山东省德州市实验中学2023-2024学年高二上学期期中物理试题（Word版附解析）

2023-2024学年度上学期期中考试高二物理一、单项选择题（每小题3分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1.关于简谐运动，下列说法正确的是（　　）A.加速度方向总和位移方向相同B.平衡位置就是回复力为零的位置C.物体到达平衡位置时，合力一定为零D.速度方向总和回复力方向相同2.做平抛运动的物体，在相等的时间内，物体动量的变化量（）A.始终相同B.只有大小相同C.只有方向相同D.以上说法均不正确3.有关电压与电动势的说法中正确的是(　　)A.电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B.电动势就是电源两极间的电压C.电动势公式E＝中的W与电压U＝中的W是一样的，都是电场力做的功D.电动势与电压从能量转化的角度来说有本质的区别4.计数器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达阳极，则计数器中的电流为（　　）A.0B.C.D.5.如图所示，两个小灯泡L1和L2串联接在P、Q两点间，L1和L2的铭牌上分别标有“3V　1.5Ω”、“6V　12Ω”，则P、Q间允许加的最大电压为(　　)A.9VB.6.75VC.5.25VD.4.5V6.如图所示，一个弹簧振子在A、B间做简谐运动，O是平衡位置，把向右的方向选为正方向，以某时刻作为计时零点（t＝0），经过周期，振子具有正方向的最大加速度，那么如图所示的四个振动图像中能正确反映振动情况的图像是（　　） A.B.C.D.7.将一个电源与一个电阻箱连接构成闭合回路，测得的电阻箱所消耗的功率P与电阻箱的读数R的关系如图所示，下列说法正确的是A.电源的电动势为45VB.电源的内阻为5ΩC.电源最大输出功率可能大于45WD.电阻箱消耗的功率为最大值时，电源的效率大于50%8.如图所示，电源内阻不可忽略且电源电动势和内阻保持不变，当滑动变阻器的滑动片向下移动时，关于电灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q的变化判断正确的是（　　）A.L变暗，Q增大B.L变暗，Q减小C.L变亮，Q增大D.L变亮，Q减小二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 9.如图所示为两个单摆的受迫振动的共振曲线，则下列说法正确的是（　　）A.若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线B.若两个受迫振动是在地球上同一地点进行，则两个摆长之比LⅠ：LⅡ＝25：4C.图线Ⅱ若表示是在地面上完成的，则该单摆摆长约为1mD.若摆长均为1m，则图线Ⅰ表示是在地面上完成的10.如图所示是有两个量程的电流表，当分别使用a和b、a和c接线柱时，此电流表有两个量程，其中一个量程为0~1A，另一个量程为0~0.1A，表头内阻Rg=200Ω，满偏电流Ig=2mA，则（）A.当使用a、b时量程为0~1AB.当使用a、c时量程为0~1AC电阻R1=0.41ΩD.电阻R2=0.41Ω11.如图所示，轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端与质量为m的物体A相连，A放在光滑水平面上，有一质量与A相同的物体B，从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下，与A相碰后一起将弹簧压缩，弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升。下列说法正确的是（　　）A.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mghB.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为C.B能达到的最大高度为 D.B能达到最大高度为12.如图所示，直线I、II分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是A.电源1与电源2内阻之比是11∶7B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1C.在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2D.在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2三、非选择题（本题共6小题，共60分。13、14题每空2分，15题10分，16、17、18题均12分）13.在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，实验装置如图所示。（1）该实验中用于测时间的仪器是下列中的______（单选）A．B．C．D．