江苏省徐州市铜山区2024-2025学年高二下学期期中物理检测试卷（选择考）（附答案）

这是一份江苏省徐州市铜山区2024-2025学年高二下学期期中物理检测试卷（选择考）（附答案），共13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.如图所示，三个相同物体分别在大小相同的力F的作用下，沿水平方向通过相同位移l。下列说法正确的是( )
A. 甲图中力F做负功B. 乙图中力F做正功
C. 丙图中力F做正功D. 丙图中力F做功最多
2.假设火星和地球绕太阳均做匀速圆周运动，火星公转周期约为687天。则火星( )
A. 轨道半径比地球的小B. 线速度比地球的大
C. 加速度比地球的大D. 角速度比地球的小
3.静止电荷会在其周围产生静电场。为了形象地描述电场，法拉第采用了画电场线的方法。如图是某一电场的电场线，下列说法正确的是( )
A. 电场线可以形象地描述电场，所以电场线是实际存在的
B. 图中A点的电场强度大于C点的电场强度
C. 图中B点没有画电场线，所以B点的电场强度为零
D. 将带正电的试探电荷从A点由静止释放，它将沿电场线运动到C点
4.如图所示，一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落。它们都由高度为ℎ1的地方下落到高度为ℎ2的地方。在这两种情况下，两球( )
A. 重力势能的变化量相等B. 动能的变化量相等
C. 机械能都守恒D. 机械能都不守恒
5.地球的公转轨道接近圆，但彗星的公转轨道则是一个非常扁的椭圆，如图为地球与哈雷彗星绕太阳运动的示意图。由图可知，哈雷彗星( )
A. 公转周期大于地球的公转周期
B. 在近日点的加速度小于地球的加速度
C. 在近日点的线速度比在远日点的线速度小
D. 与太阳的连线和地球与太阳的连线在任意相等时间内扫过的面积相等
6.小孩站在岸边向湖面依次抛出三个石子，它们的轨迹如图所示(各轨迹的最高点距湖面等高)。已知三个石子质量相等，不计空气阻力，则沿轨迹1运动的石子( )
A. 运动时间最长B. 在最高点的速度最大
C. 重力做功最多D. 入水时重力的功率最大
7.如图a是电场中的一条电场线，A、B是电场线上的两点。一个点电荷仅在电场力作用下，从A运动到B过程的v−t图像如图b所示。下列说法正确的是( )
A. A点的电势比B点高B. A点的电势比B点低
C. 点电荷在A点的电势能比在B点小D. 点电荷在A点的电势能比在B点大
8.如图所示，轻质弹簧下端固定，上端拴接小球，整个装置静止在光滑斜面上。用外力沿斜面向下推小球，直至弹簧压缩最大时撤去外力，小球从最低点向上第一次运动到最高点的过程中(已知当小球在最高点时弹簧处于伸长状态，整个过程中弹簧始终处于弹性限度内)( )
A. 小球的加速度先增大后减小B. 弹簧恢复原长时小球的速度最大
C. 弹簧弹力做的功等于小球动能增加量D. 弹簧弹力做的功等于小球机械能的增加量
9.某同学研究电容器充、放电的实验电路如图所示。实验中先将开关接1，电路稳定后再将开关接2。下列说法正确的是( )
A. 开关接1时，电容器上极板带负电
B. 开关接1时，灵敏电流计G的示数一直增大
C. 开关接2时，电阻R中的电流方向从左到右
D. 开关接2时，电容器两极板的电势差一直增大
10.一根轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，B球的质量是A的3倍。A球静止于地面，用手托住B球，当轻绳刚被拉紧时，B球离地面的高度是ℎ，如图所示。以地面为参考平面，不计一切阻力，将B球从静止释放直至落地，此过程中，A球的重力势能Ep和动能Ek随A球的位移x变化的关系可能正确的是( )
