河北省秦皇岛市部分学校2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含答案）

河北省秦皇岛市部分学校2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图，电荷量为的点电荷与均匀带电薄板相距，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中点的电场强度为，则图中点的电场强度为( )
A. 大小为，方向水平向左 B. 大小为，方向水平向右
C. 大小为，方向水平向左 D. 大小为，方向水平向右
2.一电场中电势在轴上的分布如图所示，一点电荷由点静止释放，仅在电场力作用下沿方向运动，则该电荷( )
A. 在处的加速度为零 B. 在处的速度为零
C. 在到间往复运动 D. 在到间匀加速运动
3.金属导电是一个典型的导电模型，值得深入研究。一金属直导线电阻率为，若其两端加电压，自由电子将在静电力作用下定向加速，但电子加速运动很短时间就会与晶格碰撞而发生散射，紧接着又定向加速，这个周而复始的过程可简化为电子以速度沿导线方向匀速运动。我们将导线中电流与导线横截面积的比值定义为电流密度，其大小用表示，可以“精细”描述导线中各点电流的强弱。设该导线内电场强度为，单位体积内有个自由电子，电子电荷量为，电子在导线中定向运动时受到的平均阻力为。则下列表达式正确的是( )
A. B. C. D.
4.如图甲所示，在“用传感器观察平行板电容器的放电”实验中，单刀双掷开关先置于位置，待一段时间后，再置于位置，利用电容器放电过程中记录的数据作出的图像如图乙所示，已知电源电动势为，下列说法正确的是( )
A. 到时间内，电容器放电量约为
B. 电容器的电容约为
C. 如果将一块陶瓷板放入电容器两板之间，则电容变小
D. 如果将平行板电容器的板间距离增大，放电图像距坐标原点会变远
5.如图为一玩具起重机的电路示意图。电源电动势为，内电阻为，电阻，当电动机以的速度匀速向上提升一质量为的物体时不计一切摩擦阻力，，标有“ ”的灯泡正好正常发光，则电动机的内阻为( )
A. B. C. D.
6.如图所示，电源电动势为、内阻为，电容器的电容为，电压表内阻较大，电流表内阻不可忽略。闭合开关，在增大电阻箱的阻值的过程中，电压表示数的变化量的绝对值为，电流表示数的变化量的绝对值为，则下列说法正确的是( )
A. 电容器电荷量的增加量等于 B. 电压表示数和电流表示数的比值不变
C. 和的比值大于 D. 电源的效率和输出功率一定都增加
7.如图所示，、、、为正方形的四个顶点，在、、三处有垂直于正方形所在平面的无限长通电直导线，、两处的电流方向向外、大小均为，处的电流方向向里、大小为，此时处的磁感应强度为。已知通电长直导线周围的磁感应强度大小与电流成正比、与该点到通电长直导线的距离成反比，即，以下说法正确的是( )
A.
B.
C.
D. 仅将、处的电流反向，处的磁感应强度仍为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图甲，竖直平面中有平行于该平面的匀强电场，长为的绝缘轻绳一端固定于点，另一端连接质量为、带电量为的小球，小球绕点在竖直面内沿顺时针方向做完整的圆周运动。图中为水平直径，为竖直直径。从点开始，小球动能与转过角度的关系如图乙所示，已知重力加速度大小为，则( )
A. 为电场的一条等势线 B. 该匀强电场的场强大小为
C. 轻绳的最大拉力大小为 D. 轻绳在两点拉力的差值为
9.如图甲所示，电动势为、内阻为的电源与的定值电阻、滑动变阻器、开关组成串联回路，已知滑动变阻器消耗的功率与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势，内阻
B. 图乙中
C. 滑动变阻器的滑片向左移动时，上消耗的功率一直减小
D. 调整滑动变阻器的阻值，可以得到该电源的最大输出功率为
10.在光滑的水平面上，质量为的小球以速度水平向右运动，与质量为的静止的小球发生弹性碰撞。在碰撞过程中下列说法正确的是( )
A. 和小球组成的系统动量守恒，机械能守恒
B. 和小球组成的系统动量守恒，机械能不守恒
C. 碰后球的速度为，球的速度为
D. 碰后球的速度为，球的速度为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.小明用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板左端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出。已知五角硬币和一元硬币与长木板间动摩擦因数近似相等，主要实验步骤如下：
将五角硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在长木板中心线的适当位置取一点，测出硬币停止滑动时硬币右侧到点的距离。再从同一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为，如图乙所示；
将一元硬币放在长木板上，使其左侧位于点，并使其直径与中心线重合，按步骤从同一位置释放弹片，重新弹射五角硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币碰后停止滑行时距点距离的平均值和，如图丙所示。
实验中还需要测量的量有________
A.五角硬币和一元硬币的质量、
B.五角硬币和一元硬币的直径、
C.硬币与木板间的动摩擦因数
D.发射槽口到点的距离
该同学要验证动量守恒定律的表达式为______________________________用已知量和测量的量表示，若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，需要判断关系式____________________是否成立用、、表示。
12.某实验小组测量一新材料制成的粗细均匀金属丝的电导，与其电阻是倒数关系，金属丝的长度已知。
用螺旋测微器测金属丝的直径，示数如图甲所示，其直径 。
用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“”挡时，发现指针向右偏转角度过大，几乎接近满偏，接着进行一系列正确的操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为 。
为了精确地测量金属丝的电阻，实验室提供了下列器材：
A.电流表量程，内阻
B.电流表量程，内阻约
C.滑动变阻器，额定电流
D.滑动变阻器，额定电流
E.电阻箱阻值范围为
F.电源电动势，内阻约
G.开关、导线若干
实验小组设计的实验电路图如图丙所示由于没有电压表，需要把电流表串联电阻箱改装成量程为的电压表，则电阻箱的阻值应调至 。并且滑动变阻器选择。
正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器测得组电流表、的值、，数据见下表现根据表中的数据，在图丁方格纸上作出图像 。
由图像求出金属丝的电导 。结果保留位有效数字。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.如图所示，空间存在水平向右、电场强度大小为的匀强电场。一个半径为的竖直光滑圆弧轨道与水平面相切于点。现将一质量为、带电荷量为的小球从点由静止释放，已知、间距离，小球与水平面间的动摩擦因数为，取重力加速度。求：
小球运动到点时的速度大小
小球对圆弧轨道压力的最大值
小球在竖直平面内上升的最大高度。
14.如图所示，电源电动势为，内阻，，电容器电容，开关闭合时，间距为的平行板电容器的正中间有一质量为，电荷量为的小球正好处于静止状态．求：
电路稳定后通过的电流；
开关断开，流过的电荷量；
断开开关，电路稳定后，小球的加速度的大小，．
15.如图所示，小球用长的轻绳悬挂在固定点上，足够长的木板置于光滑水平地面上，两物块、放置在上，置于的右端，与相距现将小球拉至与竖直方向成，然后由静止释放，小球在最低点与发生弹性碰撞，之后，与发生碰撞并粘在一起运动，两次碰撞时间均可忽略．已知物块、和小球均可视为质点，、、和的质量均为，与、与间动摩擦因数均为，取，，重力加速度大小，不计空气阻力．求：
小球与物块碰撞前瞬间，小球速度的大小和对轻绳拉力的大小；
物块与物块碰撞前瞬间，物块速度的大小；
整个装置在全过程中损失的机械能．
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】；；。
12.【答案】

