内蒙古包头市2024-2025学年高二上学期期末物理试卷（解析版）

这是一份内蒙古包头市2024-2025学年高二上学期期末物理试卷（解析版），共13页。试卷主要包含了考试结束后，将答题卡交回， 如图，光滑物块A等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场、座位号写在答题卡上，将条形码粘贴在规定区域。本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2.做选择题时，选出每小题答案后，用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。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
4.考试结束后，将答题卡交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 场是一种客观存在的物质，组合体与地球之间的万有引力是通过引力场产生的。类比用电场线描述静电场，可以用引力场线描述引力场。不考虑其它天体的影响，地球周围的引力场线分布与下列电场的电场线分布相似的是（ ）
A. 匀强电场B. 孤立点电荷的电场
C. 两个等量同种电荷的电场D. 两个等量异种电荷的电场
【答案】B
【解析】根据点电荷的电场线分布特点可知，地球周围的引力场线分布与下列电场的电场线分布相似的是孤立点电荷的电场，故B正确，ACD错误。
2. 如图，积雨云内部产生正负电荷层，底层为负电；顶层为正电。一带负电的雨滴从凹凸不平的积雨云底部落向地面，下列说法正确的是（ ）
A. 雨滴下落过程中，电势能逐渐减少
B. 雨滴下落过程中，电势逐渐降低
C. 雨滴下落过程中，受到的电场力保持不变
D. 雨滴下落过程中，电势能的变化量等于动能的变化量
【答案】A
【解析】由题意可知，雷雨云底部与地面之间的电场方向向上，带负电的雨滴所受电场力向下，在雨滴下落过程中，电势逐渐升高，电场力做正功，电势能逐渐减少，所受电场力减小，电势能的减少量和重力势能的减少量等于动能的增加量，即电势能的变化量小于动能的变化量。
故选A。
3. 已知某横波的频率为，某时刻该波在某介质中沿x轴正方向传播的波动图像如图所示，图中的质点P位于处，则（ ）
A. 该波的传播速度为
B. 质点P在个周期内振动的路程为A
C. 图示时刻P点的速度方向沿y轴负方向
D. 图示时刻P点的加速度方向沿y轴负方向
【答案】C
【解析】A．由图可知，该波的波长为
故
故A错误；
BC．质点P从平衡位置向下振动为减速过程，从向上振动到平衡位置为加速过程，又根据对称性知，在平衡位置到位置处振动过程速度较大，在到振动过程速度较小，质点P在半个周期内振动的路程为，根据同侧法判断质点P向下振动，速度方向沿y轴负方向，故在个周期内的路程小于A，故B错误，C正确；
D．由图可知该时刻P点的位移方向沿y轴负方向，根据
可知，加速度方向与位移方向相反，即加速度方向沿y轴正方向，故D错误。
故选C。
4. 热膨胀材料在生产生活中有着广泛的应用。某同学用平行板电容器设计制作了单电容热膨胀检测仪，原理如图所示。电容器上极板固定，下极板可随被测材料竖直方向的尺度变化而上下移动。闭合开关S，若材料热胀冷缩，下列说法中正确的是（ ）
A. 材料温度升高，极板所带电荷量减小
B. 检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b，说明材料温度升高
C. 滑动变阻器滑片向下滑动少许可以升高电容器的工作电压
D. 检测结束，断开开关，灵敏电流计上有从a到b的短暂电流
【答案】B
【解析】A．材料温度升高，材料膨胀，电容器两板间距减小，根据，可知电容增大，由于电容器两板电势差不变，根据，可知极板所带电荷量增大，故A错误；