（2）小球直径用游标卡尺测量如下所示，则小球直径d=______cm（3）某同学做实验时发现测时间的仪器损坏了，他采用了一种新的方式来探究两者关系，装置如下图，两单摆悬挂点高度相同，单摆A的摆长略大于单摆B 的摆长。实验中首先仔细观察两小球的摆动过程，当两球同时同方向经过最低点时开始计数，记录A小球全振动次数，直至两球再次同时同方向经过最低点时结束，A小球共完成N次全振动。则两小球周期之比TA∶TB为______。该同学经过实验发现，两单摆周期的平方之比很接近摆长之比，但存在误差，在lA>lB的情况下，有时，有时，则原因可能是______（单选）。A．两小球质量不同B．静止悬挂时两小球高度不同C．记录摆长时漏加了小球的半径D．对两小球同时同方向经过最低点的判断存在误差14.为测量一段粗细均匀、直径为d、电阻较大的金属丝的电阻率，某同学设计了如图（a）所示的电路，其中MN为金属丝，R0是保护电阻．调节滑动变阻器的滑片P，记录电压表的示数U，电流表的示数I以及对应的金属丝PN的长度x．（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图（b）所示，则金属丝的直径d=______________mm；（2）在坐标纸上描绘出图线，如图（c）所示．若图线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则金属丝的电阻率ρ=____________（用题目中所给符号表示）；（3）如果不考虑偶然误差，通过该实验测得金属丝的电阻率__________金属丝电阻率的真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）．15.弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动，在t＝0时刻，振子从O、B间的P点以速度v向B点运动；在时，振子速度第一次变为；在时，振子速度第二次变为。（1）求弹簧振子振动周期T；（2）若B、C之间距离为25cm，求振子在4.0s内通过的路程； （3）若B、C之间的距离为25cm，从平衡位置计时，写出弹簧振子位移表达式。16.小型直流电动机(其线圈内阻为r＝1Ω)与规格为“4V、4W”的小灯泡并联，再与阻值为R＝5Ω的电阻串联，然后接至U＝12V的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：(1)通过电动机的电流；(2)电动机的输出功率P出；(3)电动机的效率．17.在如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，、均为定值电阻，且，阻值未知，是一滑动变阻器，当其滑片在最左端a时，电压表和电流表示数分别为，；当其滑片在最右端b时，电压表和电流表示数分别为，。求：（1）电源的电动势和内阻；（2）定值电阻的阻值和滑动变阻器的最大阻值；（3）电源的最大输出功率。18.如图所示，质量为的物块可视为质点，放在质量为 的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为。质量为的子弹以速度v0=300m/s沿水平方向射入物块并留在其中（时间极短），g取10m/s2。求：（1）子弹进入物块后一起向右滑行最大速度；（2）木板向右滑行的最大速度；（3）物块在木板上滑行的时间t及物块在木板上相对木板滑行的距离x。 2023-2024学年度上学期期中考试高二物理一、单项选择题（每小题3分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1.关于简谐运动，下列说法正确的是（　　）A.加速度方向总和位移方向相同B.平衡位置就是回复力为零的位置C.物体到达平衡位置时，合力一定为零D.速度方向总和回复力方向相同【答案】B【解析】【详解】A．回复力、加速度方向与位移方向始终相反，A错误；B．平衡位置的加速度为零，回复力为零，B正确；C．物体到达平衡位置时，合力不一定为零，例如单摆，C错误；D．远离平衡位置过程中，速度方向与回复力方向相反；靠近平衡位置过程中，速度方向与回复力方向相同，D错误。故选B。2.做平抛运动的物体，在相等的时间内，物体动量的变化量（）A.始终相同B.只有大小相同C.只有方向相同D.以上说法均不正确【答案】A【解析】【分析】【详解】根据动量定理△P=Ft动量变化量等于合外力的冲量，自由落体所受的力是恒力，在相等时间内物体合外力冲量相同，动量变化量相同，A正确；BCD错误；故选A。3.有关电压与电动势说法中正确的是(　　)A.电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法 B.电动势就是电源两极间的电压C.电动势公式E＝中的W与电压U＝中的W是一样的，都是电场力做的功D.电动势与电压从能量转化的角度来说有本质的区别【答案】D【解析】【详解】电压与电动势的单位相同，但物理意义不同，是两个不同的物理量，故A错误；根据闭合电路欧姆定律，路端电压U=E-Ir，只有当外电路断开时，I=0，路端电压等于电动势．