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2022-2023学年江西省上饶市高二（上）期末物理试卷（含解析）
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这是一份2022-2023学年江西省上饶市高二（上）期末物理试卷（含解析），共13页。试卷主要包含了5AB等内容，欢迎下载使用。
A. B. C. D.
2.如图所示，电源电动势E=12V，内电阻r=1Ω，电阻R=5Ω，当开关S闭合后，电路中的电流为( )
A. 0.5AB. 1AC. 1.2AD. 2A
3.电场线、等势面均可形象的描述电场。某区域的电场分布如图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面，A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC。关于这三点电场强度和电势的比较，下列判断正确的是( )
A. EA>EBB. EA4.宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险强度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，下列有关磁星的磁场说法正确的是( )
A. “磁星”表面磁场太过强大，故在磁星表面会出现以实物形式存在的磁感线
B. “磁星”表面的磁场如此强大，故而磁感线非常密集，导致磁感线可能相交
C. 磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场
D. “磁星”表面各点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示
5.2022年5月，比亚迪发布了最新款后驱电动汽车“海豹”，其电动机启动时电压与电功率分别为300V、30kW，则该电动机启动时电流为( )
A. 10A
B. 100A
C. 1000A
D. 10000A
6.如图所示，两个分别带有电荷量−Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们之间的库仑力大小为F。两小球相互接触后分开并将其间距变为2r，则现在两小球间库仑力的大小为( )
A. 112FB. 14FC. 13FD. 12F
7.某同学想要测量一种蓄电池的路端电压(蓄电池额定电压为6V)。该同学将一个内阻为1000Ω、量程为1V电压表与电阻箱R1串联，改装成一个量程为6V的电压表，如图所示，则电阻箱R1的阻值应调为( )
A. 2000ΩB. 4000ΩC. 5000ΩD. 6000Ω
8.关于能源的分类与应用，以下说法正确的是( )
A. 煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能
B. 煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的
C. 煤、汽油是一种清洁能源
D. 水能是可再生能源
9.无线电波可以用于广播及其他信号的传输。无线电波的波长从几毫米到几十千米。通常根据波长把无线电波分成长波、中波、短波和微波。以下关于无线电波的说法正确的是( )
A. 长波的波长长，频率低
B. 微波的波长短，频率也低
C. 无论长波、中波、短波和微波，它们在真空中的传播速度均相同
D. 在真空中长波的传播速度最大
10.如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是
( )
A. 箔片张开B. 箔片不张开
C. 金属球带电电荷足够大时才会张开D. 金属网罩内部电场强度为零
11.如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示。t=0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，0～T3时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。关于微粒在0～T时间内运动的描述，正确的是( )
A. 末速度大小为 2v0B. 末速度沿水平方向
C. 重力势能减少了12mgdD. 克服电场力做功为mgd
12.某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。
(1)两小球应满足的关系是m1 ______ m2。(填“>”或“<”或“=”)
(2)下列操作中有必要的是______ 。
A.实验中需要测量小球开始释放的高度h
B.实验中需要测量小球抛出点距地面的高度H
C.实验中需要测量小球做平抛运动的时间t
D.实验前固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿水平方向
(3)①先从S处释放m1并多次重复找到落点P，并测出水平射程OP。
②m2静置于轨道末端O′点，再从S处释放m1与m2发生对心碰撞，并多次重复后分别确定两球的水平射程OM和ON。若两球相碰前后的动量守恒，表达式可表示为______ (用m1、m2、OM、ON、OP表示)。
13.某工厂为了复制生产某合金金属圆管，需要测量其中空部分的面积。图(a)为该种金属管的横截面，现截取一段粗细均匀的金属管进行测量：
(1)用毫米刻度尺测得该段金属管的长度为L，用螺旋测微器测量金属管的外径d，如图(b)所示，则外径d读数正确的是______ (选填“A”或“B”)；