A. B.
C. D.
11.如图甲所示，某装置由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。在t=0时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值。此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为0)中央有一个电子由静止开始加速。通过设计特定的圆筒长度，使得电子可以在任意两个圆筒缝隙内运动时被加速。已知电子质量为m，电荷量为e，电压绝对值为U，周期为T，电子通过圆筒间隙的时间忽略不计，则( )
A. 电子在金属圆筒中运动时也处于加速状态B. 电子在每个金属圆筒中的运动时间均为T
C. 电子出第n个圆筒瞬间速度为 2neUmD. 第n个圆筒长度为T2m 2neUm
二、实验题：本大题共1小题，共15分。
12.某同学用图甲所示装置来“验证机械能守恒定律”。让小球从A点由静止下落，经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门的时间t，已知当地的重力加速度为g。
(1)为了减小实验误差，以下三个大小相同的球应选用____。
A.铁球
B.铝球
C.塑料球
(2)用毫米刻度尺测量小球的直径，示数如图乙所示，则其直径为d= ________ cm。
(3)调整AB两点之间距离ℎ，记录下小球通过光电门B点的时间t，多次重复上述过程，作出1t2随ℎ的变化图像如图丙所示。若斜率等于___________________ (用题中所给物理量符号表示)，可验证小球下落过程中机械能守恒。
(4)实验中发现，小球动能增加量总是略小于重力势能减少量，原因可能是___________。
(5)若只考虑“利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度”引起的误差，则小球通过B点动能的测量值______ (选填“大于”或“小于”)真实值。
三、计算题：本大题共4小题，共41分。
13.某中子星的质量为M，半径为R，万有引力常量为G．
(1)求此中子星表面的自由落体加速度；
(2)贴近中子星表面，求沿圆轨道运动的小卫星的速度．
14.如图所示，电荷量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心O，图中AO=OB=d，A点的电场强度为零。求：
(1)点电荷+q在A点产生电场的电场强度大小；
(2)B点的电场强度大小。
15.如图所示，质量为m、电荷量为+q的离子从A处由静止释放，经电场加速后沿图中圆弧虚线匀速率地通过静电分析器，再从P点垂直进入矩形有界匀强电场CDQN，电场左侧QN为离子接收屏。已知静电分析器通道内有均匀辐射方向分布的电场，加速电场的电压为U，圆弧虚线的半径为R，PN=d，离子重力不计。求：
(1)离子进入静电分析器时速度v的大小；
(2)静电分析器圆弧虚线所在处电场强度E的大小；
(3)若矩形匀强电场的场强E0=4Ud，为确保离子打在屏上，屏QN至少要多长？
16.如图所示，光滑水平面MA上有一根左端固定的轻弹簧(原长小于MA)，A点右侧有一个沿顺时针方向匀速运动的水平传送带AB，传送带长度l=2m，速度v0=4m/s。圆心为O、半径R=0.5m的光滑半圆轨道BCD在B点与传送带相切，OC水平。用一个质量m=2kg的小物块压紧弹簧，当弹簧的弹性势能Ep=9J时，将小物块由静止释放。已知小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，g=10m/s2，求：
(1)小物块经过A点的速度大小v；
(2)小物块在传送带上运动时由于摩擦产生的热量Q；
(3)改变弹簧的压缩量，将小物块再次释放，为使其在半圆轨道BCD运动过程中不脱离轨道，释放物块时，弹簧的弹性势能应满足什么条件？
答案和解析
1.【正确答案】C
由题意可知，F1做功为W1=Flcs(180°−θ)=Flcs(180°−150°)= 32Fl
F2做功为W2=−Flcsθ=−Flcs30°=− 32Fl
F3做功为W3=Flcsθ=Flcs30°= 32Fl
可知甲图与丙图中的F做正功，乙图中力F做负功，三个力做的功大小相等，故ABD错误，C正确。
故选：C
2.【正确答案】D
A.根据万有引力提供向心力可得：GMmr2=m4π2rT2，
解得：T= 4π2r3GM，
因为火星公转周期约为687天，则火星的公转周期大于地球的公转周期，由此可知，火星轨道半径比地球的大，故A错误；
BCD.根据万有引力提供向心力可得：GMmr2=mv2r=ma=mω2r，
解得：v= GMr，a=GMr2，ω= GMr3，
因为火星轨道半径比地球的大，则火星公转的线速度、角速度、加速度都比地球的小，故BC错误，D正确；
故选：D
3.【正确答案】B
解：A、电场是实际存在于电荷周围的物质，电场线是为了形象地描述电场人为引入的，故A错误；
B、电场线的疏密程度表示电场的强弱，电场线越密集场强越大，电场线稀疏的地方场强小，所以A点的电场强度大于C点的电场强度，故B正确；
C、电场线的疏密程度表示电场的强弱，B点没有画电场线，但B点的电场强度并不为零，故C错误；
D、电场线是人们为了形象地描述电场而引入的线，并不是试探电荷运动的轨迹，此处的电场线为曲线，电场不是匀强电场，所以将带正电的试探电荷从A点由静止释放，它不能沿电场线运动到C点，故D错误。
故选：B。
4.【正确答案】A
两球下落高度相同，由W=mgℎ可知，重力做功相等，则重力势能的变化量相等；
