山东省烟台市2021-2022学年高二（上）期中学业水平诊断物理试题（word含答案）
文档属性
| 名称 | 山东省烟台市2021-2022学年高二（上）期中学业水平诊断物理试题（word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 671.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-09 06:41:47 | ||
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文档简介
2021-2022学年度第一学期期中学业水平诊断
高二物理（等级考）
第Ⅰ卷（选择题，共42分）
一、本题共14小题，每小题3分，共42分．在每小题给出的四个选项中，1～8题只有一项符合题目要求，9～14题有多项符合题目要求．全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分．
1．关于能量和能源，下列说法中正确的是（ ）
A．化石能源是清洁能源，水能是可再生能源
B．能量的转化和转移有方向性
C．人类在不断地开发新能源，所以能量可以被创造
D．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失
2．下列有关电源电动势的说法中正确的是（ ）
A．电动势和电压单位相同，电动势和电压物理意义也相同
B．电源电动势与非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比
C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关
D．在电源内部把正电荷从负极移动到正极，非静电力做正功，电荷的电势能增加
3．现在的电热水器在工作时都有加热和保温两种状态，如图所示为电热水器的简化电路图，是电阻，是电热丝，S是自动开关，下列说法中正确的是（ ）
A．自动开关断开时，电热水器处于加热状态 B．自动开关断开时，电热水器处于保温状态
C．若，则电热水器在保温状态下的功率是加热状态的一半
D．若，则电热水器在保温状态下的功率是加热状态的一半
4．火车在铁轨上行驶时，每经过铁轨连接处，便迫使车厢在竖直方向上发生上下震荡，使火车运行产生很大噪音．如果铁轨上每根钢轨长，一列火车车振动的固有频率是，当该车行经铁轨连接处时，下列说法中正确的是（ ）
A．当火车以的速度行驶时，车厢振动幅度最大
B．当火车以的速度行驶时，车厢振动频率为
C．当火车以的速度行驶时，车厢最不颠簸
D．火车行驶速度越大，车厢振动幅度越大
5．如图甲所示，一弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接一小球静止于光滑水平地面上O点处．若把小球拉至A点后由静止释放，则小球在A、B之间做简诸运动，以水平向右方向为正方向，小球的振动图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．A、B之间的距离为
B．时刻小球位于B点，且此时小球的加速度最大
C．在时间内，小球运动的速度逐渐减小，所受的弹簧弹力逐渐增大
D．在时间内，小球运动的路程为，位移为零
6．自从“玉免二号探测器”到达月球工作并拍回一系列珍贵的月球表面照片以后，人们对月球的向往又进一步加深了，希望能够早日登上月球．假没未来的宇航员成功登上月球并把地球上的摆钟带到了月球上面．已知月球表面的重力加速度约为地球表面的，现要使该摆钟在月球上的周期与地球上周期相同，下列办法可行的是（ ）
A．将摆球的质量增加为原来的6倍 B．将摆球的质量减小为原来的倍
C．将摆长减小为原来的倍 D．将摆长增长为原来的6倍
7．我国东风-17高超音速战路导弹的射程可达几千公里，具备高超音速突防能力，可借助空前的机动能力实现蛇形机动，规避拦截，已知东风-17导弹质量为m，在一次机动变轨过程中，导弹正在大气层边缘向东水平高速飞行，速度大小为9马赫（1马赫就是一倍音速，设1马赫为v），突然蛇形机动变轨，转成水平向东偏下角飞行，速度大小为15马赫．取．此次机动变轨过程中，合力对导弹的冲量（ ）
A．大小为，方向竖直向上 B．大小为，方向竖直向下
C．大小为，方向竖直向上 D．大小为，方向竖直向下