B．由以上分析可知，材料温度升高，极板所带电荷量增大，则电容器在充电，则灵敏电流计的电流方向为从a到b，故B正确；
C．滑动变阻器滑片向下滑动少许，其接入电路阻值减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，内电压增大，路端电压减小，则电容器的工作电压降低，故C错误；
D．检测结束，断开开关，电容器放电，则灵敏电流计上有从b到a的短暂电流，故D错误。
故选B。
5. 光照进半导体材料内激发出自由电荷，在材料内部电场作用下，正、负电荷分别往两端积累。若材料内部电场的电场强度E与位置x的关系如图所示。正电荷仅在内部电场力作用下沿x轴从N点运动到P点，电荷将做（ ）
A. 匀速直线运动
B. 匀加速直线运动
C. 加速度变化的加速运动
D. 先做加速直线运动，后做减速直线运动
【答案】C
【解析】正电荷仅在内部电场力作用下沿x轴从N点运动到P点，由题图可知，场强先变大后变小，场强方向一直为正方向，则正电荷受到的电场力先变大后变小，方向一直为正方向，所以正电荷的加速度先变大后变小，方向一直为正方向，即电荷将做加速度变化的加速运动。
故选C。
6. 纬度越高，重力加速度越大，在广州计时准确的钟摆，运到北京后，计时就不准确了。下列对于计时情况和改进方式说法正确的是（ ）
A. 计时变慢，为计时准确需要将秒摆的摆线减短
B. 计时变慢，为计时准确需要将秒摆的摆线加长
C. 计时变快，为计时准确需要将秒摆的摆线减短
D. 计时变快，为计时准确需要将秒摆的摆线加长
【答案】D
【解析】根据单摆周期公式
可知，把摆钟从广州移到北京，重力加速度增大，周期变小，计时变快，故为计时准确需要将秒摆摆线加长。
故选D。
7. 如图，光滑物块A（可视为点电荷）放在光滑长木板B的最右端，并由一根绕过固定光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接，开始时整个装置静止，轻绳恰好伸直且与水平地面平行，距离B右端处有一竖直挡板。已知A、B的质量均为，A的电荷量为，B的电荷量为，B的长度为，A与B间、B与水平地面间彼此绝缘。从时刻开始，空间上加水平向右足够宽的匀强电场，电场强度。B与挡板碰撞后粘连在一起（碰撞时间极短可以忽略）。下列说法正确的是（ ）
A. A、B加速度相同
B. B经过1s与挡板发生碰撞
C. 时，A物体的速度大小为1m/s
D. A最终停在木板B的最左端
【答案】C
【解析】A．A、B由同一根定滑轮上绳子相连，故加速度大小相同，方向相反，选项A错误；
B．根据牛顿第二定律，对B，
对A，
解得a=1m/s2
B与挡板发生碰撞经过的时间
选项B错误；
C．B与挡板相碰时此时A的速度v=at=2m/s
以后细绳松弛，A向左先减速，加速度为
时，A物体的速度大小为
方向向左，选项C正确；
D．当B碰到墙壁时，A到达距离B左端2m的位置，当A速度减为零时向左的位移
即此时A恰好到达B的左端，以后A在电场力作用下向右加速，运动2m后绳子被绷紧A停止运动，则A不可能最终停在木板B的最左端，选项D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，实线为两个点电荷和产生的电场中的电场线（方向未标出），一带正电的离子（不计重力）沿ab运动，下列说法正确的是（ ）
A. 带负电，带正电
B. 的电荷量小于的电荷量
C. 离子从a到b的运动过程中，速度先增大后减小
D. 离子从a到b的运动过程中，O点的电势能最大
【答案】AC
【解析】A．由图可知点电荷和带异种电荷，点电荷对该离子的库仑力为吸引力，故点电荷带负电，点电荷带正电荷，故A正确；
B．在点电荷和之间，点电荷附近电场线比附近的电场线密集，故的电荷量大于的电荷量，故B错误；
CD．离子从a到b的运动过程中，所受电场力先做正功后做负功，速度先增大后减小，电势能先减小后增大，故C错误，D正确。
