2022长沙师大附中高二上学期期中考试物理试题含解析

2021~2022学年湖南省长沙市湖南师范大学附属中学高二（上）期中物理试卷

一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）

1. 下列关于磁场、电场及电磁波的说法中正确的是(    )

A. 赫兹提出电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在
B. 只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波
C. 不同电磁波具有不同的波长，红外线的波长大于可见光的波长。
D. 普朗克认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为的光的能量子为

2. 如图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是(    )

A. 只有甲和乙 B. 只有丙和丁 C. 只有乙和丁 D. 只有甲和丙

3. 如图所示，一铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度抽出纸条后，铁块掉到地面上的点，若以速度抽出纸条，若铁块仍掉到地面，则铁块落地点为(    )

A. 在点右侧原水平位移的两倍处 B. 仍在点
C. 在点右侧不远处 D. 在点左侧

4. 如图所示，质量为的小车上有一半圆形的光滑槽，一质量为的小球置于槽内，共同以速度沿水平面运动，并与一个原来静止的小车对接，则对接后瞬间，小车的速度大小为(    )

A.  B.  C.  D. 以上答案均不对

5. 如图所示，斜面体固定在地面上，金属块沿的光滑斜面下滑，在下滑过程中，下列说法正确的是(    )

A. 对的支持力的冲量为零
B. 对的支持力做功为零
C. 重力对做的功，等于的重力势能的增量
D. 重力对的冲量，等于的动量的增量

6. 城市进入高楼时代后，高空坠物已成为危害极大的社会安全问题，设一个的鸡蛋从高的楼上自由下落，与地面撞击时鸡蛋的竖直高度为，认为鸡蛋下沿落地后，鸡蛋上沿的运动是匀减速运动，并且上沿运动到地面时恰好静止，以鸡蛋的上、下沿落地的时间间隔作为鸡蛋与地面的撞击时间，不计空气阻力，则鸡蛋对地面的平均冲击力约为(    )

A.  B.  C.  D.

7. 如图所示，平行金属板中带电质点原处于静止状态，电流表和电压表为理想电表，当滑动变阻器的滑片向端移动时，则(    )

A. 电压表读数减小
B. 电流表读数增大
C. 质点将向上运动
D. 上消耗的功率逐渐减小

8. 如图所示，在水平地面上固定一倾角为的光滑斜面，一劲度系数的轻质弹簧，其下端固定在斜面底端，整根弹簧足够长且处于自然状态。质量为的滑块从距离弹簧上端处由静止释放。设滑块与弹簧接触过程系统没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，取重力加速度大小为。规定滑块释放处为坐标原点、沿斜面向下为位移正方向。则(    )

A. 滑块下滑到距离点处时，速度达最大值
B. 滑块从静止下滑到最低点过程中，滑块的机械能守恒
C. 当滑块下滑位移时，其加速度大小为
D. 当滑块下滑位移时，其加速度大小为

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

9. 下列说法正确的是(    )

A. 单摆运动到平衡位置时，回复力为零
B. 竖直方向的弹簧振子做简谐运动时，在平衡位置处弹簧弹力为零
C. 水平放置的弹簧振子做简谐运动时的能量等于在平衡位置时振子的动能
D. 单摆的周期与摆球的质量有关

10. 下图中能产生感应电流的是(    )

A.  B.
C.  D.

11. 如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在、两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移随时间的变化如图乙所示．下列说法正确的是(    )

A. 时，振子的速度方向向左
B. 和时，振子的加速度完全相同
C. 到的时间内，振子的速度逐渐增大
D. 到的时间内，振子的加速度逐渐增大

12. 如图甲所示，粗糙的水平地面上有一块长木板，小滑块放置于长木板上的最右端。现将一个水平向右的力作用在长木板的右端，让长木板从静止开始运动，一段时间后撤去力的作用。滑块、长木板的速度图像如图乙所示，已知滑块与长木板的质量相等，滑块始终没有从长木板上滑下。重力加速度。则下列说法正确的是(    )

A. 时长木板停下来
B. 长木板的长度至少是
C. 滑块与长木板之间的动摩擦因数是
D. 滑块在长木板上滑行的相对位移为

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

13. 某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。

两小球应满足的关系是________。填“”或“”或“”

下列操作中有必要的是________。

A.实验前固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿水平方向

B.实验中需要测量小球开始释放的高度

C.实验中需要测量小球抛出点距地面的高度

D.实验中需要测量小球做平抛运动的水平射程

第一步：先从处释放并多次重复找到落点，并测出水平射程。第二步：将静置于轨道末端点，再从处释放与发生对心碰撞，并多次重复后分别确定两球的水平射程和。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______________用图中字母表示。

14. 某物理兴趣小组要描绘一个标有“”的小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增大，且尽量减小实验误差可供选用的器材除导线、开关外，还有以下器材：

A.直流电源内阻不计

B.直流电流表内阻约为

C.直流电压表内阻等于

D.滑动变阻器，额定电流

三个定值电阻

小组同学们研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，他将电压表进行了改装，在给定的定值电阻中选用最合适的电阻________选填“”“”或“”与电压表串联，完成改装．