8．保龄球运动因为具有很高的观赏性被很多人所喜爱，某人在一次击球练习中，首先用力将甲球抛出，接着又用力将乙球抛出，两球均在光滑的轨道上沿同一直线向同一方向运动，某时刻乙球追上甲球并发生碰撞，假设碰撞前甲球的动量为，乙球的动量为，碰后甲球的动量变为，两球大小形状完全相同，则下列关于甲、乙两球质量与的关系，可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
9．下列关于简谐运动的说法中正确的是（ ）
A．做简谐运动的质点，经过个周期所通过的路程一定等于一倍的振幅
B．做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，加速度也相同
C．做简谐运动的质点，在半个周期时间内，合外力的冲量一定不为零
D．做简谐运动的质点，在半个周期时间内，合外力做的功一定为零
10．在刚刚结束的东京奥运会上，14岁的中国姑娘全红婵凭借高超的“水花消失术”获得评委们的三个满分，从而获得女子10米跳台冠军．在比赛中质量为m的全红婵，从跳台上以初速度竖直向上跳起，从跳台上起跳到入水前重心下降了H，入水后由于水的阻力使速度减为0．入水后到速度为0时重心下降了h，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A．全红婵起跳后在空中受到合外力的冲量大小为
B．全红婵受到水的阻力的冲量大小为
C．从起跳后到入水后速度减为0的全过程中，全红婵受到的合外力的冲量大小为
D．全红婵入水后受到重力的冲量大小为
11．夏天天气炎热，为了迎合消费者的需求，制造厂家推出各式各样的微型电风扇，有手持式的也有挂脖式的．某研究小组为了研究小电风扇的电动机性能，设计了如下图所示的实验电路，其中电源的电动势为，内阻为，小灯泡的额定电压为，额定功率为．闭合开关，当开关S接1时，灯泡正常发光，电动机正常工作；当开关S接2，电阻箱阻值调到时电动机停止转动，此时电源的输出功率达到最大值，则（ ）
A．电动机的内阻为 B．电动机正常工作时两端的电压为
C．电动机正常工作时的输出功率为 D．开关S接1时电源的效率为87.5%
12．如图所示的电路中，、、均为定值电阻，为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），电源的电动势为E，内阻为r，电压表和电流表均为理想电表．开关S闭合后，当照射到的光照强度增大时，下列说法中正确的是（ ）
A．电压表示数变大 B．电流表示数变小
C．电容器所带电荷量增加 D．的功率变大
13．如图所示，质量为、半径为R的光滑圆弧形轨道槽C静止在光滑水平地面上，槽低端与水平面相切，质量为m的小球A与轻弹簧相连接并静止于水平地面上，现有一个质量为m的小球B从圆弧轨道最高点由静止下滑，下列说法中正确的是（ ）
A．小球B沿圆弧轨道滑至底端的过程中与圆弧轨道C组成的系统动量守恒
B．小球B从圆弧轨道最高点滑至底端的过程中圆弧轨道向右运动了
C．在运动过程中轻弹簧具有的最大弹性势能为
D．若轻弹簧左端固定在墙上，则小球B仍能返回圆弧轨道且上升的最大高度为
14．如图所示，两木块A、B质量分别为m、M，用劲度系数为k的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，在木块A正上方h高度处有一与A完全相同的木块C，现由静止释放C，释放后C自由下落与A发生碰撞并粘在一起向下运动，之后在竖直方向做简谐运动．在A、C一起运动过程中，木块B刚好不离开地面，弹簧始终在弹性限度内，忽略空气阻力，重力加速度为g．以下说法中正确的是（ ）
A．碰后瞬间A、C一起向下运动的速度大小为
B．在振动过程中，A、C组成的系统机械能守恒
C．A、C做简谐运动的振幅为
D．A、C做简谐运动的过程中，弹簧获得的最大弹性势能为
第Ⅱ卷（非选择题，共58分）
二、本大题共4小题，共20分．把答案填在答题卡中指定的横线上或按要求作图．
15．（4分）疫情期间某同学在家做“利用单摆测重力加速度”的实验．
（1）在组装单摆时，他找到了以下器材，应在下列器材中选用_______（选填字母代号）
A．长度约为的细线 B．长度约为的细线
C．直径约为的木球 D．直径约为的铜球
（2）由于家中只有长约的刻度尺，于是该同学在细线上的P点做了一个标记，使得悬点O到P点间的细线长度小于刻度尺的量程．保持该标记以下的细线长度不变，通过改变间细线长度来改变摆长．实验中，当间细线的长度分别为、时，测得相应单摆的周期为、，由此可得重力加速度________（用、、、表示）．
