湖南省天壹名校联盟2021-2022学年高二上学期第一次联考（期中）物理试题含答案

湖南省名校联盟2021-2022学年高二上学期第一次联考（期中）

物理试题

注意事项：

1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。

2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。

3.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑，如有改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；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，将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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.

1.2021年8月3日，在东京奥运会跳水男子3米板决赛中，中国选手谢思埸夺得金牌！在某次比赛中，若将运动员入水后向下的运动视为匀减速直线运动，该运动过程的时间为8t.设运动员入水后向下过程中，第一个t时间内的位移为，最后一个t时间内的位移为，则为

A.17：1    B.9：1    C.13：1    D.15：1

2.2021年6月11日，我国成功将北京三号卫星送入预定轨道，如图卫星两翼的太阳能电池板把太阳能转化为电能供卫星使用.关于太阳能等能源与可持续发展，以下说法正确的是

A.利用太阳能、风能和氢能等能源替代化学能源可以改善空气质量

B.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造

C.水电站里的发电机装置可以将水库中储存的水的机械能全部转化为电能

D.核能对环境的污染比常规能源对环境的污染大

3.如图所示，O、M、N为一负点电荷电场中一条电场线上的三点，M为ON的中点.O、N两点的电势分别为，，则

A.M点的电势为-6V

B.M、N两点的电势差大于O、M两点的电势差

C.O点的电场强度一定比N点的电场强度大

D.一正点电荷从O点沿直线移到N点的过程中，电场力做负功

4.如图所示，在相距40km的A、B两地之间沿直线架设了两条输电线，两条输电线的总电阻为.现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，检修员进行了如下操作：在A地接上电源，测得电压表示数为10V，电流表示数为40mA.则A地到短路处两根输电线的总电阻和A地到短路处的距离分别为

A.500Ω；12.5km       B.500Ω；25km

C.250Ω；12.5km       D.250Ω；25km

5.如图所示，跳台斜坡与水平面的夹角，滑雪运动员从斜坡的起点A水平飞出，经过2s落到斜坡上的B点.不计空气阻力，重力加速度大小g取，则运动员离开A点时的速度大小为

A.   B.   C.   D.

6.已知定值电阻，、和在电路中允许消耗的最大电功率分别为，.现将与并联再与串联如图所示，则电路允许消耗的电功率的最大值为

A.8W    B.12W    C.16W    D.20W

二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.

7.2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火发射，成功将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入中国空间站.至此，中国空间站建造阶段2021年度5次发射任务全部完成.已知中国空间站和国际空间站都在离地高度约为400km的圆形轨道飞行，下列说法正确的是

A.神舟十三号载人飞船在上升阶段加速度达到3g时，处于超重状态，宇航员承受的支持力约为地球对他重力的3倍

B.国际空间站比中国空间站质量大，所以国际空间站在轨道上绕地球做匀速圆周运动的加速度更大

C.与离地高度约为36000km的同步卫星相比，空间站做圆周运动的加速度更大

D.处于低轨道的神舟十三号与处于较高轨道的天和核心舱交汇对接时需要适当加速

8.点电荷的定义与质点类似，是指不考虑其尺寸、形状和电荷分布情况的带电体，是实际带电体的理想化模型.如图所示，一带正电的点电荷q固定在水平放置的光滑接地金属板中点正上方H高处，一可视为质点的带正电、表面绝缘的小球（不影响点电荷q电场）以速度在金属板上自左端向右端运动，则

A.金属板表面的电场线与金属板表面处处垂直

B.小球先做减速运动后做加速运动

C.运动过程中小球的电势能先减小后增大

D.金属板上的感应电荷对点电荷q的作用力

9.用图甲所示的电路来测量电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的图像，由图像可知

A.电池内阻的测量值是3.50Ω

B.电池电动势的测量值是1.40V

C.外电路发生短路时的电流为0.4A

D.电压表的示数为1.20V时，电流表的示数为0.2A

10.如图所示的电路中，若把小型直流电动机接入电压为的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流是；若把电动机接入的电路中，电动机正常工作，工作电流是，则

A.电动机线圈内阻为0.5Ω

B.电动机正常工作时的输入功率为2W

C.电动机正常工作时的热功率为1W

D.电动机正常工作时的输出功率为1.5W

三、非选择题：本题共5小题，共56分.

