广东省阳江市高新区2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题（含答案）

广东省阳江市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．如图，沿水平直轨道运行的地铁车厢内，有一拉环（可视为质点）用轻绳与套于水平杆中的固定限位块相连，某段时间内拉环与竖直方向夹角始终为θ。已知限位块、拉环质量分别为M、m，重力加速度大小为g，则在该段时间内（）A．轻绳拉力大小为mgB．列车加速度大小为gC．列车一定水平向右做匀加速运动D．水平杆对限位块的作用力大小为(M+m)g2．如图，一蚂蚁(可看成质点)在半径为R的半球体表面上缓慢爬行，蚂蚁与半球体间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若蚂蚁在爬行过程中不滑离球面，则其距半球体顶点的竖直高度不应超过（）A．R−R1+μ2 B．R−R1−3．行星绕恒星运动的轨道半径不同，周期就不同，行星表面单位面积单位时间接受到的辐射能量也不同。如图所示为火星和地球环绕太阳运动的示意图。设火星绕太阳做圆周运动的周期为T1，地球绕太阳做圆周运动的周期为T2。在直射时，火星表面单位面积单位时间接受到的辐射能量为E1，地球表面单位面积单位时间接受到的辐射能量为E2。假定太阳的能量辐射各向均匀，则下列关系正确的是（）A．E1E2C．E1E24．跳台滑雪运动员的动作惊险而优美，其实跳台滑雪运动可抽象为物体在斜坡上的平抛运动。如图所示，设可视为质点的滑雪运动员，从倾角为θ的斜坡顶端P处以初速度v0水平飞出，经过一段时间t后落到斜坡上的A点处，A、P之间距离为L。改变初速度v的大小，L和t都随之改变。已知重力加速度为g。关于L、t与vA．L=2v0C．t=2v05．在如图所示的装置中，质量分别为m、2m的A、B两个小球（视为质点）穿在光滑杆上并可沿杆滑动，两球之间用一根长为L的细线连接，现让两小球以相同的角速度绕共同的圆心O做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．A、B的周期之比为2：1B．A、B的向心加速度之比为1：2C．A、B的轨道半径之比为1：2D．当A、B的角速度为ω，则细线的拉力为2m6．如图所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是（）A．把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷电势能减少B．把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加C．把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷电势能增加D．把负电荷从b移到a，电场力做负功，电荷的电势能增加7．在如图所示的电路中，电源电动势为6V，电源内阻为2Ω。四个电阻的阻值已在图中标出，电容器的电容C=4μF。闭合开关S1A．电源的输出功率为3WB．电容器所带电荷量为1C．断开开关S2，稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为D．断开开关S2二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8．如下图所示有一边长为L的正方形线框abcd，从某高度处自由下落，在其下方有一个宽度大于L的匀强磁场，下列过程中产生感应电流的是（）A．线框进入磁场的过程B．线框全部进入磁场到开始出磁场的过程C．线框出磁场的过程D．运动的整个过程9．我国计划在2030年前实现载人登陆月球开展科学探索，其后将探索建造月球科研试验站，开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。若已知月球质量为M，半径为R，引力常量为G，以下说法正确的是（）A．如果在月球上以初速度v0竖直上抛一个物体，则物体上升的最大高度为B．如果在月球上以初速度v0竖直上抛一个物体，则物体落回到抛出点所用时间为C．