16．（4分）如图所示为“验证动量守恒定律”的实验装置，气垫导轨置于水平桌面上，A、B为两个上方带有遮光条且形状完全相同的弹性滑块，质量分别为、，遮光条宽度为d，、为两个光电门，实验过程如下：
（1）调节气垫导轨成水平状态．
（2）向右轻推滑块A，测得A通过光电门的遮光时间为．
（3）A、B相撞后，测得B通过光电门的遮光时间为，A再次通过光电门的遮光时间为．
根据实验过程回答以下问题：
①要想出现实验中的碰撞现象，则要求A、B的质量需满足_______（选填“>”、“<”或“=”）
②利用所测物理量的字母表示本实验要验证的动量守恒定律的表达式为_______________
17．（6分）某中学课外科技活动小组同学利用铜片、锌片和家乡盛产的苹果制作了苹果电池，然后运用所学知识进行研究．
（1）小明同学提议利用多用电表的电压挡来粗测该苹果电池的电动势，而后再用多用电表的欧姆“”挡粗测它的内阻，对于“利用多用电表的欧姆挡粗测苹果电池的内阻”，小组同学存在分歧，你认为小明同学这种测量苹果电池内阻的方法是否正确？并说明理由．
答：_____________________________________________．
（2）小组同学进一步利用图甲所示的实验电路来准确测量该电池的电动势和内阻．图中电流表量程为，内阻；电阻箱最大阻值为．实验步骤如下：
①按照电路图连接电路，为了安全，在闭合开关之前，小组同学应先将电阻箱阻值调到______（填“最大值”、“最小值”或“任意值”）；
②闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值，记下电流表的示数I和电阻箱的阻值R，并通过计算机Excel软件处理求出对应的和R值，如下表所示；
③由表中数据、Excel程序得到图像，并得到图像对应的一次函数
④根据一次函数算出苹果电池的电动势_______V，内阻_______（结果保留两位有效数字）．
9 8 7 6 5 4 3
92 102 115 131 152 180 220
10.87 9.80 8.69 7.63 6.58 5.56 4.54
18．（6分）某同学在实验室中利用伏安法测量待测电池的电动势和电阻．已知待测电池的电动势约，内阻约．实验室除待测电池、开关和导线若干外还有以下器材可供选择：
A．电流表（，内阻为）
B．电流表（，内阻约）
C．电压表（，内阻约）
D．电压表（，内阻约）
E．滑动变阻器（，额定电流）
F．滑动变阻器（，额定电流）
G．定值电阻
（1）为了调节方便，测量结果准确，实验中以上器材应选用__________（选填器材前的字母代号）；
（2）为了准确测定电源电动势和内电阻，请在方框内画出该实验的原理图；
（3）小组同学闭合开关，改变滑动变阻器触头的位置，分别记录下每一次电流表和电压表的读数．若实验记录电流表示数为I，电压表的示数为U，电源电动势为E，内阳为r，则U和I满足的关系式为__________________（用题干中物理量的字母表示）．
三、本题共4小题，共38分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位．
19．（8分）2021年5月15日7时18分，由祝融号火星车及进入舱组成的天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，标志我国首次火星探测任务着陆火星成功．“天问一号”探测器着陆过程可近似模拟如下：在反推火箭作用下，在距火星表面非常近的距离h高度处悬停，通过对障碍物和坡度进行识别，选定相对平坦的区域后，开始以大小为a的加速度竖直下降，探测器加速下降时火箭产生的反推力大小恒为F．当四条“缓冲脚”触地时，反推火箭立即停止工作，随后飞船经时间t速度减到0，最后停在火星表面上．已知探测器质量为m，火星半径为R，万有引力常量为G．求：
（1）火星的质量；
（2）探测器在触地过程中对火星表面的平均冲击力大小．
20．（8分）实验小组同学利用图甲所示的电路进行相关测试，电路中为滑动变阻器，．实验时，他们调节滑动变阻器的阻值，得到了各组电压表和电流表的数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出图像如图乙所示，已知电压表和电流表都是理想电表．
（1）求电源的电动势和内阻；
（2）图线从A状态变化到B状态的过程中，滑动变阻器阻值的变化范围；
（3）当的阻值为多大时，消耗的功率最大？最大功率为多少？
