江西省宜春市丰城市第九中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题

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本试卷总分值为100分 考试时长为75分钟
考试范围：必修三： 选修一：动量 机械振动
选择题（本题共10小题，1-7为单项选题，每小题4分，8-10为多项选择题，全选对得6分，漏选得3分，有选错，多选的得0分,共46分）
1. 下列关于甲、乙、丙、丁四幅图的说法，正确的是（ ）
A．图甲中，当两导体棒以相同的速度在导轨上匀速向右运动时，导体棒中能产生感应电流
B．图乙中，当导体棒在匀强磁场中以恒定的角速度转动时，导体棒中能产生感应电流
C．图丙中，当闭合圆环导体（水平放置）某一直径正上方的直导线中通有逐渐增大的电流时，闭合圆环导体中能产生感应电流
D．图丁中，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，不闭合的导体环中能产生感应电流
2．如图所示，是某一电路中的一部分，其中R1 = 5欧，R2 = 1欧，R3 = 3欧，I1 = 0.2安，I2 = 0.1安，则安培表示数为（ ）
A．0.2安，电流方向向右
B．0.15安，电流方向向左
C．0.2安，电流方向向左
D．0.3安，电流方向向右
3.某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如图所示．用此电源和电阻R1、R2组成电路．R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路．为使电源输出功率最大，可采用的接法是 ( )
A．将R1、R2串联后接到电源两端
B．将R1、R2并联后接到电源两端
C．将R1单独接到电源两端
D．将R2单独接到电源两端
4．两块平行金属板安装在绝缘基座上，A板连接感应起电机的正极，B板连接负极，一个由锡纸包裹的乒乓球用绝缘细线悬挂于A、B两板之间，摇动起电机，乒乓球在电场力作用下与A、B两板往返运动碰撞，下列说法正确是（ ）
A. A板的电势低于B板的电势
B.乒乓球往返运动过程中始终带正电
C. A→B的运动过程中电场力对乒乓球做负功
D. A→B的运动过程中乒乓球电势能减小
5.如图，在极板A、B间加上恒定电压，，两极板的长度为2d。现有一带正电粒子以速度v0从两板正中间O点水平入射，C点为其运动轨迹上的一点且到的距离为h，最终带电粒子恰好能从下极板射出。已知带电粒子的质量为m、电荷量为q，不计重力。则（ ）
A. 两极板间的电场强度大小为
B. 粒子在C点的速度大小为
C. 两极板间的距离为4h
D. 两极板间恒定电压的大小为
6．如图所示，在一斜面顶端，将A、B两个带电小球先后分别以相同速度v0 沿同一方向水平抛出，两球都落在斜面上，已知A球质量为2m，带电量为+q，B球质量为m，带电量也为+q，整个装置处于竖直向下的匀强电场中，场强 E=2mg/q，重力加速度g取10m/s2。A、B 两球在空中运动的时间分别为tA、tB，加速度分别为aA、aB，位移分别为SA、SB，落在斜面上的重力功率分别为 PA、PB，不计空气阻力，则（ ）
A．tA=2tB B．3aA=2aB C．SA=2SB D．PA=3PB
7.如图所示，正六棱柱上下底面的中心为O和O′，A、D两点分别固定等量异号的点电荷，下列说法正确的是（ ）
A．F′点与D′点的电场强度大小相等
B．B′点与E′点的电场强度方向相同
C．A′点与F′点的电势差大于O′点与D′点的电势差
D．将试探电荷+q由F点沿直线移动到O点，其电势能先增大后减小
8. 一水平弹簧振子在平衡位置O点附近做简谐运动，它离开O点经过0.4 s后第一次到达M点，再经过0.2 s第二次到达M点，从弹簧振子离开O点开始计时，则（ ）
O
M
A
B
A．t1 = 0.5 s时刻和t2 = 1.5 s时刻弹簧长度可能相同
B．振子第三次到达M点还要经过的时间可能是1.8 s
C．t1 =s时刻和t2 =s时刻振子的动量一定相同
