云南省玉溪市2024-2025学年高二上学期末期教学质量检测 物理试题（解析版）

这是一份云南省玉溪市2024-2025学年高二上学期末期教学质量检测 物理试题（解析版），共17页。
第I卷（选择题，共48分）
注意事项：
1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的学校、班级、姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2．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。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1. 某同学到游乐场游玩，乘坐的摩天轮在竖直平面内做匀速圆周运动，如图所示，下列描述摩天轮边缘上某点运动情况的物理量保持不变的是（ ）
A. 角速度B. 线速度C. 向心加速度D. 向心力
【答案】A
【解析】
【详解】摩天轮边缘上某点的线速度、向心加速度、向心力都是矢量，大小不变，方向一直在变，只有角速度保持不变。
故选A。
2. 在某次航模表演活动中，一同学操控质量为m的航天模型飞机以速率v匀速下降了高度h，重力加速度为g，则此过程中该航天模型飞机减少的机械能为（ ）
A 0B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】航天模型飞机的动能不变，减少的机械能即为重力势能，大小为
故选D。
3. 某同学玩飞镖游戏，如图所示，他将飞镖从镖盘正前上方某位置以速度，水平投出后，经时间，飞镖击中靶心正上方某位置；第二次将飞镖从同一位置以速度水平投出后，经时间飞镖击中靶心正下方某位置。不计空气阻力，飞镖可视为质点，下列关系式正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】两次扔飞镖从同一位置水平投出，均做平抛运动，第一次击中靶心正上方某位置，第二次击中靶心正下方某位置，有，由
可知，而水平方向做匀速直线运动，有
因相同，则有。
故选A。
4. 高速公路上发生了一起超载货车追尾轿车的交通事故，货车在撞上轿车之前进行了紧急刹车直到撞上轿车，交警测得货车紧急刹车的距离为，根据碰撞损伤情况推算出碰撞前瞬间货车的速度大小为。若货车紧急刹车的过程视为匀减速直线运动，加速度大小为，则货车开始紧急刹车时的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据匀变速直线运动的速度位移关系有
解得
故选B。
5. 物理课上，老师做了如图所示的演示实验，让两辆小车A、B沿水平滑轨同时从静止开始做匀加速直线运动，若两辆小车受到的合外力大小相等，测得相等时间内小车A、B的位移分别为，则两辆小车的质量之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据位移与时间公式有
根据牛顿第二定律有
解得
可知
故选D。
6. 如图所示，A、B处分别固定有等量的正、负点电荷，O为A、B连线中点。将另一正点电荷从A、B连线上O点左侧某位置由静止释放，只考虑电场力的作用，下列图中给出的该点电荷速度v随时间t变化的图像，可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据等量的正、负点电荷的电场特点可知，A、B连线上O点场强最小，根据牛顿第二定律可知，正点电荷的加速度应先减小，后增大，由于加速度与速度方向同向，则速度增大，结合图像的斜率可知应为C图。
故选C。
7. 如图所示，等边三角形abc中心处静置一长直通电导线，导线与abc平面垂直，电流方向如图中所示，该空间还存在与bc边平行的匀强磁场，方向如图中所示。若a、b、c三点的磁感应强度大小分别为、、，下列关系式正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设通电直导线在a、b、c三点产生的磁感应强度大小为，三点的磁感应强度的方向如图所示
由几何关系可知b、c两点的磁感应强度的夹角同为60°，合成后的合磁感应强度大小相等，a处的两磁感应强度方向相反，合成后的磁感应强度最小，故应满足
故选C。
8. 某行星P的质量为地球质量的2倍，半径也为地球半径的2倍，卫星a绕地球做匀速圆周运动，离地球表面高度等于地球半径；卫星b绕行星P做匀速圆周运动，到行星P表面的距离等于行星P的半径。则a、b的线速度大小之比为（ ）
A. B. 1C. D. 2
【答案】B
【解析】
【详解】设地球质量为M，半径为R；则行星P的质量为2M，半径为2R；卫星a绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
解得
