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江苏省灌南高级中学2021-2022上学期期中考试物理试卷一、单选题(本大题共12小题,共48.0分)1.磁性水雷是用一个可绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的,军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体.当军舰接近磁性水雷时,就会引起水雷的爆炸,其依据是()A.磁体的吸铁性B.磁极间的相互作用规律C.电荷间的相互作用规律D.磁场对电流的作用原理【答案】B【解析】【详解】磁性水雷中的小磁针静止时,一端指南,一端指北,水雷不会爆炸;军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体,当军舰接近磁性水雷时,由于磁极间的相互作用,水雷中的小磁针发生转动,触发水雷发生爆炸.故B项正确,ACD三项错误.2.物体做简谐运动时,下列叙述正确是( )A.平衡位置就是回复力为零的位置B.处于平衡位置的物体,一定处于平衡状态C.做简谐运动物体受到的合力与位移大小成正比,方向相反D.单摆摆角超过5°也可以看成简谐振动【答案】A【解析】【分析】【详解】A.平衡位置就是回复力为零的位置,选项A正确;B.处于平衡位置的物体,不一定处于平衡状态,例如单摆在平衡位置时不是平衡状态,选项B错误;C.做简谐运动物体受到的回复力与位移大小成正比,方向相反,选项C错误;D.单摆摆角超过5°时,回复力与位移不再正比关系,则不可以看成简谐振动,选项D错误。故选A。3.在如图所示的电路中,AB为粗细均匀、长为L的电阻丝,以AB上各点相对A点的电压为纵坐标,各点离A点的距离x为横坐标,则U随x变化的图线应为图中的( )
1A.B.C.D.【答案】A【解析】【分析】【详解】根据电阻定律,横坐标为x的点与A点之间的电阻这两点间的电压I为电路中的电流,它是一个定值,故U跟x成正比例关系,故A正确,BCD错误。故选A。4.如图所示,一有限范围的匀强磁场,宽度为d,将一边长为l的正方形导线框以速度为v匀速地通过磁场区域,若,则线圈中不产生感应电流的时间应等于( )A.B.C.D.【答案】C【解析】【分析】【详解】如图所示
2从线框完全进入直到右边开始离开磁场区域,线框中的磁通量就不再发生变化,故线圈中没有感应电流的距离为,所以线圈中不产生感应电流的时间应为故C正确,A、B、D错误;故选C。5.如图所示,用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值,c端与b端相连时,电流表示数为4.60mA,电压表示数为2.50V,c端与a端相连时,电流表示数为5.20mA,电压表示数为2.30V,比较这两次结果正确的是( )A.电阻的真实值更接近543Ω,且大于543ΩB.电阻的真实值更接近543Ω,且小于543ΩC.电阻的真实值更接近460Ω,且大于460ΩD.电阻的真实值更接近460Ω,且小于460Ω【答案】B【解析】【详解】比较两次的电压表读数,可知则电流表示数变化则
3可见即电流变化明显一些,可见电压表内阻带来的影响比电流表内阻带来的影响大,故应采用内接法此法测量值偏大。故选B。6.如图所示,小球P连接着轻质弹簧放在光滑水平面上,弹簧的另一端固定在墙上,O点为小球的平衡位置,把小球拉到A点();轻轻释放,经小球动到O点,如果把小球P拉到点();则释放后小球第一次运动到O点所需的时间为A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】根据简谐运动特点可知,振子振动的周期与振幅无关,所以从点释放后小球第一次运动到O点所需的时间仍然为,故B正确,ACD错误。故选B.7.质量为5kg的物体,原来以v=5m/s的速度做匀速直线运动,现受到跟运动方向相同的冲量15Ns的作用,历时4s,物体的动量大小变为()A.80kg·m/sB.160kg·m/sC.40kg·m/sD.10kg·m/s【答案】C【解析】【详解】设物体初速度方向为正方向,根据动量定理可得,C正确8.如图所示,a、b、c为水平面内的三点,其连线构成一个等边三角形,两根长直导线竖直放置且过a、b两点,两导线中分别通有方向相反的电流I1和I2。已知通电直导线产生磁场的磁感应强度可用公式表示,公式中的k是常数、I是导线中电流强度、r是该点到直导线的距离。若两根长导线在c点产生的磁场的磁感应强度方向沿图中虚线由c点指向a点,则电流I1:I2值为( )
