对值为，则下列说法中正确的是（） A．电压表示数U和电流表示数I的比值为RB．和的比值为C．电源的效率和输出功率一定都增加D．电容器电荷量的减小量为8．如图所示，一倾角为α=30°的光滑绝缘斜面，处于竖直向下的匀强电场中，电场强度。现将长为的细线（不可伸长）一端固定，另一端系一质量为、电荷量为的带正电小球放在斜面上，小球静止在点。将小球拉开倾角后由静止释放，小球的运动可视为单摆运动，重力加速度为。下列说法正确的是（）A．摆球经过平衡位置时合力不为零B．摆球的摆动周期为C．摆球的摆动周期为D．摆球刚释放时的回复力大小9．如图所示，质量均为的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为的细线，细线另一端系一质量为的球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。从开始释放C到A、B两木块恰好分离的过程，下列说法正确的是（）A．两物块A和B分离时，A、B的速度大小均为B．两物块A和B分离时，C的速度大小为 C．C球由静止释放到最低点的过程中，木块移动的距离为D．C球由静止释放到最低点，A对B的弹力的冲量大小为（第9题图）（第10题图）10.如图，绝缘座放在光滑水平面上，间距为d的平行板电容器竖直固定在绝缘座上，A板有小孔O，水平绝缘光滑杆穿过O固定在B板上，电容器、底座和绝缘杆的总质量为M。给电容器充电后，一质量为m的带正电圆环P套在杆上以某一速度v0对准O向左运动，在电容器中P距B板最近的位置为S，。若A、B板外侧无电场、内部为匀强电场，P过孔O时与板无接触，不计P对A、B板间电场的影响。则下列说法正确的是（）A.P在处的速度为0B.P进入两板间所受的电场力为C.P从O至S的过程中，绝缘座的位移大小为D.P从O至S的过程中，整个系统电势能的增加量为第II卷（非选择题）三、实验题（本大题共2小题，共16分，其中11小题6分，12小题10分）11．（6分）某实验小组探究单摆做简谐运动的周期和小球的质量、单摆摆长的关系。甲乙丙（1）小组内的两位同学各自组装了一套实验装置，分别如图甲、乙所示。为了保证小球在确定的竖直面内摆动，应选用图（选填“甲”或“乙”）所示的实验装置。 （2）关于该实验，下列说法正确的是。A．该探究方法为控制变量法B．实验时细线的最大摆角约为45°C．实验所用小球的质量要尽量大，体积要尽量小D．测量小球的摆动周期时，应该从小球处于最高点时开始计时（3）当小球的质量一定，探究单摆做简谐运动的周期和摆长的关系时，该小组同学利用正确装置通过改变摆长进行了多次实验，画出的T2﹣l图像如图丙所示，由图丙可得小球的质量一定时，周期T和摆长l的关系为T=（用a、b、l表示）。12.（10分）某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻较大，为了提高实验的精度，需要测量电压表的内阻。实验室中恰好有一块零刻度在中央的双向电压表，该同学便充分利用这块表，设计了如图6甲所示的实验电路，既能实现对该电压表内阻的测量，又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量。该同学用到的实验器材有：待测水果电池组（电动势约4V、内阻约50Ω），双向电压表（量程为2V、内阻约为2kΩ），电阻箱（0～9999Ω），滑动变阻器（0～200Ω），一个单刀双掷开关及若干导线。（1）该同学按如图甲所示电路图连线后，首先测量了电压表的内阻。请完善测量电压表内阻的实验步骤：甲乙①将R1的滑动触片滑至最左端，将开关S拨向1位置，将电阻箱阻值调为0；②调节R1的滑动触片，使电压表示数达到满偏U；③保持R1不变，调节R2，使电压表的示数达到，读出电阻箱的阻值，记为R0，则电压表的内阻RV=。（2）若测得电压表内阻为2kΩ，可分析此测量值应（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。