2022-2023学年江苏省盐城市亭湖高级中学高二上学期期中考试物理试题（解析版）

2022－2023年度亭湖高级中学高二年级第一学期期中考试物理试卷（考试用时：75分钟总分：100分）第Ⅰ卷（选择题共40分）一、单项选择题（本题共10小题，每小题4分，共计40分．每小题只有一个选项符合题意．）1.使用蓝牙耳机接听手机来电，其信号传输的示意图如图所示，已知可见光的频率范围是：，则蓝牙通信的电磁波（）A.是蓝光 B.波长比手机通信的电磁波短C.在真空中的传播速度大小为 D.在真空中的传播速度比可见光传播的速度小【答案】B【解析】【详解】A．由题意可得，蓝牙通信的电磁波频率小于可见光频率，故不可能是蓝光，故A错误；B．由图可知，蓝牙通信的电磁波比手机通信的电磁波频率大，由可知，频率越大，波长越短，故蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波短，故B正确；CD．在真空中电磁波的传播速度大小均为故CD错误。故选B。2.扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。如图所示，某扫地机器人电池的容量2000mA·h，额定工作电压20V，额定功率40W，则下列说法正确的是（）A.扫地机器人正常工作时的电流是2A B.扫地机器人的电阻是10ΩC.题中mA·h是能量单位 D.扫地机器人充满电后一次工作时间约为2h【答案】A【解析】【详解】A．扫地机器人正常工作时的电流是故A正确；B．扫地机器人不是纯电阻电路，故欧姆定律不适用，电阻不是10Ω，故B错误；C．根据可知，mA·h是电荷量的单位，故C错误；D．扫地机器人充满电后一次工作时间约为故D错误。故选A。3.如图所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】由磁通量的公式具有磁场的有效面积为解得故选A。4.如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻（阻值随所受照射光强度的增大而减小）。当照射光强度降低时（）A.小灯泡变暗 B.电压表的示数变大C.电路的总电阻变小 D.电源内阻消耗的功率变大【答案】A【解析】【详解】C．当照射光强度降低时，R3阻值增大，电路总电阻增大。故C错误；B．总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流减小，R1上的电压变小，即电压表读数变小。故B错误；D．总电流变小，根据公式电源内阻消耗的功率变小。故D错误；A．根据闭合电路欧姆定律得I减小，则U2增大，可知流过的电流增大。根据并联电路特点得I减小，I2增大，则I3减小，可知小灯泡变暗。故A正确。故选A。5.如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下面结论不正确的是（）A.电源的电动势为6.0V B.电源的内阻为12ΩC.电源的短路电流为3A D.电流为0.3A时外电阻是18Ω【答案】B【解析】【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律得整理得则图像截距表示电动势，E=6.0V，斜率大小表示内阻，内阻的大小为故A正确。故B错误；C．电源的短路电流为故C正确；D．电流为0.3A时,根据闭合电路欧姆定律得代入数据解得故D正确。本题选不正确的，故选B。6.如图，一束电子沿某坐标轴运动，在x轴上的A点处产生的磁场方向沿z轴负方向，则该束电子的运动方向（）A.y轴负方向 B.y轴正方向 C.z轴负方向 D.z轴正方向【答案】A【解析】【详解】根据右手螺旋定则可知，电子运动形成的等效电流沿y轴正方向，故该束电子的运动方向为y轴负方向。故选A。7.如图（a）所示水平弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动，规定水平向右为正方向。图（b）是弹簧振子做简谐运动的图像，下列说法正确的是（）A.弹簧振子从B点经过O点再运动到C点为一次全振动B.弹簧振子的振动方程为C.弹簧振子在2.5s内的路程为1mD.图（b）中的时刻振子的速度方向与加速度方向都为负方向【答案】C【解析】【详解】A．弹簧振子从B点经过O点再运动到C点为次全振动，故A错误；B．根据题图乙可知，弹簧振子的振幅是，周期为，则角速度为规定向右为正方向，时刻位移为0.1m，表示振子从B点开始运动，初相为，则振子的振动方程为故B错误；C．因周期，则则振子在前2.5s内路程为故C正确；D．图（b）中的时刻振子的速度方向为负，此时刻振子正在沿负方向做减速运动，即从O向C运动，但加速度方向为正，故D错误。