山东省德州市2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题 含解析

高二物理试题主考学校：平原一中本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。2.选择题答案必须使用2B铅笔正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24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.中国大型太阳能氢能无人机9月中旬在重庆顺利完成首飞引发高度关注。假设该无人机电池容量为，无人机正常工作时电动机额定电压为30V，额定功率为450W。下列说法正确的是（）A.该无人机电动机的电阻是B.该无人机正常工作时的电流是1.5AC.该无人机充满电后可持续飞行时间为20hD.该无人机充满电后储存的电荷量为【答案】D【解析】【详解】AB．根据P=UI可以求出电流如果电动机是纯电阻用电器，则其电阻为​由于电动机并非纯电阻，其电阻不能简单地通过欧姆定律来计算，因为电动机在工作时还会将电能转化为机械能，所以无人机的电机电阻一定小于，故AB错误；C．要计算无人机充满电后的可持续飞行时间，我们需要知道电池的总电能和无人机的额定功率。电池的总电能为其中U是电池的额定电压，Q是电池的容量。根据可以求出飞行时间故C错误；D．无人机充满电后储存的电荷量为Q=It=30000mAh=30Ah=30A×3600s=108000C故D正确。故选D。2.成人体液的主要成分是水和电解质，因此容易导电，而体内脂肪则不容易导电。我们可以用图甲所示的脂肪测量仪来测量脂肪率，脂肪测量仪根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示。测量时，闭合开关S，测试者两手分别握住两手柄、。下列说法正确的是（）A.肥胖的人与消瘦的人比较，两者中消瘦的人电阻更大一些B.体型相近的两人相比，脂肪含量低者对应的电压表示数较小C.体型相近的两人相比，脂肪含量低者对应电源效率高D.激烈运动之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据不变【答案】B【解析】【详解】A．由于脂肪不容易导电，可得肥胖的人电阻会较大，通常消瘦的人比肥胖的人电阻小一些，故A错误；B．体型相近的两人，脂肪含量低者电阻较小，由图乙可知，脂肪含量低者总电阻小，因此总电流大，根据闭合回路欧姆定律可得M、N两端电压为当总电流较大时，M、N两端电压较小，即电压表示数较小，故B正确；C．电源效率外电阻越小电源效率越低，因此脂肪含量低者对应的电源效率低，故C错误；D．激烈运动之后，人体内含水量发生变化，人体脂肪所占比例发生变化，即人体的电阻大小变化，所以测量数据会变，故D错误。故选B。3.图甲是多用电表中欧姆表的内部结构，其中电流表G（满偏电流，内阻），电源电动势，内阻。下列说法正确的是（）A.使用该欧姆表时，应将红表笔插入孔B.欧姆调零时，接入电路的阻值为C.将待测电阻接入A、间，此时G的示数如图乙所示，则为D.该欧姆表能精确测量一个阻值为的固定电阻【答案】B【解析】【详解】A．根据“红进黑出”规律，使用该欧姆表时，应将红表笔插入A孔，故A错误；B．欧姆调零时，有解得故B正确；C．图中电流示数为1mA，根据闭合电路欧姆定律有解得故C错误；D．测量一个阻值为时，根据闭合电路欧姆定律有欧姆挡读数误差太大，可知，该欧姆表不能精确测量一个阻值为的固定电阻，故D错误。故选B。4.如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在光滑水平面上的、两点之间做简谐运动。取水平向右为正方向，振子的位移随时间的变化如图乙所示。下列说法正确的是（）A.该弹簧振子的周期为1.6s，振幅为30cmB.该弹簧振子在时和时的速度不同C.在时，该弹簧振子的加速度大小为零D.在到的时间内，该弹簧振子的加速度和速度都逐渐减小【答案】C【解析】【详解】A．