4A.1:2B.C.2:1D.【答案】A【解析】【详解】由安培定则,结合两根长导线在c点产生磁场方向沿图中虚线由c点指向a点,那么两导线在c点磁感线的方向如图所示依据三角知识,则有由题知通电直导线产生磁场的磁感应强度的表示式为,则有解得故选A。9.弹簧振子做简谐运动,O为平衡位置,当它经过点O时开始计时,经过0.3s,第一次到达点M,再经过0.2s第二次到达点M,则弹簧振子的周期可能为( )A.0.6sB.1.4sC.1.6sD.2s【答案】C
5【解析】【分析】【详解】质点的振动周期存在两种可能性,设质点在BC范围内运动,如图所示由时间为则周期为如图所示若从O点开始向左,令从O到M′的时间为,则有解得则周期为综上所述,弹簧振子的周期可能为1.6s或0.53s。故选C。10.如图将一质量为m的小球,从放置在光滑水平地面上质量为M的光滑半圆形槽的槽口A点由静止释放经过最低点B运动到C点,下列说法中正确的是( )
6A.小球运动到圆形槽右侧最高点一定与A点等高。B.从B运动到C,半圆形槽和小球组成的系统动量守恒C.从A到B再到C,C点可能是小球运动的最高点D.从A到B,半圆形槽运动的位移一定大于小球在水平方向上运动的位移【答案】A【解析】【详解】AC.系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒,结合能量守恒知,小球刚好能运动到右侧最高点,此时两物体速度都为零,故A正确C错误;B.从B到C,两物体在竖直方向上有合外力,系统的动量不守恒,但是在水平方向上,两物体的受力等大反向,故两物体组成的系统在水平方向上动量守恒;故B错误;D.从A到B,在水平方向上,两物体的受力等大反向,故两物体组成的系统在水平方向上动量守恒,有两边同乘于时间t,有故两物体的位移大小与两物体的质量成反比,题设为给出两物体的质量关系,故无法判断两物体的位移大小关系,故D错误。故选A。11.如图所示,电源电动势为E、内阻为r,、、为定值电阻(阻值均大于电源内阻r),电压表和电流表可视为理想电表。开关S闭合时,一带电油滴P恰好能静止在平行金属板之间,若将滑动变阻器的滑片向b端移动,下列说法正确的是( )A.油滴将向上运动
7B.电压表的示数变小、电流表的示数变大C.电源的输出功率逐渐增大、电源的效率逐渐增大D.、电阻上消耗功率都变大【答案】B【解析】【详解】A.滑动变阻器的滑片向b端移动,则滑动变阻器接入电路的电阻减小,总电阻减小,则干路电流增大,由可知电容器两端电压减小,电场力减小,故油滴将向下运动,故A错误;B.由于干路电流增大,而减小,故减小,则流过的电流增大,两端电压增大,则滑动变阻器两端电压减小,即电压表示数减小,电流表示数变大,故B正确;C.由于,且总电阻减小,故电源的输出功率增大,而电源效率减小,故C错误;D.由干路电流增大,故消耗功率增大,而减小,则消耗功率减小,故D错误。故选B。12.如图所示,几个摆长相同的单摆,它们在不同条件下的周期分别为、、、,关于周期大小关系的判断,正确的是( )A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】根据周期公式
8可知单摆的周期与振幅和摆球质量无关,与摆长和重力加速度有关。题图1中沿斜面的加速度为所以周期题图2中摆球所受的库仑力始终沿摆线方向,回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供,故摆球的等效重力加速度为所以周期题图3中的周期题图4中的等效重力加速度为所以周期故,故ABC错误,D正确。故选D。二、实验题(本大题共2小题,共18.0分)13.(1)当用多用电表的欧姆挡粗测Rx的阻值时,发现指针偏转角度太大了,应使选择开关拨到___________(填“”和“”)倍率挡,重新欧姆调零后再测,此时多用电表指针位置如图(a),其读数为___________。
9(2)在图(b)中游标卡尺的读数为___________mm,螺旋测微器的读数为___________mm。【答案】①.②.15.0##15③.29.8④.0.760【解析】【详解】(1)[1]指针偏角太大,说明待测电阻阻值较小,应该换小倍率挡,即选择开关应该置于“×1”倍率挡;[2]多用电表读数为指针所指刻度与倍率的乘积,故图中读数为(2)[3]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和,所以图中的读数为[4]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,所以图中的读数为14.某研究性课题小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件来进行研究,一是电阻(约为)二是手机的锂电池(电动势标称值为,允许最大放电电流为)。在实验室备有如下实验器材:
