山东省临沂市沂水县2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题（含答案）

沂水县2023-2024学年高二上学期期中考试
物理试题
2023.11
注意事项：
1.答卷前考生务必将自己的姓名考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时选出每小题答案后用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动用橡皮擦干净后再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题每小题3分共24分。每小题只有-个选项符合题目要求。
1.物理课上老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环横杆可绕中心，点自由转动老师拿一条形磁铁插向其中一个小环后又取出插向另一个小环，则( )
A.磁铁N极插向左环环中有感应电流
B.磁铁S极插向左环环中有感应电流
C.无论磁铁哪个极插向左环左环都有感应电流
D.无论磁铁哪个极插向右环右环都有感应电流
2.在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时发现灯泡不发光。在闭合开关的情况下，某同学用多用电表直流电压挡进行检测。检测结果如下表所示已知电路仅有一处故障由此做出的判断中正确的是( )
A.A、C间导线断路 B.D、E间导线断路 C.灯泡断路 D.F、B间导线断路
3.电阻丝是中学实验室里常见的电学元件，规格各有不同。现有一根粗细均匀长为L，电阻为R的电阻丝，将其截去，再把剩余部分均匀再拉长至L，则导线电阻变为( )
A. B. C. D.
4.晶硅太阳能电池是现阶段光伏电源的主流，主要可分为单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池，其技术成熟度高，图示中的路灯用太阳能电池就属于晶硅太阳能电池。每只路灯的光伏电池板有效采光面积约0.4m2。晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为3×106J。如果每天等效日照时间约为5h，光电池一天产生的电能可供15W的路灯工作10h。光电池的光电转换效率约为( )
A.7.5% B.9% C.10.5% D.12%
5.如图所示，光滑水平面上小球A沿水平方向与静止的B球发生正碰，它们的质量分别为mA=3kg，mB=5kg，=8m/s(设为正方向)，则它们发生正碰后，B球速度的不可能值是( )
A.4m/s B.5m/s C.6m/s D.7m/s
6.已知通电长直导线在周围某点产生的磁感应强度大小为，即磁感应强度大小B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两根平行长直导线M、N相距为，长直导线M中通以大小为I0、方向竖直向上的电流P、O、Q为同一水平线上间距相等的三个点，其中O点到直导线M、N的距离相等。已知O处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外。下列说法正确的是( )
A.长直导线N中通以大小为，方向竖直向下的电流；Q处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里。
B.长直导线N中通以大小为，方向竖直向上的电流；P处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外。
C.长直导线N中通以大小为方向竖直向上的电流；P处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外。
D.长直导线N中通以大小为，方向竖直向上的电流；Q处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里。
7.在如图所示电路中，已知电表均为理想电表，电流表A电压表V1、V2的读数分别为I、U1和U2，C为电容器。在滑动变阻器的滑片向右滑动一小段距离的过程中，电流表A、电压表V1、V2读数变化量大小分别是△I、△U1和△U2下列说法中正确的有( )
A.滑片移动过程中的值变大 B.灯泡变亮、电容器所带电量减少
C.等于外电路总电阻比值变小 D.电源的内阻消耗的电功率变大
8.如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为m1和m2的两物块A、B相连接，并且静止在光滑的水平面上，其中m2=4kg。现使m1瞬时获得水平向右的速度，并以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得( )
A.在t1时刻A与B两物块的动能之比为2：1
B.在t4时刻A与B两物块间的弹簧处于伸长状态
C.从t3到t4时刻弹簧由伸长状态逐渐恢复原长
D.从0到t4过程中弹簧的最大弹性势能为7.5J
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分选对但不全的得2分有选错的得0分。
9.在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是( )
A.库仑发现了点电荷的相互作用规律，测定了元电荷的数值
B.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系
C.牛顿发现了行星运动的规律，提出了万有引力定律
D.法拉第发现了电磁感应现象
10.在如图所示的图像中，直线A为某一电源的路端电压与电源输出电流的关系图像，直线B为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路。由图像可知( )
A.电阻R的阻值为1Ω B.电源的内阻为2Ω
C.电源的输出功率为2W D.电源的效率为33.3%
11.如图所示，ab、cd是竖直平面内两根固定的光滑细杆，ab>cd。ab、cd的端点都在同一圆周上，b点为圆周的最低点，c点为圆周的最高点，若每根杆上都套着一个相同的小滑环(图中未画出)将甲、乙两滑环分别从a、c处同时由静止释放，两个环下滑过程中( )
A.弹力对甲滑环的冲量较小 B.甲环的动量变化小于乙环.
