江西省九江市六校联考2023-2024学年高二上学期1月期末物理试题

这是一份江西省九江市六校联考2023-2024学年高二上学期1月期末物理试题，共12页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本卷命题范围，有关下列四幅图说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：必修3、选择性必修1的第一章、第二章。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．在图1中，运动员落地总是要屈腿，在图2中两人在冰面上，甲推乙后，两人向相反方向滑去，在图3中运动员用球棒把垒球以等大速率击打出去，在图4中一小物块与水平圆盘保持相对静止一起做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．图1目的是为了减小地面对人的作用力B．图2中甲对乙的冲量和乙对甲的冲量相同
C．图3中球棒对垒球的冲量为零D．图4中小物块动量不变
2．ABCD为一根用绝缘材料制成的内径为r的细管，其内壁光滑不带电荷，将细管沿着半径为R的均匀带负电金属球壳的水平直径穿过，并左右对称放置，。有一个半径略小于r的带正电金属小球，以水平初速度沿细管自右向左射入细管，不考虑带电小球对球壳带电分布的影响，则关于小球在细管内的运动，下列说法正确的是（ ）
A．小球先加速运动再减速运动B．小球的电势能先增加后减少
C．小球在球壳内做匀速直线运动D．小球在出口D点的速度
3．真空中两个点电荷A、B带等量正电荷Q，处于静止状态如图甲所示，两点电荷间距l，O点为两点电荷连线的中点，O点的电场强度大小为。现用一闭合金属框将B罩上，并将金属罩接地，此时O点的电场强度大小为。已知静电常数为k，则（ ）
A．，B．，
C．，D．，
4．平行金属板A、B竖直放置，间距为d，充电后与电源分离，将一带正电粒子从A板附近由静止释放，仅在静电力的作用下从B板上小孔射出。现将极板间距变为2d，再将同一粒子从A板附近由静止释放，则（ ）
A．粒子射出时的速度增加为原来两倍B．粒子运动的加速度大小不变
C．系统电势能的减少量不变D．静电力的冲量大小不变
5．直角三角形ABC中，，BC边长约2cm，匀强电场平行于平面ABC，将电荷量为的点电荷从A点移至B点，克服静电力做功，再将此点电荷从B点移至C点，静电力做功，则（ ）
A．A、C间的电势差为8VB．若，则
C．电场强度的方向与AC边平行D．电场强度的大小为400V/m
6．如图甲所示，某同学用力的传感器研究弹簧振子的运动过程，图乙是与力传感器连接的电脑显示的F－t图像，已知轻质弹簧劲度系数为k＝100N/m，则下列说法正确的是（ ）
A．弹簧振子振动周期为
B．弹簧振子振幅为0.04m
C．弹簧振子弹性势能和重力势能之和先减小后增大
D．和小球的回复力相同
7．在如图所示电路中，两金属板M、N平行正对且竖直放置，电键断开时，一带电粒子以一定的初速度沿着两极板的对称轴自O点（与两金属板下端对齐）射入，击中极板上方水平光屏的点。闭合电键，合理调节滑动变阻器的滑片P，带电粒子以相同的初速度从O点射入，刚好从N极板边缘射出并击中光屏的A位置，此时理想电压表示数为，的长度记为L，自O点射入到击中光屏A点的过程时间记为。再次适当调整滑片P，带电粒子仍以相同的初速度从O点射入，击中光屏上B位置，此时理想电压表示数为，的长度记为，自O点射入到击中光屏B点的过程时间记为，忽略粒子的重力及空气阻力，则下列描述正确的是（ ）
A．粒子带负电
B．
C．
D．打到屏幕上A点时粒子动能是打到屏幕上B点时粒子动能的4倍
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．在图甲的电路中，是滑动变阻器，是定值电阻，直流电源内阻r＝0.5Ω，电表是理想电表。实验时调节的阻值，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据作出的U－I图像如图乙中AB所示，则下列说法正确的是（ ）