21．（10分）如图甲所示，在天花板上的O点用一定长度的摆线悬挂一个摆球，在O点的正下方P点处有一个钉子，现将摆球向左拉开一个很小的角度，时将摆球由静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到钉子，此时摆球继续向右摆动，设向右为正方向，摆球的振动图像如图乙所示，不计摆线和钉子相碰时的能量损失，取重力加速度，结果可用分式表示，求：
（1）单摆的振动周期；
（2）钉子的位置P点距离悬点O的距离；
（3）图像中与的比值．
22．（12分）如图所示，在光滑的水平地面上有一处于自然长度、劲度系数为k的轻弹簧，其一端固定在物块A上，另一端连接物块B，物块A、B的质量分别为和m，弹簧的自然长度为．质量为m的物块C紧靠物块B，开始时A、B、C均处于静止状态．现对C施加一水平向右、大小为F的恒力作用，使B、C一起向右运动，当弹簧压缩到最短时，立即撤去力F，经过一段时间后物块A离开墙壁．已知弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能可表示为，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量．
（1）B和C分离时，C的速度大小；
（2）物块A离开墙壁后，A、B之间的最大距离；
（3）若作用在物块C上的恒力变为，其它条件不变，求在运动过程中物块A获得的最大动能．
2021-2022学年度第一学期期中学业水平诊断
高二物理（等级考）参考答案及评分意见
一、本题共14小题，每小题3分，共42分．在每小题给出的四个选项中，1～8题只有一项符合题目要求，9～14题有多项符合题目要求．全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分．
1．B 2．D 3．B 4．A 5．B 6．C 7．D 8．C 9．BD 10．AC 11．AD 12．CD 13．BCD 14．AC
二、本大题共4小题，共20分．把答案填在答题卡中指定的横线上或按要求作图．
15．（4分）（1）AD（选对但不全的得1分） （2）（每空2分）
16．（4分）①< ②（每空2分）
17．（6分）（1）不正确（1分），因为欧姆表内部本身有电源，而水果电池也有电动势，二者相互影响，无法正确测出电源内阻（1分）
（2）①最大值（1分） ④0.95（1分） （2分）
18．（1）A．C．E．G（2分，错选不得分，漏选得1分） （2）如右图（2分）
（3）（2分）
三、本题共4小题，共38分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位．
19．（8分）解：（1）设火星表面的重力加速度为g，由牛顿第二定律可得
①（1分）
②（1分）
在火星表面 ③（1分）
联立②③得 ④（1分）
（2）由位移速度公式 ⑤（1分）
设探测器受到的平均冲击力大小为，规定竖直向下为正方向，由动量定理可得
⑥（1分）
⑦（1分）
由牛顿第三定律得：探测器对火星表面的平均冲击力大小为
⑧（1分）
20．（8分）解：（1）由闭合电路欧姆定律可知：
①（1分）
②（1分）
解得 ③（1分）
④（1分）
（2）由图像可知，在A点，在B点
所以滑动变阻器的阻值范围为 ⑤（1分）
（3） ⑥（1分）
当时，消耗功率最大 ⑦（1分）
⑧（1分）
21．（10分）解：（1）由图像可知，单摆完成一次全振动的时间为 ①（1分）
（2）由乙图可知，小球在左侧摆动时，单摆的周期为
由周期公式 ②（1分）
解得该单摆摆线的长度为 ③（1分）
小球在右侧绕着P点摆动时，周期为
由周期公式 ④（1分）
解得该单摆碰到钉子后的摆长为 ⑤（1分）
故钉子的位置P距离悬点O的距离 ⑥（1分）
（3）设单摆在左侧摆动的最大偏角为，在右侧摆动的最大偏角为
由数学知识可得 ⑦（1分）
⑧（1分）
由机械能守恒定律得 ⑨（1分）
⑩（1分）
说明：第（3）问如下解法同样给分：
（3）设单摆在左侧摆动的最大偏角为，在右侧摆动的最大偏角为
由数学知识可得 ⑦（1分）
⑧（1分）
由机械能守恒定律得 ⑨（1分）
⑩（1分）
22．（12分）解：（1）设弹簧最大压缩量为，由动能定理得
①（1分）
由功能关系得 ②（1分）
弹箦恢复原长时B、C分离，此时二者速度相等，设速度为，由机械能守恒定律得：
③（1分）
B和C分离时，C的速度大小 ④（1分）
（2）当A、B速度相等时，A、B之间的距离最大，此时二者的速度为v，弹簧的最大拉伸量为x，
由动量守恒定律得 ⑤（1分）
由机械能守恒定律得 ⑥（1分）
解得