10A.电压表V(量程4V,内阻约为);B.电流表(量程,内阻为);C.电流表(量程,内阻约为);D.滑动变阻器(,额定电流);E.电阻箱;F开关S一个、导线若干(1)为了测定电阻的阻值,小组的一位成员设计了如图甲所示的电路原理图,电源用待测的锂电池,则电流表应该选用___________(填“”或“”);他用电压表的读数除以电流表的读数作为的测量值,则测量值___________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。(2)小组的另一位成员,设计了如图乙的电路原理图来测量锂电池的电动势和内阻。在实验中,他多次改变电阻箱阻值。取得多组数据。画出图像为一条直线(如图丙),则该图像在考虑电流表内阻的前提下的原理函数表达式为___________(用题中的,,,,等表达),由图可知该电池的电动势___________V,内阻___________Ω(结果均保留两位有效数字)【答案】①.②.大于③.④.3.3⑤.8.3【解析】【详解】(1)[1]根据题意,由欧姆定律可得,流过的电流表的最大电流约为则电流表应该选用。[2]由电路图甲可知,电流表采用的是内接法,由于电流表的分压,电压的测量值大于真实值,由欧姆定律可知,电阻的测量值大于真实值。(2)[3]根据题意及电路图乙,由闭合回路的欧姆定律有
11整理得[4][5]根据题意,结合图丙可得,解得,三、计算题(本大题共3小题,共34.0分)15.如图,M为一线圈电阻的电动机,,电源电动势,当S断开时,理想电流表的示数,当开关S闭合时,理想电流表的示数为。求:(1)电源内阻r;(2)开关S闭合时,电阻R消耗的功率;(3)开关S闭合时,通过电动机M的输出功率。【答案】(1)2Ω;(2)2W;(3)6.875W【解析】【详解】(1)当S断开时,根据闭合电路的欧姆定律得得(2)开关S闭合时,电源两端电压电阻R消耗的功率
12(3)流过R的电流强度为流过电动机的电流强度为通过电动机M的输出功率16.如图,LMN是竖直平面内固定的光滑轨道,MN水平且足够长,LM下端与MN相切。质量为2kg的小球B与一轻弹簧相连,并静止在水平轨道上,质量为4kg小球A从LM上距水平轨道高为处由静止释放,在A球进入水平轨道之后与弹簧正碰并压缩弹簧但不粘连。设小球A通过M点时没有机械能损失,重力加速度g取。求:(1)A球与弹簧相碰过程中弹簧的最大弹性势能。(2)A球从与弹簧接触到把弹簧压到最短过程中,弹簧对A球作用力的冲量。(3)A、B两球最终的速度、的大小。【答案】(1)6J;(2),方向水平向左;(3)、,方向都向右【解析】【详解】(1)对A球下滑的过程只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒定律得代入数据解得在水平轨道上,A、B两球组成的系统动量守恒,当A、B两球速度相等时弹簧的压缩量最大,弹簧的弹性势能最大,设A、B的共同速度为v,以向右为正方向,由动量守恒定律可得
13由机械能守恒定律得代入数据解得(2)A球从与弹簧接触到把弹簧压到最短过程中,根据动量定理,弹簧对A球作用力的冲量负号表示方向水平向左,冲量大小为。弹簧恢复原长时A、B分离,A、B两球组成的系统动量守恒、机械能,设分离后A的速度为,B的速度为,以向右为正方向,由动量守恒定律得由机械能守恒定律得代入数据解得,弹簧恢复原长后A、B都向右做匀速直线运动,A、B的最终速度大小分别是、,方向都向右。17.如图,质量为m的物体放在质量为m0的平台上,随平台在竖直方向上一起做简谐运动,振幅为A,周期为T,运动到最高点时,物体m对平台的压力恰好为零,重力加速度为g,求:(1)当m运动到最低点时,m的加速度;(2)当m运动到最低点时,平台m0给物体m的支持力大小;(3)物体从最高点到最低点的过程中,平台m0给物体m的支持力的冲量;(4)弹簧的最大弹性势能。【答案】(1)g,方向竖直向下;(2)2mg;(3),方向竖直向上;(4)【解析】【详解】(1
14)当平台运动到最高点时,物体对平台的压力恰好为零,则平台对物体的支持力也为零,以物体为研究对象,根据牛顿第二定律有解得方向竖直向下;根据简谐运动的对称性可知,物体运动到最低点时的加速度大小也等于g,方向竖直向上;(2)当物体运动到最低点时,对物体,根据牛顿第二定律有解得(3)物体从最高点到最低点的过程中,根据动量定理有所以平台对物体的支持力的冲量即冲量大小为,方向竖直向上;(4)当物体运动到最高点时,此时弹簧处于原长状态,根据对称性,当物体运动到最低点时,弹簧的压缩量为2A,在平衡位置处有解得所以弹簧最大弹性势能为
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