故选AC。
9. 如图甲所示，小灯泡和定值电阻并联接入电路，随滑动变阻器滑片的调节，小灯泡和电阻通电后的伏安特性曲线如图乙中实线a和b所示，P是两实线的交点，虚线是图线b在电压U=1V时的切线，下列说法正确的是（ ）
A. a是定值电阻伏安特性曲线，b是小灯泡伏安特性曲线
B. 开关S闭合前，滑动变阻器滑片应置于最左端，随滑动变阻器滑片向右滑动，电压表和电流表示数均增加
C. U=1V时，b的电阻
D. 在P点，a、b的电阻均为10Ω
【答案】ABD
【解析】A．根据图像可知，电阻a的阻值保持不变，大小为
不变，a是定值电阻伏安特性曲线，b的电阻随电压的升高而增大，b是小灯泡伏安特性曲线，A正确；
B．为保护小灯泡安全，开关S闭合前，滑动变阻器滑片应置于最左端，使小灯泡电压为零，随滑片向右滑动，如题图所示，电压升高，电流增大，电压表和电流表示数均增加，B正确；
C．根据电阻b伏安特性曲线可知，曲线上的点与原点连线的斜率为电阻的倒数
C错误；
D．U=3V时，曲线上的点与原点连线的斜率为电阻的倒数，在P点a和b电阻相等
故D正确。
故选ABD。
10. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上放置三个孤立带电小球A、B、C，已知A和C的质量分别为。此时三个小球恰好位于同一直线，B球位于圆心O点且处于静止状态，A和C恰好以相同的角速度绕B做匀速圆周运动。若将小球B拿掉，使C带上与原来电性相反但电量相等的电荷，此时A、C两球仍能以原来的角速度绕O点做匀速圆周运动。三个小球均视为点电荷。则（ ）
A. A和C做圆周运动的半径之比为
B. A和C做圆周运动的半径之比为
C. B和C的电荷量之比为
D. B和A的电荷量之比为
【答案】AC
【解析】AB．由题意知，A、C同号，B与A、C异号，对A有 ①
对C有 ②
对B有 ③
联立①②③得
故A正确，B错误；
CD．将小球B拿掉后，有 ④
将④代入①得
即
将④代入②得
即
故C正确，D错误。
三、实验题：本题共2小题，共16分。第11题8分，第12题8分。
11. 某实验小组想测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路。先将电压表正接线柱接a位置，闭合开关，他们发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表有示数且保持不变，在其他连接不变的情况下，再将电压表正接线柱由a位置移到b位置，闭合开关，发现无论怎样移动滑片，电流表和电压表均无示数。
（1）电路中的故障是______；
A. 滑动变阻器断路B. 电流表断路
C. 滑动变阻器短路D. 电流表短路
（2）实验小组清除故障后将电压表正接线柱接在b处，闭合开关，调节滑片的位置，记录相应的电压表和电流表的示数，根据记录的数据作出图像，如图乙。则干电池的电动势为______V（保留3位有效数字）、内阻为______Ω（保留2位有效数字），电动势的测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
【答案】（1）B （2）1.58 0.65##0.66 等于
【解析】（1）电压表“+”接线柱接a位置，闭合开关，他们发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表有示数且不变，可能是滑动变阻器断路，也可能是电流表断路；再将电压表“+”接线柱接由a位置移到b位置，发现无论怎样移动滑片，电流表和电压表均无示数，说明是电流表断路。
（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
根据图像斜率与截距可知V，
[3]当电流为0时，可认为电路断路，此时电压表示数等于电动势，则测量值等于真实值。
