湖北省恩施州高中教育联盟2022-2023学年高二上学期期中考试物理试题Word版含解析

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恩施州高中教育联盟2022年秋季学期高二期中考试物理试卷本试卷满分100分，考试用时75分钟。一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.探究电磁感应现象的实验装置如图所示，下列选项中不能使灵敏电流表指针偏转的是（　　）A.闭合开关的瞬间B.闭合开关且电流稳定后C.闭合开关后将线圈A迅速向上拔出时D.闭合开关后迅速移动滑动变阻器的滑片【答案】B【解析】【详解】A．闭合开关的瞬间，线圈B中磁通量增大，产生感应电流，灵敏电流表指针偏转，故A错误；B．闭合开关且电流稳定后，线圈B中磁通量不变化，则无感应电流，灵敏电流表指针不偏转，故B正确；C．闭合开关后将线圈A迅速向上拔出时。线圈B中磁通量减小，产生感应电流，灵敏电流表指针偏转，故C错误；D．闭合开关后迅速移动滑动变阻器的滑片，线圈A中电流发生变化，则穿过线圈B中的磁通量发生变化，产生感应电流，灵敏电流表指针偏转，故D错误。故选B。2.在地面上插入一对电极M、N，将两个电极与直流电源相连，大地中形成恒定电流和恒定电场。恒定电场基本性质与静电场相同，其电场线分布如图所示，P、Q是电场中的两点。下列说法正确的是（　　）

1A.M、N电极分别与电源的正极、负极相连接B.在Q点静止释放一电子，电子将沿着电场线运动C.电子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大D.选无限远处电势能为零，电子在中垂线的下侧时具有的电势能最低【答案】A【解析】分析】【详解】A．由电场线的方向可知，M、N电极分别与电源的正极、负极相连接，故A正确；B．因为电场是非匀强电场，电场方向不断变化，故在Q点静止释放的电子，将做曲线运动，受力方向与运动方向不在一条直线上，故电子不会沿着电场线运动，故B错误；C．根据电场线的方向与电势的关系可知，P点的电势大于Q的电势，而负电荷在电势越高的位置电势能越小，故C错误；D．由图中电场线可知，的中垂线基本上是一个等势面，所以选无限远处电势能为零，电子在中垂线的下侧时具有的电势能基本相等，电子在中垂线的左侧时具有的电势能更低，故D错误。故选A。3.如图所示，质量分别为、的A、B两带电小球，电荷量分别为和，用轻质绝缘细线悬挂在水平天花板上，平衡时两小球恰处于同一高度，细线与竖直方向的夹角分别为、，则下列判断正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】AB．两小球间的库仑力是作用力与反作用力，大小一定相等，与两个球电荷量是否相等无关，即小球电荷量与无法判断，选项A、B均错误；

2CD．设两小球间的库仑力大小为F，根据平衡条件有解得选项C错误、D正确。故选D。4.如图所示，质量为1kg的物体在光滑水平地面上做初速度为6m/s的匀速直线运动，某时刻开始，物体受到如图所示的水平力F的作用，0~2s时间内，力F的方向与物体的初速度方向相同，2s~6s时间内，力F的方向与物体的初速度方向相反。则物体在第6s末的速度大小为（　　）A.1m/sB.2m/sC.4m/sD.8m/s【答案】C【解析】【详解】设初速度方向为正方向，在图像中，图像与时间轴围成的面积等于该力的冲量，因此在0~6s内，力F的冲量为根据动量定理可得物体在第6s末的速度故选C。

35.如图所示，质量为的木块C放在水平地面上，固定在C上的竖直轻杆的顶端与小球A用细绳a连接，小球A、B用细绳b连接，当与水平方向成30°角的力F作用在小球B上时，A、B、C恰好能一起向右匀速运动，此时细绳a、b与竖直方向的夹角分别为30°、60°，已知小球A的质量也为m，则木块C与水平地面间的动摩擦因数为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】对B进行受力分析，如下图所示根据平衡条件可得在x轴方向上在y轴方向上解得对A进行受力分析，如下图所示

4根据平衡条件可得在x轴方向上在y轴方向上解得故以A、B、C整体为研究对象，根据平衡条件可得解得故选A。6.如图所示：地球可看作质量分布均匀、半径为R的球体，地球内部的a点距地心的距离为r，地球外部的b点距地心的距离为2r，2r>R。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，忽略地球的自转，则a、b两点的重力加速度大小之比为（　　）A.B.C.D.