A、B之间的最大距离 ⑦（1分）
（3）设恒力变为时，设弹簧最大压缩量为，B和C分离时，B的速度大小为
⑧（1分）
⑨（1分）
由题意可知，当弹簧从拉伸最长到恢复到原长时，物块A速度最大，设此时A、B的速度分别为、．由动量守恒定律得 ⑩（1分）
（1分）
（1分）
高二物理（等级考）
第Ⅰ卷（选择题，共42分）
一、本题共14小题，每小题3分，共42分．在每小题给出的四个选项中，1～8题只有一项符合题目要求，9～14题有多项符合题目要求．全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分．
1．关于能量和能源，下列说法中正确的是（ ）
A．化石能源是清洁能源，水能是可再生能源
B．能量的转化和转移有方向性
C．人类在不断地开发新能源，所以能量可以被创造
D．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失
2．下列有关电源电动势的说法中正确的是（ ）
A．电动势和电压单位相同，电动势和电压物理意义也相同
B．电源电动势与非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比
C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关
D．在电源内部把正电荷从负极移动到正极，非静电力做正功，电荷的电势能增加
3．现在的电热水器在工作时都有加热和保温两种状态，如图所示为电热水器的简化电路图，是电阻，是电热丝，S是自动开关，下列说法中正确的是（ ）
A．自动开关断开时，电热水器处于加热状态 B．自动开关断开时，电热水器处于保温状态
C．若，则电热水器在保温状态下的功率是加热状态的一半
D．若，则电热水器在保温状态下的功率是加热状态的一半
4．火车在铁轨上行驶时，每经过铁轨连接处，便迫使车厢在竖直方向上发生上下震荡，使火车运行产生很大噪音．如果铁轨上每根钢轨长，一列火车车振动的固有频率是，当该车行经铁轨连接处时，下列说法中正确的是（ ）
A．当火车以的速度行驶时，车厢振动幅度最大
B．当火车以的速度行驶时，车厢振动频率为
C．当火车以的速度行驶时，车厢最不颠簸
D．火车行驶速度越大，车厢振动幅度越大
5．如图甲所示，一弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接一小球静止于光滑水平地面上O点处．若把小球拉至A点后由静止释放，则小球在A、B之间做简诸运动，以水平向右方向为正方向，小球的振动图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．A、B之间的距离为
B．时刻小球位于B点，且此时小球的加速度最大
C．在时间内，小球运动的速度逐渐减小，所受的弹簧弹力逐渐增大
D．在时间内，小球运动的路程为，位移为零
6．自从“玉免二号探测器”到达月球工作并拍回一系列珍贵的月球表面照片以后，人们对月球的向往又进一步加深了，希望能够早日登上月球．假没未来的宇航员成功登上月球并把地球上的摆钟带到了月球上面．已知月球表面的重力加速度约为地球表面的，现要使该摆钟在月球上的周期与地球上周期相同，下列办法可行的是（ ）
A．将摆球的质量增加为原来的6倍 B．将摆球的质量减小为原来的倍
C．将摆长减小为原来的倍 D．将摆长增长为原来的6倍
7．我国东风-17高超音速战路导弹的射程可达几千公里，具备高超音速突防能力，可借助空前的机动能力实现蛇形机动，规避拦截，已知东风-17导弹质量为m，在一次机动变轨过程中，导弹正在大气层边缘向东水平高速飞行，速度大小为9马赫（1马赫就是一倍音速，设1马赫为v），突然蛇形机动变轨，转成水平向东偏下角飞行，速度大小为15马赫．取．此次机动变轨过程中，合力对导弹的冲量（ ）
A．大小为，方向竖直向上 B．大小为，方向竖直向下
C．大小为，方向竖直向上 D．大小为，方向竖直向下
8．保龄球运动因为具有很高的观赏性被很多人所喜爱，某人在一次击球练习中，首先用力将甲球抛出，接着又用力将乙球抛出，两球均在光滑的轨道上沿同一直线向同一方向运动，某时刻乙球追上甲球并发生碰撞，假设碰撞前甲球的动量为，乙球的动量为，碰后甲球的动量变为，两球大小形状完全相同，则下列关于甲、乙两球质量与的关系，可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
9．下列关于简谐运动的说法中正确的是（ ）
A．做简谐运动的质点，经过个周期所通过的路程一定等于一倍的振幅