C.重力对甲、乙两滑环的冲量一样大 D.两滑环的动能变化相同
12.足够大的光滑水平冰面上有一固定的竖直弹性挡板，爱玩耍的小朋友坐在冰车上，面对挡板静止在冰面上，他把一质量为4.0kg的静止物块相对地面以大小为4m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，小朋友获得后退速度；物块与挡板弹性碰撞，追上小朋友时，小朋友拿住物块后再次把物块以相同的速度推向挡板并发生弹性碰撞。这样的运动总共只能做8次。该小朋友和冰车的总质量可能为( )
A.48kg B.52kg C.56kg D.60kg
三、非选择题：本题共6小题共60分。
13.(6分)(1)某小组利用如图所示装置验证动量守恒定律。光电门1、2分别与数字计时器相连两滑块A、B.上遮光条的宽度相同已测得两滑块A、B(包含遮光条)质量分别为m1、m2。
①接通气源后，轻推放在导轨上的滑块使它从右向左运动，发现滑块通过光电门2的时间小于通过光电门1的时间。为使导轨水平，可调节旋钮Q使轨道右端____________(选填“升高”或“降低”)一些。
②实验前，滑块A、B静置于图中所示位置。用手向左轻推一下A，使其经过光电门1后与B发生碰撞，碰后两滑块先后通过光电门2。光电门1记录的挡光时间为t1，光电门2记录的挡光时间依次为t2、t3。若已知遮光条的宽度为d，则滑块A通过光电门1时的速度大小为=_______。若m1、m2、t1、t2、t3满足关系式_____________________________________，则可验证动量守恒定律。
14.(8分)某物理兴趣小组测量金属棒电阻率，他们设计了一个物理实验方案实验室提供的器材有：
A.电压表V(内阻RV=1000Ω，量程为2.5V)
B.电流表A1(内阻r1=0.4Ω，量程为0.6A)
C.电流表A2(内阻约r2=10Ω，量程为3mA)
D.定值电阻R1=3000Ω
E.定值电阻R2=300Ω
F.滑动变阻器RL(最大电阻为5Ω)
G.电池组(电动势9V，内阻忽略不计)
H.待测金属棒(阻值约为Rx=20Ω)
I.一个开关和导线若干
J.螺旋测微器游标卡尺
(1)如图甲，用螺旋测微器测金属棒直径d=_________mm；如图乙，用20分度游标卡尺测金属棒长度为L=___________cm。
(2)请根据提供的器材，设计一个实验电路，要求尽可能精确测量金属棒的阻值，并多测更多组数据，测量范围尽量大些，并在图上标出所选器材符号及定值电阻符号(题目已经给出一部分电路图)
(3)金属棒长为L，横截面积为S，电压表示数为U，电流表示数为I，则金属棒电阻率的表达式为=_____。(用所选器材参数的符号及所给物理量表示)
15.(6分)如图所示的电路中，R1=10Ω，R2=12Ω，R3=6Ω，电压表为理想电表当开关S断开时电压表示数为11V；当开关S闭合时，电压表示数为7.5V，求电源的电动势和内电阻。
16.(10分)如图，电源的电动势E为12V，不变内阻r为4Ω，定值电阻R1为2Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为7Ω，求：
(1)电阻R1消耗的功率最大值
(2)滑动变阻器R2消耗的功率最大值
(3)电源的输出功率最大值
17.(14分)东北三省在我国北方，冬天寒冷，划冰划雪是大家喜爱的运动，吸引着全国各地的游客。在冰封的湖面上，有一质量M=40.0kg、长度L=4.0m的冰板B向右匀速运动，在其右侧有一质量m=10.0kg的小朋友A(可视为质点)以向左的水平速度跳上冰板。二者的初速度大小均为=2.0m/s，最后小朋友A并没有滑离冰板B。已知小朋友与冰板之间的动摩擦因数μ=0.20，不计冰板与冰面之间的摩擦取重力加速度g=10m/s2。求：
(1)经历多长时间小朋友相对冰板静止
(2)站在水平冰面上观察，冰板从开始运动，到小朋友相对地面速度减为零的过程中，冰板向右运动的距离；
(3)小朋友和冰板相对运动过程中，小朋友A与板B左端的最小距离。
18.(16分)如图所示，以v=8m/s的速度顺时针匀速转动的水平传送带，左端与弧形轨道平滑对接，右端与光滑水平面平滑对接。水平面上有位于同一直线上、处于静止状态的n个相同小球，小球质量m=3kg。质量m0=1kg的物体从轨道上高h=5.0m的P点由静止开始下滑，滑到传送带上的A点时速度大小=9m/s；物体和传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，传送带AB之间的距离L=4.0m。物体与小球、小球与小球之间发生的都是弹性正碰，重力加速度g=10m/s2。求：
1.物体第一次与小球碰撞后，在传送带上向左滑行的最大距离；
2.物体最终的速度大小；
3.若n=5，求物体从第一次与小球1碰撞之后的整个过程，物块与传送带摩擦产生的热量。
沂水县2023-2024学年高二上学期期中考试
物理试题参考答案及评分标准
2023.11
一、单项选择题(本题共8小题每小题3分共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.D 2.C 3.A 4.B 5.D 6.D 7.B 8.C