5【答案】C【解析】【详解】设地球密度为ρ，根据题意可知a点距地心距离为r，且小于R，则只有半径为r的球体对其产生万有引力，则根据黄金代换可得解得b点距地心的距离为2r，则根据黄金代换可得解得则故C正确，故选C。7.如图所示，质量为0.7kg的带孔小球穿在光滑的固定水平杆（足够长）上，长度为0.8m的轻质细线上端与小球连接，下端悬挂一质量为0.7kg的木块，质量为0.02kg的子弹沿水平方向以160m/s的速度射入木块，以20m/s的速度水平射出木块，小球和木块均可视为质点，取重力加速度大小，则水平杆对小球的最小作用力为（　　）A.8NB.9NC.10ND.11N【答案】A【解析】【详解】令m1、m2和m3分别表示子弹、木块和小球的质量，v0表示子弹射入木块前的速度，v1和v2分别表示子弹射出木块时子弹和木块的速度，根据动量守恒定律有

6解得木块获得速度后，对木块和小球组成的系统分析，系统水平方向动量守恒，当木块摆动小球右下侧最高点时与小球具有相同的水平速度v，根据动量守恒定律有解得设木块上升的高度为h，根据机械能守恒定律有解得令l表示细线长度，则此时细线与水平方向的夹角的正弦值为解得设此时细线拉力大小为T，对木块和小球在水平方向上根据牛顿第二定律分别有可知ax和ax′大小相等、方向相反，所以此时木块相对小球加速度的水平分量大小为设此时木块相对小球的加速度的竖直分量大小为，则因为小球在竖直方向上始终平衡，所以木块相对小球的竖直分运动等同于相对地面的竖直分运动，则对木块在竖直方向上根据牛顿第二定律有

7解得木块绕小球做圆周运动，木块上升到最高点时相对小球的线速度为零，此时细线拉力最小，水平杆对小球的作用力最小，为故选A。8.火车速度的提高易使外轨受损，提速后为解决火车转弯时对外轨的磨损问题，下列可行的措施有（）A.减小弯道半径B.增大弯道半径C.适当减小内、外轨道的高度差D.适当增大内、外轨道的高度差【答案】BD【解析】【详解】火车转弯时为减小外轨所受压力，可使外轨略高于内轨，使轨道形成斜面，若火车速度合适，内外轨均不受挤压。此时，重力与支持力的合力提供向心力，如图所示当火车速度增大时，应适当增大转弯半径或增加内外轨道高度差。故选BD。

89.在如图所示的电路中，、为滑动变阻器，它们的滑片、均位于滑动变阻器的正中间，下列操作能使理想电流表的示数增大的是（　　）A.向左移动滑片B.向右移动滑片C.向上移动滑片D.向下移动滑片【答案】AD【解析】【详解】A．向左移动滑片，电路的总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可知，总电流增大，并联电路两端电压U并增大，理想电流表的示数增大，A正确；B．向右移动滑片，电路的总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律可知，总电流减小，并联电路两端电压U并减小，理想电流表的示数减小，B错误；C．向上移动滑片，电路的总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可知，总电流增大，电源内阻电压增大，路端电压减小，R1两端电压增大，并联电路两端电压U并减小，理想电流表的示数减小，C错误；D．向下移动滑片，电路的总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律可知，总电流减小，电源内阻电压减小，路端电压增大，R1两端电压减小，并联电路两端电压U并增大，理想电流表的示数增大，D正确。故选AD。10.甲同学在马路上匀速步行时经过路边的一辆电动车，1.5s后乙同学启动电动车，两者运动的v-t图像如图所示，下列说法正确的是（　　）A.乙同学启动电动车时的加速度大小为B.0~3.5s内甲、乙两同学间的最大距离为2mC.时乙同学追上甲同学

9D.乙同学追上甲同学时的加速距离为4.5m【答案】BD【解析】【详解】A．v-t图像的斜率表示加速度，所以乙同学启动电动车时的加速度大小为故A错误；B．由图可知0~3.5s内，t=2.5s时刻甲、乙速度相同，此时两同学间距离最大，又因为v-t图像与坐标轴所围的面积表示位移，所以最大距离为故B正确；C．设t时刻乙同学追上甲同学，根据位移关系有解得（另一解t=05s不合实际，舍去）故C错误；D．乙同学追上甲同学时的加速距离为故D正确。故选BD。11.一辆玩具赛车在水平直跑道上由静止开始以800W的恒定功率加速前进，玩具赛车瞬时速度的倒数和瞬时加速度a的关系图像如图所示，已知玩上赛车在跑道上运动时受到的阻力大小不变，玩具赛车从起点到终点所用的时间为30s，玩具赛车到达终点前已达到最大速度。下列说法正确的是（　　）A.玩具赛车的质量为10kgB.玩具赛车所受的阻力大小为40NC.玩具赛车的速度大小为10m/s时的加速度大小为2m/s2

10D.起点到终点的距离为500m【答案】BCD【解析】【详解】AB．由牛顿第二定律可知赛车做加速度逐渐减小的加速直线运动，整理得所以图像的斜率恒定为与纵轴的截距为结合图像可得代入P=800W解得m=20kgf=40N选项A错误，B正确；C．将v=10m/s代入解得a=2m/s2选项C正确；D．达到最大速度时有F=f=40N又P=Fvmax=800W解得

