2024-2025学年江苏省苏州中学园区校高二（上）期中考试物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年江苏省苏州中学园区校高二（上）期中考试物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.已知铜棒的截面积为S，密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，电子电量为e，若通过铜棒的电流强度为I，并认为铜棒中每一个铜原子贡献一个电子，则铜棒中自由电子定向移动的速率为( )
A. IMρSNAeB. IρMSNAeC. IMSρNAeD. IMρSNAe
2.如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接．只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作．如果再合上S2，则下列表述正确的是( )
A. 电源输出功率减小B. L1上消耗的功率增大
C. 通过R1上的电流增大D. 通过R3上的电流增大
3.研究平抛运动的实验装置如图所示。某同学设想在小球下落的空间中选取三个竖直平面1、2、3，平面与斜槽所在的平面垂直。小球从斜槽末端水平飞出，运动轨迹与平面1、2、3的交点依次为A、B、C。小球由A运动到B，竖直位移为y1，动能的变化量为ΔEk1，动量的变化量为△p1；小球由B运动到C，竖直位移为y2，动能的变化量为ΔEk2，动量的变化量为△p2.忽略空气阻力的影响，若y1=y2，下列关系式正确的是( )
A. ΔEk1ΔEk2
C. Δp1Δp2
4.如图所示电路，将两个相同的电流计分别改装成电流表A1(0∼3A)和电流表A2(0∼0.6A)，把改装后的两个电流表并联接入电路中测量电流，则下列说法中正确的是( )
A. A1和A2的指针偏角不同
B. A1和A2的内阻之比为5:1
C. A1的读数为1A时，A2的读数也为1A
D. A1的读数为1A时，干路中的电流为1.2A
5.2020年11月10日，全国皮划艇静水锦标赛在浙江省丽水市水上运动中心开幕。大赛前，甲、乙两个运动员分别划动两艘皮划艇沿同一方向进行赛前训练，他们分别划动了一段时间后让各自的皮划艇自由滑行，一段时间后停下。他们及各自的皮划艇总质量相等，测速器测得甲、乙的v−t图像分别如图中的OAB、O＇CD所示，图中AB//CD，则( )
A. 运动员乙较晚停下，乙做功更多
B. 乙划桨时间长，乙划桨时受到水反作用力的冲量大
C. 甲皮划艇早停下，甲划桨时受到水反作用力的冲量小
D. 甲在划桨时用力小
6.如图所示为放在水平桌面上的沙漏计时器，从里面的沙子全部在上部容器里开始计时，沙子均匀地自由下落，到沙子全部落到下部容器里时计时结束，不计空气阻力和沙子间的影响。对计时过程取两个时刻：时刻一，下部容器底部没有沙子，部分沙子正在做自由落体运动；时刻二，上、下容器内都有沙子，部分沙子正在做自由落体运动。下列说法正确的是( )
A. 时刻一，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小
B. 时刻一，桌面对沙漏的支持力大小大于沙漏的总重力大小
C. 时刻二，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小
D. 时刻二，桌面对沙漏的支持力大小小于沙漏的总重力大小
7.如图所示，弹簧振子在振动过程中，振子依次从a到b历时0.2 s，振子经a、b两点时速度相同，若它从b回到a的时间为1.2 s，则该振子的振动频率可能为( )
A. 1 HzB. 1.25 HzC. 2 HzD. 2.5 Hz
8.质量为m的物块与弹簧上端连接，弹簧的下端固定在档板上，O点是弹簧处于原长状态时上端的位置，物块静止时位于A点。斜面上另外有B、C、D三点，AO=OB=BC=CD=l，其中BD段粗糙，其余部分光滑，物块与斜面BD段间的动摩擦因数为μ=tanθ，重力加速度为g，物块静止在A点时弹簧的弹性势能为E，用外力将物块拉到D点由静止释放，第一次经过O点时的速度大小为v，已知弹簧始终在弹性限度内，则下列说法正确的是( )
A. 物块从D点向下运动到A点的过程中，最大加速度大小为2gsinθ
B. 物块最终在A、B之间做往复运动
C. 物块在D点时的弹性势能为12mv2−mglsinθ
D. 物块运动的全过程中因摩擦产生的热量为12mv2+mglsinθ
9.如图，质量M=4kg的圆环套在光滑水平轨道上，质量m=2kg的小球通过长L=0.9m的轻绳与圆环连接。现将细绳拉直，且与AB平行，小球以竖直向下的v0=2 6m/s初速度开始运动，重力加速度g=10m/s2。则( )
A. 运动过程中，小球和圆环系统的动量和机械能均守恒；
B. 在运动过程中，小球不能绕圆环做完整的圆周运动
C. 小球通过最低点时，小球的速度大小为 35m/s
D. 从小球开始运动到小球运动到最高点这段时间内，圆环向右运动的位移大小为0.3m