11.（6分）某实验小组练习使用多用电表.一同学选择×10倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转到刻度盘右侧较远处，为了较准确地进行测量，应该选择_________（填“×1k”“×100”或“×1”）倍率，并重新欧姆调零，正确操作测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是_____Ω.

12.（9分）在“验证机械能守恒定律”实验中，某研究小组采用了如图所示的实验装置进行实验，实验的主要步骤是：在一根不可伸长的细线一端系一直径为D的金属小球，另一端固定于O点，记下小球静止时球心的位置P，紧贴P处放置一个光电门，现将小球拉至球心距P高度为H处，由静止释放，记下小球通过光电门时的挡光时间，计算并比较小球减少的重力势能与小球增加的动能，就能验证机械能守恒定律.请回答以下问题：

（1）某次测量中，测得小球的直径，小球通过光电门时的挡光时间，高度，小球质量为，当地重力加速度大小为.则小球减少的重力势能______J，小球增加的动能______J.（结果均保留3位有效数字）

（2）实验结论为：__________________________________________________________________________.

（3）由第（1）问的计算结果可知与之间存在差异，你认为造成这一差异的主要原因是__________

_____________________________________________________________________________________________.

13.（13分）如图所示，电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，电荷量为Q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上，其中O点与小球A的间距为l.当小球A平衡时，悬线与竖直方向夹角，A、B间距离为l，带电小球A、B均可视为点电荷，静电力常量为k，重力加速度为g.求：

（1）A、B间库仑力大小.

（2）细线拉力大小.

（3）小球的质量m.

14.（13分）如图所示的电路中，电源的总功率，，，a、b两点间的电压，电源的输出功率.求电源的内阻和电动势.

15.（15分）如图所示在平面内，x轴上方有沿y轴向上的足够大的匀强电场，电场的下边界为的直线，在y轴上处有一放射源S，x轴上有一个足够大的荧光屏，放射源S在图示180°范围内，向x轴发射初速度大小为的电子，整个装置放在真空中，已知匀强电场场强大小，电子质量、电量，电子重力不计.求：

（1）每个电子打到荧光屏上时的动能；

（2）电子打在荧光屏上的范围.

参考答案、提示及评分细则

1.【参考答案】D

【命题意图】本题考查了匀变速直线运动.

【解题思路】将运动员入水后的运动逆过来，可看作为初速度为零的匀加速直线运动，根据初速度为零的匀加速直线运动的规律可知，连续相等的时间间隔内的位移之比为1：3：5：…：（2n-1），所以，只有选项D正确.

2.【参考答案】A

【命题意图】本题考查了能源与可持续发展.

【解题思路】改善空气质量，就应该从根本上减少碳排放量，用新能源代替传统的化石能源，节能减排，选项A正确；能量是守恒的，既不能创造也不可能消失，但能量品质会下降，故要节约能源，选项B错误；由于水下落过程以及发电机装置都有摩擦，故该装置不可能将水库中储存的水的机械能全部转化为电能，选项C错误；核能属于新能源，是一种清洁能源，选项D错误.

3.【参考答案】B

【命题意图】本题考查了点电荷周围电场.

【解题思路】负点电荷位于N点的右侧，M、N两点的电势差大于O、M两点的电势差，M点的电势不是-6V，选项A错误、B正确；该电场是由负点电荷形成的，因为N点更靠近负点电荷，所以O点的电场强度一定比N点的小，选项C错误；一正点电荷从O点沿直线移到N点的过程中，电场力做正功，选项D错误.

4.【参考答案】C

【命题意图】本题考查了欧姆定律、电阻定律.

【解题思路】设发生短路处到A处距离为x，据题意知，A、B两地间的距离，电压表的示数，电流表的示数，.根据欧姆定律可得，A端到短路处的两根输电线的总电阻；根据电阻定律可知：，设A、B两地输电线的电阻为，，得，解得.只有选项C正确.

5.【参考答案】A

【命题意图】本题考查了平抛运动.

【解题思路】运动员在竖直方向做自由落体运动，设A点与B点的距离为L，有，得.设运动员离开A点时的速度为，运动员在水平方向的分运动为匀速直线运动，有，得，只有选项A正确.

6.【参考答案】B

【命题意图】本题考查了焦耳定律、串并联电路.