卫星b绕行星P做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
解得
则有
故选B。
9. 某同学通过实验研究安培力方向与电流方向和磁场方向的关系，他将一直导体棒ab跨接在两根平行导轨之间，两导轨所在平面水平，导轨左端与电源和开关相连形成回路，在该空间加上与导轨平面垂直的匀强磁场，他连接了下图所示四种电路，忽略导轨的摩擦力，闭合开关S后，能使ab棒向右运动的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据电源的正负极确定通过导体棒电流的方向，根据左手定则可知，导体棒所受安培力方向向左，导体棒向左运动，故A错误；
B．根据电源的正负极确定通过导体棒电流的方向，根据左手定则可知，导体棒所受安培力方向向右，导体棒向右运动，故B正确；
C．根据电源的正负极确定通过导体棒电流的方向，根据左手定则可知，导体棒所受安培力方向向右，导体棒向右运动，故C正确；
D．根据电源的正负极确定通过导体棒电流的方向，根据左手定则可知，导体棒所受安培力方向向左，导体棒向左运动，故D错误。
故选BC
10. 如图所示，A、B两小球用三根轻质细绳悬挂在水平横杆上，静止时A、B之间的细绳水平，之间的细绳与水平方向成角，之间的细绳与水平方向成角。小球A、B的质量分别用表示，细绳的拉力大小分别用表示。下列关系式正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．设绳AB的拉力大小为F，分别对A和B受力分析，可得
解得
故A错误，B正确；
CD．对两球，根据共点力平衡条件有
解得
故C错误，D正确；
故选BD。
11. 如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，定值电阻的阻值，电容器电容为C。开关S处于闭合状态，下列说法正确的是（ ）
A. 电容器左极板带正电B. 电容器带电量为
C. 将开关S断开，电路稳定后电容器不带电D. 将开关S断开，电路稳定后电容器带电量增加
【答案】AD
【解析】
【详解】A．电容器左极板与电源正极连接，左极板带正电，故A正确；
B．根据串联电路电压规律可知
电容器带电量为
故B错误；
C．将开关S断开，电路稳定后电容器与电源连接，则电容器依然带电，故C错误；
D．将开关S断开，电路稳定后电容器的电势差为E，则带电量增加
故D正确；
故选AD。
12. 如图所示，边长为L的正方形区域位于竖直平面内，AB边和CD边水平，该区域内存在水平向左的匀强电场。质量为m、带电量为的小球从A点以某一初速度水平向右射入电场中，一段时间后从P点竖直向下射出电场，P点到C点的距离为。小球可视为质点，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 匀强电场的电场强度大小为
B. 小球射入电场时的初动能为
C. P、B两点之间的电势差为
D. 若增大小球初速度（方向不变）使小球从BC边中点射出电场，则射出电场时小球的动能为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．小球从P点竖直向下射出电场，则水平速度减为0，根据运动的分解，在竖直方向有
在水平方向有
解得
故A正确；
B．水平方向有
小球射入电场时的初动能为
故B错误；
C．根据匀强电场电势差与电场强度关系可知，P、B两点之间的电势差为
故C正确；
D．根据运动的分解，在竖直方向有
在水平方向有
解得
根据动能定理有
解得
故D正确；
故选ACD。
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
注意事项：第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。
二、填空、实验题（本大题共2小题，共14分）
13. 某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。
（1）关于该实验，下列说法正确的是__________。
A. 打点计时器应使用直流电源B. 打点计时器的两个限位孔应保持在竖直方向
C. 实验时应先接通打点计时器电源，再释放重物D. 该实验中需要用秒表测量重物下落的时间
（2）如图乙所示为打出的一条纸带，O为释放重物时打点计时器打下的点，A、B、C为三个连续的计时点，测得OB之间的距离为，A、C间的距离为，重物的质量，电源的频率为，取重力加速度，则从O到B的过程中重物的重力势能减少量________J，重物动能的增加量________J。（计算结果均保留2位有效数字）
【答案】（1）BC （2） ①. 0.41 ②. 0.39
【解析】
小问1详解】
A．打点计时器应接交流电源，故A错误；
