广东省阳江市2023-2024学年高二上学期1月期末测试物理试卷(含答案)

这是一份广东省阳江市2023-2024学年高二上学期1月期末测试物理试卷(含答案)，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．如图所示，轻质细线AB间的O点有一个重力为G的静止溜溜球，已知，不计摩擦。则此时溜溜球所受的细线弹力合力大小是( )
A.GB.C.D.
2．图甲为使用风簸的情景。风簸是清谷的农用工具，主要用于筛选精谷粒和瘪谷粒。图乙为其工作原理示意图：匀速摇动扇叶（图中未画出），在AB和CD间形成持续稳定的风力场，风速水平向左，开启斗仓下方的狭缝，轻重显著不同的谷粒由狭缝进入风力场，在风力和重力作用下经由具有一定宽度的出谷口或离开风力场后被收集。现考查同时进入风力场的精谷粒a和瘪谷粒b这两粒谷子，设它们所受风力相同，忽略初速度和空气阻力的影响，那么( )
A.a比b先到达出谷口
B.到达出谷口时a的速度较大，b的速度较小
C.a经由离开风力场，b经由离开风力场
D.离开出谷口时，a的机械能增量较小，b的机械能增量较大
3．如图所示，水平地面上放一质量为M的落地电风扇，一质量为m的小球固定在叶片的边缘，启动电风扇小球随叶片在竖直平面内做半径为r的圆周运动。已知小球运动到最高点时速度大小为v，重力加速度大小为g，则小球在最高点时地面受到的压力大小为( )
A.B.C.D.
4．2023年10月24日4时3分，我国在西昌卫星发射中心成功将遥感三十九号卫星送入太空。遥感三十九号卫星能够实现全球无死角观测，意义重大。遥感三十九号卫星、地球同步卫星绕地球飞行的轨道如图所示。已知地球半径为R，自转周期为，遥感三十九号卫星轨道高度为h，地球同步卫星轨道的高度为，引力常量为G。下列说法正确的是( )
A.遥感三十九号卫星与同步卫星绕地球运行的向心加速度之比为
B.遥感三十九号卫星绕地球运行的周期为
C.遥感三十九号卫星的运行速度大于7.9km/s
D.地球的平均密度可表示为
5．如图所示，固定光滑斜面倾角，其底端与竖直面内半径为R的固定光滑圆弧轨道相切，位置D为圆弧轨道的最低点.质量为的小球A和质量为m的小环B（均可视为质点）用的轻杆通过轻质铰链相连.B套在光滑的固定竖直长杆上，杆和圆轨道在同一竖直平面内，杆过轨道圆心O，初始轻杆与斜面垂直.在斜面上由静止释放A，假设在运动过程中两杆不会碰撞，小球能滑过D点且通过轨道连接处时无能量损失（速度大小不变），重力加速度为g，从小球A由静止释放到运动至最低点的过程中，下列判断正确的是( )
A.A和B组成的系统的机械能不守恒
B.刚释放时小球A的加速度大小为
C.小环B速度最大时轻杆弹力为
D.小球A运动到最低点时的速度大小为
6．如图所示，一块均匀的长方体金属导体，上下厚度为L，当给导体的上下表面加上电压U时，流过导体的电流为I，当给导体的前后表面加上电压U时，流过导体的电流为，当给导体的左右表面加上电压U时，流过导体的电流为，下列说法正确的是( )
A.AC的长度为4LB.AD的长度为6L
C.导体的体积为D.导体的电阻率为
7．某同学设计的水量计原理如图（a）所示：电源（，）；电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）；定值电阻（）；滑动变阻器R（用长3m、横截面积且涂有绝缘漆的金属丝紧密缠绕在圆柱形瓷筒上，使用前刮掉与滑片P接触部分的绝缘漆），表格所示为备选金属丝及其参数。两根相同弹簧的形变始终在弹性限度内，容器中无水时，滑片P在上端a。下列分析正确的是( )
三种材料在20℃时的电阻率
A.金属丝可选铜丝
B.V表的示数范围约为0～2.7V
C.V表的示数U与水的质量m成正比