由题图乙可知，该振动的振幅、周期为，故A错误；B．由振动图像可知，斜率代表速度，弹簧振子在时和时的速度相同，故B错误；C．因为周期为1.6s，根据简谐运动的周期性可知在时，该弹簧振子处于平衡位置，合力为零，加速度大小为零，故C正确；D．在到的时间内，该弹簧振子从平衡位置右侧运动到平衡位置左侧，所以加速度先减小后增大，速度先增大后减小，故D错误。故选C。5.力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。图甲中O点为单摆的固定悬点，现将摆球拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、B、C之间来回摆动。B点为运动中的最低位置，∠AOB=∠COB=θ，θ小于5°且是未知量。图乙是由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，且图中t=0时刻为摆球从A点开始运动的时刻，摆球可视为质点，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（）A.此单摆的振动周期为0.2πsB.此单摆的摆长为0.4mC.此单摆摆球的质量为0.5kgD.此摆球运动过程中的最大速度为0.5m/s【答案】B【解析】【详解】A．小球在一个周期内两次经过最低点，小球在最低点细线对摆球的拉力最大，则此单摆的振动周期为故A错误；B．根据单摆周期公式解得此单摆的摆长为故B正确；CD．小球在最低点，根据牛顿第二定律可得小球在最高点，根据牛顿第二定律可得小球从最高点到最低点，根据动能定理可得联立解得，故CD错误。故选B。6.图a是飞力士棒，它是一种轻巧的运动训练器材，是一根弹性杆两端带有负重的器械。某型号的飞力士棒质量为500g，长度为1.6m，固有频率为5.0Hz，图b是使用者用手振动该飞力士棒进行锻炼。下列说法正确的是（）A.若手振动的频率增大，飞力士棒振动的幅度一定增大B.若手振动的频率减小，飞力士棒振动的幅度一定增大C.当手振动的频率为5.0Hz时，飞力士棒振动的幅度最大D.要使飞力士棒产生共振，需要驱动该飞力士棒每分钟振动30次【答案】C【解析】【详解】ABC．当手振动的频率靠近该飞力士棒的固有频率时，飞力士棒振动的幅度才会变大，故AB错误、C正确；D．当手振动的频率等于该飞力士棒的固有频率时，飞力士棒产生共振，则手的振动频率为5Hz，即每秒钟振动5次，则一分钟振动300次，故D错误。故选C。7.2023年7月20日21时40分，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮密切协同，进行了八个小时的太空行走，圆满完成出舱活动全部既定任务。喷气背包作为航天员舱外活动的主要动力装置，它能让航天员保持较高的机动性。如图所示，一个连同装备总质量为120kg的航天员，装备内有一个喷嘴可以使压缩气体以相对空间站40m/s的速度喷出。航天员在距离空间站30m处与空间站处于相对静止状态，航天员完成太空行走任务后，必须向着返回空间站方向的反方向释放压缩气体，才能回到空间站。若喷出的气体总质量为0.2kg，则返回时间约为（）A.450s B.500s C.550s D.600s【答案】A【解析】【详解】设航天员未喷气前质量为M，设喷出的气体质量为m、速度为v，则喷出气体后的航天员速度设为v1、质量为，题意可知M=120kg、m=0.2kg、,把喷出的气体和喷出气体后的航天员作为系统，分析可知，该过程系统动量守恒，取喷出的气体速度方向为正方向，则解得喷气后，航天员匀速运动到空间站，故所需时间故A正确，BCD错误。故选A。8.如图甲所示，一质量为的物块A与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上。物块B以某一速度向A运动，时刻物块B与弹簧接触，时刻与弹簧分离。物块A、B运动的图像如图乙所示。已知从到时间内，物块A运动的距离为，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（）A.