(2)用多用电表测量该段金属管的阻值：先旋动指针定位螺丝，使指针对准电流挡的“0”刻度；机械调零后，选择“×1Ω”挡，将两表笔短接，调节______ (选填“指针定位螺丝”或“欧姆调零旋钮”)，使电表指针指到表盘______ (选填“左”或“右”)侧的零刻度处；两表笔接触金属管的两端，读数如图(c)所示，则阻值R= ______ Ω(选填“19”或“1900”)；
(3)通过查表得知该合金材料的电阻率为ρ，则金属管中空部分的面积为______ (选填“A”或“B”)。
A.14πd2+ρLR
B.14πd2−ρLR
14.2022年，球王梅西率阿根廷队获得卡塔尔世界杯冠军，捧起了大力神杯。图中球王梅西练习用头颠球的场景。某一次足球由静止下落到头顶的速度大小v1=3m/s，被重新竖直向上顶起离开头顶时的速度大小v2=4m/s。已知足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.6kg，空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2，在足球与头顶相互作用的过程中，求：
(1)足球的动量变化量的大小；
(2)头顶受到足球的平均作用力的大小。
15.如图所示，线圈面积为S，线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直。设图示情况下的磁通量为正值。问：
(1)若线圈为n匝，穿过线圈平面的磁通量为多少？
(2)当线圈绕OO′轴转过60°时，穿过线圈平面的磁通量为多少？
(3)线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量变化了多少？
16.如图所示，用轻弹簧连接的物体B、C静止放在光滑的水平轨道上，物体C紧贴着水平轨道左端的挡板放置，物体A以v0=3m/s的速度向左运动，并与物体B发生弹性碰撞，水平轨道的右端与一半径R=0.25m的四分之一光滑圆轨道平滑连接，圆心距地面的高度h=0.44m。已知物体A的质量mA=1kg，物体B、C的质量mB=mC=2kg，所有物体均可看成质点，物体A、B仅发生一次碰撞，g取10m/s2。求：
(1)物体A与物体B发生弹性碰撞后的瞬间，物体A的速度；
(2)物体C离开挡板后，弹簧的最大弹性势能；
(3)物体A落到地面时，其落地点距水平轨道右端的水平距离。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A.图中电学元件有正负极为电源，故A错误；
B.图中电学元件为有滑片的滑动变阻器，故B错误；
C.图中电学元件为电容器，故C正确；
D.图中电学元件有A标识为电流表，故D错误。
故选：C。
认识电学元件，认识电容器。
本题考查电学元件的认识。
2.【答案】D
【解析】解：由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流为I=ER+r=125+1A=2A
故ABC错误，D正确。
故选：D。
根据闭合电路欧姆定律列式求解即可。
本题考查闭合电路欧姆定律，解题关键是掌握闭合电路欧姆定律并能够熟练应用。
3.【答案】A
【解析】解：AB.根据电场线疏密表示场强大小可知：EA>EB，故A正确，B错误；
CD.沿电场线方向电势降低，电场线与等势面垂直，B、C在同一等势面上，所以B、C两点电势相等，则有：φA>φB=φC，故C、D错误。
故选：A。
电场线的疏密表示电场强度大小，沿着电场线电势逐渐降低，电场线与等势面垂直。
本题考查电场线的疏密表示表示电场强度大小，注意电场线与等势面垂直的关系。
4.【答案】D
【解析】解：A.磁感线实际上不存在，故A错误；
B.磁感线不会相交也不会相切，故B错误；
C.磁感线为闭合曲线，故而在“磁星”内部仍然存在磁场，故C错误；
D.“磁星”表面各点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示，故D正确。
故选：D。
磁感线的特点：磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向，磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极，同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切。
本题考查磁场的基本知识，涉及磁感线和磁通量的概念，解题关键是准确把握两个概念的含义。属于简单基础题目。
5.【答案】B
【解析】解：根据P=UI可得，电动机启动时电流为I=PU=30000300A=100A
故B正确，ACD错误。
故选：B。
根据P=UI求解电流即可。
本题考查电功率的计算，解题关键是掌握电功率公式。
6.【答案】A
【解析】解：接触前两个点电荷之间的库仑力大小为F=k3Q2r2，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+Q，间距变为2r，则库仑力为F′=kQ2(2r)2=kQ24r2=112F，故A正确，BCD错误；
故选：A。
清楚两小球相互接触后，其所带电量先中和后均分。再根据库仑定律的内容，根据变化量和不变量求出问题。
本题主要考查了库仑定律的相关应用，理解接触后电荷量的分布特点，结合库仑定律即可完成分析。
7.【答案】C
【解析】解：当表头满偏时，由欧姆定律，对整体电路：Um=Ig(Rg+R1)
对表头有：Ig=UgRg
