江苏省无锡市宜兴市2024-2025学年高二上学期期末教学质量抽测物理试卷（解析版）

这是一份江苏省无锡市宜兴市2024-2025学年高二上学期期末教学质量抽测物理试卷（解析版），共17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。
一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1. 交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。这是应用了波的什么原理（ ）
A. 波的干涉B. 波的衍射
C. 波的叠加D. 波的多普勒效应
【答案】D
【解析】多普勒效应是指波源或观察者发生移动，而使两者间的位置发生变化，使观察者收到的频率发生了变化，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度，其工作原理利用的是多普勒效应。
故选D。
2. 一个电子在平行于纸面的平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，在垂直于圆轨道所在平面并穿过圆心的直线上有一点A，则A点的磁感应强度的方向为（ ）
A. 平行于纸面向下B. 平行于纸面向上
C. 垂直于纸面向下D. 垂直于纸面向上
【答案】C
【解析】电子沿逆时针方向做圆周运动，形成顺时针方向的环形电流，由安培定则可知，环形电流在穿过圆心的直线上A点产生的磁感应强度的方向垂直于纸面向下。
3. 一个水平弹簧振子的振动图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 小球位移随时间变化的关系式为
B. 该小球在内的位移为0，路程为25cm
C. 在内，小球的动能增加，弹簧的弹性势能减少
D. 在内，小球的动能增加，弹簧的弹性势能减少
【答案】C
【解析】A．由图可知，简谐运动的周期为，则角速度为
故小球位移随时间变化的关系式为
故A错误；
B．由图可知，该小球在内的位移为5cm，路程为25cm，故B错误；
C．由图可知，在内，小球的位移减小，动能增加，弹簧的弹性势能减少，故C正确；
D．由图可知，在内，小球位移增大，动能减小，弹簧的弹性势能增大，故D错误。
故选C。
4. 如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，和均为定值电阻，为滑动变阻器。当的滑片在ab的中点时合上开关S，此时三个电表、和V的示数分别为、和。现将的滑片向b端移动，则下列说法正确的是（ ）
A. 减小，增大B. 增大，减小
C. U增大D. 电源的总功率减小
【答案】A
【解析】AB．的滑片向b端移动，的有效阻值减小，故闭合电路总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律有
可知干路电流增大，根据
可知则r和电压增大，根据
可知并联部分电压减小，根据
可知示数减小，根据干路电流
可知示数增大，故A正确，B错误；
C．由图可知，电压表测得的是路端电压，根据
可知电压表测路端电压减小，故C错误；
D．电源的总功率
I增大，电源的总功率增大，故D错误。
故选A。
5. 一个单摆在质量为m、半径为R的星球上做周期为的简谐运动，在质量为2m、半径为2R的星球上做周期为的简谐运动。与之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】在星球表面有
解得
单摆周期
可得
故选C。
6. 半径相等的两个小球甲和乙，在光滑水平面上沿同一直线相向运动。若甲球的质量大于乙球的质量，碰撞前两球的动能相等，则碰撞后两球的运动状态可能是（ ）
A. 两球的速度均为零
B. 甲球的速度为零而乙球的速度不为零
C. 乙球的速度为零而甲球的速度不为零
D. 两球的速度方向均与原方向相反，两球的动能仍相等
【答案】B
【解析】AB．根据动量和动能表达式有
，
联立解得物体的动量
由题意知
，
则有
甲乙相向运动，故甲乙碰撞后总动量沿甲原来的方向，根据碰撞过程系统动量守恒，可知碰撞后系统总动量不为零，因此碰撞后两球的速度不能都为零；若碰撞后甲的速度为零或继续沿原来的方向运动，乙必弹回，所以乙的速度不可能为零，故A错误，B正确；
C．若碰后若乙球的速度为零而甲球的速度不为零，则甲一定弹回，碰后甲乙系统总动量的方向就发生了改变，此时违背动量守恒定律，故C错误；
D．由A的分析可知，碰撞后系统总动量沿甲的初动量方向，甲不可能反向，故D错误。
故选B。
7. 如图（a）所示电路中，当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图（b）所示。不考虑电表对电路的影响，则
A. 定值电阻R0为2Ω
B. 电源内阻r为10Ω
C. 电源电动势E为3.4Ｖ
D. 定值电阻R0的最大电功率为0.9W
【答案】D
【解析】A．定值电阻R0两端的电压随电流的增大而增大，由图线的斜率得：
，
故A不符合题意；
B．电压表V2测得的是电源的路端电压，上方图线斜率的绝对值等于电源的内阻：
，
故B不符合题意；
C．当电流为0.1A时，电压表V2的读数为3.4V，根据闭合电路的欧姆定律：
