安徽省阜阳市第一中学2024-2025学年高二上学期期中物理试题（解析版）-A4

这是一份安徽省阜阳市第一中学2024-2025学年高二上学期期中物理试题（解析版）-A4，共8页。试卷主要包含了考试时间等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．考试时间：75分钟 满分：100分
2．答题前请把答题卷上的所有信息填写完整，并把所有答案填写在答题卷上
第Ⅰ卷（选择题，共44分）
一、单选题（本大题共6题，每题4分，共计24分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求。）
1. 物理公式或物理定律都有成立条件或适用范围，下列叙述中正确的是（ ）
A. 在匀强电场中有关系式，任何距离d相等的两点，U一定相等
B. 用来计算一段电路电流通过时产生的热量，也可以用来计算电流在这段电路做的功
C. 是磁感应强度的定义式，适用任何磁场，但电流元IL一定要垂直磁场方向放置
D. 、、都用到了比值定义法
【答案】C
【解析】
【详解】A．在匀强电场中有关系式U=Ed，在沿电场方向距离d相等的两点，U一定相等，A错误；
B． Q=I2Rt用来计算一段电路电流通过时产生的热量，此公式只适用于纯电阻电路，若这段电路是纯电阻电路，也可以用来计算电流在这段电路做的功，若这段电路不是纯电阻电路，不可以用来计算电流在这段电路做的功，B错误；
C．是磁感应强度的定义式，是比值定义法，因此适用任何磁场，但电流元IL一定要垂直磁场方向放置，C正确；
D．、都用到了比值定义法，是电流的决定式，不是比值定义，D错误。
故选C。
2. 如图所示，颠球是足球运动中的一项基本功，若某次颠球中，颠出去的足球竖直向上运动后又落回到原位置，设整个运动过程中足球所受阻力大小不变。下列说法正确的是（ ）
A. 球从颠出到落回原位置的时间内，重力的冲量为零
B. 球从颠出到落回原位置的时间内，阻力的冲量为零
C. 球上升阶段合外力的冲量比下降阶段合外力的冲量大
D. 球上升阶段动能的减少量等于下降阶段动能的增加量
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由冲量定义
球从击出到落回的时间内，重力和阻力的冲量为力乘以力作用的时间，大小不为零，AB错误；
C．球上升时合力为重力加阻力，下降时合力为重力减阻力，故上升时合外力比下降时合外力大，由牛顿第二定律，上升时加速度
大于下降时加速度
设上升阶段球的初速度为，末速度为，由动量定理
下降阶段末速度为，由于上升时加速度比下降时加速度大，根据速度位移关系
其末速度
动量的变化量
可得，球上升阶段动量的变化量大于下降阶段动量的变化量，则球上升阶段合外力的冲量比下降阶段合外力的冲量大，故C错误；
D．由C分析，结合动能表达式可知，球上升阶段动能的减少量，球下降阶段动能的增加量，由于
则球下降阶段动能的增加量小球球上升阶段动能的减少量，故D错误。
故选C。
3. 1720年，英国的斯蒂芬·格雷提出导体和绝缘体的概念，并发现了导体的静电感应现象——导体在静电场的作用下，自由电荷发生了再分布的现象。如图所示，将一长为2L的光滑金属导体MN固定在绝缘水平面上，倾角为，P是固定于金属导体左上方的一带电荷量为+Q的点电荷，，且。现将一质量为m、电荷量为+q的带绝缘壳的小球体（可视为点电荷）从金属导体的M端由静止释放，小球体开始沿金属导体向下滑动。已知重力加速度为g，小球体的电荷量始终不变，则小球体从M运动到N的时间（ ）
A. 等于
B. 大于
C. 小于
D. 无法确定
【答案】A
【解析】
【分析】根据题干中“P是固定于金属导体左上方的一带电荷量为+Q的点电荷”可知，本题考查点电荷电场的分布情况，根据库伦定律以及受力分析进行作答。
【详解】金属导体MN 为等势体，电场力垂直于导体表面，故做匀加速直线运动。小球则从M点下滑至N点过程中，根据牛顿第二定律可知其加速度为
解得
所以从M点下滑至N点的过程中所用的时间满足
解得
故选A。
