湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题

这是一份湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题，共23页。试卷主要包含了下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。
单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1．下列说法中正确的是（ ）
A．电源的电动势实质上就是电源两极间的电压
B．放在匀强磁场中的通电导线一定受到恒定的磁场力作用
C．磁通量的单位是特斯拉，1 T=1 N/（A·m2）
D．导体的电阻在温度一定时与导体长度成正比，与导体的横截面积成反比
2．如图为公交车上车时刷卡的情景，当听到“嘀”的声音，表示刷卡成功。刷卡所用的IC卡内部有电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。刷卡时，读卡机向外发射某一特定频率的电磁波，IC卡内的LC振荡电路产生电谐振，线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（ ）
A．读卡机发射的电磁波不能在真空中传播
B．IC卡是通过X射线工作的
C．读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则IC卡内不会产生感应电流
D．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据的功能
3．如图所示，质量为m，电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬于O点，带电量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘支柱上，其中O点到小球A的距离为l，小球B到O的距离为。当小球A平衡时细线与竖直方向的夹角为60 °，带电小球A、B均可视为点电荷，静电常量为k．则下列说法正确的是（ ）
A．小球AB间的作用力为mg
B．小球AB间的作用力为
C．细线对小球A的拉力为mg
D．细线对小球A的拉力为
4．如图所示，在直角三角形acd中，∠a=，三根通电长直导线垂直纸面分别放置在a、b、c三点，其中b为ac的中点。三根导线中的电流大小分别为I、2I、3I，方向均垂直纸面向里。通电长直导线在其周围空间某点产生的磁感应强度B＝，其中I表示电流强度，r表示该点到导线的距离，k为常数。已知a点处导线在d点产生的磁感应强度大小为B0，则d点的磁感应强度大小为（ ）
A．B0B．2B0C．3B0D．4B0
5．将小球以初速度竖直向上抛出，该小球所受的空气阻力与速度大小成正比，其速度—时间图像（）如图所示。时刻到达最高点，时刻落回抛出点，且下落过程中小球一直加速，下列说法正确的是（ ）
A．0到时间内，小球的动量变化率先减小再增大
B．小球上升过程和下降过程，重力的冲量相同
C．时刻落回抛出点时的速度为
D．时刻落回抛出点时的速度为
6．如图甲，一质量为M的小车静止在光滑水平地面上，其左端P点与平台平滑连接。小车上表面是以O为圆心、半径为R的四分之一圆弧轨道。质量为m的光滑小球，以某一水平速度冲上小车的圆弧面。若测得在水平方向上小球与小车的速度大小分别为、，作出图像如图乙所示。已知竖直，水平，水平台面高，小球可视为质点，重力加速度为g，不计一切摩擦。则（ ）
A．
B．小球上升的最大高度为
C．小球在Q点速度方向与水平方向夹角的正切值为
D．小球落地时的速度大小为
多选题（本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
7．2023年5月17日10时49分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第五十六颗北斗导航卫星。如图，北斗导航卫星的发射需要经过几次变轨，先将卫星发射至近地圆轨道1上，然后在P处变轨到椭圆轨道2上，最后由轨道2在Q处变轨进入圆轨道3，轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点。忽略空气阻力和卫星质量的变化，则以下说法正确的是（ ）

A．该卫星在轨道1、轨道2、轨道3运动的周期关系是
B．该卫星在轨道3的动能小于在轨道1的动能
C．该卫星从轨道1到轨道2再到轨道3，机械能逐渐减小
D．该卫星稳定运行时，在轨道3上经过Q点的加速度等于在轨道2上经过Q点的加速度
8．如图所示，电表均为理想电表，两灯泡的电阻均为，为电源内阻的大小，闭合开关S，此时两灯泡正常发光。将滑动变阻器滑片向下滑动，电压表、示数变化量的绝对值分别为、，电流表A示数变化量的绝对值为，则（ ）
