云南省临沧市凤庆县第一高级中学2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题（含解析）

凤庆县第一高级中学2022-2023学年高二下学期期中考试
物理试卷
本试卷共8页，17题。全卷满分100分。考试用时90分钟。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12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．关于传感器，下列说法错误的是（ ）
A．电子秤所使用的测力装置是力传感器
B．电饭锅中的温度传感器其主要元件是感温铁氧体
C．话筒是一种常用的声音传感器，其作用是将电信号转化为声信号
D．干簧管是一种能够感知磁场的传感器，可以起到开关作用
2．元代《王祯农书》记载了戽斗，它是一种小型的人力提水灌田农具，形状像斗，两边有绳，靠两人拉绳取水。如图所示，忽略绳子质量，人拉绳子的作用点高度不变，绳子长度不变，戽斗装满水处于平衡状态时，两人站得越近，则下列说法正确的是（ ）
A．每根绳子对戽斗的作用力越小 B．每根绳子对戽斗的作用力越大
C．绳子对戽斗作用力的合力越大 D．绳子对戽斗作用力的合力越小
3．如图甲所示为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，电阻，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，输出的交变电压随时间变化的图像如图乙所示，不计线圈的电阻。下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．电流表的示数为10A
B．线圈转动的角速度为
C．时，电刷P的电势低于电刷Q的电势
D．时，穿过线圈的磁通量最大
4．如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L、质量为m的通电直导线，电流大小为I，方向垂直纸面向里，欲使导线静止于斜面上，外加磁场磁感应强度的大小和方向可以是（ ）
A．，方向垂直斜面向上 B．，方向竖直向下
C．，方向水平向右 D．，方向水平向右
5．多功能道路检测车是一套模块化的数据采集平台，由一辆特别改装的汽车底盘和各种数据采集子系统组成，用于在高速公路和一般公路上即时收集公路的信息资料，由计算机即时处理或后期处理。现在某个测试场的一平直公路上行驶的两辆多功能道路检测车a和b，其位移—时间图像分别如图中直线a和曲线b所示，时直线a和曲线b刚好相切，下列说法正确的是（ ）
A．时，a车的速度等于b车的速度
B．a车做匀速运动，b车做加速运动
C．在0~3s时间内，a车的平均速度等于b车的平均速度
D．在0~4s时间内，b车的速度始终小于a车的速度
6．如图所示，三辆完全相同的平板小车a、b、c成一直线排列，静止在光滑水平面上。小车c上有一小孩跳到小车b上，接着又立即从小车b跳到小车a上。小孩跳离小车c和小车b时对地的水平速度相同。他跳到小车a上相对小车a保持静止，此后（ ）
A．a、b两小车运动速率相等 B．a、c两小车运动速率相等
C．a、c两小车运动方向相同 D．三辆小车的速率关系为
7．如图所示，高压输电线是远距离传输电能的重要组成部分，一般情况下，在高压铁塔上共有5根线，上方两根较细，下方三根是比较粗的。下列关于高压输电线的说法正确的是（ ）
A．输电线应选用电阻率大的金属材料制作
B．高压输电线比普通导线粗，目的是增大导线电阻
C．输电线上方还有两条导线，其作用是把高压线屏蔽起来免遭雷击
D．在输送功率一定时，输电线上损失的功率跟输送电压的平方成正比
8．如图所示，物块A、B由轻弹簧相连，置于光滑水平地面上，轻弹簧处于压缩状态并被锁定，物块A与墙壁接触，物块B的质量为4kg。某时刻解除锁定，物块A离开墙壁后，物块B的最大速度为4m/s，最小速度为1m/s，则下列说法正确的是（ ）
A．运动过程中物块A的最大速度为
B．物块A的质量为2kg
C．在物块A离开墙壁后物块A、B及弹簧组成的系统动量守恒，机械能不守恒
D．在物块A离开墙壁后弹簧的最大弹性势能为32J
9．篮球是以手为中心的身体对抗性体育运动，是奥运会核心比赛项目。如图所示，一同学某次在篮球上升的最高点竖直往下击球，手与篮球的作用距离为0.25m（还没到达地面），篮球离手瞬间获得5m/s的速度，篮球的质量为0.4kg，不计空气阻力，重力加速度，则本次拍球（ ）
A．人对篮球做的功为5.0J B．人对篮球做的功为4.0J
C．手给篮球的冲量为2.5kg·m/s D．手给篮球的冲量小于2.0kg·m/s
10．如图所示，虚线为源电荷产生的电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，等势面a上的电场强度大小为E、电势为20V，等势面c上的电场强度大小为、电势为10V。某质子仅受电场力作用，在电场中运动的轨迹如实线所示，若该质子在等势面c上的动能为15eV，则下列说法正确的是（ ）