4. 如图所示，一大型气球用绳系着喷气口悬停在空中，某时刻系在喷气口的绳子突然松开，内部气体竖直向下喷出，由于反冲作用气球开始向上运动。已知内部气体的密度为，气球连同内部气体最初的质量为m，喷气口的横截面积为S，绳子松开瞬间喷出气体的速度为v，重力加速度为g，不计空气阻力，则绳子松开瞬间气球的加速度大小为（ ）

A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知，初始状态有
绳子松开瞬间，对极短时间内喷出的气体由动量定理可得
解得
则由牛顿第三定律可得气体对气球的作用力向上为。
则由牛顿第二定律可得
解得
故ACD错误，B正确。
故选B。
5. 如图所示，A、B和C是光滑水平面上的三个大小相同的小球，A、B球的质量为，C球质量为 ，其中B、C两小球用不计质量的轻质弹簧连接后静止在水平面上。现A球以速度 沿B、C两球球心的连线向B球运动，碰后A、B两球粘在一起。对A、B、C及弹簧组成的系统，下列说法正确的是（ ）
A. 三球速度相等时，弹簧一定处于压缩状态
B. 弹簧的最大弹性势能等于
C. 全过程中系统的机械能不守恒，动量守恒
D. 三球速度相等后，速度将保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】AD．由于碰后A、B两球粘在一起，由于AB球速度大于C球的速度，开始压缩弹簧，当弹簧压缩到最短时，三球的速度相等，之后弹簧恢复到原长，此时C球速度大于AB球速度，所以弹簧开始变伸长，当弹簧伸长到最长时，三球的速度相等，之后弹簧再次恢复到原长，以后重复以上过程；综上分析可知，三球速度相等时，弹簧可能压缩到最短，也可能伸长到最长，故AD错误；
C．在A、B碰撞过程，存在机械能损失，所以全过程中系统的机械能不守恒，但全过程中，系统受到的合外力为0，所以系统满足动量守恒，故C正确；
B．A、B碰撞过程，根据动量守恒可得
解得碰后AB的速度为
当三球的速度相等，弹簧的弹性势能最大，根据系统动量守恒可得
解得三球的共同速度为
AB碰后的过程，满足系统机械能守恒，则有
解得最大弹性势能为
故B错误。
故选C。
6. 如图所示为某静电场中x轴上各点电势的分布图。一质量为m，电荷量大小为q的粒子从坐标处以初速度沿x轴正方向射出，仅在静电力作用下恰好在区间内往复运动，已知、处电势为，下列说法正确的是（ ）

A. 粒子一定带负电
B. 粒子从运动到的过程中，加速度先增大后减小
C. 粒子从运动到过程中，电势能先增大后减小
D. 粒子从射出后能运动到无穷远处至少需要动能
【答案】B
【解析】
【详解】A．粒子从坐标处以初速度沿x轴正方向射出，仅在静电力作用下恰好在区间内往复运动，可知粒子从运动到的过程中，粒子速度减小，电场力方向沿x轴向左，沿电场线方向电势降低，可知区间内电场强度方向沿x轴向左，故粒子一定带正电，故A错误；
B．图象的斜率大小表示电场强度大小，电场力是粒子的合外力，粒子从运动到的过程中，斜率大小先增大后减小，故加速度先增大后减小，故B正确；
C．粒子从运动到的过程中，区间电场强度方向沿x轴向右，电场力做正功，粒子动能增大，区间内电场强度方向沿x轴向左，电场力做负功，粒子动能减小，可知在处粒子的动能最大，故电势能先减小后增大，故C错误；
D．粒子从运动到的过程中根据动能定理得
粒子从射出后能运动到无穷远处至少需要动能
解得
故D错误。
故选B。
二、多选题（本大题共4题，每题5分，共计20分。在每小题列出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
7. 如图所示，电源电动势、内阻r恒定，定值电阻的阻值等于，定值电阻的阻值等于，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表、、的示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表A示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（ ）
A. 带电液滴将向下运动，定值电阻中有从流向的瞬间电流
B.