A．灯泡变亮，灯泡变暗B．、的示数增大
C．电源的输出功率减小，效率增大D．的数值为的两倍
9．如图甲所示，两平行极板P、Q的极板长度和板间距离均为l，位于极板左侧的粒子源沿两板的中轴线向右连续发射质量为m、电荷量为、速度相同、重力不计的带电粒子。在时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极板边缘的影响）。已知时刻进入两板间的带电粒子恰好在时刻经极板边缘射出。不考虑粒子间相互影响及返回极板间的情况，则下列说法正确的是（ ）
A．该粒子在平行板间不是一直做曲线运动
B．该粒子在平行板间偏转时的加速度
C．两平行板间所加电压大小为
D．若时刻进入两板间的带电粒子，也恰好经极板边缘射出，则两板间所加电压大小应为
10．如图所示，光滑斜面与水平面成角，轻弹簧一端固定在斜面下方的挡板上，另一端与质量为的物块A相连，物块A保持静止时弹簧被压缩了现将与物块A完全相同的物块B从斜面上弹簧原长位置由静止释放，物块B下滑后与物块A发生碰撞并粘在一起。已知两物块均可视为质点，碰撞时间极短，重力加速度为，弹簧的弹性势能为弹簧的形变量），则下列说法正确的是（ ）
A．碰前物块B的速度大小为B．碰撞过程中损失的能量为
C．碰后两物块做简谐运动的振幅为D．碰后弹簧反弹后物块B不可能返回释放位置
三、实验题
11．（8分）用如图所示的装置可以验证动量守恒定律。
（1）实验中质量为的入射小球和质量为的被碰小球的质量关系是 （选填“大于”、“等于”、“小于”）。
（2）图中点是小球抛出点在地面上的投影实验时，先让入射小球多次从斜轨上位置静止释放，找到其平均落地点的位置，测量平抛射程然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上位置静止释放，与小球相碰，并多次重复本操作。接下来要完成的必要步骤是 。（填选项前的字母）
A．用天平测量两个小球的质量、
B．测量小球开始释放的高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．分别通过画最小的圆找到、相碰后平均落地点的位置、
E．测量平抛射程、
（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 （用（2）中测量的量表示）。
（4）用如图装置也可以验证碰撞中的动量守恒，实验步骤与上述实验类似，图中、、到抛出点的距离分别为，，。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 。
A．
B．
C．
D．
12．（8分）（1）为了测量一只约为20Ω的未知电阻Rx的阻值，现提供如下实验器材：
A．电源E（电动势6V，内阻不计）
B．电压表V（量程6V，内阻约6kΩ）
C．电流表A1（量程600mA，内阻约0.2Ω）
D．电流表A2（量程150mA，内阻约2.0Ω）
E.滑动变阻器R1（0~10Ω）
F.滑动变阻器R2（0~1000Ω）
G.定值电阻R0=20Ω

①某实验小组设计了甲、乙两种实验电路图（如图所示）。为了尽可能减小实验误差，应该选用图 （填“甲”或“乙”）；
②为了较精确测量，电流表选用 ；滑动变阻器选用 。（填器材前面的代号）
（2）若用丙所示的电路进行测量，可以消除由于电表内阻所造成的误差。
①闭合S1和S2，调节滑动变阻器至合适位置，读得此时电流表A1和电压表V的示数分别为I0、U0；
②再断开S2，调节滑动变阻器，使电压表V的示数仍为U0，读得此时电流表A1和A2的示数分别为I1、I2，则待测电阻Rx= （用题中测出的物理量表示）。
四、解答题
13．（10分）如图所示，一位质量m=60kg的工人系着一条原长L=5m的安全带，正在进行高空作业。如果工人不慎跌落，安全带从开始张紧至最长状态的时间t=1s，将此工人视为质点，不计下落过程中的空气阻力，g取．求：
（1）从跌落至安全带开始张紧时，工人的速度v的大小；
（2）从跌落至安全带最长状态的过程中，工人受到的重力冲量I的大小；
（3）从开始张紧至最长状态的过程中，安全带所受的平均冲力F的大小。
14．（14分）如图所示，在矩形ABCD区域内，对角线BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场，对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场（图中未标出），AD边长为L，AB边长为2L。一个质量为m、电荷量为＋q的带电粒子（重力不计）以初速度v0从A点沿AB方向进入电场，在对角线BD的中点P处进入磁场，并从DC边上以垂直于DC边的速度离开磁场（图中未画出），求：
(1)带电粒子经过P点时速度v的大小和方向；
(2)磁场的磁感应强度B的大小和方向。