将量程Um=6V，Rg=1000Ω，Ug=1V等物理量代入，联立解得：R1=5000Ω，故ABD错误，C正确。
故选：C。
根据电压表的改装原理及串联电路的关系，计算应串联的分压电阻的阻值。
本题考查电压表的改装问题，理解表头偏转的原因、表头既要看成是测量用的“电表”又是电阻(内阻，满偏电压和电流参数)等内容，再结合欧姆定律和串联电路的关系可解决问题。
8.【答案】AD
【解析】解：A.植物的光合作用吸收太阳能，促使植物生长，而经过一系列复杂变化，植物可以形成煤，石油、天然气等燃料，故煤，石油、天然气等燃料的最初来源都是太阳能，故A正确；
B.煤、石油等常规能源是不可再生资源，不是取之不尽、用之不竭的，更是有限的，故B错误；
C.清洁能源不会产生污染，煤、汽油燃烧过程中都会产生有害物质(有毒气体)，不是清洁能源，故C错误；
D.水是可以循环再生的，故是可再生能源，故D正确。
故选：AD。
煤、石油、天然气等燃料属于石化燃料，来源可追溯到太阳能；清洁能源是不排放污染物的能源，它包括核能和“可再生能源”，可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能(沼气)、海潮能这些能源，不能从自然界源源不断获得或不可重复利用的能源是不可再生能源，可再生资源特点是取之不尽用之不竭；清洁能源不会产生污染。
本题主要考查学生对能源的分类，了解能源的可再生与不可再生，树立节约能源的意识。
9.【答案】AC
【解析】解：AB.无线电波在真空中传播速度相同，在真空中由c=λf知：
长波的波长长、频率低，微波的波长短、频率高，故A正确，B错误；
CD.无论长波、中波、短波和微波，它们在真空中的传播速度均相同，等于光速c，故C正确，D错误。
故选：AC。
无线电波在真空中传播速度相同，结合公式c=λf分析波长与频率的关系；电磁波均能在真空中传播。
此题考查各种电磁波的特点，知道无线电波波长与频率的关系。
10.【答案】BD
【解析】【分析】
根据静电屏蔽的知识可知，用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响。由此分析解答即可。
静电屏蔽在我们生活中有许多应用。例如，遇到雷雨天，行进中的汽车要关闭所有车窗，就算车体遭到雷击，车内人员通常也不会受伤。电视闭路线芯外通常包有一层金属网和锡纸，等等。所以我们要学会基本常识，提高我们的很生活质量。
【解答】
A、静电屏蔽：为了避免外界电场对仪器设备的影响，或者为了避免电器设备的电场对外界的影响，用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响，也不使电器设备对外界产生影响，故用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，箔片不张开。故B正确、AC错误。
D、静电屏蔽时，金属网罩内部电场强度为零。故D正确。
故选：BD。
11.【答案】BC
【解析】解：AB、0～T3时间内微粒匀速运动，则有：qE0=mg，T3～23T内，微粒做平抛运动，下降的位移x1=12g(T3)2，23T～T时间内，微粒的加速度a=2qE0−mgm=g，方向竖直向上，微粒在竖直方向上做匀减速运动，T时刻竖直分速度为零，所以末速度的方向沿水平方向，大小为v0，故A错误，B正确。
C、微粒在竖直方向上向下运动，位移大小为12d，则重力势能的减小量为12mgd，故C正确。
D、在T3～23T内和23T～T时间内竖直方向上的加速度大小相等，方向相反，时间相等，则位移的大小相等，为14d，整个过程中克服电场力做功为2E0⋅q⋅14d=12qE0d=12mgd，故D错误。
故选：BC。
解决本题的关键知道微粒在各段时间内的运动规律，抓住等时性，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解。
12.【答案】> D m1⋅OP=m1⋅OM+m2⋅ON
【解析】解：(1)为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即m1>m2。
(2)A.开始释放的高度虽然影响入射球的速度，但此速度是通过平抛的水平位移来表示的，故不需要测量h，故A错误；
B.由于三个平抛的高度相同，落地时间相同，所以碰撞前后的速度是可以用小球的水平位移表示的，故不需要测高度，但水平位移必须测量，故B错误；
C.由于小球下落的高度相等，根据平抛运动的特点可知：
h=12gt2
x=vt
解得v=x g2h
可知，小球碰撞后飞出的速度与水平位移成正比，则实验时不需要测时间，故C错误；
D.斜槽末端的切线要沿水平方向，才能保证两个小球离开斜槽后做平抛运动，故D正确；
故选：D。
(3)若碰撞前后动量守恒则有m1v0=m1v1+m2v2
而碰撞前的速度v0=OPt
碰撞后两球的速度v1=OMt；v2=ONt
又因下落时间相同，即可求得m1⋅OP=m1⋅OM+m2⋅ON
故答案为：(1)>；(2)D；(3)m1⋅OP=m1⋅OM+m2⋅ON
(1)根据实验原理分析出两小球的质量大小关系；
(2)根据实验原理掌握正确的实验操作；
(3)根据平抛运动的特点，结合动量守恒定律得出需要满足的表达式。
本题主要考查了动量守恒定律的验证实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合平抛运动的特点和动量守恒定律即可完成分析。
13.【答案】B 欧姆调零旋钮 右 19 B
【解析】解：(1)根据螺旋测微器读数规则，金属管的外径为