（3）接下来测量电源的电动势和内阻，实验步骤如下：①将开关S拨至（填“1”或“2”）位置，将R1的滑片移到最端，不再移动；②调节电阻箱的阻值，使电压表的示数达到一合适值，记录电压表的示数和电阻箱的阻值；③重复第二步，记录多组电压表的示数和对应的电阻箱的阻值。（4）若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为R，作出－图象，如图乙所示，其中纵轴截距为b，斜率为k，则电动势的表达式为，内阻的表达式为。四、计算题（本大题共3小题，共40分，其中13小题10分，14小题14分，15小题16分）13.（10分）如图所示，电源电动势E=6V，小灯泡L的规格为“3V0.9W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R=8Ω时，小灯泡L正常发光，现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，已知电动机的线圈电 阻R0=2Ω。求：（1）电源内阻？（2）电动机效率？14.（14分）如图所示，质量为的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的部分是半径为的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧，滑道部分粗糙，长为，动摩擦因数，其余部分均光滑。现让质量为的物块可视为质点自A点由静止释放，此后整个运动过程中弹簧始终处于弹性限度内，取，求：（1）物块第一次到达B点时的速度大小v1；（2）整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能Ep；（3）物块最终停止的位置和弹簧被压缩的总次数N。15.（16分）如图所示，是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，现有一质量为m、带正电的小滑块可视为质点置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g．（1）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，求滑块到达与圆心O等高的C点时，滑块对轨道的作用力．（2）改变s的大小，使滑块恰好始终沿轨道滑行，且从G点飞出轨道，求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度的大小． 高二物理试卷参考答案//第1题选B解析：行星运动定律由开普勒、牛顿等人发现，选项A错误；库仑总结出了点电荷间相互作用的规律，选项B正确；奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，故C错误；伽利略将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动，故D错误；//2．应选C【详解】A．阻尼振动是振幅不断减小的振动，而振幅是振动能量的标志，所以阻尼振动中机械能也不断减小，阻尼振动一定不是简谐运动，A错误；B．弹簧振子的周期公式为与弹簧的劲度系数和振子的质量均有关，B错误；C．根据受迫振动的特征可知，物体做受迫振动达到稳定状态时，振动频率等于外界驱动力频率，C正确；D．只有驱动力频率等于物体的固有频率，才会发生共振现象，D错误。故选C。//3.【答案】【解析】【分析】由右手螺旋定则，结合小磁针静止时北极指向即为磁场的方向，可知通电直导线与螺线管的磁场方向，从而即可求解。本题考查右手螺旋定则及磁极间的相互作用，要求学生能熟练应用右手螺旋定则判断磁极或电流方向，注意小磁针静止时的极指向即为磁场的方向，同时通电螺线管的内部磁场方向由S极到N极。【解答】A.