江西省宜春高安市第二中学2021～2022学年高二上学期期中考试物理试卷（Word版含答案）

机密★启用前 试卷类型：A卷
江西省高安二中2021～2022学年（上）期中考试试卷
高 二 物 理
试卷满分：100分，考试时间：90分钟 命题：左烟龙 审题：黄清华
本题共12小题。1～8题，每小题只有一个选项正确,选对4分，选错0分；9～12题，每小题有多个选项正确,全部选对得4分,选对但不全得2分,有错选或不选得0分。共48分。
1．如图所示 “牛顿摆”装置，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高．用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球．当把小球1向左拉起一定高度，如图甲所示，然后由静止释放，在极短时间内经过小球间的相互碰撞，可观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同，如图乙所示．关于此实验，下列说法中正确的是
A．上述实验过程中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒
B．上述实验过程中，5个小球组成的系统机械能不守恒，动量不守恒
C．如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度（如图丙所示），同时由静止释放，经碰撞后，小球4、5一起向右摆起，且上升的最大高度高于小球1、2、3的释放高度
D．如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度（如图丙所示），同时由静止释放，经碰撞后，小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度相同
2．阴极射线示波管的聚焦电场是由电极A1、A2形成，实线为电场线，虚线为等势线，Z轴为该电场的中心轴线，P、Q、R为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点，则
A．电极A1的电势高于电极A2的电势 B．电场中Q点的电场强度小于R点的电场强度
C．电子在P点处的动能小于在Q点处的动能 D．电子在Q处的电势能小于在R点处的电势能
3．2020年5月5日，长征五号B火箭首飞成功，新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱被送入预定轨道，中国空间站建造拉开序幕。若试验船绕地球做匀速圆周运动，它与地心的连线在单位时间内扫过的面积为S。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，则试验船的轨道半径为
A.gR2/4S2 B.4S2/gR2 C.16πS3/gR2 D.g2R2/16S2
4．如图所示，在光滑绝缘的水平面上，虚线左侧无磁场，右侧有磁感应强度B=0.25T的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，质量mc=0. 001kg、带电量qc=-2×10-3C的小球C静置于其中；虚线左侧有质量mA=0. 004kg，不带电的绝缘小球A以速度v0=20m/s进入磁场中与C球发生正碰，碰后C球对水平面压力刚好为零，碰撞时电荷不发生转移，g取10m/s 2，取向右为正方向．则下列说法正确的是
A．碰后A球速度为25m/s B．C对A的冲量为0.02 N·s
C．A对C做的功为0.2J D．AC间的碰撞为弹性碰
5．如图甲，倾角为θ的传送带始终以恒定速率v2逆时针运行，t=0时速度大小为v1（v1> v2）的小物块从传送带的底端滑上传送带，其速度随时间变化的v-t图像如图乙，则小物块
A．与传送带间的动摩擦因数μ大于tanθ
B．0～t1与t1～t2两时段所受摩擦力方向相反
返回传送带底端时的速率小于v1
D．0～t1与t1～t2两时段与传送带因摩擦产生的热量相等
6．质谱仪最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计的，他用质谱仪发现了氖20和氖22，证实了同位素的存在。如图所示，容器A中有质量分别为m1、m2，电荷量相同的氖20和氖22两种离子（不考虑离子的重力及离子间的相互作用），它们从容器A下方的小孔S1不断飘入电压为U的加速电场（离子的初速度可视为零），沿竖直线S1 S2(S2为小孔)与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在水平放置的底片上。由于实际加速电压的大小在U±ΔU范围内微小变化，这两种离子在磁场中运动的轨迹可能发生交叠，为使它们的轨迹不发生交叠，△U/U应小于
A. （m2-m1）/m1 B．（m2-m1）/m2
C．（m2-m1）/(m1 +m2) D．m2/(m1 +m2)
7．如图所示，光滑绝缘水平面上嵌入一无限长通电直导线．一质量为0.02kg的金属环在该平面内以大小v0=2m/s、方向与电流方向成60°角的初速度滑出．则
A．金属环最终将静止在水平面上的某处
B．金属环最终沿垂直导线方向做匀速直线运动
C．金属环受安培力方向始终和速度方向相反
D．金属环中产生的电能最多为0.03J