A．源电荷为正电荷
B．等势面b上的电场强度大小为
C．质子经过等势面b的电势能为15eV
D．质子经过等势面c的速度大小是经过等势面a速度大小的4倍
11．如图所示，水平光滑地面上并排放置着质量分别为、的木板，一质量为、大小可忽略的滑块以初速度从两木板左侧滑上第一块木板，当滑块滑离第一块木板时，滑块的速度大小为，滑块最终与第二块木板相对静止，则下列说法正确的是（ ）
A．第一块木板最终的速度大小为2m/s B．第一块木板最终的速度大小为1m/s
C．滑块最终的速度大小为4.5m/s D．第二块木板最终的速度大小为3m/s
12．“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星。如图所示，该卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直。卫星每天在相同时刻沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈。已知地球的半径为R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g，卫星的质量为m。则“羲和号”卫星在轨运动时（ ）
A．轨道距地球表面的高度为 B．轨道距地球表面的高度为
C．动能为 D．动量大小为
二、非选择题：本题共5小题，共52分。
13．（7分）某实验小组用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验。
甲 乙 丙
（1）如果用天平称出两个大小相同小球的质量m1、m2，实验时用质量为m2的小球作为被碰小球，则m1________（填“=”“<”或“>”）m2。
（2）实验时先让小球m1多次从斜槽上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，图中O点是小球抛出点在水平地面上的竖直投影，测出平抛射程OP；然后把小球m2静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜槽上位置S由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N，测出两小球相碰后的平抛射程OM、ON，则在实验误差允许范围内，若满足关系式________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两小球碰撞前后动量守恒。
（3）如果实验时将斜槽固定好后，用闪光频率一定的频闪照相机研究两小球的碰撞过程。先只让小球m1从斜槽上位置S由静止开始释放，小球m1离开斜槽后，频闪照相机连续拍摄小球m1的两位置如图乙所示；再将小球m2放在斜槽的末端，让小球m1仍从位置S处由静止开始释放，使它们碰撞，频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置如图丙所示；需要的物理量已经在图中标出。两小球在碰撞过程中若动量守恒，满足的关系式为________________。
14．（8分）某班同学练习使用多用电表测电阻：
甲 乙 丙
（1）第一小组的同学用多用电表的欧姆挡测量定值电阻的阻值，实验步骤如下：
①将选择开关K旋转到电阻挡“×100”的位置；
②将红、黑表笔短接，旋动________（填“指针调零螺丝”或“欧姆调零旋钮”），使指针对准电阻的________（填“0”或“∞”）刻线；
③将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按________的顺序进行操作；
A．将选择开关K旋转到电阻挡“×10”的位置
B．将选择开关K旋转到电阻挡“×1k”的位置
C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表欧姆调零
④正确操作后，读数如图甲所示，则阻值为________Ω。
（2）第二小组的同学用多用电表的欧姆挡直接测量某电压表的内阻，已知其内阻大约为几十千欧；该多用电表刻度盘上电阻刻度的中间值为30。
①欧姆挡的选择开关拨至________（填“×1k”或“×100”）挡，先欧姆调零，然后选用图乙________（填“A”或“B”）方式连接。
②如图丙所示，某同学读出欧姆表的读数为________Ω。
15．（9分）如图甲所示，固定在水平面上的两条足够长平行金属导轨间距为，导轨左端通过导线与阻值为的电阻连接，导轨间有方向为竖直向下的匀强磁场，导轨上放置一质量为、长度也为L的金属杆，金属杆受与导轨平行的恒力F作用，在导轨上匀速运动。当改变恒力F的大小时，导轨做匀速运动的速度v也会改变，v与F的关系如图乙所示。已知重力加速度，金属杆与导轨的电阻忽略不计，求磁感应强度B和金属杆与导轨之间的动摩擦因数。