C. 、、均不变
D. 电源的输出功率变大，电源效率变小
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．将滑动变阻器滑片向下滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律
可知电路电流增大，根据
可知电容器极板间电压减小，根据
可知电容器的电荷量Q减少，电容器放电，所以定值电阻中有从a流向b的瞬间电流。由
可知极板间匀强电场的电场强度E减小，向上的电场力减小，则带电液滴将向下运动。故A正确；
BC．理想电压表V1测量定值电阻R1两端的电压，根据欧姆定律可得
理想电压表V2测量电源的路端电压，根据闭合电路欧姆定律可得
理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压，根据闭合电路欧姆定律可得
则有
，，
可知、、均不变，由于定值电阻的阻值等于，则有
故B错误，C正确；
D．电源的输出功率为
可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大；由于定值电阻的阻值等于电源内阻r，则电路的外电阻大于内阻r且在减小，则电源的输出功率变大；电源效率为
由于外电阻减小，则电源效率减小，故D正确。
故选ACD。
8. 如图所示是甲、乙两质量相等的振子分别做简谐振动的图像，则下列描述中说法正确的有（ ）
A. 甲振子在任何一个2s内走过的路程都是4cm
B. 乙振子在任何一个2s内走过的路程都是1cm
C. 甲振子和乙振子永远不可能在同一时刻均处于动能最小状态
D. 4s到6s时间内，甲振子和乙振子均加速度逐渐增大，速度逐渐减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．甲振子的周期为4s，则在任何一个2s（半周期）内走过的路程都是2A1=4cm，选项A正确；
B．乙振子周期为8s，则在任何一个2s（四分之一周期）内走过的路程不一定为A2=1cm，选项B错误；
C．振子动能最小时处于位移最大的位置，由图可知，甲振子和乙振子永远不可能在同一时刻均处于动能最小的状态，选项C正确；
D．4s到6s时间内，甲振子加速度先增大后减小，速度先减小后增大；乙振子加速度逐渐增大，速度逐渐减小，选项D错误。
故选AC。
9. 如图所示，M、N是两块水平放置的平行金属板，为定值电阻，和为可变电阻，开关S闭合。质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是（ ）
A. 断开开关S，M极板稍微上移，粒子依然打在O点
B. 断开开关S，N极板稍微下移，粒子打在O点右侧
C. 保持开关S闭合，减小，粒子依然打在O点
D. 保持开关S闭合，增大，粒子打在O点右侧
【答案】AB
【解析】
【详解】AB．设两板间的电压为U，两板间的距离为d，粒子的电荷量为q，微粒从P点以水平速度射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点，则根据牛顿第二定律可得加速度为
方向垂直于板向下
断开开关，平行板带电量不变，平行板间的电场强度为
结合，，可得
电场强度不变，故加速度不变，M极板稍微上移，不会影响离子的运动，故还打在O点；N极板稍微下移，粒子在竖直方向运动的位移增大，由可知运动时间增大，沿平行板方向运动的位移变大，粒子打在O点的右侧，故AB正确；
C．保持开关S闭合，由串并联电压关系可知，R0两端的电压为
减小，U将增大，电容器两端的电压增大，粒子向下运动的加速度减小，由可知粒子运动时间变长，沿平行板方向运动的位移变大，故粒子打在O点右侧，故C错误；
D．保持开关S闭合，增大R2，不会影响电阻R0两端的电压，故粒子打在O点，故D错误。
故选AB。
10. 如图所示，是圆O的一条水平直径，是竖直方向的另外一条直径，e点是圆上的点，，该圆处于方向与圆面平行的匀强电场中。将带正电量为q、质量为m的粒子从圆心O点以相同的动能射出，射出方向不同时，粒子可以经过圆周上的所有点。在这些点中，经过c点时粒子的动能最小且为。已知圆的半径为R，重力加速度的大小为g，匀强电场的场强，那么（ ）