B．做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，加速度也相同
C．做简谐运动的质点，在半个周期时间内，合外力的冲量一定不为零
D．做简谐运动的质点，在半个周期时间内，合外力做的功一定为零
10．在刚刚结束的东京奥运会上，14岁的中国姑娘全红婵凭借高超的“水花消失术”获得评委们的三个满分，从而获得女子10米跳台冠军．在比赛中质量为m的全红婵，从跳台上以初速度竖直向上跳起，从跳台上起跳到入水前重心下降了H，入水后由于水的阻力使速度减为0．入水后到速度为0时重心下降了h，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A．全红婵起跳后在空中受到合外力的冲量大小为
B．全红婵受到水的阻力的冲量大小为
C．从起跳后到入水后速度减为0的全过程中，全红婵受到的合外力的冲量大小为
D．全红婵入水后受到重力的冲量大小为
11．夏天天气炎热，为了迎合消费者的需求，制造厂家推出各式各样的微型电风扇，有手持式的也有挂脖式的．某研究小组为了研究小电风扇的电动机性能，设计了如下图所示的实验电路，其中电源的电动势为，内阻为，小灯泡的额定电压为，额定功率为．闭合开关，当开关S接1时，灯泡正常发光，电动机正常工作；当开关S接2，电阻箱阻值调到时电动机停止转动，此时电源的输出功率达到最大值，则（ ）
A．电动机的内阻为 B．电动机正常工作时两端的电压为
C．电动机正常工作时的输出功率为 D．开关S接1时电源的效率为87.5%
12．如图所示的电路中，、、均为定值电阻，为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），电源的电动势为E，内阻为r，电压表和电流表均为理想电表．开关S闭合后，当照射到的光照强度增大时，下列说法中正确的是（ ）
A．电压表示数变大 B．电流表示数变小
C．电容器所带电荷量增加 D．的功率变大
13．如图所示，质量为、半径为R的光滑圆弧形轨道槽C静止在光滑水平地面上，槽低端与水平面相切，质量为m的小球A与轻弹簧相连接并静止于水平地面上，现有一个质量为m的小球B从圆弧轨道最高点由静止下滑，下列说法中正确的是（ ）
A．小球B沿圆弧轨道滑至底端的过程中与圆弧轨道C组成的系统动量守恒
B．小球B从圆弧轨道最高点滑至底端的过程中圆弧轨道向右运动了
C．在运动过程中轻弹簧具有的最大弹性势能为
D．若轻弹簧左端固定在墙上，则小球B仍能返回圆弧轨道且上升的最大高度为
14．如图所示，两木块A、B质量分别为m、M，用劲度系数为k的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，在木块A正上方h高度处有一与A完全相同的木块C，现由静止释放C，释放后C自由下落与A发生碰撞并粘在一起向下运动，之后在竖直方向做简谐运动．在A、C一起运动过程中，木块B刚好不离开地面，弹簧始终在弹性限度内，忽略空气阻力，重力加速度为g．以下说法中正确的是（ ）
A．碰后瞬间A、C一起向下运动的速度大小为
B．在振动过程中，A、C组成的系统机械能守恒
C．A、C做简谐运动的振幅为
D．A、C做简谐运动的过程中，弹簧获得的最大弹性势能为
第Ⅱ卷（非选择题，共58分）
二、本大题共4小题，共20分．把答案填在答题卡中指定的横线上或按要求作图．
15．（4分）疫情期间某同学在家做“利用单摆测重力加速度”的实验．
（1）在组装单摆时，他找到了以下器材，应在下列器材中选用_______（选填字母代号）
A．长度约为的细线 B．长度约为的细线
C．直径约为的木球 D．直径约为的铜球
（2）由于家中只有长约的刻度尺，于是该同学在细线上的P点做了一个标记，使得悬点O到P点间的细线长度小于刻度尺的量程．保持该标记以下的细线长度不变，通过改变间细线长度来改变摆长．实验中，当间细线的长度分别为、时，测得相应单摆的周期为、，由此可得重力加速度________（用、、、表示）．
16．（4分）如图所示为“验证动量守恒定律”的实验装置，气垫导轨置于水平桌面上，A、B为两个上方带有遮光条且形状完全相同的弹性滑块，质量分别为、，遮光条宽度为d，、为两个光电门，实验过程如下：
（1）调节气垫导轨成水平状态．
（2）向右轻推滑块A，测得A通过光电门的遮光时间为．
（3）A、B相撞后，测得B通过光电门的遮光时间为，A再次通过光电门的遮光时间为．
根据实验过程回答以下问题：
