2022-2023学年湖南省常德市津市市第一中学高二上学期期中物理试题含解析

  湖南省常德市津市市第一中学2022-2023学年高二上学期期中考试物理（范围：必修1、必修2、必修3、动量守恒）

一、单选题

1. 物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，为人类的科学做出了巨大贡献，值得我们敬仰。下列描述中符合物理学史实的是（　　）

A. 法拉第发现了电磁感应现象并总结出了法拉第电磁感应定律

B. 洛伦兹通过实验测定了磁场对电流的作用力

C. 奥斯特发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说

D. 楞次发现了确定感应电流方向的楞次定律

【答案】D

【解析】

【详解】A．法拉第通过大量实验发现了电磁感应现象，而法拉第电磁感应定律是纽曼和韦伯总结出来的，A错误；

B．安培通过实验测定了磁场对电流的作用力，B错误；

C．奥斯特发现了电流的磁效应，安培提出了分子电流假说，C错误；

D．楞次发现了确定感应电流方向的定律——楞次定律，D正确。

故选D。

2. 电影特技中有一种叫做“快镜头”的方法，快镜头指拍摄影片或电视片时，用慢速拍摄的方法拍摄，再用正常速度放映或播放（比如2倍速度的快镜头是拍摄时每秒12张画面，播放时每秒24张画面），对于一个从静止开始做匀加速直线运动的汽车，不使用特技时，屏幕上汽车的加速度为a，汽车运动到某点时的速度为v，当使用4倍速度的“快镜头”时，屏幕上汽车的加速度和运动到同一点的速度分别为（　　）

A. 8a、4v B. 8a、8v C. 16a、4v D. 16a、8v

【答案】C

【解析】

【详解】由题意可知，使用4倍速度的“快镜头”时，则有速度有

由于使用“快镜头”时，汽车的位移在屏幕上与不使用“快镜头”时相同，由速度位移公式可得“快镜头”时，屏幕上汽车的加速度为

故选C。

3. 如图所示，水平地面上有质量m=1.0kg的物块，受到如图甲所示随时间变化的水平拉力F的作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小如图乙所示。重力加速度g取10m/s2。下列判断正确的是（　　）

A. 5s内物块的位移为0

B. 4s末物块所受合力大小为4N

C. 物块与地面之间的动摩擦因数为0.4

D. 6～9s内物块的加速度大小为2m/s2

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图乙可知物块所受的最大静摩擦力为4N，滑动摩擦力为3N，物块在4s末开始运动，故5s内物块发生了位移，A错误；