D.若将V表刻度盘转换为水的质量刻度盘，则刻度是不均匀的
二、多选题
8．边长为2L的正三角形ABC的三个顶点处，分别有垂直于三角形平面的无限长直导线，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，a、b、c三点分别是正三角形三边的中点，O点为三角形的中心。通电长直导线产生的磁场在其周围某点的磁感应强度大小，其中k为大于零的常数，I为导线中的电流，r表示该点到导线的距离。则以下关于a、b、c、O四点的磁感应强度的说法中正确的是( )
A.b点的磁感应强度方向沿BC方向指向C
B.O点的磁感应强度方向平行于BC由O点指向AC边
C.O点的磁感应强度方向平行于BC由O点指向AB边
D.a、c两点的磁感应强度大小均为
9．如图所示，一带负电粒子（不计重力）质量为m、电荷量大小为q，以初速度沿两板中央水平方向射入水平放置、距离为d、电势差为U的一对平行金属板间，经过一段时间从两板间飞出，在此过程中，已知粒子动量变化量的大小为，下列说法正确的是( )
A.粒子在两板间运动的加速度大小为
B.粒子从两板间离开时的速度大小为
C.金属板的长度为
D.入射点与出射点间的电势差为
10．某玩具公司设计了一种有趣的玩具，在一个均匀带正电球体中沿直径开一个光滑水平管道AB，将一个带负电的小球P（视为质点）从入口的A点由静止释放，小球P将穿过管道到达另一端的B点。已知均匀带电的球壳对球内带电质点的作用力为0。下列分析判断正确的是( )
A.小球P在管道中做简谐运动
B.球心O处的电场强度大小为零，电势最低
C.小球P从入口的A点运动到B点的过程中，电势能先减小后增大
D.A点的电场强度最大，电势最高
三、实验题
11．某同学用图（a）所示的装置测量木块与长木板间的动摩擦因数。长木板水平固定，木块通过水平轻绳绕过轻质光滑定滑轮连接重物。
（1）实验时______（选填“①”或“②”），得到加速阶段的部分纸带如图（b）所示，A、B、C、D、E为打下的相邻的计数点，相邻计数点之间还有4个计时点未画出。
①先接通打点计时器电源，再由静止释放重物
②先由静止释放重物，再接通打点计时器电源
（2）测量得，，木块质量为，重物质量为。已知打点计时器的频率为50Hz，重力加速度，忽略纸带与打点计时器限位孔之间的阻力。则打下B点时木块的速度______ m/s，木块与长木板间的动摩擦因数约为______。（所有计算结果均保留2位有效数字）
12．某同学用图（a）所示电路完成“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验。所需器材：
小灯泡L（额定电压3V，额定功率约0.6W）；
电源E（电动势6V，内阻很小可忽略不计）；
电压表V（量程3V，阻值很大）；
电流表A（量程0.25A，内阻约0.4Ω）；
滑动变阻器R（总阻值约10Ω）；
保护电阻（阻值待定）；
开关S；
导线若干。
（1）请依照图（a）所示电路，在图（b）中补全实物连线。
（2）实验步骤：
①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，使滑片停留在最______（选填“左”或“右”）端；
②闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压；
③记录如下8组U和I的数据后断开开关，根据实验数据在图（c）所示方格纸上描绘完整的表格数据并作出小灯泡的伏安特性曲线。
（3）若实验室中没有量程为0.25A的电流表，可用一只量程为50mA，阻值为2Ω的毫安表并联电阻值为______Ω的定值电阻改装而成。
（4）灯泡正常发光时的电阻与灯泡不亮时的电阻的比值为______（计算结果保留2位有效数字）。
