广东省阳江市高新区2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含解析）

广东省阳江市高新区2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
第I卷（选择题）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图，质量为的人站在水平地面上，用定滑轮装置将质量为的重物送入井中。当重物以的加速度加速下落时，忽略绳子和定滑轮的质量及绳子与定滑轮间的摩擦，则人对地面的压力大小为取( )
A. B. C. D.
2.如图所示，固定的光滑斜面上有两点、，到斜面顶端的距离为。可视为质点的小球从斜面顶端由静止释放，若、间的距离为，小球通过、的时间为；若、间的距离为，小球通过、的时间为。：为( )
A. ： B. ：
C. ： D. ：
3.中国的二十四节气是中华民族优秀的文化传统与祖先广博智慧的世代传承，被国际气象界誉为中国“第五大发明”。如图所示为地球沿椭圆轨道绕太阳运动所处的四个位置，分别对应我国的四个节气。冬至和夏至时地球中心与太阳中心的距离分别为、，下列说法正确的是
A. 冬至时地球的运行速度最小
B. 地球运行到冬至和夏至时，运行速度之比为
C. 地球从秋分到冬至的运行时间为公转周期的
D. 地球在冬至和夏至时，所受太阳的万有引力之比为
4.如图，倾角为的传送带沿逆时针方向以的速度匀速转动，将质量为的小物块轻放在传送带的顶端处，经过小物块到达传送带的底端处。已知小物块与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度大小，，。下列说法正确的是( )
A. 小物块一直做匀变速运动 B. 、间的长度为
C. 小物块到达处时的速度大小为 D. 全过程中小物块机械能减少
5.如图所示，一金属圆环均匀分布着电量为的正电荷，圆环放置在水平面上，半径为圆环的的宽度忽略，在距圆心点也为的正上方静止放置一个质量为，电量为的大小未知点电荷静电力常量为，重力常数为，则等于( )
A. B. C. D.
6.如图为两元件甲、乙的伏安特性曲线，两图线交于点，点坐标为，甲的图线直线与横轴所成夹角为。下列说法正确的是( )
A. 甲元件的电阻为
B. 在点，甲的电阻大于乙的电阻
C. 由图可知乙元件电阻随电压增大而减小
D. 若将甲、乙元件串联，电流为时，甲、乙元件的总电压为
7.如图所示，在直角三角形中，，为的中点；三根通电长直导线垂直于纸面分别过、、三点，三根导线中的电流大小分别为、、，方向均向里。通电长直导线在其周围空间某点产生的磁感应强度的大小公式为，其中表示电流强度，表示该点到导线的距离，为常量，已知点处导线在点产生的磁感应强度的大小为，则点的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图，小球、用不可伸长的等长轻绳悬挂于同一高度，静止时恰好接触，拉起，使其在竖直方向上升高度后由静止释放，做单摆运动到最低点与静止的正碰。碰后、做步调一致的单摆运动，上升最大高度均为，若、质量分别为和，碰撞前后、组成系统的动能分别为和，则( )
A. B. C. D.
9.如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球、和均可视为点电荷分别位于边长为的正三角形的三个顶点上；、所带的电荷量均为且为同种电荷，整个系统置于水平方向的匀强电场中。已知静电力常量为，若三个小球均处于静止状态，则下列说法正确的是( )
A. 如果、带正电，那么一定带负电
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 的电荷量大小为、的倍
D. 匀强电场的方向与边垂直且由指向
10.半径相同的光滑小球、、按图示放置，其中、球用长度为的竖直轻杆连接，、球挨着，但不粘连。在受轻微扰动后轻杆开始向左倾斜，三个小球始终在同一竖直面内运动，球着地后不反弹。已知小球的最大速度为，小球、、的质量分别为、、，重力加速度为，则( )
A. B、球分离时，球的加速度竖直向下
B. 球落地前瞬间的速度大小为
C. 从球开始运动到落地前瞬间的过程中杆对球始终做负功
D. 从球开始运动到落地前瞬间三小球组成的系统动量守恒
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某实验小组在完成“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验后，为提高测量精度，重新设计实验方案来测量弹簧的劲度系数。实验装置如图甲所示，实验步骤如下：
用卡钳将游标卡尺的游标尺竖直固定在一定高度；
弹簧的一端固定在游标卡尺尺身的外测量爪上，另一端勾住钢球上的挂绳；
将钢球放在水平放置的电子天平上，实验中始终保持弹簧竖直且处于拉伸状态在弹性限度内；
初始时，调节游标卡尺使其读数为，此时电子天平示数为；
缓慢向下拉动尺身，改变电子天平的示数，每增加，拧紧游标尺紧固螺钉，读出对应的游标卡尺读数，在表格中记录实验数据。
完成下列填空：
缓慢向下拉动尺身，弹簧伸长量将 填“增大”或“减小”；
部分实验数据如下表，其中号数据所对应的游标卡尺读数如图乙所示，其读数为： ；
数据编号
游标卡尺读数 ？
电子天平示数
根据上表，用“”在图丙坐标纸中至少描出个数据点，并绘制图像 ；
写出随的变化关系： 用、、和重力加速度表示；
根据图像可得弹簧的劲度系数 取，结果保留位有效数字。
12.某同学用斜轨道和水平轨道来验证动量守恒定律，如图所示，将斜轨道固定，并与水平轨道在点由小圆弧平滑连接，将一物块甲由斜轨道上某一位置静止释放，物块甲最后停在水平轨道上，多次重复该操作，找到物块甲的平均停留位置，记为点；将相同材质的物块乙放在点，再次让物块甲由斜轨道上静止释放，多次重复该操作，找到物块甲、乙的平均停留位置，分别记为、点，回答下列问题。