15．（16分）在碰撞检测管线中，连续碰撞检测专门处理物体之间的遂穿和对滑类问题，研究人员假设了如下模型，如图所示，小物块A和长木板B叠放在一起。已知小物块A的质量为3m，B的质量为m，长木板B足够长。其上表面与小物块A间的动摩擦因数为，水平地面光滑，水平地面上摆放着若干质量均为2m的小物块。初始时使A水平向右的速度为，B的速度为0，B在A的带动下运动。当B与编号1的小物块刚要相碰时，A、B恰好达到共速，之后当A、B恰好再次共速时再次与编号1的小物块发生碰撞，碰撞持续，最终小物块A未从B的右端滑出。已知重力加速度为g，题中所有碰撞均为时间极短的弹性碰撞，除长木板B外其余物块均可视为质点。求：
(1)A、B第一次共速时系统产生的热量；
(2)初始时，B的右端距离编号1的小物块的距离；
(3)B与编号1的小物块第一次碰撞后，B的右端与该小物块的最大距离。
参考答案：
1．D
【详解】A．电源两极间的电压是外电压，小于电源的电动势，故A错误；
B．如果通电导线与磁场平行，则不受磁场力作用，故B错误；
C．磁通量的单位是韦伯，故C错误；
D．由
可知导体的电阻在温度一定时与导体长度成正比，与导体的横截面积成反比，故D正确。
故选D。
2．D
【详解】A．读卡机发射的电磁波能在真空中传播，选项A错误；
B．IC卡工作肯定不是依靠X射线，X射线的辐射能量比较大，长时间接触对人体有害，选项B错误；
C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则IC卡内仍会产生感应电流，只不过不能产生电谐振，从而不能产生较大的感应电流，选项C错误；
D．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据的功能，选项D正确。
故选D。
3．B
【详解】A．对小球A进行受力分析，受力示意图及几何关系如图所示
根据余弦定理
根据力的矢量三角形与几何三角形相似
，
故A错误；
B．根据库仑定律，小球AB间的作用力为
故B正确；
CD．细线的拉力满足
，
故CD错误。
故选B。
4．D
【详解】设直角三角形的ad边长为r，则ac边长为2r，根据直导线产生的磁感应强度公式可得a点处导线在d点产生的磁感应强度大小为
由安培定则知方向水平向左；同理有c点处导线在d点产生的磁感应强度大小为
B1=k=B0
方向竖直向下；b点处导线在d点产生的磁感应强度大小为
B2=k=2B0
方向垂直于bd斜向左下方；如图所示
因
可知B1和B0的合磁感应强度沿B2的方向，故d点的磁感应强度大小为
方向垂直于bd斜向左下方
故选D。
5．D
【详解】A．根据动量定理
可得
可知小球的动量变化率等于所受合力，在0到时间内，由图像可知，小球的加速度大小逐渐减小，则小球的合力逐渐减小，小球的动量变化率逐渐减小，故A错误；
B．由于空气阻力一直做负功，所以小球的机械能不断减小，小球上升过程与下降过程经过任意同一位置时，上升过程的速度都大于下降过程的速度，所以小球上升过程的平均速度大于下降过程的平均速度，则小球上升过程所用时间小于下降过程所用时间，根据
可知小球上升过程重力的冲量小于下降过程重力的冲量，故B错误；
CD．设小球的质量为，上升的最大高度为，上升过程，根据动量定理可得
则有
设时刻落回抛出点时的速度为，下降过程，根据动量定理可得
则有
联立可得
故C错误，D正确。
故选D。
6．D
【详解】
A．根据题意可知，小球和小车组成的系统水平方向上动量守恒，由图乙可知，当时
当时
则有
解得
故A错误；
BC．根据题意，设小球上升的最大高度为,小球在Q点速度为，小球在点时，水平方向与小车共速，由动量守恒定律有
解得
小球由点运动到最高点时，由能量守恒定律有
小球由点运动到点时，由能量守恒定律有
解得
则小球此时的竖直分速度为
小球在Q点速度方向与水平方向夹角的正切值为
故BC错误；
D．根据题意可知，小球从点离开小车，设离开小车时，小球的速度为，小车的速度为，由动量守恒定律和能量守恒定律有
设小球落地速度为，由能量守恒定律有
联立解得
故D正确。
故选D。
7．BD
【详解】A．该卫星在轨道1、轨道2、轨道3运动的周期关系由开普勒定律
可知
选项A错误；
B．根据
可知，该卫星在轨道3的速度小于在轨道1的速度，则该卫星在轨道3的动能小于在轨道1的动能，选项B正确；
C．该卫星从轨道1到轨道2需要点火加速，则机械能增加；从轨道2再到轨道3，又需要点火加速，机械能增加；故该卫星从轨道1到轨道2再到轨道3，机械能逐渐增加，选项C错误；
D．根据
可知，该卫星稳定运行时，在轨道3上经过Q点的加速度等于在轨道2上经过Q点的加速度，选项D正确。
故选BD。
8．CD
【详解】A．将滑片向下滑动，电路中的总电阻增大，根据
可知电路总电流减小，通过两并联灯泡的电流始终一样且减小，两灯泡逐渐变暗，A错误；
B．电压表V2测量的是路端电压，电压表V1测量的是灯泡L1两端的电压，因总电流减小，所以V1的示数减小、根据