A. e点的电势一定高于O点的电势
B. 粒子经过b点和d点时的动能一定相同
C. 粒子经过e点时的动能为
D. 粒子经过中点时的动能为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由题意可知，电场力和重力的合力方向沿ca方向，即重力场和电场形成的等效重力场方向沿ca方向，电场力大小为
等效重力场对应的等效重力为
根据矢量直角三角形三边关系可知，电场方向与竖直方向夹角为60°，由题意
可知Oe连线与水平方向夹角为60°，
则Oe连线垂直于匀强电场的电场线为等势面，e的电势与O点的电势相等，故A错误；
B．等效重力场方向沿ca方向，则从O运动到b、d两点合外力做功相等，由动能定理可知，粒子经过b点和d点时的动能一定相同，故B正确；
C．e点到bd的距离为
由题可知
则
联立解得
故C正确；
D．中点到bd的距离为
则
解得
故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷（非选择题，共56分）
三、实验题（本大题共2题，11题6分，12题12分，最后两空各3分，共18分。）
11. 用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。如图所示，先让入射小球从倾斜轨道某固定位置S由静止释放，从水平轨道抛出后撞击竖直挡板；再把被撞小球静置于水平轨道末端，将入射小球仍从位置S由静止释放，两球发生正碰后各自飞出撞击竖直挡板。多次重复上述步骤。小球平均落点位置分别为图中P、M、N，点O与小球在斜槽末端时球心的位置等高，测量出ON、OP、OM的长度和、。
（1）入射小球质量为，半径为；被撞小球质量为，半径为，则需要______
A. ，B. ，
C. ，D. ，
（2）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______（、、OM、ON、OP表示）。若还要验证两球是弹性碰撞。那么它们还应该满足______（只用OM、ON、OP表示）。
【答案】（1）C （2） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
为了保证碰撞后入射小球1不被反弹，需要满足；为了保证两小球发生对心碰撞，则需要满足。
故选C
【小问2详解】
[1]由图可知，P点为入射小球第一次释放时与竖直档板碰撞的点，M点为入射小球与被碰小球碰撞后与竖直档板碰撞的点，N点为被碰小球与竖直档板碰撞的点，且水平位移相等。设入射小球碰撞前瞬间的速度大小为，碰撞后瞬间入射小球和被碰小球的速度大小分别为、，根据平抛运动规律，在竖直方向上有
在水平方向上有
联立解得
同理可得
，
根据动量守恒可得
联立可得
[2]若发生弹性碰撞，则根据机械能守恒可得
又
联立可得
则要验证两球是弹性碰撞，还应该满足
12. 如图甲为某同学组装的双倍率欧姆表电路图，该欧姆表的低倍率挡位为“×10”，高倍率挡位为“×100”，使用过程中只需控制开关K的断开或闭合，结合可调电阻R的调整，就能实现双倍率测量。所用器材如下：
A．干电池（电动势，内阻）
B．电流表G（满偏电流，内阻）
C．定值电阻
D．可调电阻R
E．开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。
欧姆表正确组装完成之后，这位同学把原来的表盘刻度改为欧姆表的刻度，欧姆表刻度线正中央的值为“15”。
（1）欧姆表的表笔分为红黑两种颜色，电路图甲中的表笔______是黑表笔（填“1”或“2”）；
（2）请根据电路图判断，电路中开关K______（填“断开”或“闭合”）时对应欧姆表的高倍率；
（3）使用“×100”挡位时，两表笔短接电流表指针满偏，可调电阻R的值为______；
（4）使用“×10”挡位测量某电阻，指针在欧姆表刻度盘上“5”时对应电流表G上通过的电流为______mA；
