2022-2023学年辽宁省朝阳市喀左县第四中学高二上学期期末测试物理试题含解析

  喀左县第四高级中学2022-2023学年度上学期期末考试

高二物理试题

一、单选题（每题4分，共28分）

1. 如图所示是一单摆做阻尼振动的图像，则此单摆的摆球在图中P与N时刻的（　　）

A. 速率 B. 重力势能

C. 机械能 D. 受到的拉力

【答案】A

【解析】

【详解】摆球在P时刻的振幅大于N时刻的振幅，所以机械能

由于两个时刻位移相等，所以高度相等，则重力势能相等，即

则动能

所以速率

将摆球所受重力沿绳子方向和垂直绳子方向进行分解，绳子拉力和沿绳子方向的分力这两个力的合力即是法向力，沿垂直绳子方向的分力即是切向力，重力的两个分力与摆球运动速度无关，摆球速度越大，需要的法向力越大，绳子的拉力就越大，即

故选A。

2. 如图所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中（范围足够大），有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2和O3O4都是线圈的对称轴，应使线圈怎样运动才能使其中产生感应电流（　　 ）

A. 向左平动 B. 向右平动

C. 绕O1O2转动 D. 向上或向下平动

【答案】C

【解析】

【详解】ABD．产生感应电流的条件是闭合回路中的磁通量发生变化，当线圈向左、向右、向上、向下等方向平动时穿过线圈的磁通量均不变，不会产生感应电流，ABD错误；

C．当线圈绕O1O2转动时穿过线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，C正确。

故选C。

3. 某同学用欧姆表测电阻，选择开关置于“”挡时。表针停在图中的位置上。为了读数更精确些，以下说法正确的是（　　）

A. 读出读数乘10倍即可 B. 换挡

C. 换挡 D. 选择任意档都行

【答案】B

【解析】

【详解】用欧姆表测电阻时，应使指针偏转尽可能在中间刻度附近，测量结果就更精确，由图可知，待测电阻较小，应选用更小一挡测量更精确，应换“”挡。

故选B。

4. 一质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 质点的振动频率是4Hz B. 0～10s内质点经过的路程是20cm

C. 在时质点速度为0 D. 在和两时刻，质点的位移相同

【答案】B

【解析】

【详解】A．由图可知，质点振动的周期为4s，故频率为

A错误；

B．每个周期质点的路程为4A，可知0～10s内质点的路程是振幅的10倍，故路程为20cm，B正确；

C．在时，质点位于平衡位置，故速度最大，C错误；

D．在和两时刻，质点的位移大小相等，方向相反，D错误。

故选B。

5. 如图（a）所示水平弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动，规定水平向右为正方向。图（b）是弹簧振子做简谐运动的图像，下列说法正确的是（　　）

A. 弹簧振子从B点经过O点再运动到C点为一次全振动

B. 弹簧振子的振动方程为

C. 弹簧振子在2.5s内的路程为1m

D. 图（b）中的时刻振子的速度方向与加速度方向都为负方向

【答案】C

【解析】

【详解】A．弹簧振子从B点经过O点再运动到C点为次全振动，故A错误；

B．根据题图乙可知，弹簧振子的振幅是，周期为，则角速度为

规定向右为正方向，时刻位移为0.1m，表示振子从B点开始运动，初相为，则振子的振动方程为

故B错误；

C．因周期，则

则振子在前2.5s内的路程为

故C正确；

D．图（b）中的时刻振子的速度方向为负，此时刻振子正在沿负方向做减速运动，即从O向C运动，但加速度方向为正，故D错误。

故选C。

6. 硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象，图线b是某纯电阻电器的U﹣I图象。则在该光照强度下，把该电池和该电器组成一个电路时，电池的（　　）

A. 内阻为6.5Ω B. 输出功率为12.5W

C. 内耗功率为0.22W D. 效率为69.2%

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据闭合电路欧姆定律得

当I=0时，E=U，由a与纵轴的交点读出电动势为E=3.6V，根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为2.5V，电流为0.2A，则内阻

A错误；

B．电源的路端电压为2.5V，电流为0.2A，则输出功率为

B错误；

C．内阻消耗的功率为

C正确；

D．电池的效率为

D错误。

故选C。

7. 在光滑水平面上，一质量为2kg的物体a与另一物体b发生正碰，碰撞时间极短，两物体的位置随时间变化规律如图所示，以a物体碰前速度方向为正方向，下列说法正确的是（　　）