d=0+12.9×0.01mm=0.129mm
故A错误，B正确。
故选：B。
(2)使用多用电表的欧姆挡测电阻时，应选择适当倍率的欧姆挡，使测量时指针落在刻度盘的中间区域，测量电阻之前应该先将两表笔直接接触(短接)，调整欧姆调零旋钮，使指针指向0Ω，即表盘右侧零刻度处；根据多用电表读数可得阻值为
R=1×19Ω=19Ω；
(3)根据电阻定律
R=ρLS
该合金材料的面积为
S=ρLR
则金属管中空部分的面积为
ΔS=π(d2)2−S=14πd2−ρLR
故A错误，B正确。
故选：B。
故答案为：(1)B；(2)欧姆调零旋钮；右；19；(3)B。
(1)根据螺旋测微器读数规则读数；
(2)欧姆表使用之前先机械调零，欧姆挡选择合适的倍率之后欧姆调零，使指针指向电阻为0处，即电流最大的位置，读出指针所指的刻度，然后乘以倍率即为电阻的阻值；
(3)根据电阻定律求出合金的面积，总面积减去合金面积即为空心的面积。
本题考查了测金属丝电阻率的实验，学生熟练掌握实验原理、实验器材、实验步骤、数据处理和误差分析是解题的关键。
14.【答案】解：(1)设向上为正方向，足球的动量变化量为：
Δp=mv2−(−mv1)=0.6×4kg⋅m/s−0.6×(−3)kg⋅m/s=4.2kg⋅m/s
(2)设向上为正方向，根据动量定理可知(F−mg)t=Δp
解得：F=48N
由牛顿第三定律可知，头顶受到足球的平均作用力的大小F′=F=48N
答：(1)足球的动量变化量的大小为4.2kg⋅m/s；
(2)头顶受到足球的平均作用力的大小为48N。
【解析】(1)根据动量的计算公式得出动量变化量的大小；
(2)根据动量定理和牛顿第三定律得出头顶受到足球的平均作用力。
本题主要考查了动量定理的相关应用，根据动量定理和牛顿第三定律即可完成分析，整体难度不大。
15.【答案】解：(1)穿过线圈平面的磁通量为Φ1=BS
(2)当线圈绕OO′轴转过60°时，穿过线圈平面的磁通量为Φ′=BScs60°=0.5BS
(3)线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量为Φ3=−BS
磁通量变化量为ΔΦ=Φ3−Φ1=−2BS，大小为2BS；
答：(1)若线圈为n匝，穿过线圈平面的磁通量为BS；
(2)当线圈绕OO′轴转过60°时，穿过线圈平面的磁通量为；
(3)线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量变化了2BS。
【解析】(1)线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积；
(2)当它绕轴转过θ角时，线圈在磁场垂直方投影面积为Scsθ，磁通量等于磁感应强度与这个投影面积的乘积；
(3)线圈从图示转过180度时，磁通量为−BS，磁通量的变化量大小等于初末位置磁通量之差。
本题主要考查了匀强磁场中磁通量计算公式φ=BScsθ，θ是线圈与磁场垂直方向的夹角；夹角变化，磁通量也会变化，注意磁通量要分清穿过线圈的正反面，磁通量与匝数无关。
16.【答案】解：(1)设碰后瞬间物体A的速度为v1，物体B的速度为v2，以水平向左为正方向，根据动量守恒定律
mAv0=mAv1+mBv2
根据机械能守恒定律
12mAv02=12mAv12+12mBv22
联立解得
v1=−1m/s，v2=2m/s
即碰后瞬间物体A的速度大小为1m/s，方向水平向右；
(2)当物体C刚要离开挡板时，弹簧恢复原长，根据机械能守恒定律可知，此时物体B的速度大小
v2′=2m/s，方向水平向右。物体C离开挡板后，物体B和物体C组成的系统动量守恒，当物体B、C共速时，弹簧的弹性势能最大，设共同速度为v，根据动量守恒定律有
mBv2′=(mB+mC)v
物体B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，设弹簧最大的弹性势能为Ep，则
Ep=12mBv′22−12(mB+mC)v2
联立解得
Ep=2J；
(3)物体A飞离圆弧顶端的临界条件是
mAg=mAv′2R
解得
v′= 2.5m/s>v1
所以物体A在圆弧轨道最高点不会飞离圆弧轨道，设物体A沿圆弧轨道下滑至速度为v3时刚好要离开圆弧轨道，此时物体A和圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律
mAgcsθ=mAv32R
根据动能定理有
12mAv32−12mAv12=mAgR(1−csθ)
联立解得
v3= 2m/s，csθ=0.8
物体A离开圆弧轨道后做斜抛运动，在竖直方向上有
v3tsinθ+12gt2=Rcsθ+h
在水平方向上有
x=v3tcsθ
则落地点距水平轨道右端的水平距离
x′=Rsinθ+x
代入数据解得
x′≈0.47m。
答：(1)物体A与物体B发生弹性碰撞后的瞬间，物体A的速度大小为1m/s，方向水平向右；
(2)物体C离开挡板后，弹簧的最大弹性势能2J；
(3)物体A落到地面时，其落地点距水平轨道右端的水平距离0.47m。
【解析】(1)根据动量守恒定律求解物体A与物体B发生弹性碰撞后的瞬间物体A的速度；
(2)共速的时候弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒定律和机械能守恒定律求解物体C离开挡板后弹簧的最大弹性势能；
(3)先判断A能否从最高点只接飞出做平抛运动，如不能则在下滑到某一位置时与曲面间的作用力为零时飞出做斜下抛运动，应用运动的分解和对应的规律求解物体A落到地面时，落地点距水平轨道右端的水平距离。
