高2022级高二上入学考试物理试题
一、选择题（共7小题，每小题4分）
1. 有“中国天眼”美誉FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A. 电磁波在真空中也能传播
B. 电磁波能传播信息，不能传播能量
C. 射线的波长比红外线的波长更长
D. 麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
2. 如图所示的静电场中，虚线为等差等势线，实线为某带电粒子的运动轨迹，a、b、c为轨迹和等势线的交点，粒子只受电场力作用。则（ ）
A. a、b、c三点中，b点的电场强度最大 B. a、b、c三点中，b点的电势最高
C. 粒子在a点和c点速度相同 D. 粒子在a点的动能小于粒子在b点的动能
3. 如图所示，a、b、c三盏灯实际消耗的功率b、c相等，a是b的4倍。则a、b、c三盏灯的电阻之比为（ ）
A. 2：1：1 B. 1：1：1
C. 1：4：4 D. 无法确定
4. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在水平面上的M、N两点之间做简谐运动，规定水平向右方向为正方向。当振子向右运动到O点开始计时，振子的位移x随时间t的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A. 0.2s时振子的位移等于6cm B. 0.6s至1.4s内振子通过的路程为24cm
C. 0.4s时振子的速度最大 D. 0.8s和1.6s时振子的速度相同
5. 2023年9月21日下午，“天宫课堂”第四课中神州十六号三位宇航员景海鹏、朱杨柱、桂海潮通过精彩实验面向全国青少年进行太空科普授课。其中一个情境为动量守恒演示实验：如图所示，质量为100g的小钢球A静止悬浮在空中，宇航员用手推出质量为500g的大钢球B，使它以一定的初速度水平向左撞向小钢球A，撞后大、小钢球均水平向左运动。为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，除了以上给出的实验数据外，还需要测量的物理量是（ ）
A. 两个钢球的悬浮高度 B. 两个钢球的碰撞时间
C. 手对小钢球B推力的冲量 D. 两钢球碰撞前后各自运动的距离和对应时间
6. 丰都同文中学的童童同学研究影响平行板电容器的因素。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，极板间电场强度为E，静电计指针偏角为，实验中，保证极板所带电荷量不变，那么（ ）
A. 保持S不变，减小d，则E变大 B. 保持S不变，增大d，则E不变
C. 保持d不变，增大S，则 不变 D. 保持d不变，减小S，则 变小
7. 如图所示的电路中，闭合电键S，灯泡L1、L2均能正常发光，由于电路中某处断路，结果灯泡L1变亮，L2变暗，电压表和电流表（均为理想电表）的示数均变小，则此故障可能是（ ）
A. R1断路 B. R2断路 C. R3断路 D. R4断路
二、多选题（共3小题，每小题5分，全部选对的得5分，部分选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8. 如图所示，摆长为的单摆做小角度的摆动，振动过程的最大位移为，不计空气阻力，重力加速度，从摆球向右通过最低点开始计时，则从到的过程中（ ）
A. 摆球的重力势能先减小后增大 B. 摆球的动能先减小后增大
C. 摆球振动的回复力先减小后增大 D. 摆球的切向加速度先增大后减小
9. 如图所示，质量相同、带等量异种电荷的甲、乙两粒子，以不同的初速度先后从S点沿SO方向垂直射入匀强电场中，分别经过圆周上的P、Q两点。不计粒子间的相互作用及重力。则两粒子在圆形区域内运动过程中（ ）
A. 甲粒子动能变化量较小
B. 甲粒子所受电场力的冲量较小
C. 甲粒子在P点的速度方向可能沿OP方向
D. 甲粒子的电势能减小，乙粒子的电势能增加
10. 如图所示，整个空间存在水平向左匀强电场，一长为L的绝缘轻质细硬杆一端固定在O点、另一端固定一个质量为m、电荷量为＋q的小球P，杆可绕O点在竖直平面内无摩擦转动，电场的电场强度大小为E＝。先把杆拉至水平位置，然后将杆无初速度释放，重力加速度为g，不计空气阻力，则（ ）
A. 小球到最低点时速度最大
B. 小球从开始至最低点过程中动能一直增大
C. 小球对杆的最大拉力大小为mg
D. 小球可绕O点做完整的圆周运动
三、实验题（共2小题，11题8分，12题8分）