10.如图所示，D为理想二极管，R为滑动变阻器，C1、C2为电容器，且电容相等，P、Q为带电粒子，开关S闭合后，P、Q均处于静止状态，下列说法正确的是( )
A. C1、C2所带的电荷量不相等
B. 保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片下滑，P加速向上运动，Q仍静止
C. 保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片上滑，P加速向下运动，Q仍静止
D. 保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片上滑，P加速向下运动，Q也加速向下运动
二、实验题：本大题共2小题，共20分。
11.某同学要把电压表改装成可直接测量压力的仪表，设计的电路如图(a)所示．实验器材如下：待改装电压表(量程0 ∼ 3 V，可视为理想电压表)，定值电阻R0，压敏电阻Rx，电源(4 V，内阻不计)，开关S，导线．选用的压敏电阻阻值Rx随压力F变化的规律如图(b)．
(1)实验中随着压力F的增大，电压表的示数 .(填“变大”“不变”或“变小”)
(2)为使改装后仪表的量程为0 ∼ 160 N，且压力160 N对应电压表3V刻度，则定值电阻阻值R0 Ω，压力0 N对应电压表_ _V刻度．
(3)他发现这样改装后的仪表压力刻度分布不均匀，想进一步把(2)中的压力刻度改成均匀分布，应选用另一压敏电阻，其阻值Rx与压力F变化关系式为 ．
12.“验证动量守恒定律”的实验装置可采用图甲或图乙的方法，两个实验装置的别在于：①悬挂重垂线的位置不同；②图甲中设计有一个支柱(通过调整，可使两球的，球心在同一水平线上，上面的小球被碰离开后，支柱立即倒下)，图乙中没有支柱，图甲中的入射小球A和被碰小球B做平抛运动的抛出点分别在通过O、O′点的竖直线上，重垂线只确定了O点的位置。(球A的质量为m1，球B的质量为m2)
(1)采用图甲的实验装置时，用20分度的游标卡尺测量小球的直径，则读数为_______mm。
(2)实验中，两球质量需满足m1______m2(选填““大于”、“小于”或“等于”)
(3)比较这两个实验装置，下列说法正确的是( )
A.采用图甲的实验装置时，需要测出两小球的直径
B.采用图乙的实验装置时，需要测出两小球的直径
C.采用图乙的实验装置时，斜槽轨道末端的切线要求水平的，而采用图甲的实验装置则不需要
D.为了减小误差，无论哪个图，都要求入射球每次都要从同一高度由静止滚下
E.为了减小误差，采用图乙的实验装置时，应使斜槽末端水平部分尽量光滑
(4)若某同学按右图做实验时所用小球的质量分别为mA=45g、mB=7.5g，下图所示的实验记录纸上已标注了该实验的部分信息，若两球碰撞为弹性碰撞，请将碰后B球落点的位置记为B标注在下图中______。
为了验证动量守恒，还有同学设计出其他装置，如下：
(5)如图所示，使从斜槽轨道滚下的小球打在正对的竖直墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点。选择半径相等的小钢球A和硬塑料球B进行实验，测量出A、B两个小钢球的质量m1、m2，其他操作重复验证动量守恒时的步骤。M′、P′、N′为竖直记录纸上三个落点的平均位置，小球静止于水平轨道末端时球心在竖直记录纸上的水平投影点为O′，未放B球时，A球的落点是P′点，用刻度尺测量M′、P′、N′到O′的距离分别为y1、y2、y3。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为( )
A.m1 y2=m1 y3+m2 y1 B．m1y2=m1y3+m2y1
C.m1 y2=m1 y3+m2 y1 D．m1y2=m1y1+m2y3
(6)若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D、E、F到抛出点B的距离分别为LD、LE、LF。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为( )
A.m1LF=m1LD+m2LE B．m1LE2=m1LD2+m2LF2
C.m1 LE=m1 LD+m2 LF D．LE=LF−LD
三、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.某课外小组设计了一种测定风速的装置，其原理如图所示，一个劲度系数k=1300N/m、自然长度L0=0.5m的弹簧一端固定在墙上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧穿在光滑水平放置、粗细均匀的电阻率较大的金属杆上，弹簧是由不导电的材料制成的．迎风板面积S0=0.5m2，工作时总是正对着风吹来的方向．电路的一端与迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连．迎风板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好，不计摩擦．定值电阻R=1.0Ω，电源的电动势E=12V，内阻r=0.5Ω.闭合开关，没有风吹时，弹簧处于自然长度，电压表的示数U1=3.0V，某时刻由于风吹迎风板，待迎风板再次稳定时，电压表的示数变为U2=2.0V.(电压表可看作理想表)，试分析求解：