E=U+Ir=3.4+0.1×2=3.6V，
故C不符合题意；
D．当滑动变阻器的阻值为0时，电路电流最大：
，
定值电阻R0的最大电功率：
。
故D符合题意
8. 如图所示，在倾角为光滑斜面上，垂直斜面放置一根直导体棒，当通以图示方向电流I时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. 此过程中磁感应强度B逐渐减小
B. 此过程中磁感应强度B逐渐增大
C. 此过程中磁感应强度B先减小后增大
D. 此过程中磁感应强度B先增大后减小
【答案】B
【解析】对导体棒受力分析，受重力G、支持力和安培力，三力平衡，合力为零，将支持力和安培力合成，合力与重力相平衡，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，安培力从沿斜面向上转到竖直向上，如图所示
从图中可以看出，安培力变大，由于，其中电流I和导体棒的长度L均不变，故磁感应强度B逐渐增大。
故选B。
9. 回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示．和是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速．当质子（电量为）被加速到最大动能后，再将它们引出．忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是（ ）
A. 若只增大交变电压U，则质子的最大动能会变大
B. 若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变短
C. 若只将交变电压的周期变为2T，仍可用此装置加速质子
D. 质子运动一圈，动能增加eU
【答案】B
【解析】A．回旋加速器是通过电场进行加速，磁场进行偏转来加速带电粒子。
根据
则最大动能
与加速电压无关，故A错误；
B．若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中加速次数会减小，导致运行时间变短，故B正确；
C．带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，若只将交变电压的周期变为2T，而质子在磁场中运动的周期不变，则两周期不同，所以质子不能被加速，故C错误；
D．质子运动一圈，会经过加速电场两次，动能增加2eU，故D错误。
故选B。
10. 如图所示，学生练习用头颠球。某一次足球由静止自由下落80cm，被重新顶起，离开头部后竖直上升的最大高度仍为。已知足球与头部的作用时间为，足球的质量为，重力加速度g取，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 头部对足球的平均作用力为足球重力的8倍
B. 足球下落到与头部刚接触时动量大小为
C. 足球与头部作用过程中动量变化量大小为
D. 足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量为
【答案】C
【解析】A．设足球自由下落到人头顶前瞬时速度为，根据自由落体运动公式有
代入数据解得
对足球，在与人头部作用过程中，规定竖直向上为正，由动量定理
代入数据解得
足球的重力
故头部对足球的平均作用力为足球重力的9倍，故A错误；
B．足球下落到与头部刚接触时动量大小
故B错误；
C．足球与头部作用过程中动量变化大小为
故C正确；
D．根据自由落体运动公式有
代入数据解得下落时间
因上升时间与下落时间相等，则足球从最高点下落至重新回到最高点过程中重力的冲量大小为
故D错误。
故选C。
11. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，传播速度，时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，下列图形中哪个是时的波形（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由图中可以看出该波的波长为，根据
可知该列波的周期为
又因为时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，当时经历了1.5T，所以此时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴负方向运动，结合图像可知B选项正确。
故选B。
二、实验题：本大题共1小题，共9分。
12. 水的硬度指水中钙、镁离子含量（以为单位），水的硬度会影响水的电阻率。为测量某样品水质的电阻率，一同学将水样注满一绝缘性能良好的圆柱形透明塑料管道，管道中可用圆形金属电极密封一定的长度（如图（1）所示）。容器内的直径为D。
（1）测量管道的内直径，应该使用图（2）中游标卡尺的部位为_________（填“甲、乙、丙、丁”）
（2）用游标卡尺测量内直径D，读数如图（3），_________cm；
（3）该同学用图（4）电路来测量水样的电阻率。①调整电阻箱R的阻值，使灵敏电流表满偏，记录电阻箱阻值R和接入电路的水样长度L。②改变接入电路的水样长度L，重复①。多次测量后，根据数据得到图（5），图（5）中直线截距分别为和。则水样的电阻率为_________（用D，、表示）；