8．如图所示的变压器中，原副线圈的匝数比为n1:n2=2:1,图中定值电阻 R1与原线圈串联后再与一有效值为44 V 的交变电源连在一起。阻值为16 Ω的定值电阻R2 与标有“12 V 6 W”的灯泡L 串联后接在副线圈中，电路稳定后灯泡 L 恰好正常发光。则变压器原线圈的输入功率与R1消耗的功率之比为
A．1:1 B．2:1 C．10:1 D．3:5
9．如图所示为赛车场的一个“梨形”赛道，两个弯道分别为半径R=90m的大圆弧和r=40m的小圆弧，直道与弯道相切。大、小圆弧圆心O、O' 距离L=100m。赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍，假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短（发动机功率足够大，重力加速度g=10m/s2,π=3.14）。
A．在绕过小圆弧弯道后加速 B．在大圆弧弯道上的速率为45 m/s
C．在直道上的加速度大小为5.63 m/s2 D．通过小圆弧弯道的时间为5.85 s
10．如图所示，在光滑定滑轮C正下方与C相距h的A处固定一电荷量为Q(Q＞0)的点电荷，电荷量为q的带正电小球B，用绝缘细线拴着，细线跨过定滑轮，另一端用适当大小的力F拉住，使B处于静止状态，此时B与A点的距离为R，B和C之间的细线与AB垂直。若B所受的重力为G，缓慢拉动细线(始终保持B平衡)直到B接近定滑轮，静电力常量为k，环境可视为真空，则下列说法正确的是
A.F逐渐减小 B. F先减小后增大
C.库仑力大小不变 D.库仑力大小先不变后变小
11．如图所示，不可伸长的柔软轻绳一端固定于0点，另一端系着一小球，小球放在水平升降平台上，不计摩擦和空气阻力。先让小球以某一速度在平台上做匀速圆周运动，后使升降平台缓慢竖直上升，在小球到达顶点O所在水平面之前，下列说法正确的是
A.小球转动的角速度逐渐减小 B.小球运动的线速度大小保持不变
C.升降平台对小球的支持力保持不变 D. O点受到的拉力逐渐减小
12．如图所示，在水平面内两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨（电阻不计）水平放置。导轨间存在方向竖直向上、大小为B的匀强磁场。两平行金属杆ab、cd的质量分别为m1、m2，电阻分别为R1、R2，且始终与导轨保持垂直。开始两金属杆处于静止状态，相距为x0，现给金属杆ab一水平向右的初速度v0，一段时间后，两金属杆间距稳定为x1。下列说法正确的是
A．金属杆cd先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动
B．当金属杆ab的加速度大小为a时，金属杆cd的加速度大小为m1a/m2
C．这段时间内通过金属杆cd的电荷量为BL（x1-x0）/(R1+R2)
D．两金属杆ab、cd在运动过程中产生的焦耳热为m1m2v02/(m1+m2)
二、本题共2小题，共14分，把答案填在相应横线上.
13．甲、乙、丙三个实验小组分别采用图甲、乙、丙所示实验装置探究“加速度与力、质量的关系”。
（1）下列说法正确的是
A.三个实验中，甲必须平衡小车所受的摩擦力，乙和丙不需要
B.三个实验中，甲必须使重物的质量远小于小车的质量，乙和丙不需要　
C.三个实验中，都必须用天平测量重物的质量
(2)某次实验中记录的纸带如图所示，从A点起每5个点取一个计数点，则小车运动的加速度为 m/s2。（保留三位有效数字）
（3）乙采用图乙实验装置，多次改变重物的质量，通过弹簧测力计读出拉力F，并求出小车的加速度a,然后以拉力F为横轴，加速度a为纵横，得到a－F图像是一条倾斜直线，图线斜为k，则小车质量为
14．某同学设计了如图甲所示电路测量电池组的电动势和内阻。除待测电池组外，还需要使用的实验器材：灵敏电流表G，可变电阻R1、R2，电压表V1、V2，电流表A1、A2，开关，导线若干。
(1)为了选择合适的可变电阻，该同学先用多用电表估测了电压表的内阻。测量时，先将多用电表挡位调到如图乙所示位置，再将红表笔和黑表笔短接，调节姆调零旋钮，使指针指向“0Ω”然后将调节好的多用电表红表笔和电压表的负接线柱相连，黑表笔和电压表的正接线柱相连。欧姆表的指针位置如图丙所示，则欧姆表的读数为 Ω
（2）选择合适的可变电阻R1，R2后，按照图甲所示电路图连接好电路，将可变电阻R1，R2调到合适的阻值，闭合开关S，反复调节可变电阻R1、R2，直到电流表G的指针不偏转，电表V1、V2的示数之和记为U1，电流表A1、A2的示数之和记为I1。
（3）断开开关，适当调小可变电阻R1的阻值，闭合开关，发现此时电流表G的指针发生了偏转，缓慢 （选填“调大”或“调小”)可变电阻R2的阻值，直至电流表G的指针不发生偏转，电压表V1、V2的示数之和记为U2，电流表A、A的示数之和记为I2
(4)重复(3)的步骤，记录到多组数据(U3，I3)、(U4，I4)…… (5)实验完毕，整理器材
(6)利用记录的数据，作出图线如图丁所示，依据图线可得电池组的内阻r为 电动势为
(7)理论上该同学得的电油组内阻 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值
本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.