本题考查了动量和能量的综合应用的问题，要求学生熟练掌握动量守恒定律和动能定理的内容和应用方法，能正确分析物体的运动过程和受力。
A. B. C. D.
2.如图所示，电源电动势E=12V，内电阻r=1Ω，电阻R=5Ω，当开关S闭合后，电路中的电流为( )
A. 0.5AB. 1AC. 1.2AD. 2A
3.电场线、等势面均可形象的描述电场。某区域的电场分布如图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面，A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC。关于这三点电场强度和电势的比较，下列判断正确的是( )
A. EA>EBB. EA
A. “磁星”表面磁场太过强大，故在磁星表面会出现以实物形式存在的磁感线
B. “磁星”表面的磁场如此强大，故而磁感线非常密集，导致磁感线可能相交
C. 磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场
D. “磁星”表面各点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示
5.2022年5月，比亚迪发布了最新款后驱电动汽车“海豹”，其电动机启动时电压与电功率分别为300V、30kW，则该电动机启动时电流为( )
A. 10A
B. 100A
C. 1000A
D. 10000A
6.如图所示，两个分别带有电荷量−Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们之间的库仑力大小为F。两小球相互接触后分开并将其间距变为2r，则现在两小球间库仑力的大小为( )
A. 112FB. 14FC. 13FD. 12F
7.某同学想要测量一种蓄电池的路端电压(蓄电池额定电压为6V)。该同学将一个内阻为1000Ω、量程为1V电压表与电阻箱R1串联，改装成一个量程为6V的电压表，如图所示，则电阻箱R1的阻值应调为( )
A. 2000ΩB. 4000ΩC. 5000ΩD. 6000Ω
8.关于能源的分类与应用，以下说法正确的是( )
A. 煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能
B. 煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的
C. 煤、汽油是一种清洁能源
D. 水能是可再生能源
9.无线电波可以用于广播及其他信号的传输。无线电波的波长从几毫米到几十千米。通常根据波长把无线电波分成长波、中波、短波和微波。以下关于无线电波的说法正确的是( )
A. 长波的波长长，频率低
B. 微波的波长短，频率也低
C. 无论长波、中波、短波和微波，它们在真空中的传播速度均相同
D. 在真空中长波的传播速度最大
10.如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是
( )
A. 箔片张开B. 箔片不张开
C. 金属球带电电荷足够大时才会张开D. 金属网罩内部电场强度为零
11.如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示。t=0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，0～T3时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。关于微粒在0～T时间内运动的描述，正确的是( )
A. 末速度大小为 2v0B. 末速度沿水平方向
C. 重力势能减少了12mgdD. 克服电场力做功为mgd
12.某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。
(1)两小球应满足的关系是m1 ______ m2。(填“>”或“<”或“=”)
(2)下列操作中有必要的是______ 。
A.实验中需要测量小球开始释放的高度h
B.实验中需要测量小球抛出点距地面的高度H
C.实验中需要测量小球做平抛运动的时间t
D.实验前固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿水平方向
(3)①先从S处释放m1并多次重复找到落点P，并测出水平射程OP。
②m2静置于轨道末端O′点，再从S处释放m1与m2发生对心碰撞，并多次重复后分别确定两球的水平射程OM和ON。若两球相碰前后的动量守恒，表达式可表示为______ (用m1、m2、OM、ON、OP表示)。
13.某工厂为了复制生产某合金金属圆管，需要测量其中空部分的面积。图(a)为该种金属管的横截面，现截取一段粗细均匀的金属管进行测量：
(1)用毫米刻度尺测得该段金属管的长度为L，用螺旋测微器测量金属管的外径d，如图(b)所示，则外径d读数正确的是______ (选填“A”或“B”)；
(2)用多用电表测量该段金属管的阻值：先旋动指针定位螺丝，使指针对准电流挡的“0”刻度；机械调零后，选择“×1Ω”挡，将两表笔短接，调节______ (选填“指针定位螺丝”或“欧姆调零旋钮”)，使电表指针指到表盘______ (选填“左”或“右”)侧的零刻度处；两表笔接触金属管的两端，读数如图(c)所示，则阻值R= ______ Ω(选填“19”或“1900”)；