实验要求能够实现在的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路图。_______

实验测得小灯泡伏安特性曲线如图所示，可确定小灯泡的功率与和与的关系，下列示意图中合理的是_______和分别为灯泡两端的电压和流过灯泡的电流。

A.       ． C.       ．

若将两个完全相同规格的小灯泡按如图所示电路连接，电源电动势，内阻，调节滑片使滑动变阻器的功率是一个小灯泡的两倍，此时每个小灯泡消耗的电功率为_______。结果保留位小数

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

15. 如图所示，轻弹簧的下端系着两球，，系统静止时弹簧伸长，未超出弹性限度。若剪断间的细绳，则在竖直方向做简谐运动，取，求：

弹簧的劲度系数。

的振幅多大。

球的最大加速度多大。

16. 如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点，用一根绝缘细线把质量、电荷量的金属小球悬挂在点，小球在点平衡时细线与竖直方向的夹角。现将小球拉至位置，使细线水平张紧后由静止释放。取重力加速度大小，，，求

匀强电场的电场强度大小；

小球通过最低点时细线的拉力大小；

小球向下运动过程中细线拉力的最大值。

17. 如图所示，足够长的光滑水平面上顺次停放着大小相同的个木块、、、，其中的质量为，、、的质量均为。现给一个水平向右的初速度，四个物体将发生碰撞，设过程中除第问与的碰撞外，其余均为弹性碰撞．则：

与第一次碰撞后的速度各是多少？

、、、最终速度各是多少？

当、、、速度稳定后，在的右侧某处放一固定的挡板，此后木块与挡板碰撞将原速弹回，只有与碰撞后粘在一起运动，则整个过程中因碰撞产生的热量是多少？

答案和解析

1.【答案】 

【解析】A.麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，选项A错误；

B.只要空间某处有周期性变化的电场或磁场，才会在其周围产生电磁波，选项B错误；

C.不同电磁波具有不同的波长，红外线的波长大于可见光的波长，选项C正确；

D.爱因斯坦认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为的光的能量子为，选项D错误。

故选C。

2.【答案】 

【解析】图甲中，子弹射入木块的过程中，系统水平方向受合力为零，则动量守恒；

图乙中，剪断细线，压缩的弹簧恢复原长的过程中，水平方向要受到竖直墙壁对的作用，即水平方向受合力不为零，系统的动量不守恒；

图丙中，两球匀速下降，则受到的重力和浮力的合力为零；剪断细线后，系统受的重力和浮力不变，则系统受合力仍为零，系统动量守恒；

图丁中，物块沿光滑固定斜面下滑的过程中，受合外力不为零，系统动量不守恒；

则只有甲和丙。

故选D。

3.【答案】 

【解析】抽出纸带的过程中，铁块受到向前的摩擦力作用而加速运动，若纸带以的速度抽出，则纸带与铁块相互作用时间变短，根据动量定理知，摩擦力作用时间变短，铁块获得的速度减小，平抛运动的初速度减小，而平抛的时间不变，则平抛运动的水平位移较小，比点近，即在点左边，故ABC错误，D正确。

故选D。

4.【答案】 

【解析】对接过程，两小车组成的系统动量守恒，以小车的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

，

解得：

故应选C．

本题考查了求小车的速度，正确确定研究对象是正确解题的前提与关键，应用动量守恒定律即可正确解题．

5.【答案】 

【解析】A.对的支持力的冲量，不为零，故A错误；

B.对的支持力的方向与位移方向垂直，所以对的支持力做功为零，B正确；

C.克服重力做的功等于重力势能的增量，C错误；

D.物体所受合力的冲量等于物体动量的变化，即重力与支持力对的冲量，等于的动量的增量，D错误。

故选B。

6.【答案】 

【解析】由

可得

由

得鸡蛋碰地后的运动时间为

以向上为正方向，则有

可得鸡蛋对地面的平均冲击力

故B正确，ACD错误。

故选B。

7.【答案】 

【解析】由图可知，与滑动变阻器串联后与并联后，再由串连接在电源两端；电容器与并联；当滑片向移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，则电路中总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，干路中电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大，同时，两端的电压也减小，故并联部分的电压增大；由欧姆定律可知流过的电流增大，而干路中的电流减小，故电流表示数减小；因并联部分电压增大，而中电压减小，故电压表示数增大，故AB错误；