13.【答案】段对小球运用动能定理
设小球运动到轨道上的点时对轨道的压力最大，
小球在轨道上的等效重力
设等效重力与竖直方向的夹角为，
则
所以
段对小球运用动能定理
设小球运动到点时，轨道对小球的支持力为，则
解得
由牛顿第三定律，小球对圆弧轨道压力的最大值为；
设小球在竖直平面内上升的最大高度为，
段对小球运用动能定理
设小球离开点后上升的距离为

14.【答案】解：开关闭合时，、并联与串联，中没有电流通过．有：
电容器的电压
由欧姆定律得通过的电流
开关断开，电容器的电压
开关断开，流过的电荷量
开关闭合时，小球静止时，由平衡条件有：
开关断开，根据牛顿第二定律得
联立解得．
答：电路稳定后通过的电流是；
开关断开，流过的电荷量是；
断开开关，电路稳定后，小球的加速度的大小是．
15.【答案】解：设小球与物块碰撞前瞬间，小球速度的大小为，小球所受轻绳的拉力大小为由机械能守恒定律
解得
根据牛顿第二定律可知：
解得
根据牛顿第三定律可知：小球对轻绳拉力的大小为。
小球与物块发生弹性碰撞有：
解得，
对有，
对、有，
同时根据位置关系有
代入数据，解得，
根据题意在与碰撞前，的速度应大于，而当时，的速度为，的速度为，不符，舍去，所以取，此时有根据题意在与碰撞前，的速度应大于，而当时，的速度为，的速度为，不符，舍去，所以取，此时有解得。
分析可知最后共速一起在水平地面上匀速运动，取、、为一系统，
系统动量守恒解得
整个装置在全过程中损失的机械能为。
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