15．（8分）我国高铁的发展速度令世人瞩目。为了提高行车效率，缩短行车时间，设计师提出种列车过站不停车的设想，如下面简图所示。高铁匀速行驶的速度v0=360km/h，进站时尾部子车1在O点自动脱离，
将乘客送到下车站台下车，载着新乘客的子车2提前等候在上车站台A点处。为了更好地完成对接，母车接近车站时提前向子车2发出指令，发出指令后立即开始做加速度为a0的匀减速直线运动，到达B点时恰好将车速减小到v0。子车2接到指令后，沿转移轨道AB开始做加速度a=1m/s2的匀加速直线运动，子车2达到最大速度v=144km/h后，接看做匀速直线运动，转移轨道AB与铁轨的夹角θ=3°，已知cos30 ≈ 1。若子车2启动后t=3min，和母车同时到达B点，完成同速对接。求：(1)母车距离B点多远的时候，发出指令让子车2开始启动 母车做匀减速直线运动的加速席a0是多大？(2)求转移轨道AB的长度　
　　
16．（9分）如图所示，打开水龙头，流出涓涓细流。将乒乓球靠近竖直的水流时，水流会被吸引，顺着乒乓球表面流动。这个现象称为康达效应( Coanda Efect)。
某次实验，水流从A点开始顺着乒乓球表面流动，并在乒乓球的最低点B与之分离，最后落在水平地面上的C点(未画出)。已知水流出水龙头的初速度为v0，B点到C点的水平射程为x，B点距地面的高度为h，乒乓球的半径为R，O为乒乓球心，AO与竖直方向的夹角θ= 60°，不计一切阻力，若水与球接触瞬间速率不变，重力加速度为g. (1)求水龙头下端到A的高度差H;(2)若质量为△m(△m→0)的水受到乒乓球的“吸附力“为F，求F/△m的最大值；
17．（9分）一个半径为r的细小金属圆环，在范围足够大的磁场中竖直向下落，磁感线的分布情况如图所示，其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向下。开始时圆环所在处竖直方向的磁感应强度大小为B0，圆环所在处竖直方向的磁感应强度大小随下落高度y变化关系为By=B0－ky(其中k为比例常数，且k>0 ).已知金属圆环在下落过程中的环面始终保持水平，圆环质量为m，电阻为R，圆环由静止开始下落。忽略空气阻力，重力加速度为g。试求：（1）圆环下降高度h的过程中通过圆环的电荷量q；（2）圆环最终速度 vm。
（12分）如图所示，真空中有以O为圆心，半径为R的圆柱形匀强磁场区域，磁感应强度方向垂直纸面向外，在虚线范围内、x轴上方足够大的范围内有宽度为d，方向沿y轴负向、大小为E的匀强电场。圆形磁场区域的右端与电场左边界相切，现从坐标原点O沿纸面不同方向发射速率为v 的质子，已知质子的电荷量为e，质量为m，不计质子的重力。试求：（1）P、N两点在圆周上，M是OP的中点，MN平行于x轴，若质子从N点平行于x轴出磁场，求磁感应强度的大小和粒子从O点出射时的方向。（2）求质子从N点平行于x轴出磁场后与x轴的交点坐标。
江西省高安二中2021～2022学年（上）期中考试卷高二物理试题卷A参考答案
一．本题共12小题，共48分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 D C B C C C D C AB BD AD BC
二。本题共3小题，共15分，把答案填在题中的横线上.
13.（1）B （2）6.22 （3）2/k
14．（1）2200 （3）调大 （6）（b-a）/c b （7）等于
本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.
15．（1）母车匀减速车运动
位移: S=(v0+v)/2t =12600m ① 加速度大小是:a0=(v0-v)/t=1/3 m/s ②
（2）子车2对接前
加速过程所用时间为t1，由v=at1得t1=v/a=40s ③　位移是:x1=vt1/2=800m　④　
匀速过程的位移是: :x2=v(t-t1)=5600m⑤　 可得AB轨道长度为AB=x1+x2=6400⑥
16.（1）水流从B点开始做平抛运动有：
h=1/2gt2 ① x=vBt ②
水流从水龙头流出至到达B点，由动能定理
△mg(H+ Rcosθ+R) = 1/2△mvB2-1/2△mv02 ③
联立，解得: H=x2/4h-v2/2g -3R/2 ④
（2）设水流在B点的速率为vB，在B点时F/△m最大，
由牛顿第二定律得：F-△mg=△mvB2/R ⑤
解得：F/△m = g(1+x2/2hR) ⑥
17.　(1) khπr2/R (2) mgR/k2π2r4
18.（1）B=mv/eR 与+x轴成600角
（2）设质子刚好打到电场右边界与x轴的交点有
i)当时，与x轴交点坐标为（，0）
ii)当时，与x轴交点坐标为（，0）