二、多项选择题(本题共4小题每小题4分共16分。每小题只有多个选项符合题目要求。全部选对得4分选对但不全得2分不选或有错选得0分)
9.BD 10.ABD 11.AC 12.CD
三、非选择题(本题共6小题共60分)
13.(6分)降低；；
14.(8分)4.700；10.230；；
15.(6分)解：当开关S断开时，电阻R3不分担电压，则有
，(2分)
当开关S闭合时，则有
，(2分)
联立解得E=12V，(1分)
R=2Ω.(1分)
16.(10分)解：(1)当R2=0时，有
.....................1分
.....................1分.
=8W........................1分
(2)当R2=R1+r时，有..............................1分
...................1分
...............................1分
=6W.....................................1分
(3)当R1+R2=r时，................1分
有................1分
P3=9W.......................1分
17.(14分)解(1)选AB为系统，应用动量守恒定律
.....................1分
A在摩擦力f=μmg作用下对A应用动量定理
.....................1分
解得t=1.6s
(2)A在摩擦力f=μmg作用下，经过时间t速度减为零，
根据动量定理有：..........................1分
解得t'=1s
设B减速运动的加速度为a，A速度减为零的过程中，板B向右运动的位移为x。
根据牛顿第二定律有，.............................1分
根据匀变速直线运动位移公式有.................1分
解得x=1.75m...........................1分
(3)设A和B二者的共同速度为v，.................................1分
根据动量守恒定律有.................1分
解得v=1.2m/s......................................................................1分
设A和B二者达到共同速度时，小滑块A与板B右端的距离为l，根据做功与能量变化的关系有
.........
解得l=3.2m，..........................................1分
所以A、B相对运动过程中小滑块A与板B左端的最小距离为：
△x=L-l=0.8m..........................................1分
18.(16分)解(1)物体滑上传送带后在滑动摩擦力作用下匀减速运动加速度大小为
=μg=5m/s2
减速至与传送带速度相等时所用的时间
=0.2s
匀减速运动的位移
m=1.7m故物体与小球1碰撞前的速度为
v=8m/s..............................1分
物体与小球1第一次发生弹性正碰，设物体反弹回来的速度大小为，小球1被撞后的速度大小为，由动量守恒定律和机械能守恒定律得
.............................................1分
...............................1分
解得
=-4m/s.................................1分
=4m/s..................................1分
物体被反弹回来后在传送带上向左运动过程中由运动学公式得
......................1分
解得：s=1.6m................................1分
(2)由于小球质量相等，且发生的都是弹性正碰，它们之间将进行速度交换。物体第一次返回还没到传送带左端速度就减小为零，接下来将再次向右做匀加速运动，直到速度增加到，再跟小球1发生弹性正碰，同理可得，第二次碰后，物体和小球的速度大小分别为
解得
.....
以此类推，物体与小球1经过n次碰撞后，他们的速度大小分别为
，(n=1、2、3、.......)...................3分
，(n=1、2、3、.......)
最终物体离开传送带，向右匀速运动m/s，(n=1、2、3、.......)..............2分
(3)现共有5个小球，可知物体与第1个小球一共可以发生5次碰撞，则物体每次碰后的速度大小为
m/s，(N=1、2、3、.......).............................1分.
物体从第一次与小球1碰撞之后的整个过程，在传送带上相对传送带的路程
=24.8m...........................3分
故物体与传送带间产生的摩擦产生热量
=124J..................................1分