C.因两端电压增大，则电容器两端电压增大，故电荷受到的向上电场力增大，则重力小于电场力，电荷向上运动，故C正确；

D.上电流增大，根据，则消耗的功率逐渐增大，故D错误。

故选C。

8.【答案】 

【解析】A.速度达最大值时加速度为，则有

解得

所以滑块下滑到距离点处时，速度达最大值，则A正确；

B.滑块从静止下滑到最低点过程中，滑块与弹簧组成的系统机械能守恒，滑块的机械能不守恒，所以B错误；

C.当滑块下滑位移时，其加速度大小为

所以C错误；

D.当滑块下滑位移时，其加速度大小为

所以D错误；

故选A。

9.【答案】 

【解析】A.当单摆运动到平衡位置时，此时回复力为零，故A正确；

B.竖直方向的弹簧振子做简谐运动时，在平衡位置处合力为零，弹簧弹力不为零，故B错误；

C.振动能量是振动系统的动能和势能的总和，水平放置的弹簧振子在平衡位置时弹性势能为零，C正确；

D.根据单摆的周期公式可知，单摆的周期与摆球的质量无关，故D错误。

故选AC。

10.【答案】 

【解析】A.电路没有闭合，无感应电流。故A错误；

B.面积增大，通过闭合电路的磁通量增大，有感应电流。故B正确；

C.穿过圆环的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，无感应电流。故C错误；

D.穿过闭合电路的磁通量减小，有感应电流。故D正确。

故选BD。

11.【答案】 

【解析】A.由图象乙知， 时，图象的斜率为负，说明振子的速度为负，即振子的速度方向向左，故A正确；

B. 和时，振子的位移完全相反，由知加速度完全相反，故B错误；

C. 到 的时间内，振子的位移减小，正向平衡位置靠近，速度逐渐增大，故C正确；

D.到的时间内，振子的位移增大，所以振子的加速度增大，故D正确。

故选ACD。

12.【答案】 

【解析】由图乙可知，力在时撤去，此时长木板的速度，时两者速度相同，，前长木板的速度大于滑块的速度，后长木板的速度小于滑块的速度，过程中，以滑块为对象，由牛顿第二定律得

解得

过程中，以长木板为对象，由牛顿第二定律得

解得

从末到长木板停下来的过程中，由牛顿第二定律得

解得

这段时间

时长木板停下来，故A正确，C错误；

B.长木板的长度至少是前过程中滑块在长木板上滑行的距离

故B正确；

D.在从末到滑块停下来的过程中，由牛顿第二定律得

解得

这段时间

所以时滑块停下来，后滑块在长板上滑行的距离

前长木板速度更大，后滑块速度更大，则滑块在长木板上滑行的相对位移为

故D错误。

故选AB。

13.【答案】 ；
；
 

【解析】碰撞过程中动量，能量守恒，因此有

解得

因此让小球碰撞以后不反弹，两球质量满足

保证小球做平抛运动，所以实验前固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿水平方向；故A正确；

可通过质量与水平射程乘积来验证动量是否守恒，故实验中不需要测量小球开始释放的高度，故BC错误；

D.通过质量与水平射程乘积来验证动量是否守恒，故实验中需要测量小球做平抛运动的水平射程，故D正确；

由碰撞过程中动量守恒，得

14.【答案】 ； ；
； 

【解析】由于灯泡的额定电压为，所以要改装成一个或稍大于的电压表，串联的电阻为。

实现的范围内对小灯泡的电压进行测量，需要设计成滑动变阻器分压接法。由于小灯泡正常发光时电阻约为，所以需要设计成电流表外接，实验电路原理图如图所示

根据公式

图像的斜率逐渐减小，故AB错误。

小灯泡的电阻随温度升高而增大，由功率

图像的斜率逐渐增大，故C错误，D正确。

故选D。

假设通过灯泡的电流为Ⅰ，灯泡两端的电压为，由闭合电路欧姆定律定律得

而

化简得

与小灯泡伏安特性曲线的交点即为电路工作点，该点纵横坐标值的乘积等于小灯泡的功率，功率为

15.【答案】解：挂两球时有

解得

剪断间细绳后，球平衡时由

可得，弹簧的伸长量为

刚剪断细绳时弹簧比球平衡时多伸长的长度就是振幅，即

振动中球的最大加速度

【解析】略
 

16.【答案】解：小球受到电场力、重力和线的拉力作用处于静止，根据共点力平衡条件有

得

代入数据解得

小球从点运动到点的过程，根据动能定理有

设小球在最低点时细线对小球的拉力为，根据牛顿第二定律有

解得

当小球运动至点时，小球速度最大，细线拉力最大，小球从到的过程，根据动能定理有

根据牛顿第二定律

解得

【解析】略
 

17.【答案】解：与第一次碰撞过程，选向右为正方向，碰后速度分别为，，根据动量守恒、能量守恒有

解得

与第一次碰撞后，的速度大于的速度，则先与发生完全弹性碰撞，因为和质量相等，则速度互换，之后同理碰撞后速度互换，则最终的速度为

与第二次碰撞过程中，碰后速度分别为，，与解析同理可得

之后与发生完全弹性碰撞，速度互换，则最终的速度为

故最终和的速度分别为

木块与挡板碰撞将原速弹回，碰撞后速度互换，之后以的速度向左运动，与碰撞，速度再次互换，以的速度向左运动与发生完全非弹性碰撞，根据动量守恒有

解得

因为碰撞产生的热量

【解析】略