B．4s末物块所受拉力为4N，所受最大静摩擦力也为4N，合力大小为0，B错误；

C．物块与地面之间的滑动摩擦力为3N，物块受到地面支持力为10N，可得物块与地面之间的动摩擦因数为

C错误；

D．6～9s内拉力大小为5N，物块所受滑动摩擦力为3N，合力为2N，由牛顿第二定律可得，物块的加速度大小为

D正确。

故选D。

4. 甲、乙两质点同时从同一位置沿同一直线运动，速度随时间变化的图像如图所示，其中甲为直线。关于两质点的运动情况，下列说法中不正确的是（  ）

A. 在内甲、乙的加速度方向相同

B. 在内，乙的平均速度大于甲的平均速度

C. 在2t0时刻，甲、乙相遇

D. 在内，甲、乙间的最远距离为

【答案】C

【解析】

【详解】A．v-t图像的斜率表示加速度，由图像可知，在t0~2t0内，甲、乙两质点的加速度都为负值，方向相同，故A正确；

B．根据v-t图像与t轴围成的面积表示位移可知，在t0~2t0内，乙的位移大于甲的位移，则乙的平均速度大于甲的平均速度，故B正确；

C．甲、乙从同一位置出发，由v-t图像与t轴所围面积表示位移，知在2t0时刻，甲、乙未相遇，故C错误；

D．在t0时刻前甲速度大于乙的速度，两者间距增大，t0时刻后乙的速度大于甲的速度，两者间距减小，所以在t0时刻，甲、乙相距最远，最远距离等于两者位移之差，为

故D正确。

要求选不正确的，故选C。

5. 第24届冬季奥运会于2022年2月4日在北京和张家口联合举行，跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一，北京跳台滑雪赛道“雪如意”如图甲所示，其简化图如图乙所示，跳台滑雪赛道由助滑道AB，着陆坡BC，减速停止区CD三部分组成，B点处对应圆弧半径为R=50m。比赛中质量m=50kg的运动员从A点由静止下滑，运动到B点后水平飞出，落在着陆坡的C点，已知运动员在空中的飞行时间为4.5s，着陆坡的倾角θ=37°，重力加速度g=10m/s²，忽略空气阻力影响，则（　　）

A. 运动员从B点水平飞出的速度大小为60m/s

B. 运动员从B点飞出后离斜面最远时速度大小为45m/s

C. 运动员从B点飞出后经3s离斜面最远

D. 运动员在B点对轨道的压力为1400N

【答案】D

【解析】

【详解】A．运动员从B点水平飞出后做平抛运动，因此有

联立解得

故A错误；

B．运动员从B点飞出后离斜面最远时速度方向与斜面平行，则有

联立解得

故B错误；

C．运动员从B点飞出后离斜面最远时，竖直方向有

解得

故C错误；

D．运动员在B点飞出前在做圆周运动，根据牛顿第二定律有

解得

根据牛顿第三定律，运动员在B点对轨道的压力与轨道对运动员的支持力相等，故D正确。

故选D。

6. 如图所示，在竖直方向加上向下的匀强电场，场强为E，带电量为+q的质点由静止释放运动至最低点N的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 质点的机械能守恒

B. 质点的重力势能减少，电势能增加

C. 质点的动能增加2mgR

D. 质点的机械能增加2qER

【答案】D

【解析】

【详解】AD．质点下落过程，除重力做功以外，还有电场力做正功，机械能增加，由功能关系得机械能的增量为

A错误，D正确；

B．重力做正功，重力势能减少，电场力做正功，电势能减少，B错误；

C．合外力做功等于动能的增量，有

C错误。

故选D。

二、多选题

7. 2021年5月15日7时18分，“天问一号”探测器成功着陆于火星，我国首次火星探测任务着陆火星取得成功。“天问一号”发射后经过地火转移轨道被火星捕获，进入环火星圆轨道，经变轨调整后，进入着陆准备轨道，如图所示。已知“天问一号”火星探测器的火星着陆准备轨道是半长轴为a1．周期为T1的椭圆轨道，我国北斗卫星导航系统的中圆地球轨道卫星的轨道半径为r2，周期为T2，引力常量为G。则下列说法正确的是（   ）

A.

B. “天问一号”在A点从环火星圆轨道进入着陆准备轨道时需要开启发动机向前喷气

C. “天问一号”在环火星圆轨道上A点的加速度大于在着陆准备轨道上A点的加速度

D. 由题目已知数据可以估算出火星的质量

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由于我国北斗卫星导航系统的中圆地球轨道卫星绕地球运动，而“天问一号”火星探测器在着陆准备轨道上运动时是绕火星运动，中心天体不一样，因此开普勒第三定律不适用，A错误；

