湖北省云学名校联盟2023-2024学年高二上学期期中联考物理试题B卷

这是一份湖北省云学名校联盟2023-2024学年高二上学期期中联考物理试题B卷，共10页。试卷主要包含了选择题，实验题等内容，欢迎下载使用。

考试时间：2023年11月23日10：30～11：45 时长：75分钟满分：100分
一、选择题：本大题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项是符合题目要求的，第8~10题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。
1.下列说法中正确的是( )
A．金属内部的正离子都静止在自己的平衡位置，绝缘体中几乎不存在能自由移动的电荷
B．电动势的定义式是，电动势E的大小与q的大小有关
C．法拉第提出了“力线”的概念，并总结得出法拉第电磁感应定律
D．元电荷是最小的带电单位，任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍
2.关于波的干涉和衍射现象，下列正确的是()
A．只要是两列波叠加，都能产生稳定的干涉图样
B．当障碍物尺寸比波长大的多的时候，能发生衍射现象
C．在干涉图样中，振动加强区的质点，其位移始终保持最大
D．对于发生干涉现象的两列波，它们的振幅一定相同
3.如图所示，光滑的水平地面上静止放着质量为M的小车，小车底边长为L，质量为m的小球从小车顶端静止释放，最终从小车上滑离，不计一切摩擦，下列说法正确的是( )
A．M、m组成的系统动量守恒
B．M、m组成的系统机械能不守恒
C．小球从小车上滑离后，将做自由落体运动
D．小球从小车上滑离时，小车向左运动的距离为
4.如图所示，将平行板电容器接入恒压电源，电容器的上极板与一个外壳接地的静电计相连。一带电油滴恰好静止在电容器两极板间的P点，现将M板缓慢上移，则( )
A．平行板电容器的电势差变大 B．两极板间的场强不变
C．油滴将向下移动 D．P点的电势增大
5.如图所示为某电场等势面分布图，现用外力将一带负电的小物块由电场中的A点沿直线匀速移动到B点。下列说法正确的是()
A．该电场可能是由孤立的点电荷产生
B．A、B两点的电场强度大小满足
C．小物块在A点附近比在B点附近电势能变化慢
D．若改将带正电的小物块由A点沿直线移动到B点，电场力先做正功后做负功
6.热敏电阻是一种能随温度变化而改变电阻值的电学元件，被广泛用于温度测量、温度控制和电子设备保护等领域。如图所示是某实验小组设计的家用热水器的控制电路，R0=50Ω，R1的阻值随温度的升高而减小，其阻值随温度变化曲线如图所示。R2为调温电阻，信号模块通过监测R1和R2两端总电压从而控制加热电路通断，r=10Ω，则下列说法正确的是( )
A．当R2短路，信号模块监测电压数值增大
B．当R2短路，R1和R2消耗总功率一定增大
C．当信号模块临界电压不变时，要使热水器内水温维持一个较高温度，则R2的阻值应调大一点
D．当R2阻值不变时，要使热水器内水温维持一个较高水平，应增大信号模块临界电压
7.如图所示，水平桌面上放置一个压力传感器(已调零)，重0.5N的容器放在传感器上，容器上方有一个装满芝麻的大漏斗，打开阀门K芝麻可以从漏斗口无初速度的漏出，在空中做自由落体运动互不影响，落在容器后速度立即减为0，每秒漏出芝麻的质量恒定为20g；10s末，关闭阀门K，此时落在芝麻堆顶的芝麻速度为2m/s，芝麻落在容器或芝麻堆上时受到弹力远大于自身重力，重力加速度为g=10N/kg。则10s末传感器的示数为( )
A．2.50N B．2.52N C．2.54N D．2.56N
8.下列关于静电场场强和电势的概念，下列说法正确的是()
A．电场强度公式只适用于匀强电场
B．若相邻两等势面的电势差相等，则等势面的疏密程度能反映场强的大小
C．由电场强度公式可知，电场强度E与电场力F成正比，与试探电荷q成反比
D．由点电荷电场强度公式可知，当r→0时，E→+∞
9.图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图，图乙为x=5cm处质点的振动图像，则下列说法正确的是()
A．该波的波长为10cm