(3)通过查表得知该合金材料的电阻率为ρ，则金属管中空部分的面积为______ (选填“A”或“B”)。
A.14πd2+ρLR
B.14πd2−ρLR
14.2022年，球王梅西率阿根廷队获得卡塔尔世界杯冠军，捧起了大力神杯。图中球王梅西练习用头颠球的场景。某一次足球由静止下落到头顶的速度大小v1=3m/s，被重新竖直向上顶起离开头顶时的速度大小v2=4m/s。已知足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.6kg，空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2，在足球与头顶相互作用的过程中，求：
(1)足球的动量变化量的大小；
(2)头顶受到足球的平均作用力的大小。
15.如图所示，线圈面积为S，线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直。设图示情况下的磁通量为正值。问：
(1)若线圈为n匝，穿过线圈平面的磁通量为多少？
(2)当线圈绕OO′轴转过60°时，穿过线圈平面的磁通量为多少？
(3)线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量变化了多少？
16.如图所示，用轻弹簧连接的物体B、C静止放在光滑的水平轨道上，物体C紧贴着水平轨道左端的挡板放置，物体A以v0=3m/s的速度向左运动，并与物体B发生弹性碰撞，水平轨道的右端与一半径R=0.25m的四分之一光滑圆轨道平滑连接，圆心距地面的高度h=0.44m。已知物体A的质量mA=1kg，物体B、C的质量mB=mC=2kg，所有物体均可看成质点，物体A、B仅发生一次碰撞，g取10m/s2。求：
(1)物体A与物体B发生弹性碰撞后的瞬间，物体A的速度；
(2)物体C离开挡板后，弹簧的最大弹性势能；
(3)物体A落到地面时，其落地点距水平轨道右端的水平距离。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A.图中电学元件有正负极为电源，故A错误；
B.图中电学元件为有滑片的滑动变阻器，故B错误；
C.图中电学元件为电容器，故C正确；
D.图中电学元件有A标识为电流表，故D错误。
故选：C。
认识电学元件，认识电容器。
本题考查电学元件的认识。
2.【答案】D
【解析】解：由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流为I=ER+r=125+1A=2A
故ABC错误，D正确。
故选：D。
根据闭合电路欧姆定律列式求解即可。
本题考查闭合电路欧姆定律，解题关键是掌握闭合电路欧姆定律并能够熟练应用。
3.【答案】A
【解析】解：AB.根据电场线疏密表示场强大小可知：EA>EB，故A正确，B错误；
CD.沿电场线方向电势降低，电场线与等势面垂直，B、C在同一等势面上，所以B、C两点电势相等，则有：φA>φB=φC，故C、D错误。
故选：A。
电场线的疏密表示电场强度大小，沿着电场线电势逐渐降低，电场线与等势面垂直。
本题考查电场线的疏密表示表示电场强度大小，注意电场线与等势面垂直的关系。
4.【答案】D
【解析】解：A.磁感线实际上不存在，故A错误；
B.磁感线不会相交也不会相切，故B错误；
C.磁感线为闭合曲线，故而在“磁星”内部仍然存在磁场，故C错误；
D.“磁星”表面各点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示，故D正确。
故选：D。
磁感线的特点：磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向，磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极，同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切。
本题考查磁场的基本知识，涉及磁感线和磁通量的概念，解题关键是准确把握两个概念的含义。属于简单基础题目。
5.【答案】B
【解析】解：根据P=UI可得，电动机启动时电流为I=PU=30000300A=100A
故B正确，ACD错误。
故选：B。
根据P=UI求解电流即可。
本题考查电功率的计算，解题关键是掌握电功率公式。
6.【答案】A
【解析】解：接触前两个点电荷之间的库仑力大小为F=k3Q2r2，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+Q，间距变为2r，则库仑力为F′=kQ2(2r)2=kQ24r2=112F，故A正确，BCD错误；
故选：A。
清楚两小球相互接触后，其所带电量先中和后均分。再根据库仑定律的内容，根据变化量和不变量求出问题。
本题主要考查了库仑定律的相关应用，理解接触后电荷量的分布特点，结合库仑定律即可完成分析。
7.【答案】C
【解析】解：当表头满偏时，由欧姆定律，对整体电路：Um=Ig(Rg+R1)
对表头有：Ig=UgRg
将量程Um=6V，Rg=1000Ω，Ug=1V等物理量代入，联立解得：R1=5000Ω，故ABD错误，C正确。
故选：C。
根据电压表的改装原理及串联电路的关系，计算应串联的分压电阻的阻值。
本题考查电压表的改装问题，理解表头偏转的原因、表头既要看成是测量用的“电表”又是电阻(内阻，满偏电压和电流参数)等内容，再结合欧姆定律和串联电路的关系可解决问题。
8.【答案】AD