11vmax=20m/s从起点到终点根据动能定理有解得x=500m选项D正确。故选BCD。二、非选择题：本题共5小题，共56分。12.某同学利用水平放置的气垫导轨和光电门“验证机械能守恒定律”，装置如图所示。已知滑块的质量为M，钩码的质量为m，重力加速度大小为g。测得遮光条的宽度为d，光电门A、B之间的距离为l，滑块通过光电门A、B的时间分别为、。（1）滑块通过光电门A时的速度大小vA=______（用相关物理量的符号表示）。（2）要验证系统机械能守恒，需要______和______在误差范围内相等。（均用相关物理量的符号表示）【答案】①.②.mgl③.【解析】【详解】（1）[1]滑块通过光电门的时间很小，平均速度近似等于瞬时速度，则有滑块经光电门A时的速度大小（2）[2]要验证系统机械能守恒，需要系统重力势能的减少量[3]滑块经光电门B的速度大小为

12系统动能的增加量在误差范围内相等。13.某同学要测量一枚纽扣电池的电动势（约为3V）和内阻（约为0.5Ω），设计了如图甲所示的电路，电路中为定值电阻，电压表内阻较大。（1）请按图甲电路帮助小贾同学完善图乙实物的连线________。（2）滑动变阻器应选用______，定值电阻应选用______。A．滑动变阻器（阻值为0~3Ω，允许通过的最大电流为2A）B．滑动变阻器（阻值为0~50Ω，允许通过的最大电流为1A）C．定值电阻（阻值为1.0Ω，功率不能超过2W）D．定值电阻（阻值为10Ω，功率不能超过10W）（3）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，记录多组电压表U和电流表I的示数，作出图像如图丙所示，则电池的电动势E=______V（结果保留三位有效数字），电池的内阻r=______Ω（结果保留两位有效数字）。（4）当电压表的示数如图丁所示时，电池的输出功率是______W（结果保留两位有效数字）。

13【答案】①.②.B③.C④.2.92##2.90##2.91##2.93##2.94⑤.0.42##0.41##0.43##0.44⑥.0.81##0.82##0.83##0.84##0.85##0.86【解析】【详解】（1）[1]实物图如图所示（2）[2][3]电流表量程是0.6A，电池电动势约为3V，则电路中最小的阻值为定值电阻为保护电阻，定值电阻（阻值为10Ω，功率不能超过10W）阻值太大，所以定值电阻应该选C；滑动变阻器（阻值为0~3Ω，允许通过的最大电流为2A）阻值太小，滑动变阻器采用限流式接法，为测多组实验数据，滑动变阻器应该选择B；（3）[4][5]根据闭合电路欧姆定律

14由图丙可知，图线与纵轴的交点所代表的电压就是电池电动势，则E=2.92V由图丙可知，图线的斜率等于，则则（4）[6]电压表的量程是3V，图丁所示读数为2.40V，由图丙可知，此时电流为0.35A，则此时电池的输出功率14.图为直流电动机提升重物的装置图，重物的质量，电源电动势，电源内阻，当电动机以的恒定速度竖直向上提升重物时，电路中的电流I=4A。不计绳的重力，不计摩擦阻力与空气阻力，取重力加速度大小，求：（1）电动机的输入功率；（2）电动机线圈的电阻R；（3）电源的工作效率。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）电动机的输入功率就是电源的输出功率，则有解得（2）电动机的输入功率等于提升重物的功率与线圈电阻的热功率之和，则有

15解得（3）电源的工作效率解得15.1890年，英国物理学家J.J.汤姆孙对阴极射线进行了研究，打开了探究原子结构的大门，他的实验装置如图所示。真空玻璃管内阴极K发出的电子，由静止经A、K间的电压加速后，以平行于极板C、D的速度进入平行板电容器。若两极板C、D间无电压，则电子恰好打在荧光屏上的O点；若在两极板间施加图示的电压，则电子打在荧光屏上的P点。已知极板C、D的长度均为l，间距为d，O、P间的距离为y，电子的比荷为，加速电压和偏转电压均为U。求：（1）电子进入极板C、D时的速度大小；（2）两极板右端距荧光屏的距离x。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据动能定理有解得（2）电子的运动轨迹如图所示，设电子在偏转电场中偏转的位移大小为h，有

16解得16.如图所示，质量的滑块与质量的带挡板的木板用弹簧拴接在一起，起初弹簧处于原长，它们一起以的速度在足够大的水平地面上向右运动，之后木板与静止的、质量的小球发生弹性碰撞，碰撞时间极短，此后弹簧压缩过程中木板运动的位移大小，弹簧的最大压缩量，弹簧始终处于弹性限度内，忽略一切摩擦，求：（1）碰后小球的速度大小v；（2）弹簧第一次压缩过程中对木板的冲量I；（3）从与小球碰撞开始到弹簧第一次压缩至最短所用的时间t。【答案】（1）；（2），方向水平向右；（3）1s【解析】【详解】（1）设木板与小球碰撞后的速度大小为，则有解得

17（2）设弹簧压缩至最短时滑块和木板的速度均为，则有解得方向水平向右。（3）设弹簧压缩过程中的某时刻滑块的速度大小为，木板的速度大小为，则有即则解得