(1)此时风作用在迎风板上的力的大小；
(2)假设风(运动的空气)与迎风板作用后的速度变为零，空气的密度为1.3kg/m3，求风速的大小。
14.如图甲所示的电路中，只闭合开关S1，在电阻箱的阻值从0调节到最大值的过程中，两电压表V1、V2的示数U1、U2随电流表A的示数I变化的关系如下图乙中两条直线所示，其中电容器的电容C=10μF,R4=10Ω,R5=40Ω。电路中的电流表和电压表均为理想电表。
(1)求电源的电动势；
(2)求电阻箱R2的最大阻值和电阻R3的阻值；
(3)现将电阻箱的阻值调成最大值的一半，单刀双掷开关S2拨到a端，稳定后再拨到b端。求S2从a端拨到b端至电路再次稳定的过程中流过电阻R4的电荷量。
15.如图所示是一场杂技表演的舞台设计，不考虑演员的体型大小和花样动作，一辆质量m0=200kg的杂技车，前部为半径R=2.4m的四分之一圆弧光滑轨道AB，以速度v0=10.5m/s，正水平向右撞上质量m1=10kg的静止箱子，并粘卡在一起运动，箱子顶部与轨道底端B点等高，原来静止在箱子上质量为m2=40kg的演员甲，随后从B点无摩擦滑上轨道至A处，并被抛向空中，恰好运动到最高处抱紧了静止悬吊在空中质量为m3=30kg的小演员乙，小演员乙同时松手，两人一起安全落到杂技车上无滑动地站稳，忽略杂技车和箱子受到地面的摩擦力，不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s2，求：
(1)杂技车与箱子碰撞后的速度v1，这次碰撞损失了多少机械能ΔE；
(2)小演员乙被抱紧时，重心应离箱子顶部水平面多高的位置；
(3)杂技车上表面的总长度至少要多长，两位演员才能安全落到车顶上。
参考答案
1.A
2.C
3.D
4.D
5.D
6.C
7.B
8.C
9.B
10.C
11.变大
240
1.5
Rx=102400F+160−240

12.(1)16.25
(2)大于
(3)ADE
(4)
(5)A
(6)C

13.解：
(1) 无风时金属杆接入电路的电阻为R1，U1=ER+R1+rR1， R1=U2R+rE−U2=0.5Ω
有风时金属杆接入电路的电阻为R2有 U2=ER+R2+rR2 得 R2=U2R+rE−U2=0.3Ω
此时，弹簧的长度 L=R2R1L0=0.3m 弹簧的压缩量 x=L0−L=0.2m
根据平衡条件，此时的风力 F=kx=260N
(2)设风速为v.在Δt时间内接触到吹风板的空气质量为Δm： Δm=ρSvΔt
根据动量定理可得： FΔt=ρSvΔtv 得 v= FρS=20m/s

14.(1)根据题意可知，电压表 V2 的示数大于 V1 的示数，根据闭合电路欧姆定律，结合图乙可知E=10+0.5r(SI) ， E=6+1.5r(SI)
解得E=12V ， r=4Ω
(2)根据图乙可知，当电阻箱为零时，电压表 V1 的示数为3V， V2 的示数为6V，此时回路电流1.5A， R1 的阻值R1=U1I=2Ω
电阻箱 R2 阻值最大的时候，电压表 V1 的示数为9V， V2 的示数为10V，此时回路电流0.5A， R3 的阻值R3=U 2′−U 1′I′=2Ω
电阻箱 R2 的最大阻值和 R1 的总电阻R1+R2m=U 1′I′=18Ω
解得R2m=16Ω
(3)将电阻箱的阻值调成最大值的一半，单刀双掷开关 S2 拨到 a 端，此时电容器两端电压U3=R1+12R2mR1+12R2m+R3+rE=7.5V
再拨到 b 端此时电容器两端电压U4=R3R1+12R2m+R3+rE=1.5V
因为电容器极板电性发生变化，所以通过 R4 和 R5 的总电量Q=C(U3+U4)=9×10−5C
根据并联分流原理可知，通过 R4 的电荷量Q′=45Q=7.2×10−5C

15.(1)把杂技车和箱子作为一个系统，规定向右为正方向，由系统动量守恒
m0v0=m0+m1v1
解得
v1=10m/s
故这次碰撞损失机械能
ΔE=12m0v02−12m0+m1v12=525J
(2)把杂技车、演员甲和箱子作为一个系统，水平方向动量守恒，当演员甲运动至演员乙时，三者水平速度相等，设为v2
m0+m1v1=m0+m1+m2v2
由能量守恒
12m0+m1v12=12m0+m1+m2v22+m2gℎ
解得
ℎ=4.2m,v2=8.4m/s
(3)演员甲和演员乙碰撞过程，水平方向动量守恒，设二者速度为v3
m2v2=m3+m2v3
解得
v3=4.8m/s
此后演员甲和演员乙做平抛运动，此时杂技车恰好在二者正下方，设平抛运动时间为t
ℎ−R=12gt2
解得
t=0.6s
故杂技车顶长度为
Δx=v2t−v3t
联立解得
Δx=2.16m