（5）为了能顺利完成实验，且较大程度起到保护作用，保护电阻的阻值应为______Ω（选填“20”、“10”、“5”或“2”）。
四、计算题
13．某水上乐园有一个位于竖直平面的轨道，如图所示，其由四分之一圆弧AB和抛物线BC组成，圆弧半径OA水平，B点为抛物线顶点。质量均为m的小孩甲、乙分别独自从A点静止下滑，甲下滑后恰静止在B点，而乙滑至B点后继续运动且在BC段运动时与轨道恰无相互作用力。已知圆弧AB半径为R，B点到水面的高度为2R，BC点的水平距离为R，重力加速度为g，不计空气阻力。求：
（1）小孩甲从A点下滑至B点过程克服轨道阻力所做的功；
（2）小孩乙滑至B点时的速度大小。
14．如图所示，将一质量为0.2kg可视为质点的小球从离水平地面3.2m高的P点水平向右击出，测得第一次落点A与P点的水平距离为2.4m。小球落地后反弹，反弹后离地的最大高度为1.8m，第一次落点A与第二次落点B之间的距离为2.4m。不计空气阻力，重力加速度g取。求：
（1）小球被击出时的速度大小；
（2）小球第一次与地面接触过程中所受合外力的冲量大小。
15．如图，长L、间距为d的平行金属板固定，板面与水平面成θ角，两板间的电势差为U，电场仅存在于板间且为匀强电场。一电荷量为q的带正电小球由弹射器提供能量，出弹射器即以沿两板中心线的速度从下端点进入板间，恰好能沿中心线运动。不计摩擦力和空气阻力，小球视为质点且电荷量不变。
（1）要使小球能飞出点，求弹射器提供的最小能量；
（2）若弹射器提供的能量为，求小球到达的最高点和点之间的水平距离。
参考答案
1．答案：A
解析：由题知，溜溜球静止于O点，则处于平衡状态，如图所示，细线OA、OB弹力的合力大小与重力大小相等，方向相反。故细线弹力合力大小等于G。
故选A。
2．答案：D
解析：A、谷粒从狭缝进入风力场后，在竖直方向上做自由落体运动，竖直方向有，可得。因为a与b竖直方向高度相同，所以谷粒在风力场中运动的时间相同，与谷粒的质量无关，即a与b同时到达谷口，故A错误;
B、设精谷粒a质量为，瘪谷粒b质量为，风力大小为F，则谷粒水平方向加速度为:，由题知，则，谷粒在风力场运动下落时间相同，设为t，则谷粒到达出谷口速度大小为，代入得：，所以到达出谷口时b的速度较大，a的速度较小，故B错误;
C、因竖直方向高度相同，在风力场中运动的时间相同，由牛顿第二定律可知质量大的精谷粒a水平加速度较小，则相同时间内的水平位移较小，所以质量大的精谷粒a会从离开风力场，质量小的瘪谷粒b会从离开风力场，故C错误;
D、精谷粒a会从离开风力场，水平方向风力做功少，机械能增量较小。瘪谷粒b会从离开风力场，水平方向风力做功多，机械能增量较大，故D正确;
故选:D。
3．答案：C
解析：根据牛顿第二定律，小球，解得，根据牛顿第三定律小球在最高点时对风扇的压力，对电风扇，解得地面对电风扇的支持力，根据牛顿第三定律小球在最高点时地面受到的压力大小为，故选C.
4．答案：A
解析：A.根据万有引力提供向心力
所以
故A正确；
B.设遥感三十九号卫星绕地球运行的周期为T，根据开普勒第三定律可得
所以
故B错误；
C.所有地球卫星的运行速度都小于7.9km/s，故C错误；
D.对同步卫星有
所以地球密度为
故D错误。
故选A。
5．答案：B
解析：由于小球A和B组成的系统只有重力做功，机械能守恒，故A错误；
小环B速度最大时，小环在竖直方向上的合力为0，轻杆弹力的竖直分量为，
所以轻杆弹力大于，故C错误；
小球A初始位置距D点的竖直高度为，
由几何关系可得，解得，
小环B初始位置距D点的竖直高度设为，由几何关系可得，
由系统机械能守恒可得，
式中，，，解得，故D错误；
刚释放时小球A时，杆对小球的弹力沿着杆，与运动方向垂直，
根据牛顿第二定律，解得，故B正确.