B．从图甲所示时刻起再过9s，x=8cm处的质点运动的路程为20cm
C．若这列波向右传播，图甲可能是t=6s时刻的波形图
D．若这列波向左传播，从图甲所示时刻起再过3s，x=1cm处质点的位移为cm
10.如图所示，质量均为m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L的细线，细线另一端系一质量也为m的小球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g，则下列说法正确的是()
A．小球由静止释放到第一次经过最低点的过程中，木块A的位移大小为
B．小球运动到最低点时的速度大小为
C．小球运动到最低点时的速度大小为
D．小球C第一次到达轻杆左侧最高处距O点的竖直高度为
二、实验题：本大题共2小题，共17分。
11.(7分)某同学用如图所示气垫导轨和压力传感器验证动量守恒实验，实验步骤如下：
①用托盘天平测出两滑块的质量m1、m2
②将m2右移，压缩右侧弹簧至一定长度，然后由静止释放m2，使得m2与m1碰撞后反弹
③记录下m2释放时右侧压力传感器初始读数F0和m2与m1碰撞后左侧压力传感器最大示数F1和右侧压力传感器最大示数F2
两侧弹簧的劲度系数都为k，弹簧弹性势能的表达式为，其中k、x分别为弹簧的劲度系数和形变量。
(1)在实验之前还需要进行的实验操作有( )
A．测量弹簧的原长
B．在使用之前将压力传感器调零
C．测出初始时m1、m2到左右两侧压力传感器的距离
D．记录下m1、m2碰撞后到压缩左右两侧压力传感器到最大示数的时间
(2)为使m2与m1碰撞后反弹，需保证m2_______m1(填“>”“=”“<”)。
(3)m2碰前初速度为____________。(用题目所给字母表示)
(4)实验要验证的动量守恒表达式为( )
A． B．
C． D．
12.(10分)某同学要测量一新材料制成的匀质圆柱体的电阻率。
(1)用游标卡尺测量其长度如图甲，测量其长度为L=_______mm；
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙，测量其直径为d=_______mm；
(3)将多用电表调至“×10”挡，需先______________________________，再将两表笔接在新材料两端，发现指针偏转太大，需将多用电表调至__________(填“×1”或“×100”)挡，重复上述操作，指针静止时如图丙所示，读数为__________；
(4)小明同学选择了合适的实验器材，设计了图丁所示电路，再次对新材料电阻进行了测量，操作如下：
①连接电路，将两滑动变阻器调至合适位置；
②闭合开关S1，断开开关S2，读出电流表的读数I1、I2；
③保持R2滑片位置不变，闭合S2，调节R1至合适位置，分别读出电流表读数I2ʹ和电压表读数U；
④断开所有开关，整理实验器材。
根据上述的测量，可得待测新材料的电阻率为ρ=_________(用I1、I2、I2ʹ、U、d、L表示)。
13.(10分)秉持“绿色、智能、节俭、文明”的办赛理念，杭州亚运会所有亚运会官方指定用车均为新能源汽车，某新能源车所采用三元锂电池容量为80kwh。该新能源汽车满载时总重2.5t，在汽车性能测试的水平公路上行驶时，所受阻力为车总重的0.01倍，能够达到的最大时速为180km/h，当该新能源汽车在水平测试公路上以最大时速行驶时，续航里程为720km，重力加速度g=10m/s2。求：
(1)该发动机的最大输出功率P；
(2)若电池的利用效率为85%，则新能源汽车以最大时速匀速行驶时发动机的发热功率P热。
14.(14分)在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示。小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上。M为轨迹的最高点。小球抛出时的动能为64.0J，在M点的动能为48.0J，不计空气的阻力。求：
(1)小球所受重力和电场力的比值；
(2)小球水平位移x1与x2的比值；
(3)小球从A点运动到B点的过程中最小动能Ekmin。