由右手螺旋定则可知，导线下方磁场垂直纸面向外，故小磁针N极会指向读者，A正确；B.由右手螺旋定则可知，螺线管内部磁场向左，故小磁针N极指向左，B错误；C.小磁针处的磁场垂直纸面向内，故小磁针N极指向纸内，C错误；D.环形电流内部磁场垂直纸面向内，故小磁针N极指向纸内，D错误。故选A．//4．D【详解】C．根据匀强电场强度与电势差的关系可得解得D的电势为 P是CD的中点，P点电势为一个电子从A点移动到P点电场力做功为可知该过程中，电子的电场力做负功3eV，故C错误；AB．根据功能关系可知该过程中，电子的电势能增加3eV，故AB错误；D．B点和D点电势为6V，故BD为等势线，等势线与电场线垂直，故电场线方向与BD垂直，沿电场线方向电势降低，故电场强度方向垂直BD斜向右上方，则电场强度大小为故D正确。选D。//5.【答案】A【解析】【分析】根据位移偏角和速度偏角的正切值分析求解时间，根据知初速度的大小关系。此题考查平抛运动与斜面体的结合，应用几何知识已经平抛运动的规律求解，注意偏角是速度偏角还是位移偏角，不要弄混。【解答】A.小球落在P点所用的时间与落在Q点所用的时间之比，故A正确．B.以水平速度v1从O点抛出小球，小球正好落入倾角为的斜面上的洞中，此时位移垂直于斜面，根据几何知识知，所以，故B错误；CD.当以水平速度v2从O点抛出小球时，小球正好与斜面在Q点垂直相碰，此时速度与斜面垂直，根据几何知识知，所以，根据速度偏角的正切值等于位移偏角正切值的2倍，知Q点在P点的上方，，水平位移，所以，故C、D错误。//6.【答案】B【详解】ABC．因为a、b之间的最远距离和最近距离之比为5：3，可得 解得根据可得因此a和b角速度之比为8：1a和b周期之比为1：8b的周期为故B正确，AC错误；D．a、b相邻两次相距最近时（地球赤道卫星因发射时候节省能量，默认为同向绕行）解得故D错误。因此选B。//7．AB【详解】A．电压表测得是电阻R上的电压，电流表测的是通过电阻R的电流，根据欧姆定律可得它们的比值为电阻的阻值R；B．根据闭合电路欧姆定律，可得电压表示数U和电流表示数I满足的关系为 可知该图像的斜率为，即电压表示数的变化量的绝对值与电流表示数的变化量的绝对值之比为故B正确；C．电源的效率为出总可知当R增大时，电源的效率增大；而电源的输出功率为而故可得根据数学知识可知当时有电源的输出功率最大值，但因为不确定各个电阻阻值的关系，故不确定输出功率如何变化，故C错误；D．当电阻箱阻值增大时，电阻箱的电压即电容器上的电压增大，电容器的电荷量增大，故D错误。故选AB。//8．AC【详解】A．摆球经过平衡位置时，回复力为零，但摆球有沿斜面向上的向心加速度，合力不为零，故A正确；BC．摆球沿斜面方向的加速度为摆球的摆动周期为故B错误，C正确； D．摆球刚释放时的回复力大小故D错误。故选AC。//9．BC【详解】AB．球C下落到最低点时，AB将要分离，根据机械能守恒定律有系统水平方向动量守恒，根据动量守恒定律有联立解得，故A错误，B正确；C．C球由静止释放到最低点的过程中，设C对地的水平位移大小为x1，AB对地的水平位移大小为x2，则有，解得故C正确；D．C球由静止释放到最低点的过程中，选B为研究对象，由动量定理有故D错误。故选BC。//10.【答案】【解析】A.带电圆环进入电场后，在电场力的作用下，做匀减速直线运动，而电容器则在电场力的作用下做匀加速直线运动，当它们速度相等时，带电圆环与电容器的左极板相距最近，取向左为正方向，由于系统动量守恒，解得，则P在S处的速度不为0，故A错误；BC.该过程电容器（绝缘座）向左做匀加速直线运动，有 环向左做匀减速直线运动，有由题意可知解得P从O到S的过程中，绝缘座的位移大小为，对绝缘座研究，由动能定理可知解得根据牛顿第三定律可知，P进入两板间所受的电场力和绝缘底座受到的力为相互作用力，则P进入两板间所受的电场力为故B错误，C正确；D.P从O到S的过程中，带电环减速，动能减小，电容器动能增加，系统动能减小，电势能增加，增加的电势能为故D正确。