11. 在“探究碰撞中的不变量”实验中，通过碰撞后做平抛运动测量速度的方法来进行实验，实验装置如图所示
（1）在不放小球m2时，小球m1从斜槽某处由静止开始滚下，m1的落点在图中的______点，把小球m2放在斜槽末端边缘处，小球m1从斜槽相同位置处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球m1的落点在图中的________点。
（2）关于本实验，下列说法正确的是_____________（填字母代号）；
A.斜槽必须足够光滑且安装时末端必须保持水平
B.小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放
C.必须测量出斜槽末端到水平地面的高度
D.实验中需要用到秒表测量小球空中飞行的时间
E.实验中两个小球的质量大小关系是m1大于m2
（3）用刻度尺测量OM长度为x1、MP长度为x2、PN长度为x3，通过验证等式_______________是否成立，从而验证动量守恒定律。（用m1、m2、x1、x2、x3表示）。
12. 某同学在实验室用如图甲的电路测量一新材料的电阻率。其中为该新材料制成的圆柱体电阻丝，其横截面积为S，是阻值为0.6Ω的定值电阻。正确接线后，闭合开关，读出电压表示数U、电流表示数I以及对应的长度L。调节滑片P的位置，记录多组U、I、L的值。
（1）某次实验过程中，电流表的指针位置如图乙所示，该示数为___________A；
（2）根据实验数据绘出的图像如图丙所示，则图甲中电源的电动势__________V，内阻_________Ω。
（3）根据实验数据可进一步绘出，如图丁所示，则电阻丝的电阻率的表达式__________（用a、b、S表示）
四、计算题（共3小题，13题9分，14题14分，15题18分）
13. 在如图所示的匀强电场中，一个电荷量，质量为的带电小球所受静电力，沿电场线方向从静止由A运动到B，A、B两点间的距离，求：
（1）匀强电场电场强度E的大小；
（2）A、B两点间的电势差；
（3）小球从A运动到B静电力做的功W。
14. 在如图所示的电路中，电源的电动势E＝10V、内阻，小型直流电动机M的内阻。闭合开关S后，电动机正常转动，理想电流表的示数I＝1.0A，求：
（1）电动机的机械功率；
（2）电源的效率。
15. 如图所示，在水平面的上方，存在竖直平面内周期性变化的匀强电场，变化规律如图所示。把一质量为m、带电荷的小球在时从A点以大小为的初动能水平向右抛出，经过一段时间后，小球以的动能竖直向下经过点，随后小球第一次经过A点正下方，且经过A点正下方时电场刚好第一次反向。已知之间的高度差为，水平距离为点到水平面的竖直距离为，重力加速度为。求：
（1）两点间的电势差；
（2）匀强电场的场强的大小；
（3）小球到达水平面时与A点的水平距离。高2022级高二上入学考试物理试题
一、选择题（共7小题，每小题4分）
1. 有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A. 电磁波真空中也能传播
B. 电磁波能传播信息，不能传播能量
C. 射线的波长比红外线的波长更长
D. 麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
【答案】A
【解析】
【详解】A．电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播，故A项正确；
B．电磁波不仅能传播信息，也可以传播能量，故B项错误；
C．由电磁波谱可知，红外线的波长比X射线的波长，故C项错误；
D．赫兹用实验证实了电磁波的存在，故D项错误。
故选A。
2. 如图所示的静电场中，虚线为等差等势线，实线为某带电粒子的运动轨迹，a、b、c为轨迹和等势线的交点，粒子只受电场力作用。则（ ）
A. a、b、c三点中，b点的电场强度最大 B. a、b、c三点中，b点的电势最高
C. 粒子在a点和c点的速度相同 D. 粒子在a点的动能小于粒子在b点的动能
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据等势面的疏密表示电场强度的强弱可知，a、b、c三点中，b点的电场强度最小，所以A错误；
B．由于带电粒子的电性不确定，则电场线的方向不确定，所以等势面的高低无法确定，则B错误；
C．粒子在a点和c点的速度大小相同，由于a、c两点在同一等势面上，电场力不做功，但是速度是矢量，粒子在a点和c点的速度方向不相同，所以C错误；