物块B的质量为B.分离后物块A的速度大小为C.碰撞过程中弹簧的最大弹性势能为D.弹簧压缩量的最大值为【答案】D【解析】【详解】A．由图可知在t0时刻两物块共速，则由动量守恒定律解得物块B的质量为选项A错误；B．分离时弹簧恰恢复到原长，则由动量守恒和能量关系解得分离后物块AB的速度大小分别为选项B错误；C．当两物体共速时弹簧弹性势能最大，则碰撞过程中弹簧的最大弹性势能为选项C错误；D．在0~t0时间内弹簧被压缩，A位移（即下方虚线面积），因AB受弹力等大，则AB加速度之比为4:1，则B比匀速时减小的位移为（即上方虚线面积）即B的位移可得弹簧压缩量的最大值为选项D正确。故选D。二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16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4分，对但不全的得2分，有选错的得0分）9.高空抛物是一种不文明的行为，而且会带来很大的社会危害。2021年3月1日，最新刑法修正案（十一）生效，“高空抛物”正式入刑。如图所示，若被抛下的鸡蛋质量为50g，从40m高的15楼由静止落下，不计空气阻力，鸡蛋落地时与地面的作用时间为0.05s，重力加速度。下列说法正确的是（）A.鸡蛋下落过程中动量的变化量和鸡蛋与地面作用过程中动量的变化量相同B.鸡蛋落地瞬间的速度大小约为28.3m/sC.鸡蛋落地时对地面的平均冲击力约为28.8ND.鸡蛋下落的过程中重力做功的平均功率约为10W【答案】BC【解析】【详解】A．鸡蛋下落过程中动量变化量大小和鸡蛋与地面作用过程中动量变化量相等，但方向相反，故A错误；B．鸡蛋落地瞬间的速度大小故B正确；C．根据动量定理解得故C正确；D．鸡蛋下落的过程中重力做功下落时间鸡蛋下落的过程中重力做功的平均功率约为故D错误。故选BC。10.在图甲所示的电路中，电源的图像对应图乙中的图线，定值电阻的图像对应图乙中的图线，滑动变阻器的总电阻为。下列说法正确的是（）A.电源的内阻为B.当时，消耗的功率为1.2WC.当时，电源效率最高D.在时，电源的输出功率最大【答案】AD【解析】【详解】A.由闭合电路欧姆定律有结合图像a有，故A正确；B.图像中的图线b的电阻当时，由闭合电路欧姆定律有消耗的功率为故B错误；C.电源效率可知，电流越小效率越高，则当时，电源效率最高，故C错误；D.电源输出的功率为由于所以当电源的输出功率最大，故D正确。故选AD。11.在如图所示的电路中，电源电动势、内阻恒定，、是定值电阻。闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器的滑片向上滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值为、、，电流表A是理想电流表。下列说法正确的是（）A.电流表A示数变小，电压表V2的示数变大BC.定值电阻中有从流向的瞬间电流，带电液滴将向上运动D.电源效率减小【答案】AC【解析】【详解】A．分析电路可知，当开关S闭合，滑动变阻器与定值电阻串联后接在电源两端；将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，电路电流减小，理想电流表A示数减小；理想电压表V1测量定值电阻两端的电压，据欧姆定律可得电路电流减小，则变小，即理想电压表示数减小；而理想电压表V2测量电源的路端电压，据闭合电路欧姆定律可得电路电流减小，电源内阻上分得的电压变小，电源路端电压增大，理想电压表V2的示数增大，故A正确；B．理想电压表V3测量滑动变阻器两端电压，据闭合电路欧姆定律可得电路电流减小，则增大；理想电压表V1测量定值电阻两端的电压，据欧姆定律可得理想电压表V2测量电源的路端电压，据闭合电路欧姆定律可得故，，所以故B错误；C．根据可知电容器的电荷量Q增大，电容器充电，所以定值电阻中有从b流向a的瞬间电流，又E增大，向上的电场力增大，则带电液滴将向上运动，故C正确；D．