当外电路接通时，路端电压即电源两极间的电压小于电动势，故B错误；电动势定义式公式：中的W是非静电力做功，电压中的W是静电力做功，故C错误；电源是把其他形式的能转化为电能的装置，电动势反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小，从能量转化的角度来说有本质的区别，故D正确．所以D正确，ABC错误．4.计数器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达阳极，则计数器中的电流为（　　）A.0B.C.D.【答案】D【解析】【详解】由题意可知，t时间内，有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达探测器的阳极，则通过导体横截面的电荷量为电流定义式为解得计数器中的电流为故选D。5.如图所示，两个小灯泡L1和L2串联接在P、Q两点间，L1和L2的铭牌上分别标有“3V　1.5Ω”、“6V　12Ω”，则P、Q间允许加的最大电压为(　　) A.9VB.6.75VC.5.25VD.4.5V【答案】B【解析】【详解】根据欧姆定律得两灯泡的额定电流分别为：，，由于串联电路中各处的电流相等，两电阻串联时，电路中的最大电流为：I=I2=0.5A，因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以路两端允许加的最大电压为：U串=I（R1+R2）=0.5×（1.5+12）V=6.75V；故选B.点睛：本题关键是欧姆定律及其变形的灵活运用，难点是对于额定电压和额定电流不同的两个电阻来说，串联时比较额定电流取小的，这也是本题的重点．6.如图所示，一个弹簧振子在A、B间做简谐运动，O是平衡位置，把向右的方向选为正方向，以某时刻作为计时零点（t＝0），经过周期，振子具有正方向的最大加速度，那么如图所示的四个振动图像中能正确反映振动情况的图像是（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】因为经过周期时，振子具有正方向的最大加速度，由简谐运动的特征：可知，时振子位于负向最大位移处，说明t=0时刻振子的位移为0，且向负方向运动，故D正确，ABC错误。 故选D。7.将一个电源与一个电阻箱连接构成闭合回路，测得的电阻箱所消耗的功率P与电阻箱的读数R的关系如图所示，下列说法正确的是A.电源的电动势为45VB.电源的内阻为5ΩC.电源最大输出功率可能大于45WD.电阻箱消耗的功率为最大值时，电源的效率大于50%【答案】B【解析】【分析】根据电源输出功率的性质可知，当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，最大值为P=，此时电源的效率为50%．【详解】当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，由图可知，电源的内阻为5Ω，故B正确；由可知，E=30V；故A错误；由图可知，电源的输出功率最大为45W，故C错误；根据效率公式可得：，最大功率时内外电阻相等，所以效率为50%．故D错误．故选B．【点睛】本题考查电源的输出功率的特点，要注意明确当内外电阻相等时电源的输出功率最大，但此时效率只有50%．8.如图所示，电源内阻不可忽略且电源电动势和内阻保持不变，当滑动变阻器滑动片向下移动时，关于电灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q的变化判断正确的是（　　）A.L变暗，Q增大B.L变暗，Q减小C.L变亮，Q增大D.L变亮，Q减小 【答案】B【解析】【分析】【详解】当滑动变阻器滑动片向下移动时，滑动变阻器的有效电阻减小，电路的总电阻减小，干路电流变大，内电压变大，外电压变小。灯泡电压与外电压相等，所以灯泡变暗。因为灯泡变暗，所以流过灯泡电流减小，则流过滑动变阻器电流变大，所以电阻R1的电压变大，则滑动变阻器电压减小，根据电容公式可得电容器电量减小。故选B。二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）9.如图所示为两个单摆的受迫振动的共振曲线，则下列说法正确的是（　　）A.若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线B.若两个受迫振动是在地球上同一地点进行，则两个摆长之比LⅠ：LⅡ＝25：4C.图线Ⅱ若表示是在地面上完成的，则该单摆摆长约为1mD.若摆长均为1m，则图线Ⅰ表示是在地面上完成的【答案】ABC【解析】【详解】A．图线中振幅最大处对应的频率应与做受迫振动的单摆的固有频率相等，从图线上可以看出，两摆的固有频率fⅠ＝0.2Hz，fⅡ＝0.5Hz；当两摆在月球和地球上分别做受迫振动且摆长相等时，根据公式f＝可知，g越大，f越大，所以gⅡ＞gⅠ又因为g地＞g月 因此可推知图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线，A正确；B．