A. 碰撞后a的动量为 B. 碰撞后b的动量为

C. 物体b的质量为2kg D. 碰撞过程中a对b的冲量为

【答案】D

【解析】

【详解】AB．由题图可知，碰撞前a的速度为

碰前总动量

撞后a、b共同的速度为

则碰撞后a的动量为

因碰撞过程动量守恒，则碰撞后b的动量为

故AB错误；

C．根据题意，设b的质量为，由图可知，碰撞前b物体静止，a、b碰撞过程中，由动量守恒定律可得

解得

故C错误；

D．根据题意，对b物体，由动量定理有

解得

故D正确。

故选D。

二、多选题（每小题6分，选对但不全者得3分，共18分）

8. 用力传感器对单摆运动过程进行测量，力传感器连接的计算机屏幕所显示的图像如图所示，根据图中信息可得，下说说法正确的是（　　）（取，重力加速度大小m/s2）。

A. 从时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为0.1s

B. 从时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为0.5s

C. 用米尺量得细线长度l，即摆长为l

D. 由图可计算出单摆的长度为0.64m

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．当小球运动到最低点时，绳的拉力达到最大，力传感器的示数最大，所以从0时刻开始，摆球第一次到最低点的时间为0.5s，故A错误，B正确；

C．摆长为细线的长度与小球半径之和，故C错误；

D．根据单摆的周期公式

由图可知

解得

故D正确。

故选BD。

9. 如图甲所示，光滑水平面上放着长木板B，质量为m=2kg木块A以速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板B的上表面，由于A、B之间存在有摩擦，之后，A、B的速度随时间变化情况如图乙所示，重力加速度g=10m/s2.下列说法正确的是（　　）

A. A、B之间动摩擦因数为0.1 B. 长木板的质量M=2kg

C. 长木板长度至少为2m D. A、B组成的系统损失的机械能为4J

【答案】AB

【解析】

【详解】B．从题图乙可以看出，A先做匀减速运动，B做匀加速运动，最后一起做匀速运动，共同速度为

v=1m/s

取向右为正方向，根据动量守恒定律得

mv0=（m＋M）v

解得

M=m=2kg

故B正确；

A．由图像可知，木板B匀加速运动的加速度为

=1m/s2

对B，根据牛顿第二定律得

μmg=Ma

解得动摩擦因数为

μ=0.1

故A正确；

C．由图像可知前1s内B的位移为

xB=×1×1m=0.5m

A的位移为

xA=×1m=1.5m

所以木板最小长度为

L=xA-xB=1m

故C错误；

D．A、B组成的系统损失的机械能为

ΔE=v2=2J

故D错误。

故选AB。

10. 如图所示，质量为m的小球从距离地面高度为H的A点由静止释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用，到达距地面深度为h的B点时速度减为零，不计空气阻力，重力加速度为g。则关于小球下落过程中，说法正确的是：（　　）