B．“天问一号”在A点从环火星圆轨道进入着陆准备轨道时需要减速，所以需要开启发动机向前喷气，B正确；

C．“天问一号”在环火星圆轨道上A点受到的万有引力和在着陆准备轨道上A点受到的万有引力相同，根据牛顿第二定律

可知加速度相同，C错误；

D．对于火星着陆准备轨道，根据万有引力提供向心力

可估算火星质量为

D正确。

故选BD。

8. 图中的实线分别是电阻a、b的伏安特性曲线，虚线c是b（）的切线，a、c相互平行，下列说法正确的是（　　）

A. 时，b的电阻为5Ω B. 时，a、b的电阻相等

C. b的电阻随电压的升高而增大 D. 时，a、b并联后的总电阻为2.5Ω

【答案】CD

【解析】

【详解】ABC．根据图像可知，电阻a的阻值保持不变，大小为

根据电阻b的伏安特性曲线可知，曲线上点与原点连线的斜率逐渐减小，而连线斜率为

可知b的电阻随电压的升高而增大，V时，b的电阻为

故AB错误，C正确；

D．时，b的电阻为

a、b并联后总电阻为

故D正确。

故选CD。

9. 可变电阻R的功率随自身阻值变化的函数关系图如图，定值电阻R0=4Ω，由此可知（　　）

A. 电源电动势E=8V，内阻r=4Ω

B. 电源电动势E=4V，内阻r=

C. 增大R，电源效率增大

D. 增大R，电源效率可能增大，也可能减小

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．将R0与电源看成新的电源，由图像可知，当新的电源内阻与滑动变阻器电阻相等时，新电源的输出功率最大，即滑动变阻器功率最大，则有

解得

故A正确，B错误；

CD．电源效率为

则增大R，路端电压增大，电源效率增大，故C正确，D错误。

故选AC。

10. 如图所示，一个闭合线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成角，下述方法可使穿过线圈的磁通量增加一倍的是（　　）

A. 把线圈匝数增加一倍 B. 把线圈面积增加一倍

C. 转动线圈使得轴线与磁场方向平行 D. 把磁感应强度增加一倍

【答案】BD

【解析】

【详解】A．穿过线圈的磁通量可表示为

与线圈的匝数无关，A错误；

B．把线圈面积S增加一倍或把磁感应强度B增加一倍，均能使穿过线圈的磁通量增加一倍，BD正确；

C．转动线圈使得轴线与磁场方向平行，则穿过线圈的磁通量变为

对比原来的磁通量可知，并未增加一倍，C错误。

故选BD。

三、实验题

11. 图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。

（1）关于实验条件的说法，正确的有______。

A．斜槽轨道必须光滑

B．斜槽轨道末段N端必须水平

C．P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放

D．P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放

（2）该实验结果可表明______。

A．两小球落地速度的大小相同

B．P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动

C．P小球在竖直方向的分运动是匀速直线运动

D．P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同

（3）若用一张印有小方格（小方格的边长为L=10cm）的纸记录P小球的轨迹，小球在同一位置平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示，重力加速度g=10m/s2，则P小球经过b位置时速度的大小为______m/s，若以a点为坐标原点，水平向有为x轴，竖直向下为y轴，则抛出点的坐标为______（结果以cm为单位）。

【答案】    ①. BC##CB    ②. D    ③. 2.5    ④. （-10cm，-1.25cm）

【解析】

【详解】（1）[1] A．斜槽轨道光滑与否对实验没有影响，故A错误；

B．为了保证小球离开斜槽末端时的初速度的方向是水平方向，故斜槽轨道末段N端必须水平，故B正确；

CD．本实验只验证平抛运动的小球竖直方向的分运动，不需要每次水平初速度相同，所以小球可以在不同位置释放，故C正确，D错误。

故选BC。

（2）[2]该实验结果可表明P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同，即P小球在竖直方向的分运动为自由落体运动。

故选D。

（3）[3]小球P在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运功，在竖直方向，根据匀变速直线运功的推论可得

代入数据，解得

所以水平方向的速度大小为

小球经过b点时竖直方向速度大小为

所以小球经过b点时的速度大小为

[4]小球运动到b点的时间为

所以小球运动到b点时，竖直方向的位移为

水平方向的位移为

若以a点为坐标原点，则抛出点的坐标为（-10cm，-1.25cm）。

12. 多用电表是实验室中必备的仪器，用它的欧姆挡测电阻方便简单，现某实验小组对多用电表的欧姆挡进行了以下研究。多用电表欧姆挡电路可以等效为一个直流电源、一个可变电阻和一个电流表串联后与红、黑表笔相接。现有一个欧姆挡刻度盘中值附近刻度模糊不清的多用电表，某同学想通过实验的方法测量该多用电表的欧姆“×1”挡刻度盘中值刻度对应的阻值。现有器材如下：待测多用电表，电压表V（量程0~6V，内阻十几千欧），电阻箱R，开关，导线若干。