物块甲的质量应_________选填“大于”“等于”或“小于”物块乙的质量。
物块甲每次的释放位置应_________选填“相同”或“不同”。
若物块甲、乙的质量分别为、，点到、、三点的距离分别为、、，若关系式_________成立用、、、、表示，则说明该碰撞过程动量守恒；若关系式_________也成立用、、表示，则说明该碰撞为弹性碰撞。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.如图甲所示，一质量为的小物块从倾角的斜面上的点由静止开始滑下，最后停在水平面上的点。已知小物块与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面在点处平滑连接，小物块滑过斜面与水平面连接处时无机械能损失。从滑块滑上水平面开始计时，其运动的速度图像如图乙所示。已知，，。
求物块与水平面间的动摩擦因数；
求、两点间的距离。
14.如图，在水平固定平台的左侧固定有力传感器，质量，长度的形平板紧靠平台右侧且上表面与平台等高，形平板右侧为竖直弹性挡板即物体与挡板的碰撞可视为弹性碰撞，质量且可视为质点的物块被外力固定在平台上。现将弹性装置放在物块与传感器中间的空隙处，随即解除物块的束缚，物块离开弹性装置前，传感器的示数如图乙，物块离开弹性装置后滑入形平板，一段时间后在平板的正中间与平板达到相对静止。不计物块与平台间、形平板与地面间的摩擦，重力加速度取。求：
物块与弹性装置分离时的速度；
形平板上表面与物块间的动摩擦因数结果保留位有效位数。
15.如图所示，质量为，带电荷量为的小球可看作质点与不可伸长的绝缘细绳相连，细绳另一端固定在点，细绳长度为，点距离水平地面的高度为，空间存在竖直向上的匀强电场。现在最高点给小球一水平向右的初速度，此时细绳上的拉力恰好为，重力加速度大小为。
求匀强电场的电场强度的大小；
若小球运动到最低点时细绳恰好被拉断，在小球脱离细绳的瞬间电场变为水平向左，则小球的落地点到点的水平距离。
答案和解析
1.
【解析】先研究重物，重物的加速度，受到重力与绳子的拉力
则根据牛顿第二定律有：
解得：，
再研究人，受力分析：重力、绳子向上的拉力、地面的支持力，处于平衡状态
则根据平衡条件有：
解得：
由牛顿第三定律可得：人对地面的压力大小为，故C正确，ABD错误。
故选C 。
2.
【解析】小球做初速度为零的匀加速直线运动，通过第一个、第二个、第三个所用的时间之比为
所以
故选B。
若物体做初速度为零的匀加速直线运动，将位移从开始分为相邻相等的若干段，每段为，则由
得
所以，物体通过前、前、前所用的时间之比为
物体通过第一个、第二个、第三个所用的时间之比为
3.
【解析】、由开普勒第二定律知，冬至时地球的运行速度最大，夏至时地球的运行速度最小，且地球运行到冬至和夏至时，运行速度之比，故A错误，B正确；
C、地球从夏至到秋分再到冬至，其重力势能逐渐减小，由机械能守恒定律知，地球运行的速度逐渐增大，则地球从夏至到秋分的时间比秋分到冬至的时间长，结合对称性知，地球从秋分到冬至的运行时间小于公转周期的，故C错误；
D、由知，地球在冬至和夏至时，所受太阳的万有引力之比，故D错误。
4.
【解析】A.当小物块的速度小于传送带的速度时，由牛顿第二定律可知
解得
当小物块的速度等于传送带的速度时，由于
小物块会继续以加速运动至点，由牛顿第二定律可知
解得
故全程做变加速运动，故A错误；
C.设小物块从点运动到与传送带共速时经过的时间为，则
由题可知，全程运动时间为
到达点时的速度为
解得
故C错误；
B.间长度为
解得
故B正确；
D.全过程中小物块机械能减小量为
解得
故D错误。
故选B。
5.
【解析】设将圆环上的电荷分成 个极小段电荷，则每段电荷电量为 ，由题中几何关系可知各小段电荷对的作用力方向与竖直方向夹角均为 ，如图所示
根据库仑定律有
整个圆环的电量对的电场力的合力是竖直向上的且大小等于的重力，根据平衡条件有
解得
故选C。
6.
【解析】A.根据 图像可知，甲元件的电阻，故A错误；
B.在点，甲、乙两元件的电压、电流相同，由欧姆定律可知，甲的电阻等于乙的电阻，故B错误；
C.随电压的增大，元件乙的图像斜率越来越小，根据欧姆定律可知，其电阻随电压的增大而增大，故C错误；
D.若将甲、乙元件串联，电流为时，此时甲元件的电压为
由 图像可知，乙元件的电压为，则甲、乙元件的总电压为
故D正确。
故选D。
7.
【解析】设直角三角形的边长为，则
根据通电长直导线的磁感应强度公式
、两点处的通电长直导线在点产生的磁感应强度的大小分别为 、 ，、两点处的通电长直导线在点产生的磁感应强度的方向相反，合磁感应强度的大小为 ，且合磁感应强度的方向与点处的通电长直导线在点产生的磁感应强度的方向成角，可得点的磁感应强度的大小为 。
故选A。
8.
【解析】碰前，，，碰后两小球共速，，由动量守恒定律可得，则，即，故A正确，B错误；碰前，碰后，则，故C正确，D错误。
9.
【解析】A.三个小球均处于静止状态，合力为零，则三个小球所带的电荷量总和为零，如果、带正电，则必带负电，故A正确；
B.设球电荷量大小为，匀强电场强度大小为，对小球，有
解得
方向与、连线垂直
故B正确；
C.把三个小球作为整体，题意知整体电场力合力为零，所以整体电荷量为，由于、所带的电荷量均为且为同种电荷，故所带电荷量的大小为，故C错误；
D.由于三个小球所带电荷的电性未知，故只能确定电场的方向垂直于、连线，不能确定匀强电场的电场强度具体方向，故D错误。
故选AB。
10.
【解析】A.、分离时，、间的弹力为，且加速度相等，的加速度为，则的加速度也为，杆上的弹力为，则的加速度为，方向竖直向下，故A正确；
D.、、三球组成的系统在水平方向上所受合外力为，水平方向动量守恒，但竖直方向动量不守恒，故D错误；
B.球落地前瞬间，、水平方向速度相等，在水平方向有
又球只有水平方向的速度，由机械能守恒有
联立解得
故B正确；
C.、分离前，杆中弹力沿杆向外，此时杆对做正功，对做负功，分离后，杆中弹力沿杆向内，对做正功，故C错误。
故选AB。
11.减小