①要想出现实验中的碰撞现象，则要求A、B的质量需满足_______（选填“>”、“<”或“=”）
②利用所测物理量的字母表示本实验要验证的动量守恒定律的表达式为_______________
17．（6分）某中学课外科技活动小组同学利用铜片、锌片和家乡盛产的苹果制作了苹果电池，然后运用所学知识进行研究．
（1）小明同学提议利用多用电表的电压挡来粗测该苹果电池的电动势，而后再用多用电表的欧姆“”挡粗测它的内阻，对于“利用多用电表的欧姆挡粗测苹果电池的内阻”，小组同学存在分歧，你认为小明同学这种测量苹果电池内阻的方法是否正确？并说明理由．
答：_____________________________________________．
（2）小组同学进一步利用图甲所示的实验电路来准确测量该电池的电动势和内阻．图中电流表量程为，内阻；电阻箱最大阻值为．实验步骤如下：
①按照电路图连接电路，为了安全，在闭合开关之前，小组同学应先将电阻箱阻值调到______（填“最大值”、“最小值”或“任意值”）；
②闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值，记下电流表的示数I和电阻箱的阻值R，并通过计算机Excel软件处理求出对应的和R值，如下表所示；
③由表中数据、Excel程序得到图像，并得到图像对应的一次函数
④根据一次函数算出苹果电池的电动势_______V，内阻_______（结果保留两位有效数字）．
9 8 7 6 5 4 3
92 102 115 131 152 180 220
10.87 9.80 8.69 7.63 6.58 5.56 4.54
18．（6分）某同学在实验室中利用伏安法测量待测电池的电动势和电阻．已知待测电池的电动势约，内阻约．实验室除待测电池、开关和导线若干外还有以下器材可供选择：
A．电流表（，内阻为）
B．电流表（，内阻约）
C．电压表（，内阻约）
D．电压表（，内阻约）
E．滑动变阻器（，额定电流）
F．滑动变阻器（，额定电流）
G．定值电阻
（1）为了调节方便，测量结果准确，实验中以上器材应选用__________（选填器材前的字母代号）；
（2）为了准确测定电源电动势和内电阻，请在方框内画出该实验的原理图；
（3）小组同学闭合开关，改变滑动变阻器触头的位置，分别记录下每一次电流表和电压表的读数．若实验记录电流表示数为I，电压表的示数为U，电源电动势为E，内阳为r，则U和I满足的关系式为__________________（用题干中物理量的字母表示）．
三、本题共4小题，共38分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位．
19．（8分）2021年5月15日7时18分，由祝融号火星车及进入舱组成的天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，标志我国首次火星探测任务着陆火星成功．“天问一号”探测器着陆过程可近似模拟如下：在反推火箭作用下，在距火星表面非常近的距离h高度处悬停，通过对障碍物和坡度进行识别，选定相对平坦的区域后，开始以大小为a的加速度竖直下降，探测器加速下降时火箭产生的反推力大小恒为F．当四条“缓冲脚”触地时，反推火箭立即停止工作，随后飞船经时间t速度减到0，最后停在火星表面上．已知探测器质量为m，火星半径为R，万有引力常量为G．求：
（1）火星的质量；
（2）探测器在触地过程中对火星表面的平均冲击力大小．
20．（8分）实验小组同学利用图甲所示的电路进行相关测试，电路中为滑动变阻器，．实验时，他们调节滑动变阻器的阻值，得到了各组电压表和电流表的数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出图像如图乙所示，已知电压表和电流表都是理想电表．
（1）求电源的电动势和内阻；
（2）图线从A状态变化到B状态的过程中，滑动变阻器阻值的变化范围；
（3）当的阻值为多大时，消耗的功率最大？最大功率为多少？
21．（10分）如图甲所示，在天花板上的O点用一定长度的摆线悬挂一个摆球，在O点的正下方P点处有一个钉子，现将摆球向左拉开一个很小的角度，时将摆球由静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到钉子，此时摆球继续向右摆动，设向右为正方向，摆球的振动图像如图乙所示，不计摆线和钉子相碰时的能量损失，取重力加速度，结果可用分式表示，求：
（1）单摆的振动周期；
（2）钉子的位置P点距离悬点O的距离；