若在地球上同一地点进行两次受迫振动，g相同，摆长长的f小，且有＝所以＝B正确；CD．fⅡ＝0.5Hz，若图线Ⅱ表示是在地面上完成的，根据g＝9.8m/s2，可计算出LⅡ约为1m，C正确，D错误。故选ABC。10.如图所示是有两个量程的电流表，当分别使用a和b、a和c接线柱时，此电流表有两个量程，其中一个量程为0~1A，另一个量程为0~0.1A，表头内阻Rg=200Ω，满偏电流Ig=2mA，则（）A.当使用a、b时量程为0~1AB.当使用a、c时量程为0~1AC.电阻R1=0.41ΩD.电阻R2=0.41Ω【答案】AC【解析】【详解】AB.表头改装成电流表时需并联分流电阻，且分流电阻越小，改装后量程越大，可知使用a、b时量程为0～1A，使用a、c时量程为0～0.1A，故A正确，B错误；CD.由并联电路各支路两端电压相等可得Ig（R2+Rg）=（I1－Ig）R1，IgRg=（I2－Ig）（R1+R2），Ig=2mA，I1=1A，I2=0.1A，解得R1=0.41Ω，R2=3.67Ω，故C正确，D错误.11.如图所示，轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端与质量为m的物体A相连，A放在光滑水平面上，有一质量与A相同的物体B，从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下，与A 相碰后一起将弹簧压缩，弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升。下列说法正确的是（　　）A.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mghB.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为C.B能达到的最大高度为D.B能达到的最大高度为【答案】BD【解析】【详解】AB．对B下滑过程，据机械能守恒定律得则得，B刚到达水平地面时的速度B与A碰撞过程，以A、B组成的系统为研究对象，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得得A与B碰撞后的共同速度为所以弹簧被压缩时所具有最大弹性势能为故A错误，B正确；CD．当弹簧再次恢复原长时，A与B将分开，B以v的速度沿斜面上滑，根据机械能守恒定律可得解得，B能达到的最大高度为故D正确，C错误。故选BD。12.如图所示，直线I、II分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的特性图线，曲线Ⅲ 是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是A.电源1与电源2的内阻之比是11∶7B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1C.在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2D.在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2【答案】ABC【解析】【详解】A．根据电源的路端电压随输出电流的变化的特性图线斜率的绝对值表示电源内阻可知，电源1与电源2的内阻之比是11∶7，选项A正确；B．根据电源的路端电压随输出电流的变化的特性图线在纵轴的截距表示电源电动势可知，电源1与电源2的电动势之比是1∶1，选项B正确；C．根据曲线交点表示工作点，交点的纵、横坐标的乘积表示电源输出功率，在这两种连接状态下，由可知，小灯泡消耗的功率之比是1∶2，选项C正确；D．根据曲线交点纵、横坐标的比值表示小灯泡电阻，在这两种连接状态下，由可知，小灯泡的电阻之比是18∶25，选项D错误；故选ABC。三、非选择题（本题共6小题，共60分。13、14题每空2分，15题10分，16、17、18题均12分）13.在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，实验装置如图所示。（1）该实验中用于测时间的仪器是下列中的______（单选） A．B．C．D．（2）小球直径用游标卡尺测量如下所示，则小球直径d=______cm（3）某同学做实验时发现测时间的仪器损坏了，他采用了一种新的方式来探究两者关系，装置如下图，两单摆悬挂点高度相同，单摆A的摆长略大于单摆B的摆长。实验中首先仔细观察两小球的摆动过程，当两球同时同方向经过最低点时开始计数，记录A小球全振动次数，直至两球再次同时同方向经过最低点时结束，A小球共完成N次全振动。则两小球周期之比TA∶TB为______。该同学经过实验发现，两单摆周期的平方之比很接近摆长之比，但存在误差，在lA>lB的情况下，有时，有时，则原因可能是______（单选）。A．两小球质量不同B．静止悬挂时两小球高度不同C．记录摆长时漏加了小球的半径D．对两小球同时同方向经过最低点的判断存在误差【答案】①.C②.2.06③.④.D【解析】【分析】【详解】(1)[1]该实验中，用秒表来记录时间。