【解析】弹簧处于伸长状态，缓慢向下拉动尺身，弹簧总长度减小，故弹簧伸长量将减小；
其中号数据所对应的游标卡尺读数
图像如图所示
设钢球的质量为 ，初始状态弹簧的伸长量 ，则
两式联立得
由，可知 图像的斜率为
得。
12.大于
相同


【解析】为保证碰撞过程不反弹，则甲的质量应大于乙的质量。
为保证碰撞前甲的速度均相同，则甲每次应从同一位置释放。
物块在水平面上做匀减速运动，根据匀变速直线运动规律，则有
解得
若碰撞过程动量守恒。则有
即
若为弹性碰撞，则有
联立可得
13.由图乙求得物块在水平面上滑行的加速度大小为
根据牛顿第二定律，有
求得物块与水平面间的动摩擦因数为
物块在斜面上滑行过程中，根据牛顿第二定律，有
另外
代入数据求得

14.图乙中，图像与时间轴所围几何图像的面积表示弹力的冲量，
则内，物块所受弹力的冲量：，
内对物块用动量定理：
故，物块与弹性装置分离时的速度
物块与形平板在水平方向动量守恒，从物块滑入形平板到与平板共速：，
由能量守恒：，，
若物块与挡板相碰，，代入数据得
若物块不和挡板相碰，则，代入数据得。
15.在最高点，有
解得
小球从最高点运动到最低点过程中，根据动能定理
细绳被拉断后，小球在竖直方向做自由落体运动
水平方向做匀加速直线运动
其中
解得

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