A．电路在A状态时消耗的功率为0.05W
B．电路在B状态时电源的输出功率为0.705W
C．电路在A状态时电源的效率80%
D．滑动变阻器能消耗的最大功率为0.3125W
9．有关下列四幅图说法正确的是（ ）
A．图甲对线框施加一水平力F，使线框向右做加速运动，线框可以产生感应电流
B．图乙为第一张人体X光照片，X射线可用于诊断病情，它的波长比可见光短
C．图丙是电磁波的产生与传播示意图，麦克斯韦理论告诉我们，变化的电场产生变化的磁场
D．图丁的氦原子光谱是一些分立的亮线，说明原子的能量是量子化的
10．如图所示，在光滑水平面上静止放有A、B两个带正电小球，两球半径相等，A球质量为m，B球质量为2m，初始位置两球距离足够远，可认为两球电势能为零，取水平向右为正方向，现给A球一水平向右速度v，运动过程中两球不会相碰，从A球开始运动到最终两球再次距离足够远的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．B球最大速度为B．A球最小速度为
C．B对A的冲量为D．两球电势能最大值为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）
某同学想验证动量守恒定律，采用传统的如图所示的“碰撞实验装置”验证两小球碰撞前后的动量是否守恒。
主要操作步骤如下：
①安装好实验装置，使A球多次从斜轨上同一位置P由静止释放，找到其平均落地点的位置E；
②将与A球半径相同的B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上位置P由静止释放，多次重复上述过程，分别找到碰后A球和B球的平均落点的位置D和F；
③O为轨道末端在地面的投影点，用刻度尺测量出水平射程OD、OE、OF。
已知A球和B球的质量分别为、，回答下列问题：
（1）在OD、OE、OF这三个长度中，与实验所用小球质量无关的是______（填OD、OE、OF），与实验所用小球质量有关的是______（填OD、OE、OF）。
（2）在误差允许范围内满足关系式______（填序号），则说明碰撞中的动量是守恒的。
A．B．
C．D．
（3）若某次实验中测得OE＝60.00cm、OD＝20.00cm、OF＝80.00cm，请分析该次碰撞是______。（填“弹性碰撞”或“非弹性碰撞”）。
12．（8分）
某小组利用实验室的电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，器材如下：
干电池一节（电动势约为1.5V）；
电压表V（量程为0～3V，内阻约为3kΩ）；
电流表A（量程为0～0.6A，内阻等于1Ω）；
滑动变阻器（最大阻值为20Ω）；
开关、导线若干。
（1）现提供图甲和图乙两种测量电路，要求尽量减小干电池内电阻的实验误差，应选择______（选填“甲”或“乙”）电路图。
（2）该组同学记录了若干组数据，并将对应点标在图中的坐标纸上，画出了U－I图线，如图丙所示。
（3）利用图像求得干电池的电动势E＝______V，内电阻r＝______Ω（结果均保留到小数点后二位）。
（4）在上述实验过程中，若不考虑实验的偶然误差，关于电动势和内阻的测量值、与真实值、之间的比较，正确的是______。
A．，B．，
C．，D．，
13．（10分）
如图所示，用一条长为L的绝缘细线悬挂一个可视为质点、质量为m、电荷量为q的带正电小球，整个空间处于竖直平面内的一匀强电场中，小球静止时细线偏离竖直方向，电场方向垂直细线斜向上方，O点距地面距离为L，重力加速度为g。求：
（1）电场强度E的大小；
（2）若突然剪断细绳，小球刚要落至水平地面时重力的瞬时功率。
14．（13分）
某物理实验小组组装了一块简易多用电表，其电路如图示。图中E是一节干电池，电动垫1.5V，内阻可忽略不计，、、、和是固定电阻，是可变电阻；表头G的满偏电流为250μA、内阻为480Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位。