B．为了减小纸带下落时受到的阻力，打点计时器的两个限位孔应处于同一竖直线，故B正确；
C．应先接通打点计时器电源，待打点稳定后再释放重物，故C正确；
D．打点计时器本身就是计时仪器，不需使用秒表测出重物下落的时间，故D错误。
故选BC。
小问2详解】
[1]从O到B的过程中重物的重力势能减少量
J=0.41J
[2]打B点时的速度为
重物动能增加量为
J=0.39J
14. 某实验小组想测量一电源的电动势和内阻，进行了如下实验：
（1）因没有电压表和电流表，小组成员找到了两个量程均为、内阻均为的毫安表和，把这两个毫安表分别改装成量程为的电压表和量程为的电流表，并用这两个改装好的电表来测量待测电源的电动势和内阻。他们设计了如图甲所示的电路图，根据上述相关条件，电阻箱应调成_________，电阻箱应调成________。（第二空结果保留2位有效数字）
（2）将两个电阻箱阻值调成相应阻值之后，闭合开关S，调整滑动变阻器R，得到毫安表和的多组数据，并将这些数据转换成电源的路端电压U和通过电源的电流I，再作图得到了如图乙所示的图像。根据该图像可得电源的电动势为________V，电源的内阻为________。（计算结果均保留3位有效数字）
【答案】（1） ①. 2700 ②. 0.50
（2） ①. 2.96 ②. 2.00
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据电表的改装原理可知
小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
将图中数据代入解得
V，
三、计算题（本大题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15. 消防演练中，消防员身系安全绳从高空速降，如图甲所示。时刻消防员从静止开始沿竖直直线下降，运动过程中只受重力和安全绳的拉力作用，安全绳对消防员拉力大小F与其重力的比值随时间t变化的图像如图乙所示，消防员速度减为零时恰好到达地面。取重力加速度为。求消防员下降的距离。
【答案】
【解析】
【详解】消防员运动过程中只受重力和安全绳的拉力作用，由图像可知，，，由牛顿第二定律可知
解得第一个阶段加速的加速度为
故第一段的末速度和位移为
第二个阶段做匀速直线运动，加速度为零，位移为
第三个阶段做匀减速直线运动运动，有
减速的位移为
消防员下降的总高度为
16. 如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一质量为m、带电量为+q的小球用长为L的轻质绝缘细线悬挂于O点，静止时小球位于最高点，此时细线拉力的大小为。小球可视为质点，重力加速度为g。
（1）求匀强电场的电场强度的大小；
（2）在最高点给小球一水平初速度v0，要使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动，求v0应满足的条件。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
在最高点，对小球受力分析，根据共点力平衡条件有
解得
【小问2详解】
要使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动，在最低点应满足
从最低点到最高点，根据动能定理有
解得
v0应满足的条件为
17. 如图所示，平面直角坐标系平面的第一象限内存在沿x轴负方向的匀强电场，该电场区域足够大；第二象限内在y轴和直线之间存在匀强磁场，该磁场区域足够长，磁感应强度大小为B，方向垂直平面向里。一质子从点由静止释放，该质子经电场加速后进入磁场运动，从点射出磁场。质子质量为m、带电量为，重力不计。取。
（1）求匀强电场的电场强度大小；
（2）若将质子从第一象限内直线上某点由静止释放，该质子从点离开磁场，求该质子在磁场中的运动时间；
（3）将质子从第一象限内由静止释放，要求质子经电场加速和磁场偏转后，能通过点，求释放点坐标应满足的条件。
【答案】（1）
（2）
（3） （）
【解析】
【小问1详解】
粒子经电场加速后，垂直于y轴进入磁场，洛伦兹力提供向心力
由几何关系知
联立解得
在电场中由动能定理得
解得
【小问2详解】
作出粒子的轨迹如图
粒子经电场加速后，垂直于y轴进入磁场，由几何关系知
解得
设粒子在磁场中转过的圆心角为，由几何关系知
，
在磁场中洛伦兹力提供向心力
粒子在磁场中运动的时间为
【小问3详解】
设粒子在电场中释放点的坐标为（x，y），作出粒子的轨迹如图
在电场中，由动能定理得
解得
在磁场中洛伦兹力提供向心力
解得
粒子要能从左侧边界飞出磁场
解得
设粒子在磁场中转过的圆心角为，由几何关系知
磁场中在y轴方向向下移动的距离为
出磁场后，由几何关系得，粒子在y轴方向向下移动的距离为
全程有
联立解得释放点坐标应满足的条件为
（）