可知V2的示数增大，B错误；
C．当滑动变阻器接入电路电阻为零时，外电阻最小，此时外电阻为
当外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大；将滑片向下滑动，电路中的外电阻增大，与内电阻差值变大，电源的输出功率减小，根据
可知外电压增大，效率增大，C正确；
D．电压表V2的测量值为外电压，根据
V2变化量
故
D正确。
故选CD。
9．AD
【详解】A. 粒子在水平方向一直做匀速直线运动，竖直方向有电压时做匀变速直线运动，则该粒子在0~t0时间内做匀变速曲线运动，t0-2t0时间内做直线运动，故A正确；
B. 该粒子在平行板间偏转时的加速度a，竖直方向做匀加速直线运动，时刻进入两板间的带电粒子恰好在时刻经极板边缘射出，有
可求得
故B错误；
C. 两平行板上所加电压大小
联立可得
故C错误；
D. 若时刻进入两板间的带电粒子，也恰好经极板边缘射出，因水平速度不变，则运动时间不变为，设电压大小为，则加速度为
有
解得
故D正确；
故选AD。
10．BD
【详解】A．设物块B下滑与物块A碰撞前的速度为，由动能定理可得
解得
故A错误；
B．物块A、B碰撞过程动量守恒，则有
联立解得
碰撞过程中损失的能量为
故B正确；
C．物块A、B碰撞后一起向下运动至最低点，位移设为，根据能量守恒定律得
物块A原来静止满足
解得
因为物块A、B碰撞后一起做简谐运动的平衡位置满足
解得
故振幅为，故C错误；
D．因碰撞过程机械能有损失且物块A、B不会再分离，碰后弹簧反弹后物块不可能返回释放位置，故D正确。
故选BD。
11． 大于 ADE C
【详解】（1）[1]为了防止入射球反弹，必须用质量较大的球撞击质量较小的球。
（2）[2]为了验证动量守恒，即
小球离开轨道后做平抛运动，抛出点的高度相同，运动时间相等，上式两边同时乘以t，得
即
需要测量两球的质量、两球落点和水平位移。故要完成的必要步骤是ADE。
（3）[3]由（2）可知，实验需验证的表达式为
（4）[4]设斜面倾角为，小球离开水平轨道后做平抛运动。
水平方向
竖直方向
则小球平抛运动的初速度为
则
，，
由动量守恒
得
故选C。
12． 甲 D E
【详解】（1）[1]由于电源电动势为6V，而待测电阻阻值约为20Ω，所以流过待测电阻的电流小于300mA，若电流表选用A1，电流读数不足电表刻度一半，而选用A2，电流表量程过小，所以为了方便测量且减小实验误差，所以待测电阻串联定值电阻，故实验电路图选甲；
[2]由于测量电路中的电流最大为150mA，故电流表选D；
[3]滑动变阻器采用分压接法，所以选择阻值较小的滑动变阻器，故选E；
（2）[4]当闭合S1和S2，根据欧姆定律可得
断开S2，有
联立解得
13．（1）10m/s；（2）1200N·s；（3）1200N
【详解】（1）从跌落至安全带开始张紧时，工人的速度大小为
（2）从跌落至安全带开始张紧，工人下落的时间为
所以从跌落至安全带最长状态的过程中，工人受到的重力冲量大小为
（3）由于整个过程工人动量变化量为零，则根据动量定理可知，从开始张紧至最长状态的过程中，工人受到安全带平均拉力的冲量大小为
解得平均拉力大小为
根据牛顿第三定律可知安全带所受的平均冲力大小为
14．(1) ，与水平方向的夹角为45°；(2) ，垂直纸面向外
【详解】
(1)带电粒子在电场中做类平抛运动，则水平方向
竖直方向
得
则P点的速度为
速度与水平方向的夹角为θ，则
所以
(2)由几何关系可知，粒子在磁场中转过的圆心角为45°，由几何关系得
粒子在磁场中做匀速圆周运动
得
磁场方向垂直纸面向外。
15．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）由于水平地面光滑，A、B组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律有
解得共速时的速度
根据能量守恒定律有
联立解得
（2）对B从开始运动到第一次与A共速过程，用动能定理对B分析有
解得
（3）B与编号1的小物块发生弹性碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律有
联立解得
，
A、B第二次达到相同速度，根据动量守恒定律有
用动能定理对B分析有
联立解得
由于编号1的小物块与编号2的小物块质量相等且发生弹性碰撞，碰撞后速度发生交换，编号1的小物块碰后静止，编号2的小物块速度为。A、B发生相对运动过程中的加速度大小分别为
，
从编号1的小物块第一次被B碰后，直到1碰2，历时为
B的速度反向减到0，历时为
可知，表明B的速度减小到0时，B距1最远，最远距离为
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
B
D
D
D
BD
CD
AD
BD