D．粒子由a运动b过程电场力做正功，由动能定理可得，粒子在a点的动能小于粒子在b点的动能，所以D正确；
故选D。
3. 如图所示，a、b、c三盏灯实际消耗功率b、c相等，a是b的4倍。则a、b、c三盏灯的电阻之比为（ ）
A. 2：1：1 B. 1：1：1
C. 1：4：4 D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】b、c两盏灯并联，功率相等，则根据
知，两盏灯的电阻相等，则通过b、c的电流相等，则流过a灯的电流是流过b灯电流的两倍，a灯的功率是b灯的4倍，则有
则有
ACD错误，B正确。
故选B。
4. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在水平面上的M、N两点之间做简谐运动，规定水平向右方向为正方向。当振子向右运动到O点开始计时，振子的位移x随时间t的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A. 0.2s时振子的位移等于6cm B. 0.6s至1.4s内振子通过的路程为24cm
C. 0.4s时振子的速度最大 D. 0.8s和1.6s时振子的速度相同
【答案】B
【解析】
【详解】A．在内，振子不是匀速运动，而是做变减速运动，所以前一半时间内的位移大于后一半时间内的位移，即时，振子的位移大于，故A错误；
B．至内，振子的刚好运动半个周期，故其路程为
故B正确；
C．由图像可知，斜率表示速度，时，图像的斜率为零，说明振子的速度为零，故C错误；
D．由图像可知，和时，振子均位于原点位置，速度的大小相同。但振子的速度方向为负方向，振子的速度方向为正方向。故振子的速度不相同，故D错误。
故选B。
5. 2023年9月21日下午，“天宫课堂”第四课中神州十六号三位宇航员景海鹏、朱杨柱、桂海潮通过精彩的实验面向全国青少年进行太空科普授课。其中一个情境为动量守恒演示实验：如图所示，质量为100g的小钢球A静止悬浮在空中，宇航员用手推出质量为500g的大钢球B，使它以一定的初速度水平向左撞向小钢球A，撞后大、小钢球均水平向左运动。为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，除了以上给出的实验数据外，还需要测量的物理量是（ ）
A. 两个钢球的悬浮高度 B. 两个钢球的碰撞时间
C. 手对小钢球B推力的冲量 D. 两钢球碰撞前后各自运动的距离和对应时间
【答案】D
【解析】
【详解】根据动量守恒定律可知
为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，除了以上给出的实验数据外，还需要测量的物理量是两钢球碰撞前后各自运动的距离和对应时间，可利用两钢球运动的距离和对应时间计算碰撞后的速度。
故选D。
6. 丰都同文中学的童童同学研究影响平行板电容器的因素。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，极板间电场强度为E，静电计指针偏角为，实验中，保证极板所带电荷量不变，那么（ ）
A. 保持S不变，减小d，则E变大 B. 保持S不变，增大d，则E不变
C. 保持d不变，增大S，则 不变 D. 保持d不变，减小S，则 变小
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由于Q保持不变，根据公式
可以得出
所以E的大小和d无关，故A错误，B正确；
CD．两极板间的电势差越大θ越大，由AB分析可知，当增大S时，C增大，由于Q不变，所以U减小，故θ减小，同理减小S时，θ增大，故CD错误。
故选B。
7. 如图所示的电路中，闭合电键S，灯泡L1、L2均能正常发光，由于电路中某处断路，结果灯泡L1变亮，L2变暗，电压表和电流表（均为理想电表）的示数均变小，则此故障可能是（ ）
A. R1断路 B. R2断路 C. R3断路 D. R4断路
【答案】A
【解析】
【详解】A．若R1断路，相当于R1电阻变为无穷大，根据“串反并同”可知，灯泡L1变亮，L2变暗，电压表和电流表的示数均变小。故A符合题意；
B．若R2断路，相当于R2电阻变为无穷大，根据“串反并同”可知，灯泡L1变暗，L2变暗，电压表的示数变大，电流表的示数变小。故B不符合题意；
C．若R3断路，相当于R3电阻变为无穷大，根据“串反并同”可知，灯泡L1变暗，L2变暗，电压表的示数变大，电流表的示数变大。故C不符合题意；
D．若R4断路，相当于R4电阻变为无穷大，根据“串反并同”可知，灯泡L1变暗，L2变亮，电流表的示数变小；