D．t1 =s时刻和t2 =s时刻振子加速度大小一定相等
9.如图所示，电路中E、r为电源的电动势和内电阻，R1、R2、R3为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表，开关闭合时，平行金属板中一带电小液滴P处于静止状态。当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（ ）
A．电阻R1消耗的功率增大
B．电源的效率增大
C．带电小液滴的将向上运动
D．若电流表、电压表的示数变化量分别为∆I和∆U，则
10. 如图，竖直平面内有一半径为R=1m、内壁光滑的圆形轨道，轨道底端与水平面相切于点c，该圆形轨道处于竖直向下的匀强电场中，场强。在水平面上放着不带电的物块A和带正电的物块B，其中mA=2kg、mB=1kg，物块B所带电荷量，用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧P（两端未与A、B拴接）。d点左侧水平面粗糙但右侧光滑，物块A与d点左侧水平面之间的动摩擦因数μ=0.5。现将细绳剪断，A脱离弹簧P一段时间后才滑到d点，最终在d点左端L=1.225m处停止。A、B可看作质点，g=10m/s2，则（ ）
A. 物块B第一次滑至c点的速度大小为7m/s
B. 物块B在c点时具有的电势能最大
C.物块B可以运动到圆轨道的最高点
D.物块B离开轨道时的速度大小为m/s
二、实验题（本题共2小题，每空2分,共16分。）
11.（8分）某同学设计了如图甲所示装置测量小球的质量和当地的重力加速度。小球用一根不可伸长的细线与力传感器相连，力传感器能显示出细线上的张力大小。光电门放置在传感器正下方，小球通过最低点时光电门的激光束正对小球的球心。
（1）用螺旋测微器测量小球直径如图乙所示，则小球的直径__________mm；
（2）用刻度尺测出细线长度为L，将小球拉到某一高度由静止释放，记录下光电门显示的时间t和力传感器的示数最大值F，改变小球释放的高度，重新测出多组t和F的数值，用近似表示小球经过最低点时的速度，作出图像如图丙所示，图像横坐标应为_______（选填“t”、“”、“”、“”）
（3）在第2问的基础上，若图丙中图线与纵轴交点坐标为a，斜率为k，可得当地重力加速度表达式为___________（用a、k、L、d表示）；
（4）若考虑空气阻力的影响，上述重力加速度的测量值________真实值（选填“大于”、“等于”、“小于”）。
12. （8分）某同学设计电路测量输液用生理盐水的电阻率，先把生理盐水注入内径均匀的圆柱形玻璃管中，侧壁连接一细管，细管上加有阀门 K 来控制以使管内总是注满生理盐水，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动，管中的生理盐水柱可看作纯电阻（其电阻Rx 约几十欧），现有以下器材：
（1）为准确测量该电解液的电阻率，备有以下器材：
A．直流电源E（电动势约 6V，内阻很小）
B．电压表V（量程 0~6V，内阻约为 10kΩ）
D．电流表A（量程 0~100mA，内阻约为 2Ω）
F．滑动变阻器 R（最大阻值为 5Ω）
G．开关S、导线若干、游标卡尺
根据所给的器材，在甲图方框内将电路图补充完整（图甲中已给出盐水柱、电源 E 开关 S的符号）．
（2）实验步骤如下：
①用游标卡尺测玻璃管的内径d=16.0mm；
②选用器材连接成实验电路，调节滑动变阻器，使电压表的示数为4V，记录此时电流表的示数I和电解液接入电路中的长度L；
③多次改变电解液的长度，调节滑动变阻器，使电压表的示数仍为4V，记录多组电流表的示数I和电解液接入电路中的长度L；
④断开S，整理好器材。
电压表读数为U，电流表的读数为I，电解液接入电路中的长度为L，玻璃管的内径为d，则电解液的电阻率表达式为ρ= （用以上物理量的符号表示）；由于系统误差的存在，电阻率的测量值将比真实值
（填“偏大”“不变”或“偏小”）；
（4）实验小组利用记录的多组数据，根据电解液接入电路中的长度L和电流I的数据，绘制出如图乙所示的 L- 1/I 图线，根据图线求得电解液的电阻率ρ= Ωm （结果保留两位有效数字）。