12. 物理小组使用气垫导轨、轻弹簧、滑块、光电门、游标卡尺、米尺等实验仪器探究水平弹簧振子运动过程中瞬间速度v与偏离平衡位置距离x的关系。（弹簧弹性势能的表达式为，为劲度系数，为弹簧形变量）主要步骤如下：
（1）如图1所示，将气垫导轨调至水平，将弹簧左端连接固定挡板，右端连接滑块，在滑块上装上遮光条，在弹簧振子的平衡位置O点处放置光电门。用游标卡尺测量出遮光条的宽度，将滑块压缩到距平衡位置0.2m处由静止释放，并记录滑块经过光电门的时间算出对应的速度大小；
（2）改变光电门到平衡位置间的距离x，测出多组x及对应的速度大小v；
（3）根据测量数据绘制出关系图线如图2所示。若弹簧劲度系数为k，滑块质量为m，那么图2中图线斜率的绝对值是______，截距是______。（用字母k和m表示）
（4）若换一个劲度系数更大的弹簧重做上述实验，所得直线与原直线相比，斜率的绝对值______（填“变大”“变小”或“不变”），截距______（填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】（3） （4）变大 变大
【解析】[1][2]滑块从距平衡位置处由静止释放，弹力做正功，弹性势能转化为动能，有
整理可得
可知关系是线性的，对应的直线的斜率绝对值是，截距是；
[3][4]若换一个劲度系数更大的弹簧重做上述实验，由斜率和截距的物理意义可知斜率变大，截距变大。
四、计算题：本题共3小题，共38分。第13题8分，第14题14分，第15题16分。
13. 如图（a）所示，为两个波源，同时开始振动，形成的机械波在同种均匀介质中传播，波速均为。以两波源开始振动为计时起点，两波源的振动图像分别如图（b）、图（c）所示。P为两波源连线上的一质点，与两个波源的距离分别是和，求：
（1）两列波传到P点的时间差；
（2）经过，质点P通过的路程s。
【答案】（1）4s； （2）40cm
【解析】（1）两波源与点的距离差为
则两列波传到点的时间差为
（2）由图可知，振幅为
振幅为
内，点没有振动，则路程
内，点跟的振动情况相同，则路程
内，点为和的振动叠加加强点，则路程
则在内，点总路程
14. 如图所示为某品牌的桶装饮用水电动抽水器。其内部电动机输入电压，输入功率。用该电动抽水器抽水时，出水口与桶内水面高度差为，电动机每秒将的水抽出，水离开出水口的速度为，由于水在管道中有机械能损失，所以抽水过程中的效率为。重力加速度。求：
（1）电动机的输出功率；
（2）电动机的内阻r。
【答案】（1）2W （2）
【解析】（1）根据功能关系，电动机抽水1秒所做的功为
电动机的输出功率为
代入数据解得
（2）电动机的输入功率
电动机的热功率为
根据焦耳定律可得
联立代入数据解得，电动机的内阻
15. 如图所示，绝缘水平面上固定一光滑绝缘的竖直圆弧轨道BCD，圆心为O，C点与圆心等高，D点为轨道的末端，半径，B点为圆弧轨道与水平面的切点，OD与水平方向的夹角，质量、电荷量的滑块静止在A点，已知，滑块与水平面间的动摩擦因数。某时刻在整个空间加上水平向右的电场强度的匀强电场，经过一段时间滑块从D点离开圆轨道后落在水平面上。滑块可视为质点，重力加速度，，。求：
（1）滑块在水平面上由A运动到B的时间t；
（2）滑块在D点时对轨道的压力大小；
（3）滑块运动过程中距离地面的最大高度。
【答案】（1）1.2s （2）6.4N （3）
【解析】（1）滑块在水平面上由A运动到B，对滑块受力分析，根据牛顿第二定律有
代入数据解得
根据位移时间公式有
代入数据解得
（2）根据速度时间公式可得滑块在B点的速度为
滑块从B点运动到D点，根据动能定理有
代入数据解得
滑块在D点，根据牛顿第二定律有
代入数据解得
根据牛顿第三定律，可知滑块在D点时对轨道的压力大小6.4N。
（3）对滑块经过D点的速度进行分解，则竖直方向的速度为
则从D点上升的竖直距离为
故滑块运动过程中距离地面的最大高度