电源效率滑动变阻器接入电路的电阻变大，外电路总电阻变大，电源效率变大，故D错误。故选AC。12.如图所示，质量的滑块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，连线与竖直方向夹角为60°，另一与B完全相同的滑块A从点由静止开始沿圆弧下滑。滑块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，滑块A、B可视为质点，重力加速度。下列说法正确的是（）A.滑块A刚到平台上的速度大小为3m/sB.该过程中弹簧弹性势能的最大值为4.5JC.该过程中由于摩擦产生的热量为8JD.小车C的长度为0.6m【答案】ABD【解析】【详解】A．滑块A自P点滑至平台过程中，由动能定理有解得，滑块A刚到平台上的速度大小为故A正确；B．当A、B速度大小相等时弹簧弹性势能最大，由动量守恒定律有由能量守恒定律有带入数据联立解得，该过程中弹簧弹性势能的最大值为故B正确；CD．弹簧恢复原长时B与A分离，设分离时A的速度为，B的速度为，由动量守恒和机械能守恒有解得B恰好未从小车C上滑落，即B到小车C右端时二者速度相同，由动量守恒有解得，B到小车C右端时二者相同的速度为由能量守恒有又可得，小车C的长度为故C错误D正确。故选ABD。三、非选择题（本题共6小题，共60分）13.在验证动量守恒定律的实验中，某实验小组的同学设计了图甲所示的实验装置：将气垫导轨放置在水平桌面上，气垫导轨右侧支点高度固定，左侧支点高度可调节，光电门1和光电门2相隔适当距离安装好，弹性滑块A、B上方固定宽度均为的遮光条，测得滑块A、B（包含遮光条）的质量分别为和。（1）如图乙，用游标卡尺测得遮光条宽度_______mm；设遮光条通过光电门的时间为，则滑块通过光电门的速度________（用、表示）；（2）在调节气垫导轨水平时，该同学开启充气泵，将一个滑块轻放在导轨上，发现它向右加速运动，此时应调节左支点使其高度__________（选填“升高”或“降低”）；实验中为确保碰撞后滑块A不反弹，则、应满足的关系是________（填“＞”“＜”或“=”）；（3）气垫导轨调节水平后，将滑块B静置于两光电门之间且靠近光电门2的右侧一端，滑块A置于光电门1右侧，用手轻推一下滑块A，使其向左运动，与滑块B发生碰撞后，滑块B和A先后通过光电门2。光电计时装置记录下滑块A的遮光条通过光电门1和光电门2的时间分别为和，滑块B的遮光条通过光电门2的时间为。实验中若等式_________（用题目所给字母表示）成立，即可验证滑块A、B在碰撞过程中动量守恒。【答案】（1）①.5.45②.（2）①.降低②.>（3）【解析】【小问1详解】[1]20分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知，遮光条宽度为[2]遮光条通过光电门的时间为，根据时间极短的平均速度等于瞬时速度，则滑块通过光电门的速度为【小问2详解】[1]开启充气泵，将一个滑块轻放在导轨上，发现它向右加速运动；说明左高右低，则应调节左支点使其高度降低。[2]实验中为确保碰撞后滑块不反弹，则、应满足的关系是>。【小问3详解】滑块A碰撞前的速度大小为滑块A碰撞后的速度大小为滑块B碰撞后的速度大小为根据动量守恒可得联立可得实验中若等式即成立，即可验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒。14.某实验小组的同学通过实验测量一粗细均匀圆柱形合金电阻丝的电阻率，已知电阻丝的长度为。（1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，其示数如图甲所示，则直径的测量值为______mm。（2）用多用电表欧姆挡测量电阻丝的电阻，开始时选用“×10”的挡位测量发现指针偏转角太大，挡位应调整为______（填“×1”或“×100”）挡，正确调整挡位后经过欧姆调零重新测量，指针如图乙所示，此时电阻的测量值为______。