6．答案：D
解析：AB.设AC的长度为x、AD的长度为y，设导体的电阻率为ρ，根据电阻定律以及欧姆定律
，
联立可得
则有
，，
解得
，
故AB错误；
C.导体的体积为
故C错误；
D.由
，，
解得
故D正确。
故选D。
7．答案：C
解析：A.根据电阻定律，铜丝的电阻为
可知铜丝的电阻过小，电压表示数变化不明显，金属丝不可选用铜丝，故A错误;
B.由A分析可知，金属丝应选用镍铬合金，镍铬合金的电阻为
V表的示数最大值为
故V表的示数范围约为0~2.5V，故B错误;
CD.设容器中加水后，每根弹簧的下降的距离为，根据平衡条件可得
V表的示数为
则
故V表的示数U与水的质量m成正比，若将V表刻度盘转换为水的质量刻度盘，则刻度是均匀的，故C正确，D错误。
故选C。
8．答案：ABD
解析：A.根据右手螺旋定则及通电长直导线在其周围某点产生的磁感应强度大小可知，处通电长直导线在b点的合磁感应强度是零，因此A处通电长直导线在b点的磁感应强度方向沿BC方向指向C,A项正确;
BC.同理，可以判定O点的磁感应强度方向平行于BC由O点指向AC边，B项正确，C项错误;
D.正三角形的边长为2L，结合矢量的叠加可知，两点的磁感应强度大小分别为
则两点的磁感应强度大小均为，D项正确。
故选ABD。
9．答案：ACD
解析：A.根据牛顿第二定律可知，粒子在两板间运动的加速度大小为
故A正确；
BC.粒子在水平方向做匀速直线运动，水平方向的动量变化为0；粒子在沿电场方向做初速度为0的匀加速直线运动，根据题意有
可得粒子从两板间离开时沿电场方向的分速度大小为
则粒子在两板间的运动时间为
金属板的长度为
故B错误，C正确；
D.设入射点与出射点间的电势差为，根据动能定理可得
其中
，
联立解得
故D正确。
故选ACD。
10．答案：AC
解析：A.设P点到O点的距离为x，带电球的电荷密度为ρ，则根据库仑定律可得
小球P在管道中做简谐运动，A项正确；
BD.根据电场强度的定义可得电场强度
球心O处的电场强度为零，但电势最高，A点的电场强度最大，电势最低，所以选项B、D错误；
C.小球P从入口的A点运动到B点的过程中，电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增大，选项C正确。
故选AC。
11．答案：（1）①（2）0.27；0.26
解析：（1）使用打点计时器时应先接通电源，后释放纸带，故选①。
（2）由于相邻计数点之间还有4个计时点未画出，所以相邻计数点之间的时间间隔为
B点的速度为
D点的速度为
加速度为
根据牛顿第二定律，有
解得
12．答案：（1）
（2）①左
（3）0.5
（4）1.4
（5）5
解析：（1）根据电路图，连接实物图为
（2）闭合开关前，应使电压表和电流表的电压和电流最小，所以应使滑片停留在最左端。
（3）设毫安表的量程为，电阻为，根据电流表的改装原理，有
解得
（4）小灯泡不亮时，电阻为
小灯泡正常发光时，电阻为
（5）为较大程度地保护电路，则应串联一个保护电阻，使得滑动变阻器的滑片滑到最右端时，小灯泡能正常发光，从表格中可知，小灯泡正常发光时电压为3V，电流为0.22A，根据欧姆定律，有
解得
考虑到实际操作，选择的保护电阻即可。
13．答案：（1）（2）
解析：（1）依题意，根据动能定理，可得小孩甲从A点下滑至B点过程中
可得小孩甲克服轨道阻力所做的功为
（2）小孩乙滑至B点后继续运动且在抛物线BC段运动时与轨道恰无相互作用力，说明小孩乙下落到B点时的速度使得小孩做平抛运动的轨迹与轨道BC重合，则有
，
联立求得小孩乙滑至B点时的速度大小
14．答案：（1）3m/s（2）
解析：（1）设小球刚被击出时的速度大小为，小球被击出到第一次落地前瞬间，根据平抛运动的规律可得
解得
（2）小球第一次落地前瞬间，在竖直方向的速度大小为
设小球第一次落地被反弹后运动到最高点的时间为，此过程中小球在竖直方向的分运动是匀减速直线运动，则
小球第一次被反弹后瞬间沿竖直方向的速度大小为
规定竖直向上为正方向，则小球在竖直方向的合外力的冲量为
设小球第一次被反弹后瞬间沿水平方向的速度大小为，则
规定水平向右为正方向，则小球在水平方向的合外力的冲量为
小球第一次与地面碰撞过程中合外力的冲量大小为
解得
15．答案：（1）（2）见解析
解析：（1）设小球的质量为m，重力加速度为g，平行金属板间的电场强度为E，对小球受力分析，如图所示，由题意可知
则有
解得
要使小球能飞出点，当小球在点速度恰好是零时，弹射器提供的有最小能量，由动能定理可得
解得
（2）若弹射器提供的能量为，当小球在点时速度不等于零，设速度为v，由动能定理可得
解得，则小球从点开始做斜抛运动，由斜抛运动的规律可得，在水平方向则有
在竖直方向则有，小球到达的最高点时，则有，
其中，联立解得
材料
铜
铝
镍铬合金
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
U/V
0.20
0.60
1.00
1.40
1.80
2.20
2.60
3.00
I/A
0.020
0.060
0.100
0.140
0.175
0.200
0.215
0.220
小灯泡发光情况
不亮 微亮 逐渐变亮 正常发光