A. 整个下落过程中，小球的机械能减少了mgH

B. 整个下落过程中，小球克服阻力做的功为

C. 在陷入泥潭过程中，小球所受阻力的冲量大于

D. 在陷入泥潭过程中，小球动量的改变量大于

【答案】BC

【解析】

【详解】A．整个下落过程中动能变化量为零，重力势能减小了，则小球的机械能减少了，故A错误；

B．整个下落过程中，根据动能定理

小球克服阻力做的功为

故B正确；

CD．小球落地时的速度为

在陷入泥潭过程中，规定向上为正方向，则小球动量的改变量为

陷入泥潭过程中，设时间为t，由动量定理得

解得小球所受阻力的冲量

所以在陷入泥潭过程中，小球所受阻力的冲量大于，故C正确，D错误。

故选BC。

三、实验题（每空3分，共21分）

11. 在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中。

（1）备有如下器材：干电池1节，量程合适的电压表和电流表，开关、导线若干，另外还有可供选择的滑动变阻器：

A．滑动变阻器（0~1kΩ，额定电流2A）

B．滑动变阻器（0~20Ω，额定电流2A）

某同学按甲图原理进行实验，其中滑动变阻器应选___________；（只填器材前的序号）

（2）根据实验数据画出的图象如图乙所示，由图象可得电池的电动势为___________V，内电阻为___________Ω；

【答案】    ①. B    ②. 1.5    ③. 1.0

【解析】

【详解】（1）[1]由于干电池电动势为1.5V左右，由乙图可知最大电流为0.6A，因此为了测量方便，故选20Ω的滑动变阻器即可。

（2）[2][3]由图乙可知，电池电动势为纵轴的截距，故电动势为1.5V，由闭合电路欧姆定律，电源内阻

12. 小华同学在“利用单摆测重力加速度”的实验中：

（1）以下做法正确的是________；

A．测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线长

B．测量周期时，从小球到达最大振幅位置开始计时，摆球完成50次全振动时，及时截止，然后求出完成一次全振动的时间

C．要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动

D．单摆振动时，应注意使它的偏角开始时不能小于10°

（2）该同学先用米尺测得摆线长为，用游标卡尺测得摆球的直径如图甲所示，则摆球的直径为________cm；

（3）另一位同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，由于没有游标卡尺，无法测小球的直径，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长，测得多组周期和的数据，作出图像，如图乙所示。实验得到的图像是________。（填“a”、“b”或“c”），小球的直径是________cm。

【答案】    ①. C    ②. 2.125    ③. c    ④. 1.2

【解析】

【详解】（1）[1]A．测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线长，然后测量小球的直径，单摆的摆长等于摆线的长度与小球的半径之和，故A错误；

B．测量周期时，从小球到达平衡位置开始计时，摆球完成50次全振动时，及时截止，然后求出完成一次全振动的时间，故B错误；

C．要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动，故C正确；

D．单摆振动时，应注意使它偏角开始时不能大于5°，故D错误。

故选C。

（2）[2]由题中图示游标卡尺可知，游标卡尺是20分度的，游标卡尺的精度是，摆球的直径

（3）[3]摆线的长度与摆球的半径之和是单摆实际上的摆长，若将悬点到小球最低点的距离作为摆长，则

由单摆周期公式，可得

由题图可知，实验得到的图像应该是；

[4]图像的纵轴截距

小球的直径

四、解答题

13. 如图所示，甲图为某一列简谐波时刻的图像，乙图为这列波上P点从这一时刻起的振动图像，求：

（1）波的传播方向和波速大小；

（2）求出t=2s时P质点的位移和内P质点运动的路程。

【答案】（1）该波沿x轴正方向传播，5m/s；（2）0cm，200cm

【解析】

【详解】（1）根据振动图像，下一时刻该质点P向y轴负方向振动，结合波的图像，可得该波沿x轴正方向传播，由甲图知波长为，由乙图知周期为，则波速为

（2）根据波形图可知

可得P质点的位移为

路程为

14. 如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电动机的电阻，电阻。电动机正常工作时，理想电压表的示数，求：

（1）流过电动机的电流和电动机两端的电压；

（2）电动机的输入功率和输出功率。

【答案】（1）2A，6.0V；（2）12W，8W

【解析】

【详解】（1）由部分电路欧姆定律有，电阻电流为

输出电压为

则电动机两端的电压为

（2）电动机的输入功率为

电动机的输出功率为

15. 如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A 和B，放在光滑的水平面上，物体A被水平速度v0＝200 m/s的子弹击中，子弹嵌在其中，已知子弹的质量m＝0.02 kg，A的质量mA＝0.98 kg，B的质量mB＝3 kg。求：

（1）A 物体获得的最大速度；

（2）弹簧的最大弹性势能。

【答案】（1）4 m/s；（2）6 J

【解析】

【详解】（1）当子弹恰好完全射进A不再相对A滑动时，A达到最大速度v1。对子弹进入A的过程，由动量守恒定律得

mv0＝（m＋mA）v1

代入数据得

v1＝4 m/s

（2）以子弹、A、B 及弹簧组成的系统为研究对象，运动过程中系统动量守恒，当弹簧具有最大压缩量时，系统内各物体达到共同速度v2，由动量守恒定律得

（m＋mA）v1＝（m＋mA＋mB）v2

根据能量守恒定律可得弹簧的最大弹性势能为

EP＝（m＋mA）v12－（m＋mA＋mB）v22

代入数据得

EP＝6 J