如果有一颗卫星绕月球做匀速圆周运动，则最大环绕运行速度为GMD．如果在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最小周期为2π10．如图所示，倾角为30°的斜面放置在水平地面上，平行于斜面的轻弹簧左端拴接在质量为3m的物块上，轻弹簧右端连接一轻质细绳，细绳跨过光滑定滑轮连接质量为m的小球，小球上端细绳竖直时，整个系统处于静止状态。对小球施加水平拉力F，使小球缓慢移动至细绳与竖直方向的夹角为60°，此过程中物块及斜面始终静止，弹簧始终在弹性限度内，则A．细绳上的弹力先增大后减小B．水平拉力F逐渐增大C．物块对斜面的摩擦力先减小后增大D．地面对斜面的摩擦力先增大后减小三、非选择题（本题共5小题，共54分。考生根据要求作答。）11．如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。有一直径为d、质量为m的金属小球由A处静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g。则：（1）如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d=cm。（2）多次改变高度H，重复上述实验，作出1t2随H的变化图像如图丙所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径（3）某次实验发现动能增加量ΔEk总是大于重力势能减少量ΔEA．金属球从A点下落时初速度不为零B．小杰测量的高度H为金属球在A点时球底与光电门B点的高度差C．小球下落的高度太高，以致下落过程中空气阻力的影响比较大12．有一圈使用了一部分的导线，某同学想测量其长度，进行了如下实验：（1）在说明书上查到该导线用合金材料制成，所用合金材料的电阻率ρ=1×10−6Ω⋅m（2）该同学用多用电表粗测该导线的电阻，当用“×10”倍率时，多用电表指针如图甲所示，则该导线电阻的测量值为Ω（结果保留两位有效数字）。（3）为了较精确地测量该导线的电阻，某同学设计了如图乙所示的电路，图中滑动变阻器有下面两种规格可以选择，则该实验中，应选择________（填“A”或“B”）更合理。A．R1(0∼10Ω) （4）若实验中测得电压表示数为U=4.50V时，电流表示数为I=50.0mA，可得待测导线的电阻为（5）结合相关数据，可得待测导线的长度为L=m（计算结果保留两位有效数字）。13．如图，在倾角37°、足够长的斜面上有一个质量为1kg的物体，物体与斜面之间的动摩擦因数为0.5，今给物体以沿斜面向上的初速度v0=10ms使其从斜面底端向上滑行（已知g=10m（1）画出物体上滑过程中的受力分析图；（2）求物体向上滑行的加速度；14．如图所示，质量m＝1kg的小物块A先固定在压缩的弹簧右端，质量m＝1kg的小物块B静止放置在水平光滑轨道右侧。长为10米的传送带与轨道等高且无阻碍连接。传送带顺时针转动，速度大小为8m/s，小物块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，传送带右侧等高的平台上固定一半径R＝1m的光滑圆轨道。现静止释放小物块A，离开弹簧后与B碰撞并粘在一起形成新的小物块，速度大小为6m/s。经传送带后运动到圆轨道最高点C。（g＝10m/s2）（1）求压缩弹簧的弹性势能；（2）求物块运动到最高点时，轨道受到的压力。15．如图所示，电场强度大小为E=3mg4q、方向水平向左的匀强电场充满整个空间，电场中有一个与水平方向成θ=53°的光滑斜面与一个光滑的半径R=1m的竖直圆轨道在A点相切，B点为圆轨道的最低点，C点为圆轨道的最高点。一质量为m=1kg，电荷量为-q（q>0）的带电小球从斜面上静止释放，已知重力加速度大小g=10m/s（1）若运动过程中小球对轨道的最大压力大小为67.5N，求小球释放点与A的距离；（2）若将电场方向反向，场强大小不变，小球恰能到达C点，求小球运动在过程中对轨道最大压力大小。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A、拉环受重力、轻绳拉力作用