故选CD。//11．（2分+2分+2分）乙AC【详解】（1）为了保证小球在确定的竖直面内摆动，应选用图乙所示的实验装置；（2）A．探究单摆做简谐运动的周期和小球的质量关系时，应控制单摆摆长相同；探究单摆做简谐运动的周期单摆摆长的关系，应控制小球的质量相同，故该探究方法为控制变量法，故A正确；B．小球做单摆运动，实验时细线的最大摆角约为5°，故B错误；C．为减小空气阻力的影响，实验所用小球的质量要尽量大，体积要尽量小，故C正确；D．测量小球的摆动周期时，应该从小球处于最低点时开始计时，故D错误。故选AC。（3）[3]根据图象可得可得周期T和摆长l的关系为 //12.（2分+2分+1分+1分+2分2分）答案（1）（2）大于（3）2左第3和第4空各1分，其他4空每空2分解析（1）滑动变阻器接入电路的阻值不变，电压表与电阻箱两端电压不变，电压表示数变为满偏电压时，则电阻箱分压，电阻箱接入电路的阻值等于电压表内阻的2倍，则电压表内阻。（2）调节电阻箱阻值使电压表示数变为满偏电压的时，电路总电阻变大，电路总电流变小，滑动变阻器与电源内阻分压变小，电阻箱与电压表两端总电压变大，当电压表示数变为满偏电压的时，电阻箱两端电压大于电压表满偏电压的，实际上电压表内阻小于，则电压表内阻的测量值偏大。（3）①测电源电动势与内阻，应将开关S拨至2位置，将R1的滑动触片移到最左端，不再移动。④由图2电路图可知，在闭合电路中，电源电动势则由图示图象可知，图象截距图象斜率则电源电动势电源内阻。//13.（4分+6分） 答案（1）电源内阻为2Ω（2）电动机效率为75%、电源的效率η为90%解析小灯泡正常发光时的电阻【1分】，流过小灯泡的电流【1分】，当开关S接1时，【1分】，电源内阻【1分】，第1问共4分；当开关S接2时，灯泡正常发光，电路中的电流与开关S接1时的电流相同，所以电动机的正常工作电压【1分】；电动机的输入功率【1分】，而它的热功率【1分】，则它输出的机械功率【1分】，电动机的效率【2分】。第2问共6分；//14.（5分+4分+5分）【答案】解：（1）下滑过程和组成的系统在水平方向动量守恒，有：由能量守恒定律，有代入数据，联立解得（2）滑块每次经过段系统损耗的机械能弹簧第一次被压缩至最短时，具有最大的弹性势能，依能量守恒：（3）系统机械能最终被摩擦生热损耗，设滑块在段运动的总路程为，有：解得每次通过粗糙部分走过的路程为，故滑块段运动的次数考虑到运动过程，可知系统静止时滑块最终停在点，期间弹簧总共被压缩次【解析】本题考查动量守恒定律和能量守恒定律的应用。（1）对物块和滑道系统水平方向动量守恒，系统机械能守恒，求解滑块的速度（2）弹簧的弹性势能最大时是弹簧压缩到最短时，根据能量守恒求解（3）根据能量守恒求解出滑块运动的总路程，即可求解其最终停止的位置和弹簧被压缩的次数。//15.（8分+8分）【答案】每小问8分 解：（1）设滑块到达C点时的速度为v；从A到C过程，由动能定理得：；由题，，，代入解得：；滑块到达C点时，由电场力和轨道作用力的合力提供向心力，则有：；解得：；由牛顿第三定律可知：滑块到达与圆心O等高的C点时，对轨道的作用力大小为，方向水平向左。【1分】（2）重力和电场力的合力的大小为；【2分】设方向与竖直方向的夹角为，则，得；滑块恰好由F提供向心力时，在圆轨道上滑行过程中速度最小，此时滑块到达DG间F点，相当于“最高点”，滑块与O连线和竖直方向的夹角为37°，设最小速度为vmin；解得滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度为。【解析】本题考查动能定理、带电物体在复合场（电场和重力场）中的运动问题，分析清楚滑块的运动过程是正确解题的前提，试题难度一般。（1）根据动能定理求解到达C点时速度；滑块到达C点时，由电场力和轨道作用力的合力提供向心力，根据向心力公式求出轨道的作用力；