（1）若两个直流电流挡量程分别为1mA和2.5mA，则、分别为多少欧？
（2）若两个直流电压挡量程分别为1V挡和5V，则、分别为多少欧？
（3）若想将多用电表调成欧姆×1Ω挡，且，正确进行欧姆调零，需要将调为多少欧？
15．（17分）
如图所示，光滑水平面上静止放有一辆小车，小车由半径R＝1.2m的四分之一光滑圆弧部分AB和粗糙水平部分BC组成，且两者在B点平滑连接。现有一可视为质点的小物块从圆心等高点处静止释放，小物块在BC部分与车之间的动摩擦因数为，小车质量是物块质量的2倍，已知重力加速度，，求：
（1）小物块滑到圆弧最低点B时的速度大小；
（2）为保证小物块不会从小车上滑下，BC部分的最小长度；
（3）在（2）情景下小车和小物块整个过程的位移大小。（结果保留一位小数）
高二物理参考答案
1．A 【解析】A．运动员落地总是要屈腿，可以延长与地面作用的时间，在人动量变化量确定的情况下，时间变长则可以减小地面对人的作用力，A正确；B．图2中甲对乙的冲量和乙对甲的冲量大小相等，方向相反，所以冲量不同，B错误；C．图3中由于球运动方向发生变化，则动量变化，根据动量定理知球棒对垒球的冲量不为零，C错误；D．图4中小物块运动方向时刻变化，则动量大小不变，方向改变，故D错误。
2．C 【解析】AB段，小球受向左的吸引力加速运动；BC段，由于均匀带电金属球壳是等势体，所以其内部电场强度处处为零，则小球做匀速运动；CD段，小球受向右的吸引力，将向左做减速运动；所以小球自A到D的运动规律为先加速再匀速再减速，故A错误；小球所受电场力AB段先做正功，BC段不做功，CD段做负功，电势能先减少再不变再增加，故B错误；由于对称性，，故D错误。
3．D 【解析】由点电荷的场强公式、电场叠加原理得；用闭合金属框将B罩上，并将金属罩接地，金属框与大地成为等势体，在O点相当于只有A点电荷的电场，则，故选D。
4．B 【解析】由，，得，由电容器充电后与电源分离得Q不变，所以E不变，则粒子所受静电力不变，由牛顿第二定律得粒子加速度不变，故B正确；由，得粒子射出时速度变为，故A错误；静电力做功，d变为2倍，则电势能的减少量变为2倍，故C错误；冲量，速度变为，则静电力的冲量变为2倍，故D错误。
5．D 【解析】根据，，，，则，故B错误；，，故A错误；A、C两点的电势差为0，则直线AC为等势线，电场线与等势线垂直，故C错误；线段BD长度1cm，，故D正确。
6．C 【解析】A．力传感器示数最大时弹簧伸长量最大，小球位于最低点，再经过力传感器示数再次最大，小球完成一次全振动，所以弹簧振子振动周期为，A错误；B．根据可以求出小球在最低点和最高点时弹簧长度的变化为，最低点和最高点之间的距离为振幅2倍，所以振幅为，B错误；C．小球从最低点到最高点，小球动能先变大后变小，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，所以弹簧振子弹性势能和重力势能之和先减小后增大，C正确；
D．和小球分别位于最高点和最低点，根据简谐运动的对称性可知，两个时刻对应的回复力大小相等，方向相反，所以这两个时刻小球的回复力并不相同，D错误。
7．C 【解析】N极板与电源负极连接，电势低，极板间电场水平向右，粒子射入电场后向右偏转，故受静电力向右，粒子带正电，故A错误；粒子在电场中做类平抛运动，竖直方向速度不变，则，故B错误；OC中点为E，由类平抛规律可得，结合题意可知，粒子在电场中水平方向做匀加速运动，由得，电压时粒子加速度为电压时的4倍，由得，故C正确；打到A点的粒子电场力对它做的功是打到B点的粒子电场力对它做的功的4倍，动能增量是4倍，总动能就不是4倍，故D错误。
8．BD 【解析】由乙图可知，AB线的斜率绝对值为，由，得。电路在A状态时消耗的功率，故A错误；由乙图可知，AB线与纵轴的截距为2.5V，得电源电动势为2.5V，电路在B状态时电源的输出功率，故B正确；电路在A状态时的阻值为20Ω，电路在A状态时电源的效率，故C错误；滑动变阻器能消耗的最大功率，故D正确。