15.(19分)某物理学习兴趣小组观看了“超级弹球”的视频受到了启发，想利用超级弹球进行了两次碰撞实验，所有碰撞都可认为是弹性碰撞，重力加速度大小为g，忽略空气阻力影响，小球均可视为质点。试讨论以下问题：
(1)第一次实验，他们将一个质量为m1的小球1从距离地面高度为h处由静止释放，如图1所示。通过查阅资料他们估计出了球与地面的作用时间，用△t表示。求球1碰撞过程中地面对球1的平均作用力大小；
(2)第二次实验，他们将另一个质量为m2的小球2放在小球1的顶上，让这两个球一起从距离地面高度为h处自由下落并撞击地面，如图2所示。他们惊奇地发现碰撞后小球1恰好静止，小球2反弹的高度超过了释放时的高度，试求此种情况下小球1和小球2的质量比以及小球2被反弹的高度。
(3)他们通过第二次实验中受到了启发，他们猜想如果将第三个，第四个直至第n个小球堆叠在小球2的顶上，让这n个小球一起从距离地面高度h处自由下落并撞击地面，如图3所示，控制这n个小球的质量比，并保证碰后从第一个小球到第n-1个小球恰好静止，试求第n个小球碰后的速度，以及被反弹的高度。
2023年云学名校联盟高二年级月期中联考
物理参考答案
11、答案：(1)B(2分)；(2)<(1分)；(3)(2分)；(4)D(2分)
12、答案：(1)10.55(1分)；(2)1.990(1分)
(3)短接两表笔，调节欧姆调零旋钮，使指针指在“0”刻度(2分)；×1(2分)；10.0Ω(2分)
(4)(2分)
13、答案：(1)1.25×104W；(2)4.5×103W
【解析】
(1)汽车行驶所受阻力f=0.01mg，(1分)
汽车匀速行驶时，发动机牵引力等于阻力，F=f，(1分)
发动机的最大输出功率，(1分)
带入数值得P=1.25×104W；(1分)
(2)该新能源汽车以最大时速180km/h行驶路程为720km，
所用时间，(1分)
电池的有效功率转化为发动机发热功率和机械功率
，(2分)
W总=80kWh，(1分)
解得：P热=4.5×103W。(2分)
14、答案：(1)；(2)；(3)J。
【详解】(1)带电小球在水平方向上受电场力的作用做初速度为零的匀加速运动，竖直方向上只受重力作用做竖直上抛运动，故从A到M和M到B的时间t相等；设小球所受的电场力为Eq，重力为mg，则有
水平方向：，
竖直方向：，(3分)
而由题意
=64J，=48J
所以有
；(2分)
(2)由于从A点至M点和从M点至B点的时间t相等。小球在水平方向上做初速为零的匀加速直线运动，设加速度为a，则有
，(1分)
，(1分)
所以；(2分)
(3)设电场力F与重力G的合力与竖直方向夹角为θ，由图可知
则根据数学知识有，(2分)
小球的运动也可以看成在等效重力G的作用下的类似斜抛运动，当小球从A运动到B的过程中速度最小时速度一定与等效重力G′垂直，此时沿G′方向速度为0；故有
J。(3分)
15.(1)；(2)；；(3)。
【详解】(1)1球下落高度为h，此时1球的速度大小为，由自由落体规律可得
，(2分)
1球受竖直向下的重力m1g，设地面的平均作用力为F，方向竖直向上，1球与地面发生弹性碰撞后速度大小仍为，方向竖直向上。以竖直向下为正方向，根据动量定理，有
，(2分)
联立解得
；(1分)
(2)解法1：两球在落地前均有向下的速度，m1先与地弹性碰撞后速度变为向上的，与2球发生碰撞。取向上为正方向，设碰后的1球和2球的速度大小分别为和，根据动量守恒和机械能守恒，有
，
，(2分)
解得m2与m1发生弹性碰撞后的速度大小为
由题意可知=0，所以，(2分)
，(2分)
故m2反弹后能达到的最大高度为
，(2分)
解法2：两球在落地前均有向下的速度，m1先与地弹性碰撞后速度变为向上的，与2球发生碰撞。取向上为正方向，设碰后的1球和2球的速度大小分别为和，根据动量守恒和机械能守恒，有
，
，(2分)
由题意可知=0，所以，将带入动量守恒得，(6分)
故m2反弹后能达到的最大高度为
；(2分)
(3)由第(2)问可得
1球2球碰撞：，所以
则：2球3球碰撞：
第n次碰撞后第n的小球速度为0
则=0，所以，(1分)
3球和4球碰撞：；=0，所以(1分)
n球和(n-1)球碰撞：；
其中；，所以，(3分)
故第n个小球反弹后能达到的最大高度为
。(1分)1
2
3
4
5
6
7
8
9
10D
D
B
D
C
D
C
A
AB
CD
ABD