同理得R2两端的电压减小，R3两端电压增大，而电压表是测两个电阻的总电压，由于不知电路中电阻的具体阻值，故无法判断电压表示数的变化。故D不符合题意。
故选A。
二、多选题（共3小题，每小题5分，全部选对的得5分，部分选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8. 如图所示，摆长为的单摆做小角度的摆动，振动过程的最大位移为，不计空气阻力，重力加速度，从摆球向右通过最低点开始计时，则从到的过程中（ ）
A. 摆球的重力势能先减小后增大 B. 摆球的动能先减小后增大
C. 摆球振动的回复力先减小后增大 D. 摆球的切向加速度先增大后减小
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．单摆振动周期
从到的过程为小球经过最低点向左振动到最左端再回摆到最低点的过程，此过程小球的重力势能先增大后减小，小球的动能先减小后增大，故A错误，B正确；
C．摆球振动的回复力先增大后减小，故C错误；
D．摆球在最低点切向加速度最小，因此摆球的加速度先增大后减小，故D正确。
故选BD。
9. 如图所示，质量相同、带等量异种电荷的甲、乙两粒子，以不同的初速度先后从S点沿SO方向垂直射入匀强电场中，分别经过圆周上的P、Q两点。不计粒子间的相互作用及重力。则两粒子在圆形区域内运动过程中（ ）
A. 甲粒子动能变化量较小
B. 甲粒子所受电场力的冲量较小
C. 甲粒子在P点的速度方向可能沿OP方向
D. 甲粒子的电势能减小，乙粒子的电势能增加
【答案】AB
【解析】
【详解】A．乙粒子动能变化量为
甲粒子动能变化量为
由图知
故
故选项A正确。
B．由
可知，甲、乙粒子的加速度大小相等，沿电场方向，对乙
对甲
故
冲量
选项故B正确。
C．粒子做类平抛运动，速度反向延长线交于水平位移的中点，乙在M点的速度反向延长线应交SO于O点上方，故选项C错误。
D．电场力对甲乙粒子均做正功，两粒子的电势能均减小，故选项D错误。
故选AB。
10. 如图所示，整个空间存在水平向左的匀强电场，一长为L的绝缘轻质细硬杆一端固定在O点、另一端固定一个质量为m、电荷量为＋q的小球P，杆可绕O点在竖直平面内无摩擦转动，电场的电场强度大小为E＝。先把杆拉至水平位置，然后将杆无初速度释放，重力加速度为g，不计空气阻力，则（ ）
A. 小球到最低点时速度最大
B. 小球从开始至最低点过程中动能一直增大
C. 小球对杆的最大拉力大小为mg
D. 小球可绕O点做完整圆周运动
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．小球受到的重力和电场力作用，如图所示：
小球受到的电场力为
qE＝mg
此二力的合力大小为
F＝mg
方向为与竖直方向成30°角，此方向圆周上的点为等效最低点。可知杆转到最低点左侧合力F沿杆的方向时小球速度最大，选项A错，B正确；
C．设小球的最大速度为v，从释放到小球达到最大速度的过程，应用动能定理有
F(1＋)L＝mv2
设小球速度最大时，杆对小球的拉力为Fm，对小球应用向心力公式有
Fm－F＝
解得
Fm＝mg
由牛顿第三定律知选项C正确；
D．根据等效性可知杆转过240°角，速度减小为0，未到达圆周的最高点，小球不能做完整的圆周运动，选项D错误。
故选BC。
三、实验题（共2小题，11题8分，12题8分）
11. 在“探究碰撞中的不变量”实验中，通过碰撞后做平抛运动测量速度的方法来进行实验，实验装置如图所示
（1）在不放小球m2时，小球m1从斜槽某处由静止开始滚下，m1落点在图中的______点，把小球m2放在斜槽末端边缘处，小球m1从斜槽相同位置处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球m1的落点在图中的________点。
（2）关于本实验，下列说法正确的是_____________（填字母代号）；
A.斜槽必须足够光滑且安装时末端必须保持水平
B.小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放
C.必须测量出斜槽末端到水平地面的高度
D.实验中需要用到秒表测量小球空中飞行的时间
E.实验中两个小球的质量大小关系是m1大于m2
（3）用刻度尺测量OM长度为x1、MP长度为x2、PN长度为x3，通过验证等式_______________是否成立，从而验证动量守恒定律。（用m1、m2、x1、x2、x3表示）。
【答案】 ①. P ②. M ③. BE ④.