（5）欧姆表使用一段时间后，电池电动势变为1.3V，内阻变为，但此表仍能进行欧姆调零。若用此表规范操作，测量某待测电阻得到的测量值为，则该电阻的真实值为______。
【答案】（1）2 （2）断开
（3）1491 （4）5
（5）260
【解析】
【小问1详解】
根据图甲电路可知，电流从表笔2流出电表，从表笔1流入，可知2表笔黑表笔。
【小问2详解】
欧姆表的内阻
由于低倍率内部总电阻小于高倍率内部总电阻，因此，电路中开关K断开时对应高倍率。
【小问3详解】
根据上述可知，使用“”挡位时，开关断开，回路的总电阻为
解得
【小问4详解】
使用“”挡位测量，指针在欧姆表刻度盘上指“5”时
根据闭合电路欧姆定律得干路电流为
此时电流表G上通过的电流为
【小问5详解】
电池电动势降低后重新欧姆调零再使用欧姆表，使用时
真实值
所以
故
四、解答题（本大题共3题，13题9分，14题12分，15题17分，共38分。）
13. 如图所示，空间中存在着沿+y方向的匀强电场（未画出），一带电量为q（q>0）、质量为 m 的粒子从坐标原点 O 处以速度v0射出，v0沿xOy平面且和+x方向夹30°角。经过一段时间粒子经过A 点时速度和+x方向夹60°角，A 点的横坐标为 L， 不计粒子重力，求：
（1）粒子从O运动至A经历的时间t；
（2）O、A两点间的电势差UOA ；
（3）A点的纵坐标yA。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）x方向匀速
得
（2）x方向匀速
粒子从O运动至A的过程中
得
（3）y方向匀变速直线运动， 粒子从O运动至A的过程中满足
得
14. 如图所示，足够长的光滑水平地面上静置一辆小车，长、不可伸长的轻质柔软细绳一端固定在车厢顶部，另一端系一质量的木块（可视为质点），质量的子弹以的速度水平射入木块并留在其中，此后绳与竖直方向的最大夹角，取重力加速度大小。求：
（1）子弹射入木块时产生的热量Q；
（2）小车的最大速度；
（3）若小车从开始运动到第一次达到最大速度的过程中，所用时间为，则小车的位移为多少。
【答案】（1）396J
（2）1m/s （3）
【解析】
【小问1详解】
设子弹射入木块后的速度大小为，由动量定理得
产生的热量为
联立解得
【小问2详解】
设小车的质量为M，木块与小车共速时大小为，木块第一次回到最低点时，小车的速度最大，设此时木块的速度为。系统在水平方向动量守恒，则有
木块第一次回到最低点时，小车的速度最大时有
由能量守恒有
由
联立解得
，
【小问3详解】
根据水平方向动量守恒
两边均乘时间
而小车从开始运动到第一次达到最大速度的过程中木块水平位移和小车水平位移相同，设为x，则
代入解得
15. 如图所示，以O为圆心，半径、的光滑圆弧槽BC固定于水平地面上，圆弧槽的右端点C在O点的正下方，与C端等高、质量为的滑板紧靠圆弧槽右侧放置（两者间无粘黏），以OC为右边界的虚线方框内（含边界）存在竖直向下的匀强电场，其电场强度。将质量为、带电量为、可视为质点的滑块从A点以水平速度抛出，恰能从B点沿切线进入圆弧槽。在滑块运动过程中，其电荷量保持不变，取重力加速度，，。求：
（1）A、B两点的竖直高度h；
（2）滑块在C点时对轨道的压力F；
（3）若滑板与地面间的动摩擦因数为，滑板上表面用特殊材料制作，滑块与滑板间的动摩擦因数为，其中，，，x是距滑板左端的水平距离，为使滑块不脱离滑板，则滑板的最小长度L为多少。
【答案】（1）0.4m；（2）79N，方向竖直向下；（3）3.5m
【解析】
【详解】（1）设滑块到达B点时竖直分速度为，有
对滑块受力分析，加速度为a，根据牛顿第二定律
滑块做类平抛运动，竖直方向
解得
（2）滑块到达C点的速度为v，从A到C由动能定理
在C点，对滑块受力分析有
解得
由牛顿第三定律可得，滑块对轨道的压力为
（3）设滑块在滑板上滑动时，滑板不动，滑块在滑板上滑动的位移为L，刚滑上滑板时
位移为L时
由动能定理
解得
将L代入得表达式，滑块与滑板间的最大动摩擦因数为
设滑块与滑板间的最大摩擦力为，故
滑板与地面间的滑动摩擦力为，故
因
故假设成立，所以滑板长度至少为