（4）图（5）中接入电路中水样长度为时，水样电阻为_________；
（5）灵敏电流表的内阻对测量水样的电阻率有还是没有影响？请说明理由。_________
【答案】（1）甲 （2）1.17 （3） （4） （5）没有影响，电阻率的大小取决于图像的斜率，与灵敏电流表的内阻无关
【解析】（1）测量管道的内直径需要用到游标卡尺的内测量爪，故选部位甲。
（2）游标卡尺的主尺读数为11mm，则钢球的直径
（3）根据闭合电路欧姆定律，应有
可得
根据电阻定律应有
联立以上两式可得
根据函数斜率的概念应有
解得
（4）根据电阻定律应有
代入数据解得
（5）没有影响，电阻率的大小取决于图像的斜率，与灵敏电流表的内阻无关。
三、计算题：本大题共4小题，共40分。
13. 某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图像如图所示。在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为45 m和55 m。测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0 s。
（1）求这列波的波长λ。
（2）当B点离开平衡位置的位移为+6 cm时，求A点离开平衡位置的位移。
【答案】（1）20m；（2）-6cm
【解析】（1）由振动图像可知，T=2 s，A、B两点开始振动的时间间隔为1.0 s，所以AB间的距离为半个波长，所以
λ=2×（55-45） m=20 m
（2）AB两个点之间始终相差半个周期，所以当B点离开平衡位置的位移为+6 cm时，A点离开平衡位置的位移是-6 cm。
14. 如图，电源电动势为11V，内阻为，电阻为，为。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6V，线圈电阻为。求：
（1）此时通过电源的电流强度I；
（2）电动机正常工作时产生的机械功率是多大？
【答案】（1）2.5A （2）10W
【解析】（1）设流过干路的电流为I，根据闭合电路的欧姆定律有
解得此时通过电源的电流强度为
（2）设流过的电流为，则有
设流过电动机的电流为
电动机的输入功率为
电动机的发热功率为
电动机的机械功率为
15. 如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05m，电压为10V，两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0=0.1T，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里。图中右边有一半径R为0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里。一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出。已知速度的偏向角，不计离子重力。求：
（1）离子速度v的大小；
（2）离子的比荷；
（3）离子在圆形磁场区域中运动时间t。
【答案】（1）2000m/s；（2）2×10－4C/kg；（3）9×10－5s
【解析】（1）离子在平行金属板之间做匀速直线运动，洛仑兹力与电场力相等，即
其中，解得
（2）在圆形磁场区域，离子做匀速圆周运动
由洛仑兹力公式和牛顿第二定律有
由几何关系有
离子的比荷
（3）弧CF对应圆心角为，离子在圆形磁场区域中运动时间
则有
又周期，解得
16. 如图所示，在光滑水平面上通过锁定装置固定一辆质量的小车，小车左边部分为半径的四分之一光滑圆弧轨道，轨道末端平滑连接一长度的水平粗糙面，粗糙面右端是一挡板。有一个质量为的小物块（可视为质点）从小车左侧圆弧轨道顶端A点静止释放，小物块和小车在粗糙区域的滑动摩擦因数，小物块与挡板的碰撞无机械能损失，重力加速度，
（1）求小物块滑到圆弧轨道末端时轨道对小物块的支持力大小；
（2）若解除小车锁定，让小物块由A点静止释放，求小物块从圆弧末端到与右侧挡板发生第一次碰撞经历的时间；
（3）在（2）问的初始条件下，小物块将与小车右端发生多次碰撞，求整个运动过程中小车发生的位移。
【答案】（1）；（2）；（3），方向水平向左
【解析】（1）小车被固定，小物块下滑到最低点过程机械能守恒
在最低点，有
解得
（2）解除固定后，小车可以在光滑水平面上自由运动，小物块和小车组成的系统水平方向动量守恒，设小物块刚滑上右侧粗糙区域时候速度大小为v1，小车速度大小为v2，
，
代入数据解得
，
小物块冲上粗糙面后，小物块加速度大小为a1，小车加速度大小为a2，由牛顿第二定律有
（水平向左）
（水平向右）
当小物块和小车右侧挡板发生碰撞时满足
即
代入数据得
，（舍去）
故经历0.5s第一次和右侧挡板发生碰撞；
（3）从小物块滑下到最终相对小车静止，物块在小车粗糙面上滑动的路程为
解得
当时，，即物块将停在离开右侧挡板0.75m处。
物块相对小车停下时，小车也停止运动。
整个过程中，物块相对小车发生位移为
选取m和M为系统，由于水平方向动量守恒，设m水平向右发生位移大小为x1，M水平向左发生位移大小为x2，可推得
又
求得
方向水平向左。