【解析】
【详解】（1）[1]小球m1从斜槽某处由静止开始滚下，m1的落点在图中的P点；
[2]小球m1和小球m2相碰后，小球m2的速度增大，小球m1的速度减小，都做平抛运动，所以相碰后小球m2的落点在N点，小球m1的落点在M点；
（2）[3]AB．斜槽末端必须水平，以保证小球做平抛运动，并且只要入射小球每次都从斜槽上同一位置由静止释放，就能使碰撞前的速度相同，与斜槽是否光滑无关，故A项错误，B项正确；
CD．由于两小球每次都是从同一位置开始做平抛运动，小球在空中飞行时间相同，小球的水平位移能够反映小球初速度的大小，所以实验中不用测量出斜槽末端到水平地面的高度，也不用测量小球空中飞行的时间，故C、D项均错误；
E．为了保证入射小球碰撞后不反弹，入射小球m1的质量要大于被碰小球m2的质量，故E正确；
故选BE。
（3）[4]若动量守恒，取向右为正方向，则应满足
根据平抛运动规律得
整理可得
因此可得
整理得
12. 某同学在实验室用如图甲的电路测量一新材料的电阻率。其中为该新材料制成的圆柱体电阻丝，其横截面积为S，是阻值为0.6Ω的定值电阻。正确接线后，闭合开关，读出电压表示数U、电流表示数I以及对应的长度L。调节滑片P的位置，记录多组U、I、L的值。
（1）某次实验过程中，电流表的指针位置如图乙所示，该示数为___________A；
（2）根据实验数据绘出的图像如图丙所示，则图甲中电源的电动势__________V，内阻_________Ω。
（3）根据实验数据可进一步绘出，如图丁所示，则电阻丝的电阻率的表达式__________（用a、b、S表示）
【答案】 ①. 0.34 ②. 1.5 ③. 0.4 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]电流表选用0.6A挡，其最小分度为0.02A，由图可知，此时电流大小为0.34A；
（2）[2]由闭合电路欧姆定律可知
由图乙所示可知，图像与纵坐标间的交点表示电动势，故有
[3]图像的斜率
其中
解得
（3）[4]由欧姆定律和电阻定律有
得
所以图线斜率
得
四、计算题（共3小题，13题9分，14题14分，15题18分）
13. 在如图所示的匀强电场中，一个电荷量，质量为的带电小球所受静电力，沿电场线方向从静止由A运动到B，A、B两点间的距离，求：
（1）匀强电场的电场强度E的大小；
（2）A、B两点间的电势差；
（3）小球从A运动到B静电力做的功W。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据电场强度的定义可知，匀强电场中场强大小
（2）A、B两点间的电势差
（3）小球从A运动到B静电力做的功
14. 在如图所示的电路中，电源的电动势E＝10V、内阻，小型直流电动机M的内阻。闭合开关S后，电动机正常转动，理想电流表的示数I＝1.0A，求：
（1）电动机的机械功率；
（2）电源的效率。
【答案】（1）9W；（2）95%
【解析】
【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律可得电动机两端电压
电动机的机械功率
（2）电源的效率
15. 如图所示，在水平面的上方，存在竖直平面内周期性变化的匀强电场，变化规律如图所示。把一质量为m、带电荷的小球在时从A点以大小为的初动能水平向右抛出，经过一段时间后，小球以的动能竖直向下经过点，随后小球第一次经过A点正下方，且经过A点正下方时电场刚好第一次反向。已知之间的高度差为，水平距离为点到水平面的竖直距离为，重力加速度为。求：
（1）两点间的电势差；
（2）匀强电场的场强的大小；
（3）小球到达水平面时与A点的水平距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）AB的水平距离为h，AB的竖直距离为2h，从A到B的过程根据动能定理有
解得AB两点之间的电势差
（2）小球从A点以动能mgh水平向右抛出，经过一段时间后，到达B点动能竖直向下，为4mgh，说明水平方向上减速运动，水平方向有
解得
方向水平向左；竖直方向有
解得
方向竖直向下。所以匀强电场的场强
方向与水平方向成45°角斜向左下。
（3）根据题意建立如图所示的坐标系
已知小球第一次经过A点正下方D点时电场刚好相反，可知A到D的运动时间为T，小球在水平方向运动时间具有对称性，即A到B和B到D所用时间相同
小球从A到B，在y轴上有
解得
到达D点时小球沿y轴方向的分速度为
则A到D沿y轴方向的位移为
小球第一次经过y轴的D点后电场反向，沿与x轴方向成45°指向右上方，小球在y轴上受力平衡，以的速度做匀速直线运动。沿x轴方向先匀减速后匀加速，根据运动的对称性可知恰好在2T时刻第二次经过A点正下方的E点，此过程沿y轴的位移为
经过E点后，2T~3T时间内电场再次反向，小球沿y轴以的初速度做匀加速直线运动，3T时刻第三次经过y轴，此时沿y轴的分速度为
2T~3T时间沿y轴的位移为
以此类推，从0时刻开始，每经过一个时间间隔T，小球就经过一次y轴，沿y轴的运动均为匀加速直线运动与匀速直线运动交替运动。3T~4T时间沿y轴的位移为
4T~5T时间沿y轴的位移为
以此类推，可得小球第n次经过y轴的总位移为
令，解得
可知小球在第5次经过y轴后从到达水平面，当时
则小球在第5次经过y轴位置到水平面的距离为
小球在第5次经过y轴之前竖直方向经历了2次匀速直线运动和3次匀加速直线运动，第5次经过y轴时沿y轴的分速度
小球在第5次经过y轴后沿y轴做匀速直线运动，从第5次经过y轴到水平面经历时间为
与对比可得
小球在第5次经过y轴后沿x轴负方向做匀减速直线运动，其位移为
由A到B的过程中，沿水平方向有
解得