故选C。8.如图所示，动量分别为，的两个小球A、B在光滑的水平面上沿一直线向右运动，经过一段时间后两球发生正碰，分别用、表示两小球动量的变化量，则下列选项中可能正确的是（）A.，B.，C.，D.，【答案】A【解析】【详解】由题意可知，小球A的动量变化最小值为动量变化最大值为由动量守恒可知，小球B的动量变化范围为故选A。9.小杜家里新装修时使用了一批照明卤钨灯泡，如图a所示。小杜利用多用电表测量该灯泡的电阻，以下操作正确的是（）A.小杜选好“×100”，红黑表笔短接后指针位置如图b所示，则他应该调节“S”进行调零B.调零后，用红黑表笔分别接触灯泡的两脚，发现指针偏角太小，则需要更换“×1k”挡位C.每次换挡后不需重新进行欧姆调零D.正确选择挡位后，指针位置如图c所示，则该灯泡电阻为【答案】B【解析】【详解】A．红、黑表笔短接后指针没有满偏，说明需要欧姆调零，即调节“T”旋钮，故A错误；B．测量时，发现指针偏角太小，说明待测电阻阻值较大，倍率选小了，需要更换“×1k”进行测量，故B正确；C．每次更换挡位都需再次调节“T”进行欧姆调零，故C错误；D．根据多用电表读数方法可知测量结果为故D错误。故选B。10.如图甲所示，电源电压恒为9V，滑动变阻器的最大阻值为，电流在之间时电子元件均能正常工作。若通过此电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示，则下列判断正确的是（）A.通过电子元件的电流为0.1A时，其电阻为B.当滑动变阻器滑片P在中点时，电子元件与滑动变阻器的电压之比为C.电子元件处于正常工作状态时，电路消耗的最小功率为3.6WD.为使电子元件处于正常工作状态，滑动变阻器的阻值范围应控制在【答案】D【解析】【详解】A．电压电流图像上某一点与原点连线的斜率表示电阻，根据图像可知，当电子元件的电流为0.1A时，其电压为，则电阻为故A错误；B．当滑动变阻器滑片P在中点时，滑动变阻器的电阻为，滑动变阻器与电子元件串联，所以电压之比等于电阻之比，若电子元件与滑动变阻器的电压之比为，则滑动变阻器两端的电压应为4.5V，根据欧姆定律此时电子元件两端电压应为，通过电子元件的电流应为，根据图像可知电流为时，对应电压小于，故B错误；C．电路的电功率电源电压恒定，电子元件处于正常工作状态时最小电流为，由图可知，电路最小功率故C错误；D．电子元件处于正常工作状态时，电路最小电流为0.1A，电子元件两端的最小电压为2V，因串联电路中总电压等于各部分电路电压之和，所以滑动变阻器两端的最大电压此时滑动变阻器接入电路的电阻最大电路电流最大为0.4A时，电子元件两端的电压最大为4V，则滑动变阻器两端的最小电压滑动变阻器接入电路的电阻最小所以滑动变阻器的阻值范围应控制在，故D正确。故选D。第Ⅱ卷（非选择题共60分）二、简答题（本题共5小题，共计60分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）11.在验证动量守恒定律的实验研究过程中：小明用“碰撞实验器”验证动量守恒定律，实验装置如图1所示，研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。O是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点，实验时，小明先让入射小球多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其落地点的平均位置P，测量平抛的水平射程OP。然后把被碰小球静置于水平轨道的末端，再将入射小球从斜轨上S位置由静止释放，与小球相撞，多次重复实验，找到两小球落地的平均位置M、N。（1）图2是小球的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为________cm。（2）下列器材选取或实验操作符合实验要求的是________。A．选用两球的质量应满足B．可选用半径不同的两小球C．小球每次必须从斜轨同一位置释放D．需用秒表测定小球在空中飞行的时间（3）在某次实验中，测量出两小球的质量分别为、，三个落点的平均位置与O点的距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内，若满足关系式________，即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒。（用测量的物理量表示）（4）小华在验证动量守恒定律时，利用在斜面上的两小车a、b碰撞过程来完成：如图3所示，小车a的前端粘有质量不计的橡皮泥，在小车a后连着纸带，纸带通过电磁打点计时器，长木板下垫着小木块，开始时未放小车b，移动长木板下的小木块，轻推小车a，直到纸带上打下的点迹______；（填“均匀”或“不均匀”）。