【解析】解：A.植物的光合作用吸收太阳能，促使植物生长，而经过一系列复杂变化，植物可以形成煤，石油、天然气等燃料，故煤，石油、天然气等燃料的最初来源都是太阳能，故A正确；
B.煤、石油等常规能源是不可再生资源，不是取之不尽、用之不竭的，更是有限的，故B错误；
C.清洁能源不会产生污染，煤、汽油燃烧过程中都会产生有害物质(有毒气体)，不是清洁能源，故C错误；
D.水是可以循环再生的，故是可再生能源，故D正确。
故选：AD。
煤、石油、天然气等燃料属于石化燃料，来源可追溯到太阳能；清洁能源是不排放污染物的能源，它包括核能和“可再生能源”，可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能(沼气)、海潮能这些能源，不能从自然界源源不断获得或不可重复利用的能源是不可再生能源，可再生资源特点是取之不尽用之不竭；清洁能源不会产生污染。
本题主要考查学生对能源的分类，了解能源的可再生与不可再生，树立节约能源的意识。
9.【答案】AC
【解析】解：AB.无线电波在真空中传播速度相同，在真空中由c=λf知：
长波的波长长、频率低，微波的波长短、频率高，故A正确，B错误；
CD.无论长波、中波、短波和微波，它们在真空中的传播速度均相同，等于光速c，故C正确，D错误。
故选：AC。
无线电波在真空中传播速度相同，结合公式c=λf分析波长与频率的关系；电磁波均能在真空中传播。
此题考查各种电磁波的特点，知道无线电波波长与频率的关系。
10.【答案】BD
【解析】【分析】
根据静电屏蔽的知识可知，用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响。由此分析解答即可。
静电屏蔽在我们生活中有许多应用。例如，遇到雷雨天，行进中的汽车要关闭所有车窗，就算车体遭到雷击，车内人员通常也不会受伤。电视闭路线芯外通常包有一层金属网和锡纸，等等。所以我们要学会基本常识，提高我们的很生活质量。
【解答】
A、静电屏蔽：为了避免外界电场对仪器设备的影响，或者为了避免电器设备的电场对外界的影响，用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响，也不使电器设备对外界产生影响，故用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，箔片不张开。故B正确、AC错误。
D、静电屏蔽时，金属网罩内部电场强度为零。故D正确。
故选：BD。
11.【答案】BC
【解析】解：AB、0～T3时间内微粒匀速运动，则有：qE0=mg，T3～23T内，微粒做平抛运动，下降的位移x1=12g(T3)2，23T～T时间内，微粒的加速度a=2qE0−mgm=g，方向竖直向上，微粒在竖直方向上做匀减速运动，T时刻竖直分速度为零，所以末速度的方向沿水平方向，大小为v0，故A错误，B正确。
C、微粒在竖直方向上向下运动，位移大小为12d，则重力势能的减小量为12mgd，故C正确。
D、在T3～23T内和23T～T时间内竖直方向上的加速度大小相等，方向相反，时间相等，则位移的大小相等，为14d，整个过程中克服电场力做功为2E0⋅q⋅14d=12qE0d=12mgd，故D错误。
故选：BC。
解决本题的关键知道微粒在各段时间内的运动规律，抓住等时性，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解。
12.【答案】> D m1⋅OP=m1⋅OM+m2⋅ON
【解析】解：(1)为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即m1>m2。
(2)A.开始释放的高度虽然影响入射球的速度，但此速度是通过平抛的水平位移来表示的，故不需要测量h，故A错误；
B.由于三个平抛的高度相同，落地时间相同，所以碰撞前后的速度是可以用小球的水平位移表示的，故不需要测高度，但水平位移必须测量，故B错误；
C.由于小球下落的高度相等，根据平抛运动的特点可知：
h=12gt2
x=vt
解得v=x g2h
可知，小球碰撞后飞出的速度与水平位移成正比，则实验时不需要测时间，故C错误；
D.斜槽末端的切线要沿水平方向，才能保证两个小球离开斜槽后做平抛运动，故D正确；
故选：D。
(3)若碰撞前后动量守恒则有m1v0=m1v1+m2v2
而碰撞前的速度v0=OPt
碰撞后两球的速度v1=OMt；v2=ONt
又因下落时间相同，即可求得m1⋅OP=m1⋅OM+m2⋅ON
故答案为：(1)>；(2)D；(3)m1⋅OP=m1⋅OM+m2⋅ON
(1)根据实验原理分析出两小球的质量大小关系；
(2)根据实验原理掌握正确的实验操作；
(3)根据平抛运动的特点，结合动量守恒定律得出需要满足的表达式。
本题主要考查了动量守恒定律的验证实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合平抛运动的特点和动量守恒定律即可完成分析。
13.【答案】B 欧姆调零旋钮 右 19 B
【解析】解：(1)根据螺旋测微器读数规则，金属管的外径为
d=0+12.9×0.01mm=0.129mm
故A错误，B正确。
故选：B。
(2)使用多用电表的欧姆挡测电阻时，应选择适当倍率的欧姆挡，使测量时指针落在刻度盘的中间区域，测量电阻之前应该先将两表笔直接接触(短接)，调整欧姆调零旋钮，使指针指向0Ω，即表盘右侧零刻度处；根据多用电表读数可得阻值为
R=1×19Ω=19Ω；