竖直方向根据平衡条件可得mg=T轻绳拉力大小为T=故A正确；

B、根据牛顿第二定律F列车加速度大小为a=g故B错误；

C、由拉环倾斜情况可知列车加速度方向水平向右，列车速度方向不知，列车可能水平向左做匀减速运动，故C错误；

D、将限位块、拉环看做整体，水平杆对限位块的作用力大小为F=故答案为：A。

【分析】拉环与列车保持相对静止，两者的加速度相等。对拉环进行受力分析，根据力的合成与分解确定拉力及合力的大小，再根据牛顿第二定律确定加速度的大小和方向。2．【答案】A【解析】【解答】根据运动的可逆性，蚂蚁缓慢的沿轨道下移，受力如图所示

随着蚂蚁的移，支持力与竖直方向的夹角θ在增大，蚂蚁受到的摩擦力在增大，当摩擦力达到最大静摩擦力时，蚂蚁离顶点最远，此时有tan蚂蚁离顶点的高度为h=R结合几何关系可解得h=R−故答案为：A。

【分析】蚂蚁缓慢爬行，处于动态平衡状态，当摩擦力达到最大值时，蚂蚁离顶点的距离最大。根据平衡条件确定此时夹角与支持力和摩擦力的关系，再根据几何关系进行解答。3．【答案】A【解析】【解答】将行星绕太阳运动简化为圆周运动，由万有引力提供向心力，对火星有G火星表面单位面积单位时间接受到的辐射能量为E将行星绕太阳运动简化为圆周运动，由万有引力提供向心力，对地球有G地球表面单位面积单位时间接受到的辐射能量为E解得E故答案为：A。

【分析】根据题意可知接收到的能量与星球的体积有关，即半径有关。根据万有引力定律结合牛顿第二定律确定运行周期与半径的关系。再根据单位面积接受的能量与辐射总能量和星球表面积的关系进行解答。4．【答案】B【解析】【解答】根据平抛运动的规律，有Lcosθ=两式联立解得L=2v故答案为：B。

【分析】小球做平抛运动，根据几何关系确定小球平抛运动的水平和竖直位移与AP之间距离的关系，再根据平抛运动的规律进行解答。5．【答案】D【解析】【解答】A、两个小球做同轴转动，角速度相等，根据T=可知周期相等，其比例为1：1，故A错误；

B、两个小球的向心力均由绳子拉力提供，根据牛顿第二定律a=可知A、B的向心加速度之比为2：1，故B错误；

CD、设A的轨道半径为r1，B的轨道半径为r2，根据分析可得m⋅又r联立解得r1：故D正确，C错误。

故答案为：D。

【分析】两个小球做同轴转动，角速度相等。同一根绳子的拉力大小相等。确定两小球做圆周运动向心力的来源。确定两小球做圆周运动半径的关系。再根据匀速圆周运动规律进行解答。6．【答案】A【解析】【解答】把正电荷从a移到b，力与位移方向相同，电场力做正功，电荷的电势能减少，把负电荷从a移到b，力与位移方向相反，电场力做负功，电荷的电势能增加。把负电荷从b移到a，力与位移方向相同，电场力做正功，电荷的电势能减小。

故答案为：A。

【分析】正电荷所受电场力与电场强度放心相等。电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增大。7．【答案】B【解析】【解答】A、外电阻为R=根据欧姆定律可知I=则电源的总功率为P=EI=6电源的输出功率P故A错误；

B、外电压为U=IR=5选电源负极为0势点，则电容器下极板的电势为φ上极板电势为φ则上下极板间的电压绝对值为U电容器电荷量为Q=C故B正确；

CD、断开开关S2，外电阻为R'=15Ω+5Ω=20Ω稳定后电流I'=外电路电压U'=I'R'=电源输出电压P则电源的输出功率减小。电容器的电压U电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为ΔQ=C⋅故CD错误。

故答案为：B。

【分析】确定开端S2通断时，电路的连接方式，再根据串并联规律及闭合电路的欧姆定律确定电路中的总电阻及总电流。根据电路的连接方式及欧姆定律和分压规律确定电容器两极板之间电势差。再根据电功率及电容的定义式进行解答。8．【答案】A,C【解析】【解答】只要线圈内磁通量变化，就产生感应电流，线框进入磁场的过程和线框出磁场的过程，磁通量变化产生感应电流，而在线圈完全在磁场中运动的阶段，磁通量不变没有感应电流。

故答案为：AC。

【分析】产生感应电流的条件为：穿过闭合线圈的磁通量发生改变。根据题意确定线框进出磁场的过程分为几个阶段及各个阶段磁通量的变化情况，再判断是否有感应电流。9．【答案】A,C【解析】【解答】A、在月球表面上有G在月球表面竖直上抛一个物体，能上升的最大高度为h=联立解得h=故A正确；