（1）在图甲所给的器材上已完成部分连线，请你补充完整连线______。

（2）该同学利用实验中得到的数据以为纵坐标，为横坐标，作出图乙所示的图像，该图像对应的函数表达式是______（表达式须用欧姆挡电源电动势E、“×1”挡刻度盘中值刻度对应的电阻r表示）。由图像可求得该多用电表的欧姆“×1”挡刻度盘中值刻度对应的阻值为______Ω。（结果保留两位有效数字）

【答案】    ①.     ②.     ③. 15

【解析】

【详解】（1）[1]本实验是用电压表和电阻箱测量多用电表欧姆挡内阻，电压表用于测量外电压，需要并联在电阻箱两端。无论是多用电表还是电压表，电流都是从负接线柱流出，从正接线柱流入。实物连线如图所示

（2）[2][3]根据闭合电路欧姆定律有

整理得

结合图像有

解得

r=15Ω

四、解答题

13. 如图所示，固定放置的竖直斜面的下端与光滑的圆弧的B点相切，圆弧轨道的半径，圆心O与D在同一水平面上，，斜面足够长。现有质量为的小物体从距D点的地方无初速度地释放，已知物体恰能从D点进入圆轨道。重力加速度g取，，若物体与斜面间的动摩擦因数，求物体在斜面上通过的总路程。

【答案】2.5m

【解析】

【详解】由题意有

即

则物体不能静止在斜面上。结合运动过程可得，最终小物体将在圆弧轨道上过B点水平线下方做往复运动，到达B点所在水平线位置时速度为0，由动能定理有

解得小物体在斜面上通过的总路程

14. 如图所示，竖直放置的半径的光滑绝缘半圆形轨道与粗糙的绝缘水平轨道在N点相切连接，空间中有一电场强度的大小、方向水平向左的匀强电场。让一质量、带电荷量的小物块从水平轨道A处由静止释放，小物块恰好能够运动到半圆形轨道的最高点，已知物块与水平轨道之间的动摩擦因数，。求：

（1）A、N两点之间的距离。

（2）小物块运动到P点（半圆形轨道中点）时，轨道对它的支持力大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）物块能通过轨道最高点的条件是

解得

根据能量守恒，有

解得

（2）物块到P点时，根据能量守恒，有

解得

又

解得

15. 如图所示，在光滑水平面上有一个轨道ABCD，质量为4m，轨道的左侧为四分之一的光滑圆弧AB，半径为R，在B点与水平轨道BD相切，水平轨道的BC段粗糙，动摩擦因数为，BC长为L，C点右侧的轨道光滑，轨道右端连接一轻质弹簧，弹簧的左侧与一个质量为m的挡板相连。现有一质量为m的小物体在A点正上方高9R处由静止自由落下，恰沿A点切线方向滑入圆弧轨道，小物体与弹簧上的挡板每一次碰撞均为弹性碰撞，重力加速度为g，（结果用m、g、R、L及数字表示），求：

（1）若轨道ABCD被锁定，小物体到达B点时对轨道的压力大小；

（2）若轨道ABCD被锁定，弹簧的最大弹性势能；

（3）若解除轨道ABCD的锁定，小物体在BC段滑行的总路程。

【答案】（1）；（2）5mgR；（3）

【解析】

详解】（1）如果ABCD被锁定，小物体滑到B点过程有

在B点有

根据牛顿第三定律可得小物体到达B点对ABCD的压力为

解得

（2）从释放点到C点，由动能定理可得

由题意

物体和挡板碰撞过程，由动量守恒定律可得

系统机械能守恒，则

解得

故弹簧的最大弹性势能为

（3）解除ABCD的锁定，系统水平动量守恒，经过来回运动，三物体最终停止运动，系统能量守恒，则

解得