甲 乙
16．（13分）如图所示，一个可视为质点的滑块放在凹槽上，凹槽放在足够长的斜面上，整个系统处于静止状态。滑块的质量，凹槽的质量，斜面固定在水平面上且倾角为。凹槽上表面光滑，固定在凹槽上的两立柱之间的距离，凹槽下表面与斜面之间的动摩擦因数，且可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。某一时刻，滑块以大小为的初速度沿凹槽向上运动。已知重力加速度，滑块与凹槽的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间不计。求：
（1）滑块与凹槽发生第一次碰撞后二者的速度大小；
（2）滑块与凹槽发生第二次碰撞前滑块的速度大小。
17．（15分）如图所示，真空中的竖直平面（纸面）内，水平虚线MN上方存在竖直向上的匀强电场，电场强度大小为E，MN的下方存在垂直纸面向外的匀强磁场。MN上的O点处有一粒子发射装置，能发射出带负电的粒子，粒子以一定的初速度从O点射入磁场，速度方向与水平方向的夹角为，粒子经过MN上的P点（未画出）进入电场，粒子运动到O点正上方的Q点时速度方向水平向左。已知Q点到O点的距离为h，粒子的质量为m，电荷量为-q，不计粒子重力。求：
（1）P点到O点的距离s；
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）粒子从O点运动到Q点的时间t。
凤庆县第一高级中学2022-2023学年高二下学期期中考试
物理参考答案
一、选择题
1．C【解析】电子秤所使用的测力装置是力转换成电信号来显示被测物体质量的大小，属于力传感器，故A项正确；电饭锅中的温度传感器其主要元件是感温铁氧体，故B项正确；话筒是一种常用的声音传感器，是将声信号转化为电信号，故C项错误；干簧管是一种能够感知磁场的传感器，能够把磁信号转变为电路的通断，故D项正确。
2．A【解析】设绳子与水平方向的夹角为，每根绳子的张力为T，根据题意有，两人站得越近，越大，T越小，故A项正确，B项错误；戽斗处于平衡状态，故所有绳子给戽斗的合力要与重力等大反向，绳子对戽斗的合力不变，C、D项错误。
3．C【解析】由图乙可知输出电压最大值为，输出电压有效值为，根据闭合电路欧姆定律可知电流表的示数为，A项错误；根据图乙可知线圈转动的周期为，线圈转动的角速度为，B项错误；时，线圈转动一周位置如图甲所示，根据右手定则可判断电流从电刷Q流出，从电刷P流入，所以电刷P的电势低于电刷Q的电势，C项正确；时，线圈平面和磁感线平行，穿过线圈的磁通量为零，D项错误。
4．B【解析】磁场方向垂直斜面向上时，根据左手定则，安培力沿斜面向下，导线受力无法平衡，故A项错误；磁场方向竖直向下时，安培力水平向左，导线还受到重力和支持力，根据平衡条件和安培力公式，有，解得，故B项正确；磁场方向水平向右时，安培力竖直向下，与重力同向，在光滑的斜面上导线不可能处于平衡状态，故C、D项错误。
5．A【解析】根据位移一时间图像的斜率表示速度可知，时，a车的速度等于b车的速度，a车做匀速运动，b车做减速运动，故A项正确，B项错误；在0~3s时间内，a车的平均速度为，b车的平均速度为，可知在0~3s时间内，a车的平均速度比b车的小，故C项错误；之前，b车的速度大于a车的速度，D项错误。
6．D【解析】若人跳离小车b、c时的速度为v，由动量守恒定律有，，，所以，，，即，并且vc与va方向相反，故A、B、C项错误，D项正确。
7．C【解析】输电线应选用电阻率小的金属材料制作，故A项错误；高压输电线比普通导线粗，目的是减小导线电阻，故B项错误；输电线上方还有两条导线，其作用是把高压线屏蔽起来免遭雷击，故C项正确；在输送功率一定时，电流，输电线上损失的功率，输电线上损失的功率跟输送电压的平方成反比，故D项错误。
8．A【解析】在物块A离开墙壁后，物块A、B及弹簧组成的系统不受摩擦力，合外力为零，机械能守恒，动量守恒，故C项错误；由题意可知物块A离开墙壁瞬间物块B的速度为，物块B的速度最小值为，物块B的速度最小时，弹簧第一次恢复原长，物块A的速度最大，取向右为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得，，解得，，故A项正确，B项错误；分析从物块A离开墙壁后物块A、B的运动过程，弹性势能最大时物块A、B的共同速度为v共，根据动量守恒定律得，解得，根据机械能守恒定律得，解得，故D项错误。
9．BD【解析】人拍篮球的过程，由动能定理可得，解得人对篮球做的功为，A项错误，B项正确；人拍篮球的过程，由动量定理可得，则，手给篮球的冲量小于2.0kg·m/s，C项错误，D项正确。