在真空中，机械能守恒，重力势能完全转化为动能，而在液体中，阻力做功，机械能不守恒，重力势能转化为动能和内能，则动能变化量不相等；
故A正确，BCD错误；
故选：A
5.【正确答案】A
解：A、根据开普勒第三定律a3T2=k可知，由于哈雷彗星公转的半长轴大于地球公转的半长轴，所以哈雷彗星的公转周期大于地球的公转周期，故A正确；
B、对地球或哈雷彗星，根据牛顿第二定律得
GMmr2=ma
解得
a=GMr2
由于哈雷彗星在近日点离太阳的距离小于地球离太阳的距离，可知哈雷彗星在近日点的加速度大于地球的加速度，故B错误；
C、根据开普勒第二定律可知，哈雷彗星在近日点的线速度比在远日点的线速度大，故C错误；
D、由于地球和哈雷彗星不在同一轨道上，则地球与太阳的连线和哈雷彗星与太阳的连线在任意相等时间内扫过的面积不相等，故D错误。
故选：A。
6.【正确答案】B
根据轨迹图可知，三个石子抛出点在同一位置，最高点，落点在两条不同水平线上，而竖直方向的分运动规律完全相同，则说明三个石子的运动时间相同，竖直分速度都相同，则重力做功和入水时重力的瞬时功率都相等，水平方向上，根据x=vxt，可知1的水平速度最大，它在最高点的速度最大，故B正确，ACD错误。
故选：B
7.【正确答案】C
根据粒子在静电力作用下从A点运动到B点的过程中，速度减小，动能减小，故电场力做负功，电势能增大，故A点电势能低于B点电势能，由于不清楚电荷的电性，故无法分析电势的大小，故ABD错误，C正确；
8.【正确答案】D
A、小球受到的合力先向上减小，后向下增大，由牛顿第二定律知，小球的加速度先减小后增大，故A错误；
B、小球受到的合力先向上减小，后向下增大，当弹簧的弹力等于重力沿斜面向下的分力时，小球受到的合外力等于零，加速度等于零，此时的速度最大，故B错误；
CD、弹簧始终处于压缩状态，对小球的弹力沿斜面向上，与小球运动方向相同，弹力对小球做正功；该过程中小球的动能先增大后减小，而重力势能一直增大，所以弹簧弹力做的功等于小球机械能的增加量，故C错误，D正确。
故选：D
9.【正确答案】C
AB、开关接1时，给电容器充电，电容器上极板和电源正极连接，电容器上极板带正电，通过灵敏电流计的电流逐渐减小为零，故AB错误；
CD、开关接2时，电容器通过电阻R放电，通过电阻R的电流方向从左到右，随着电容器带电荷量的减少，电容器两极板的电势差逐渐减小为零，故C正确，D错误。
故选：C
10.【正确答案】A
设A的质量为m，则B的质量为3m，
因为以地面为参考平面，则A球的重力势能为：Ep=mgx，
则A球的重力势能Ep和A球的位移x成正比关系，斜率为：k1=mg，
A、B、轻绳组成的系统机械能守恒，由机械能守恒定律可得：3mgx−mgx=EkA+EkB，
其中：EkA=12mv2，
EkB=12×3mv2，
联立可得：EkA=mg2x，
即A球的动能Ek和A球的位移x成正比关系，斜率为：k2=mg2，
联立可得：k1k2=21，
故A正确，BCD错误；
故选：A。
11.【正确答案】D
解：A.由于金属圆筒处于静电平衡状态，圆筒内部场强为零，则电子在金属圆筒中做匀速直线运动，故A错误；
B.因为电子从金属圆筒出来后要继续做加速运动，所以电子在金属圆筒中的运动时间应该为交变电源周期的一半，即T2，故B错误；
C.由动能定理得neU=12mv2
所以电子出第n个圆筒瞬间速度为v= 2neUm
故C错误；
D.因为电子在圆筒中做匀速直线运动，所以第n个圆筒长度为L=v⋅T2=T2 2neUm=T2m 2neUm
故D正确。
故选：D。
12.【正确答案】(1)A；(2)2.10；(3)2gd2；(4)空气阻力的影响；(5)小于
(1)为了减小实验误差，应选用密度较大的铁球，故A正确，BC错误；
故选：A。
(2)刻度尺的分度值为1mm，读数为2.10cm
(3)小球经过光电门的速度为v=dt
根据机械能守恒定律有mgℎ=12mv2
解得1t2=2gℎd2
图像斜率应为2gd2
(4)小球动能增加量总是略小于重力势能减少量，原因可能是空气阻力的影响；
(5)小球通过光电门的平均速度等于该过程中间时刻的瞬时速度，因小球做加速运动，在中间时刻时小球球心还没到达光电门位置，所以小球通过光电门的平均速度小于小球球心通过光电门的瞬时速度，计算的动能偏小。
13. (1)中子星表面的物体所受重力近似等于它们之间的万有引力，GMmR2=mg
解得 g=GMR2
(2)小卫星所受万有引力提供了其绕中子星圆周运动所需要的向心力，GMm'R2=m'v2R
解得 v= GMR
14.(1)电荷量为+q的点电荷产生的电场在A点的电场强度大小EA=kq(3d)2=kq9d2
(2)电荷量为+q的点电荷产生的电场在B点的电场强度大小E1=kqd2=kqd2
方向水平向左，A点的电场强度为零，则带电薄板在A点的电场强度与电荷量为+q的点电荷产生的电场在A点的电场强度等大反向，则E2=EA=kq9d2
方向水平向右，A、B点关于带电薄板对称，则带电薄板在B点的电场强度大小E'2=E2=kq9d2
方向水平向左，则B点的电场强度大小EB=E1+E'2,解得EB=10kq9d2
15.(1)离子在加速电场中加速，根据动能定理可得：qU=12mv2
解得：v= 2qUm；
(2)离子在辐向电场中电场力提供向心力，根据牛顿第二定律可得：qE=mv2R
解得：E=2UR；
(3)离子做类平抛运动，有：d=12⋅qE0mt2
竖直方向，有：y=vt
联立解得：y=d
为确保离子打在屏上，屏QN至少为d。
16.(1)根据机械能守恒定律得
Ep=12mv2
解得v=3m/s
(2)因v