【解题思路】由题意，，，，首先分析两个并联电阻、所允许的最大消耗功率，因为与并联，则两端电压相等，由公式知，与所消耗的功率一样.已知与本身允许的最大功率分别是10W和2W，所以、在该电路中的最大功率都是2W，否则会超过的最大功率.再分析在电路中允许的最大功率，把与看成一个并联电阻，则电路就是与串联，而串联电路所流过的电流相同，再由知，与所消耗功率之比为，与的并联阻值，即，所以消耗的功率是并联电阻的两倍，则的功率是，所以总功率最大为.只有选项B正确.

7.【参考答案】CD

【命题意图】本题考查了万有引力定律.

【解题思路】利用，可知，支持力约为自身重力的4倍，所以A错误；两个空间轨道高度相同，所以在轨道上绕地球做圆周运动所需要的向心加速度相同，所以B错误；根据，可知半径越大，向心加速度越小，故C正确；航天器对接需要低轨道适当加速进入高轨道，故D正确.

8.【参考答案】AD

【命题意图】本题考查了静电感应、库仑定律.

【解题思路】金属板在点电荷的电场中形成一个等势体，所以金属板表面的电场线与金属板表面处处垂直，选项A正确；小球运动过程受到竖直向下的重力和电场力、竖直向上的支持力，所以小球做匀速直线运动，电场力不做功，电势能不变，选项B、C错误；根据如图电场线的分布，可以将金属板等效为距离正点电荷正下方2H处的等量负点电荷，根据库仑定律可知该负点电荷对正点电荷的作用力为，所以金属板上的感应电荷对点电荷Q的作用力为，选项D正确.

9.【参考答案】BD

【命题意图】本题考查了电源的图像.

【解题思路】根据电源的图像物理意义可知，电池电动势的测量值是1.40V，电池内阻的测量值，A项错误、B项正确；外电路发生短路时的电流，C项错误；由电源的图像可知，电压表的示数为1.20V时，电流表的示数，D项正确.

10.【参考答案】ABD

【命题意图】本题考查了电路中的能量转化.

【解题思路】电动机接入电压为时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机线圈内阻，选项A正确；电动机接入电压为的电路时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻，则由电功率与热功率各自的定义式，得电动机正常工作时的输入功率：，选项B正确；电动机正常工作时的热功率，选项C错误；由能量守恒，电动机的输出功率，选项D正确.

11.【参考答案】×1（3分）12.0（3分）

【命题意图】本题考查了练习使用多用电表.

【解题思路】选择×10倍率测电阻，指针偏转角度太大，说明所测电阻阻值较小，所选挡位太大，为了较准确地进行测量，应该选择×1倍率；测量结果是.

12.【参考答案】（1）0.201（2分）0.200（2分）

（2）在实验误差允许的范围内，可验证机械能守恒定律（2分）

（3）空气阻力的存在，小球下落过程中克服空气阻力做功（答案合理都可以，3分）

【命题意图】本题考查了验证机械能守恒定律.

【解题思路】（1）小球减少的重力势能；小球动能的增加量为，代入数据得.

（2）在实验误差允许的范围内，可验证机械能守恒定律.

（3）由于空气阻力的存在，小球下落过程中克服空气阻力做功，因此动能的增量会小于重力势能的减少量.

13.解：（1）由库仑定律得，带电小球A、B间库仑力大小.（4分）

（2）小球A的受力分析如图乙所示

因为对称性，细线拉力的大小等于库仑力的大小，所以细线拉力大小

（3分）

（3）根据平衡条件，可得（3分）

解得.（3分）

14.解：并联电路的总电阻（3分）

由欧姆定律可得总电流（2分）

电源的发热功率（2分）

解得（2分）

又（2分）

解得电动势.（2分）

15.解：（1）经分析知所有电子打到荧光屏上的动能相同，由动能定理得：

（2分）

得每个电子打到荧光屏上的动能：（2分）

（2）经分析知平行x轴方向的粒子在电场中运动的时间最长，沿x轴方向运动距离最大，设电子在电场中加速运动时间为t，沿场强方向加速，（2分）

（2分）

在离开电场时沿x轴方向前进的距离为，（2分）

解得：（1分）

射出电场时沿y轴的速度大小为（1分）

射出电场后匀速运动，沿x轴方向前进的距离为，（1分）

解得：（1分）

故荧光屏接收到电子的范围：（1分）