然后在小车a的前方放置一个与a材料相同的静止小车b，推动小车a使之运动，之后与小车b相碰并粘合成一体，若测得实验中某条打点的纸带如图4所示，O为运动的起点，、、、分别为OA、AB、BC、CD的长度，设a的质量为、b的质量为，要验证碰撞中的动量守恒定律，则要验证的关系为________（选、、、、、来表示）。【答案】①.55.50②.AC##CA③.④.均匀⑤.【解析】【详解】（1）[1]确定小球落点平均位置的方法：用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是小球落点的平均位置，根据图2可得小球落点的平均位置对应的读数为；（2）[2]A．为了保证入射小球不反弹，入射小球的质量应满足，故A正确；B．为保证两小球发生正碰，应选用半径相同的两小球，故B错误；C．为保证入射小球每一次发生碰撞前瞬间的速度都相同，每次入射小球必须从同一高度释放，故C正确；D．小球在空中做平抛运动的时间是相等的，所以不需用秒表测定小球在空中飞行的时间，故D错误。故选AC。（3）[3]本实验需要验证由于小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中运动的时间相等，上式两边时乘以得即在实验误差允许范围内，若满足关系式即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒；（4）[4]长木板下垫着小木块，直到纸带上打下的点迹均匀，说明小车a所受到的摩擦力与重力沿长木板方向的分力平衡，从而保证小车做匀速运动；[5]推动小车，小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同时间内通过的位移相同，故AB段为匀速运动阶段，所以选AB段来计算碰撞前小车的速度；碰撞后最终一起匀速运动，应选CD段来计算相碰后的共同速度。设打点计时器的打点周期为，可得碰撞前小车的速度为，碰撞后小车的共同速度为，要验证碰撞中的动量守恒定律，则即得要验证的关系为12.生活中常出现手机滑落而导致损坏的现象，手机套能有效的保护手机。现有一部质量为的手机（包括手机套），从离地面高处无初速度下落，落到地面后未反弹。由于手机套的缓冲作用，手机与地面的作用时间为。不计空气阻力，取，求：（1）手机与地面作用过程中手机的动量变化量；（2）地面对手机的平均作用力大小。【答案】（1），方向竖直向上；（2）【解析】【详解】（1）落地之前，做自由落体运动，有得落地前瞬间的速度取竖直向上为正方向，可得手机与地面作用过程中手机的动量变化量为（2）设手机自由下落时间为，则得取竖直向下方向为正，设地面对手机的平均作用力的大小为，由动量定理得解得13.如图所示，劲度系数为k的弹簧上端固定在天花板上，下端挂一质量为m的小球，小球静止后，再向下将弹簧拉长x，然后放手，小球开始振动。（1）请证明小球的振动为简谐运动（2）求小球运动到最高点的加速度【答案】（1）见解析；（2），方向向下【解析】【详解】（1）取竖直向下正方向，当小球到达平衡位置时，弹簧伸长了x0，则有当小球向下偏离平衡位置x时有解得故小球的振动为简谐运动。（2）由简谐运动的对称性得，小球在最高点和最低点的加速度大小相等，方向相反。在最低点时，对小球受力分析，由牛顿第二定律得解得小球运动到最低点时的加速度大小为故小球运动到最高点时的加速度大小为，方向竖直向下。14.如图所示，电源电动势，内阻，闭合开关S后，标有“6V，3W”灯泡恰能正常发光，电动机M的内阻，求：（1）流过电源的电流；（2）电源的总功率和电源的输出功率；（3）电动机的发热功率和电动机对外做功的功率。【答案】（1）；（2），；（3），【解析】【详解】（1）由于灯泡正常发光，可知路端电压为，则电源的内电压为故流过电源的电流为（2）电源的总功率为电源的输出功率（3）流过灯泡的电流为则流过电动机的电流为故电动机的发热功率为电动机消耗的电功率为电动机对外做功的功率为15.如图所示，质量m＝2kg的滑块B静止放置于光滑平台上，B的左端固定一轻质弹簧。平台右侧有一质量M＝6kg的小车C，其上表面与平台等高，小车与水平面间的摩擦不计。光滑圆弧轨道半径R＝0.4m，连线PO与竖直方向夹角为60°，另一与B完全相同的滑块A从P点由静止开始沿圆弧下滑。A滑至平台上挤压弹簧，弹簧恢复原长后滑块B离开平台滑上小车C且恰好未滑落，滑块B与小车C之间的动摩擦因数，g取，A、B可视为质点，求：（1）滑块A刚到平台上的速度大小；（2）该过程中弹簧弹性势能的最大值；（3）从滑块A刚开始挤压弹簧到与弹簧分离过程中，弹簧弹力对滑块A的冲量；（