(3)根据电阻定律
R=ρLS
该合金材料的面积为
S=ρLR
则金属管中空部分的面积为
ΔS=π(d2)2−S=14πd2−ρLR
故A错误，B正确。
故选：B。
故答案为：(1)B；(2)欧姆调零旋钮；右；19；(3)B。
(1)根据螺旋测微器读数规则读数；
(2)欧姆表使用之前先机械调零，欧姆挡选择合适的倍率之后欧姆调零，使指针指向电阻为0处，即电流最大的位置，读出指针所指的刻度，然后乘以倍率即为电阻的阻值；
(3)根据电阻定律求出合金的面积，总面积减去合金面积即为空心的面积。
本题考查了测金属丝电阻率的实验，学生熟练掌握实验原理、实验器材、实验步骤、数据处理和误差分析是解题的关键。
14.【答案】解：(1)设向上为正方向，足球的动量变化量为：
Δp=mv2−(−mv1)=0.6×4kg⋅m/s−0.6×(−3)kg⋅m/s=4.2kg⋅m/s
(2)设向上为正方向，根据动量定理可知(F−mg)t=Δp
解得：F=48N
由牛顿第三定律可知，头顶受到足球的平均作用力的大小F′=F=48N
答：(1)足球的动量变化量的大小为4.2kg⋅m/s；
(2)头顶受到足球的平均作用力的大小为48N。
【解析】(1)根据动量的计算公式得出动量变化量的大小；
(2)根据动量定理和牛顿第三定律得出头顶受到足球的平均作用力。
本题主要考查了动量定理的相关应用，根据动量定理和牛顿第三定律即可完成分析，整体难度不大。
15.【答案】解：(1)穿过线圈平面的磁通量为Φ1=BS
(2)当线圈绕OO′轴转过60°时，穿过线圈平面的磁通量为Φ′=BScs60°=0.5BS
(3)线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量为Φ3=−BS
磁通量变化量为ΔΦ=Φ3−Φ1=−2BS，大小为2BS；
答：(1)若线圈为n匝，穿过线圈平面的磁通量为BS；
(2)当线圈绕OO′轴转过60°时，穿过线圈平面的磁通量为；
(3)线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量变化了2BS。
【解析】(1)线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积；
(2)当它绕轴转过θ角时，线圈在磁场垂直方投影面积为Scsθ，磁通量等于磁感应强度与这个投影面积的乘积；
(3)线圈从图示转过180度时，磁通量为−BS，磁通量的变化量大小等于初末位置磁通量之差。
本题主要考查了匀强磁场中磁通量计算公式φ=BScsθ，θ是线圈与磁场垂直方向的夹角；夹角变化，磁通量也会变化，注意磁通量要分清穿过线圈的正反面，磁通量与匝数无关。
16.【答案】解：(1)设碰后瞬间物体A的速度为v1，物体B的速度为v2，以水平向左为正方向，根据动量守恒定律
mAv0=mAv1+mBv2
根据机械能守恒定律
12mAv02=12mAv12+12mBv22
联立解得
v1=−1m/s，v2=2m/s
即碰后瞬间物体A的速度大小为1m/s，方向水平向右；
(2)当物体C刚要离开挡板时，弹簧恢复原长，根据机械能守恒定律可知，此时物体B的速度大小
v2′=2m/s，方向水平向右。物体C离开挡板后，物体B和物体C组成的系统动量守恒，当物体B、C共速时，弹簧的弹性势能最大，设共同速度为v，根据动量守恒定律有
mBv2′=(mB+mC)v
物体B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，设弹簧最大的弹性势能为Ep，则
Ep=12mBv′22−12(mB+mC)v2
联立解得
Ep=2J；
(3)物体A飞离圆弧顶端的临界条件是
mAg=mAv′2R
解得
v′= 2.5m/s>v1
所以物体A在圆弧轨道最高点不会飞离圆弧轨道，设物体A沿圆弧轨道下滑至速度为v3时刚好要离开圆弧轨道，此时物体A和圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律
mAgcsθ=mAv32R
根据动能定理有
12mAv32−12mAv12=mAgR(1−csθ)
联立解得
v3= 2m/s，csθ=0.8
物体A离开圆弧轨道后做斜抛运动，在竖直方向上有
v3tsinθ+12gt2=Rcsθ+h
在水平方向上有
x=v3tcsθ
则落地点距水平轨道右端的水平距离
x′=Rsinθ+x
代入数据解得
x′≈0.47m。
答：(1)物体A与物体B发生弹性碰撞后的瞬间，物体A的速度大小为1m/s，方向水平向右；
(2)物体C离开挡板后，弹簧的最大弹性势能2J；
(3)物体A落到地面时，其落地点距水平轨道右端的水平距离0.47m。
【解析】(1)根据动量守恒定律求解物体A与物体B发生弹性碰撞后的瞬间物体A的速度；
(2)共速的时候弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒定律和机械能守恒定律求解物体C离开挡板后弹簧的最大弹性势能；
(3)先判断A能否从最高点只接飞出做平抛运动，如不能则在下滑到某一位置时与曲面间的作用力为零时飞出做斜下抛运动，应用运动的分解和对应的规律求解物体A落到地面时，落地点距水平轨道右端的水平距离。
本题考查了动量和能量的综合应用的问题，要求学生熟练掌握动量守恒定律和动能定理的内容和应用方法，能正确分析物体的运动过程和受力。
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