9．BD 【解析】A．感应电流条件是：电路闭合且磁通量发生变化，图1磁通量均不变，所以没有感应电流，A错误；X射线可用于诊断病情，它的频率比可见光大，但是它的波长比可见光短，B选项正确；变化的电场产生磁场，但磁场不一定变化，C错误；D．能量量子化也适合与原子系统，原子的能量是量子化的，原子在不同能级间跃迁产生分立的光谱，D选项正确．
10．AD 【解析】当两球距离最近时两球速度相同，此时两球电势能最大，两球组成的系统动量守恒，，解得：，由能量守恒得：，解得：，D选项正确；当两球再次距离足够远时，A、B速度分别为和，，由能量守恒得：，解得：，，所以B球最大速度为，A选项正确；A球速度会反向，所以A球最小速度为0，B选项错误；对A由动量定理得：，解得：，C选项错误。
11．（6分）
（1）OE（1分） OD、OF（1分，答不全不给分） （2）D（2分） （3）弹性碰撞（2分）
【解析】（1）OE是小球没有发生碰撞前入射小球A的落点，与被碰小球B的质量无关；OD和OF是碰撞后入射小球A和被碰小球B的落点距离，碰撞过程与被碰小球B的质量有关；
（2）如果碰撞过程动量守恒，则，两边同时乘以在空中运动时间t得即，故D正确；
（3）是否为弹性碰撞需要验证，代换后可得是否成立；结合可得：带入题目所给数据可知等式成立，故该次碰撞为弹性碰撞。
12．（8分，每空2分）
（1）乙 （3）1.45（1.44－1.46均正确） 0.30（0.28－0.32均正确） （4）C
【解析】（1）由于电流表内阻已知，可以选择图乙进行实验，将电流表等效到电源上，则电压表测量路端电压，电流表测量流过电源的电流；
（3）据闭合回路欧姆定律可得，U－I图象纵坐标的截距即为电源电动势，由图可得（E的取值范围1.44－1.46），U－I图象斜率的绝对值为（斜率取值范围为1.28－1.32），可得电源内阻为（0.28－0.32均正确）；
（4）将电流表等效到电源上，成为等效电源，此时电压表测量路端电压，电流表测量流过电源的电流，则电动势和内阻的测量值、与真实值、均是相等关系，即选C。
13．（10分）
（1）（4分）；（2）（6分）
【解析】（1）对球受力分析，如图所示
电场力与重力的合力沿细线的延长线向下，
（2分）
解得电场强度为（2分）
（2）根据受力分析图可知（1分）
将细线剪断，小球的加速度（1分）
沿细线向下做匀加速直线运动，，，所以由几何尺寸得加速位移BC大小为L（1分）
落地瞬时速度大小为（1分）
解得（1分）
所以重力的瞬时功率（1分）
14．（13分）
（1），；（2），；（3）
【解析】（1）换挡开关接2时，是量程较小的电流表，所以（2分）
换挡开关接1时，是量程较大的电流表，所以（2分）
联立解得，（2分）
（2）换挡开关接4时，是量程较小的电压表，这时表头与、并联组成新表头，新表头的内阻（2分）
新表头的量程是1mA，所以（1分）
换挡开关接5时，是量程较大的电压表，；（1分）
（3）将多用电表调成欧姆挡，欧姆调零后，（2分）
（1分）
15．（17分）
（1）4m/s（5分）；（2）2.4m（5分）；（3）1.2m；2.6m（7分）
【解析】（1）M、m组成的系统水平方向动量守恒，当小物块滑到圆弧最低点B时，小物块和小车速度大小分别为和，则（2分）
由系统机械能守恒得：（2分）
解得：（1分）
（2）当小物块刚好运动到C点，速度刚好为零，此时对应的BC部分最短，由系统水平动量守恒可知，此时M速度也为零，设BC部分的最小长度为L
由能量守恒得：（3分）
解得：（2分）
（3）m、M组成的系统水平方向动量守恒，整个过程m、M水平位移大小分别为和
所以（2分）
且（2分）
解得：，（2分）
小物块水平位移大小是2.4m，竖直位移大小是1.2m
所以小物块位移大小为：（1分）题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
D
B
D
C
C
BD
BD
AD