（3）图像中与的比值．
22．（12分）如图所示，在光滑的水平地面上有一处于自然长度、劲度系数为k的轻弹簧，其一端固定在物块A上，另一端连接物块B，物块A、B的质量分别为和m，弹簧的自然长度为．质量为m的物块C紧靠物块B，开始时A、B、C均处于静止状态．现对C施加一水平向右、大小为F的恒力作用，使B、C一起向右运动，当弹簧压缩到最短时，立即撤去力F，经过一段时间后物块A离开墙壁．已知弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能可表示为，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量．
（1）B和C分离时，C的速度大小；
（2）物块A离开墙壁后，A、B之间的最大距离；
（3）若作用在物块C上的恒力变为，其它条件不变，求在运动过程中物块A获得的最大动能．
2021-2022学年度第一学期期中学业水平诊断
高二物理（等级考）参考答案及评分意见
一、本题共14小题，每小题3分，共42分．在每小题给出的四个选项中，1～8题只有一项符合题目要求，9～14题有多项符合题目要求．全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分．
1．B 2．D 3．B 4．A 5．B 6．C 7．D 8．C 9．BD 10．AC 11．AD 12．CD 13．BCD 14．AC
二、本大题共4小题，共20分．把答案填在答题卡中指定的横线上或按要求作图．
15．（4分）（1）AD（选对但不全的得1分） （2）（每空2分）
16．（4分）①< ②（每空2分）
17．（6分）（1）不正确（1分），因为欧姆表内部本身有电源，而水果电池也有电动势，二者相互影响，无法正确测出电源内阻（1分）
（2）①最大值（1分） ④0.95（1分） （2分）
18．（1）A．C．E．G（2分，错选不得分，漏选得1分） （2）如右图（2分）
（3）（2分）
三、本题共4小题，共38分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位．
19．（8分）解：（1）设火星表面的重力加速度为g，由牛顿第二定律可得
①（1分）
②（1分）
在火星表面 ③（1分）
联立②③得 ④（1分）
（2）由位移速度公式 ⑤（1分）
设探测器受到的平均冲击力大小为，规定竖直向下为正方向，由动量定理可得
⑥（1分）
⑦（1分）
由牛顿第三定律得：探测器对火星表面的平均冲击力大小为
⑧（1分）
20．（8分）解：（1）由闭合电路欧姆定律可知：
①（1分）
②（1分）
解得 ③（1分）
④（1分）
（2）由图像可知，在A点，在B点
所以滑动变阻器的阻值范围为 ⑤（1分）
（3） ⑥（1分）
当时，消耗功率最大 ⑦（1分）
⑧（1分）
21．（10分）解：（1）由图像可知，单摆完成一次全振动的时间为 ①（1分）
（2）由乙图可知，小球在左侧摆动时，单摆的周期为
由周期公式 ②（1分）
解得该单摆摆线的长度为 ③（1分）
小球在右侧绕着P点摆动时，周期为
由周期公式 ④（1分）
解得该单摆碰到钉子后的摆长为 ⑤（1分）
故钉子的位置P距离悬点O的距离 ⑥（1分）
（3）设单摆在左侧摆动的最大偏角为，在右侧摆动的最大偏角为
由数学知识可得 ⑦（1分）
⑧（1分）
由机械能守恒定律得 ⑨（1分）
⑩（1分）
说明：第（3）问如下解法同样给分：
（3）设单摆在左侧摆动的最大偏角为，在右侧摆动的最大偏角为
由数学知识可得 ⑦（1分）
⑧（1分）
由机械能守恒定律得 ⑨（1分）
⑩（1分）
22．（12分）解：（1）设弹簧最大压缩量为，由动能定理得
①（1分）
由功能关系得 ②（1分）
弹箦恢复原长时B、C分离，此时二者速度相等，设速度为，由机械能守恒定律得：
③（1分）
B和C分离时，C的速度大小 ④（1分）
（2）当A、B速度相等时，A、B之间的距离最大，此时二者的速度为v，弹簧的最大拉伸量为x，
由动量守恒定律得 ⑤（1分）
由机械能守恒定律得 ⑥（1分）
解得
A、B之间的最大距离 ⑦（1分）
（3）设恒力变为时，设弹簧最大压缩量为，B和C分离时，B的速度大小为
⑧（1分）
⑨（1分）
由题意可知，当弹簧从拉伸最长到恢复到原长时，物块A速度最大，设此时A、B的速度分别为、．由动量守恒定律得 ⑩（1分）
（1分）
（1分）
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