B、由t=结合黄金代换式GM=得t=故B错误；

C、若发射绕月卫星，当卫星绕月球匀速圆周运动的半径等于月球半径时，速度最大，周期最小，此时有G解得v=故C正确；

D、最小周期为T=故D错误。

故答案为：AC。

【分析】根据竖直上抛运动规律确定月球表面的重力加速度，再根据月球表面物体的重力等于万有引力确定物体做上抛运动的最大高度和运动时间。根据万有引力定律及牛顿第二定律确定环绕速度及周期与运行半径的关系，继而得出最大环绕速度和最小运行周期。10．【答案】B,C【解析】【解答】AB\对小球受力分析，由力的动态三角形如图

可知水平拉力F逐渐增大，细绳上的弹力增大，故A错误，B正确；

CD、当拉着小球的细绳竖直向下时，绳子的拉力大小等于mg，这时物块受到的摩擦力大小为f方向沿斜面向上。绳子与竖直方向的夹角不断增大，绳子拉力不断增大，最大可以为T这时物块受到的摩擦力大小不断减小。当绳子拉力为T=3mg时，物体受到的摩擦力为0。当拉力继续增大，物体有向上滑动的趋势，物体受到的摩擦力开始沿斜面向下，不断增大。所以物块对斜面的摩擦力先减小后增大，故C正确，D错误。

故答案为：BC。

【分析】系统始终处于动态平衡，对小球运用矢量三角形法则确定拉力及绳子拉力的变化情况。对物块进行受力分析，根据平衡条件判断摩擦力与绳子拉力变化情况的关系。11．【答案】（1）1.86/1.87（2）g（3）A；B【解析】【解答】（1）用游标卡尺测得小球的直径d=1.80cm+6×0.01cm=1.86cm（2）小球通过光电门是速度为v=若小球下落过程中机械能守恒，则mg解得g（3）A、根据能量守恒推断金属球从A点下落时初速度不为零，则末速度大，动能增加量ΔEk偏大Δ故A正确；

B、小杰测量的高度H为金属球在A点时球底与光电门B点的高度差，则H偏小，重力势能ΔEp偏小Δ故B正确；

C、小球下落的高度太高，以致下落过程中空气阻力的影响比较大，则末速度偏小，ΔEk偏小Δ故C错误。

故答案为：AB。

【分析】读数时注意仪器的分度值及是否需要估读。根据中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度确定小球通过光电门的速度。再根据机械能守恒条件得出表达式。动能变化量偏大，既要么小球经过光电门的速度计算值偏大，要么计算起点位置小球初速度不为零。12．【答案】（1）无（2）86~89均可（3）A（4）90（5）90【解析】【解答】（2）该导线电阻的测量值为8.7×10Ω=87Ω（3）滑动变阻器采用分压接法，应选较小的滑动变阻器更合理，故A更合理。

（4）待测导线的电阻为R（5）根据R代入数据可得L=90m【分析】读数时注意欧姆挡的挡位及是否需要估读。滑动变阻器采用分压接法，应选较小的滑动变阻器更合理。根据欧姆定律及电阻定律进行数据处理。13．【答案】（1）解：根据题意可知，物体上滑，摩擦力沿斜面向下，对物体受力分析，如图所示（2）解：物体所受支持力F摩擦力f=μ物体上滑时，沿斜面方向上，由牛顿第二定律有mg物体上滑时的加速度大小为a=10m方向沿斜面向下。【解析】【分析】（1）摩擦力总是阻碍物体的相对运动，根据物体的运动方向确定摩擦力的方向，再画出物体的受力分析图；

（2）根据力的合成与分解确定支持力的大小，再根据摩擦力公式及牛顿第二定律进行解答。14．【答案】（1）解：设小物块A离开弹簧时的速度为vA，据题可知，碰撞后形成新的小物块的速度为v物块A、物块B碰撞过程，由动量守恒定律得m解得v由机械能守恒定律得压缩弹簧的弹性势能为E（2）解：设新物块在传送带上经过位移x与传送带共速，由动能定理得μ⋅2mgx=解得x=7m<10m因此新物块离开传送带时的速度为8m/s，新物块从D点到C点的过程，由机械能守恒定律得1解得v设在C点轨道对新物块的弹力大小为FN，则F解得F由牛顿第三定律得轨道受到的压力大小F方向竖直向上。【解析】【分析】（1）物块AB发生完全非弹性碰撞，根据题意碰后两物体的速度，