(2)[2]游标卡尺测量小球直径，读数为 (3)[3]由单摆周期公式可得，A小球的摆长大，则其周期长，故A球完成N次全振动时，B球完成(N+1)次全振动，其中k为小于N的正整数，有[4]A．单摆周期与质量无关，故两小球质量不同不是存在误差的原因。故A错误；B．单摆周期与摆长有关，静止悬挂时两小球高度不同，不会影响摆长。故B错误；C．记录摆长时漏加了小球的半径，会使两单摆的摆长测量值小于实际值，会导致大于的情况出现，而不会出现小于的情况。故C错误；D．对两小球同时同方向经过最低点的判断存在误差是导致出现误差的主要原因。故D正确。故选D。14.为测量一段粗细均匀、直径为d、电阻较大的金属丝的电阻率，某同学设计了如图（a）所示的电路，其中MN为金属丝，R0是保护电阻．调节滑动变阻器的滑片P，记录电压表的示数U，电流表的示数I以及对应的金属丝PN的长度x．（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图（b）所示，则金属丝的直径d=______________mm；（2）在坐标纸上描绘出图线，如图（c）所示．若图线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则金属丝的电阻率ρ=____________（用题目中所给符号表示）；（3）如果不考虑偶然误差，通过该实验测得金属丝的电阻率__________金属丝电阻率的真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）．【答案】①.0.679-0.681②.③.等于【解析】【详解】（1）[1]由图示螺旋测微器可知，其示数为：0.5mm+18.0×0.01mm=0.680mm．（2）[2]由电路图可知，电压表的示数为： 其中联立可得：图线的斜率为即（2）[3]由可知电阻丝的电阻率，与电流表内阻无关，所以该实验测得金属丝的电阻率等于金属丝电阻率的真实值.15.弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动，在t＝0时刻，振子从O、B间的P点以速度v向B点运动；在时，振子速度第一次变为；在时，振子速度第二次变为。（1）求弹簧振子振动周期T；（2）若B、C之间的距离为25cm，求振子在4.0s内通过的路程；（3）若B、C之间的距离为25cm，从平衡位置计时，写出弹簧振子位移表达式。【答案】（1）1.0s；（2）200cm；（3）【解析】【详解】（1）弹簧振子简谐运动示意图如图所示 由对称性可得（2）若B、C之间距离为25cm，则振幅振子4.0s内通过的路程为（3）根据其中解得16.小型直流电动机(其线圈内阻为r＝1Ω)与规格为“4V、4W”的小灯泡并联，再与阻值为R＝5Ω的电阻串联，然后接至U＝12V的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：(1)通过电动机的电流；(2)电动机的输出功率P出；(3)电动机的效率．【答案】(1)0.6A　(2)2.04W　(3)85%【解析】【分析】由灯泡的额定功率可求得灯泡的电流；再由串并联电路的规律可求得流过电动机的电流；由P=UI 可求得电动机消耗的总功率，由焦耳定律可求得热功率，则可求得输出功率；根据求出电动机的效率．【详解】解：(1)流经灯泡的电流流经电阻R的电流流经电动机的电流(2)电动机消耗的总功率电动机产生的热功率电动机的输出功率(3)电动机的效率17.在如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，、均为定值电阻，且，阻值未知，是一滑动变阻器，当其滑片在最左端a时，电压表和电流表示数分别为，；当其滑片在最右端b时，电压表和电流表示数分别为，。求：（1）电源的电动势和内阻；（2）定值电阻的阻值和滑动变阻器的最大阻值；（3）电源的最大输出功率。【答案】（1），；（2），；（3）2.0W【解析】【分析】【详解】（1）由闭合电路欧姆定律可知 联立解得（2）当滑动变阻器滑片滑到最右端时，满足当滑动变阻器滑片滑到最左端时，满足联立解得（3）外电阻的范围为：80Ω≥R总≥8Ω，而内电阻r=10Ω在此范围内。所以当R外=r=10Ω时，电源的输出功率最大P出max==2.025W≈2.0W18.如图所示，质量为的物块可视为质点，放在质量为的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为。质量为的子弹以速度v0=300m/s沿水平方向射入物块并留在其中（时间极短），g取10m/s2。求：（1）子弹进入物块后一起向右滑行的最大速度；（2）木板向右滑行的最大速度；（3）物块在木板上滑行的时间t及物块在木板上相对木板滑行的距离x。【答案】（1）6m/s；（2）2m/s；（3）1s；3m【解析】 【详解】（1）子弹进入物块后一起向右滑行的初速度即为物块的最大速度，由动量守恒定律可得：解得（2）当子弹、物块、木板三者共速时，木板的速度最大，由动量守恒定律可得解得（3）对物块和子弹组成的整体应用动量定理得：由能量关系解得