10．AC【解析】质子带正电，而受到的电场力方向指向低等势面，与场强方向一致，则源电荷为正电荷，故A项正确；根据题设条件可知等势面b上的电场强度大小Eb应满足，故B项错误；由于相邻等势面间的电势差相等，则，解得，质子经过等势面b的电势能为，故C项正确；质子由等势面c到等势面a，由能量守恒定律得，解得，又，解得，故D项错误。
11．AC【解析】滑块和两块木板在水平方向上不受外力，所以系统动量守恒，设滑块刚滑到第二块木板上时，两块木板的速度均为v2，由动量守恒定律得，解得，方向与滑块初速度方向相同，A项正确，B项错误；以滑块与第二块木板为研究对象，设第二块木板的最终速度为v3，由动量守恒定律得，解得，方向与滑块初速度方向相同，C项正确，D项错误。
12．AD【解析】由题知，卫星围绕地球做匀速圆周运动的周期为，由万有引力提供向心力得，又，联立解得卫星轨道距地球表面的高度为，故A项正确，B项错误；由线速度与周期的关系得，则卫星的动能为，卫星的动量大小为，故C项错误，D项正确。
二、非选择题
13．（1）>（1分）
（2）（3分）
（3）（3分）
【解析】（1）被碰小球的质量要小，这样才不会使入射小球反弹，故应。
（2）两小球碰撞过程，根据动量守恒定律有，抛出后各自做平抛运动，则水平方向有，竖直方向有，联立代入可得。可知在实验误差允许范围内，若满足关系式，则可以认为两小球碰撞前后动量守恒。
（3）由于频闪照相的频率固定，因此只需要测量小球的水平位移，即需要在照片中直接测量的物理量有x0、x1、x2；验证的关系式为。
14．（1）②欧姆调零旋钮（1分） 0（1分）
③BDC（2分）
（或、19000，1分）
（2）①×1k（1分） A（1分）
②（或、40000，1分）
【解析】（1）②欧姆表测量前要进行欧姆调零，故需要调节欧姆调零旋钮，使指针对准电阻的“0”刻线。
③指针偏转角度过小，说明电阻偏大，故需选择较大的倍率，每次换挡要重新欧姆调零再测量，故步骤顺序是BDC。
④欧姆表读数需要注意倍率，读数为。
（2）①为使读数更准确，指针应靠近表盘中央，电压表的内阻约为几十千欧，多用电表刻度盘上电阻刻度的中间值为30，由此可知，应选择“×1k”挡；多用电表的黑表笔接内置电源的正极，红表笔接电源的负极，由此可知，测电压表内阻时应让电流从电压表正极进入，从负极流出，则多用电表黑表笔接电压表正极，红表笔接电压表负极，A方式正确。
②欧姆表的读数为。
15．【解析】金属杆在导轨上匀速运动时产生的感应电动势（1分）
感应电流（1分）
金属杆受到的安培力（1分）
联立解得（1分）
由题意可知金属杆受重力、支持力、拉力、安培力和摩擦力作用，匀速运动时合力为零，则
（1分）
整理得（1分）
由图乙可以得到直线的斜率，解得（1分）
由图乙中直线的横轴截距可以求得金属杆受到的摩擦力（1分）
解得金属杆与导轨之间的动摩擦因数（1分）
16．【解析】（1）由于，凹槽静止，设滑块滑动时的加速度大小为a1，第一次碰撞前滑块的速度大小为v11，碰撞后滑块和凹槽的速度分别为、，对滑块受力分析，根据牛顿第二定律可知（1分）
由匀变速直线运动的基本规律可知
（1分）
滑块与凹槽上的立柱发生第一次弹性碰撞时，设沿斜面向上为正方向，根据动量守恒定律和能量守恒定律可知（1分）
（1分）
解得，，（2分）
（2）设凹槽沿斜面向上运动时的加速度大小为a2，凹槽上滑速度减为零时位移为x2，时间为t2，此时滑块下滑位移为x1。对凹槽受力分析，根据牛顿第二定律可得
（1分）
解得（1分）
由匀变速直线运动的基本规律可知
，（1分）
解得，（1分）
，（1分）
由于，可见，当凹槽的速度减小为零时，滑块并未与凹槽的下立柱发生碰撞，那么此后凹槽静止，滑块将继续下滑，设滑块与凹槽发生第二次碰撞前其速度大小为v12，由匀变速直线运动的基本规律可知
（1分）
解得（1分）
17．【解析】（1）由题意可知，粒子在电场中从P点运动到Q点的过程，水平分运动为匀速直线运动，竖直分运动为匀变速直线运动，设粒子在P点的水平分速度大小为vx，竖直分速度大小为vy，从P点运动到Q点的时间为t1，由题意可知，粒子进入电场时速度方向与水平方向的夹角为，可得
（1分）
（1分）
（1分）
联立解得（1分）
（2）设粒子在电场中的加速度大小为a，由牛顿第二定律有（1分）
由匀变速运动规律可得（1分）
解得（1分）
则粒子从O点射入磁场时速度的大小
（1分）
粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
设粒子在磁场中运动的轨道半径为R，则有
（1分）
由几何关系得（1分）
联立解得（1分）
（3）粒子在电场中运动的时间为
（1分）
设粒子在磁场中做圆周运动的周期为T，由圆周运动知识得（1分）
设粒子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为，由几何关系得，粒子在磁场中的运动时间为
（1分）
则粒子从O点运动到Q点的时间
（1分）