三计算题（共3大题 10分，13分，15分，共38分。要求写岀必要的文字和过程）
13.（10分）如图所示为直流电动机提升重物装置。电动机的内阻一定，闭合开关K，当把它接入电压为U1= 1.50V的电路时，电动机不转，测得此时流过电动机的电流是I1= 0.5A；当把电动机接入电压为U2= 15.0V的电路中时，电动机正常工作且匀速提升重物，工作电流是I2= 1.0A，求：
（1）电动机正常工作时的输出功率（只考虑热损耗）及电动机的效率；
（2）若重物质量m = 2.0kg，电动机输出的机械能转化效率为90%，则电动机提升重物的速度大小是多少？（g取10m/s2）
14．（13分）.如图所示，由两段相互平行的足够长的水平直杆PQ、MN和一半径为R的光滑半圆环MAP组成绝缘装置，固定在竖直平面内，其中MN杆是光滑的，PQ杆是粗糙的。现将一质量为m的带正电荷的小环套在MN杆上，小环所受的电场力为重力的eq \f(1,2)。
(1)若将小环由D点静止释放，则刚好能到达P点，求DM间的距离；
(2)若将小环由M点右侧5R处静止释放，设小环与PQ杆间的动摩擦因数为μ，小环所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功。
15. (15分)如图所示，足够长的光滑水平地面上有一个质量为m的小球，其右侧有一质量为M的斜劈，斜劈内侧为光滑圆弧．小球左侧有一轻弹簧，弹簧左侧固定于竖直墙壁上，右端自由．某时刻，小球获得一水平向右的初速度v0，求：
(1)若小球恰好不飞出斜劈，则斜劈内侧的圆弧半径R为多大；
(2)若小球从斜劈滚下后，能够继续向左运动，则弹簧具有的最大弹性势能Ep为多少；
(3)若整个过程中，弹簧仅被压缩一次，求满足此条件的的范围.
丰城中学2023-2024学年下学期高一期中考试答案
11【答案】 ① 6.987 ②. ③. ④. 等于
（1）如图（2 分） （3） （2 分）
偏小（2 分） （4）2.7×10−2（2 分）
13.（1）3.0W，η = 80%；（2）v = 0.54m/s
【详解】（1）电动机不转时，此时电动机为纯电阻元件，则-----1分
电动机正常工作时消耗的功率为-----1分
电动机正常工作时线圈电阻损耗的功率为：-----1分
电动机正常工作时输出功率为-----2分
电动机正常工作时效率为：-----1分
（2）匀速提升时，拉力等于重力，即-----1分
由电动机的输出功率-----2分
可得提升重物的速度为-----1分
14.(1)小环刚好到达P点时，速度为零，对小环从D点到P点过程，由动能定理得：qEx－2mgR＝0－0--------------3分
又由题意得qE＝eq \f(1,2)mg联立解得x＝4R。--------------2分
(2)若μ≥eq \f(1,2)，则μmg≥qE，设小环到达P点右侧x1时静止，由动能定理得：
qE(5R－x1)－mg·2R－Ffx1＝0 又Ff＝μmg 联立解得x1＝eq \f(R,1＋2μ)
所以整个运动过程中克服摩擦力所做的功为W1＝μmgx1＝eq \f(μmgR,1＋2μ)--------------5分
若μ＜eq \f(1,2)，则μmg15.(1) (2) (3)
(1) 若小球恰好不飞出斜劈，则小球到达最高点时二者的速度恰好相等，选取向右为正方向，由动量守恒可得：mv0=(m+M)v 又
联立解得
(2) 设小球第一次从斜劈B滑下离开时，小球和斜劈B的速度分别为v1和v2
以向右为正方向，由动量守恒可得mv0=mv1+Mv2
由机械能守恒可得 联立解得小球速度为
斜劈B速度为
小球压缩弹簧的过程中系统的机械能守恒，小球的动能转化为弹簧的弹性势能，则：
设若整个过程中，弹簧仅被压缩一次，说明小球与斜劈分离后小球的速度方向必定向左，而且大小小于等于斜劈的速度大小，即：，
即
可得：则题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
C
D
A
B
D
BD
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