（3）为了比较精确测量电阻丝的电阻，实验室提供了下列器材：A.电压表V1（量程3V，内阻约为）；B.电压表V2（量程为15V，内阻约为）；C.电流表A1（量程为100mA，内阻约为）；D.电流表A2（量程为300mA，内阻约为）；E.滑动变阻器（阻值范围为）；F.电动势为4.5V的电源，内阻不计；G.开关S，导线若干。根据实验器材，设计如图丙所示的实验电路，为比较精确测量电阻丝的电阻，电压表应选______，电流表应选______；（填写器材前对应的字母序号）（4）若通过（3）测得电阻丝的电阻为，则可求得该电阻丝的电阻率为______（取3，结果保留2位有效数字）。【答案】（1）1.834##1.385##1.836##1.387（2）①×1②.11.0（3）①.A②.D（4）【解析】【小问1详解】根据螺旋测微器的读数规律，该读数为【小问2详解】[1]用“×10”的挡位测量发现指针偏转角太大，表明通过的电流过大，即待测电阻过小，为了使指针指在中央刻线附近减小误差，需要将挡位应调整为小挡位，即挡位应调整为×1；[2]根据欧姆表的读数规律，该读数为【小问3详解】[1]电源电动势为4.5V，为了减小电压表的读数误差，需要选择与电动势相差不多的量程，即电压表选择A；[2]结合上述可知，待测电阻利用欧姆表测得阻值为，当A电压表达到满偏时，通过电阻的电流约为为了确保电流表的安全与精度，电流表选择量程300mA，即电流表选择D。【小问4详解】根据电阻的决定式有其中解得15.太阳能汽车是一种环保型的“绿色汽车”，人们正致力研究并实施应用。有一辆汽车靠太阳能电池供电，该电池的太阳能集光板面积，太阳光垂直照射到地面上单位面积的辐射功率，太阳能电池电动势，内阻。当汽车在水平路面上匀速行驶时，其太阳能集光板正对太阳，测得电流强度，驱动电动机的线圈电阻。在此行驶状态下，求：（1）汽车匀速行驶时，太阳能集光板把太阳能转化为电能的效率（保留三位有效数字）；（2）汽车匀速行驶时，驱动电动机输出的机械功率。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】汽车匀速行驶时太阳能电池的总功率为太阳能集光板的接收功率为太阳能集光板把太阳能转化为电能的效率为【小问2详解】根据闭合电路欧姆定律可得则驱动电机输出的机械功率为16.如图所示，一个轻质弹簧上端固定，下端挂着用轻绳连接在一起的两个物体A和B，轻质弹簧的劲度系数为，两物体的质量、。某一时刻轻绳断裂，之后物体A做简谐运动，运动过程中弹簧始终未超过弹性限度。已知从绳子断裂到物体首次运动到最高点所用的时间是，重力加速度大小为。求：（1）从轻绳断裂到物体运动到最高点过程中，弹簧长度改变了多少；（2）取物体A做简谐运动的平衡位置为坐标原点，向上为正方向，建立坐标轴，从轻绳断裂开始计时，写出物体A做简谐运动位移与时间的函数表达式。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】刚断时kx1=3mg解得此时弹簧为拉伸状态，在最高点根据简谐振动的对称性mg+kx2=2mg解得此时弹簧为压缩状态，弹簧长度改变【小问2详解】物体A做简谐运动的振幅简谐运动的周期向上为正方向，所以初相位为-，物体A做简谐运动位移与时间的函数表达式17.如图所示，质量为的轨道静止在光滑水平面上，轨道和水平面间不固定。轨道水平部分的上表面粗糙，竖直部分为表面光滑的四分之一圆弧轨道，两部分在点平滑连接，为轨道的最高点。现有一质量的小物块从平板车的右端以水平向左的初速度滑上水平轨道，小物块与水平轨道间的动摩擦因数。已知轨道圆弧部分的半径，小物块处在轨道水平部分运动时，轨道加速度与小物块加速度大小之比为1:3，小物块可视为质点，重力加速度。求：（1）轨道的质量；（2）若小物块恰能到达圆弧轨道的最高点，求水平轨道的长度；（3）在（2）的前提下，判断小物块能否从轨道上滑下来；如果能，求小物块滑下来的速度；如果不能，求小物块停在轨道的位置与的距离。【答案】（1）（2）（3）不能，【解析】【小问1详解】小物块处在轨道水平部分运动时