高中物理选择性必修第二册期中试卷及答案-沪科版-2024-2025学年

期中试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、在下列物理量中，不属于基本物理量的是（）A.长度B.质量C.时间D.速度2、一个物体在水平面上受到两个力的作用，一个力是水平向左的10N，另一个力是水平向右的8N，那么这个物体所受的合力大小是（）A.2NB.18NC.22ND.无法确定3、在下列关于简谐振动的说法中，正确的是：A.简谐振动的加速度方向总是指向平衡位置。B.简谐振动的回复力与位移成正比，且方向总是指向平衡位置。C.简谐振动中，位移最大的时刻速度最小。D.简谐振动中，速度最大的时刻加速度最小。4、一个质量为m的物体在水平面上做匀速直线运动，受到一个沿运动方向的恒力F作用。若物体在时间t内移动的距离为s，则下列关于力和运动的关系中，正确的是：A.F=s/tB.F=ms/tC.F=2ms/tD.F=ms²/t5、一个质量为2kg的物体在水平面上受到大小为10N的恒定外力作用，若物体与水平面之间的动摩擦因数为0.2，且重力加速度g取10m/s²，则物体的加速度大小是多少？（忽略空气阻力）A.3m/s²B.4m/s²C.5m/s²D.6m/s²6、一束光线从空气射入水中，入射角为30°，如果水的折射率为1.33，那么这束光在水中的折射角大约是多少？（假设光在空气中传播时可视为真空中传播，即空气的折射率约为1）A.20°B.22.6°C.30°D.37.4°7、一个物体在光滑的水平面上做匀速直线运动，受到的合外力为0，以下说法正确的是（）A.物体的速度一定不变B.物体的加速度一定为0C.物体受到的摩擦力一定为0D.物体的动能一定不变二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于光学的说法中，正确的是：A.光的干涉现象是光的波动性的重要证据B.光的衍射现象说明光可以绕过障碍物传播C.光的偏振现象表明光是一种横波D.光速在真空中是一个常数，与光的频率无关2、关于电磁学，以下说法正确的是：A.电流在磁场中受到的力与电流方向、磁场方向有关B.电磁感应现象是指闭合电路中的磁通量发生变化时，电路中会产生感应电流C.法拉第电磁感应定律表明感应电动势与磁通量的变化率成正比D.洛伦兹力公式F=q(v×B)中的F表示电荷在磁场中受到的力，v是电荷的速度，B是磁场强度，×表示向量的叉乘3、下列关于物理量的说法正确的是：A.加速度是速度变化量与所用时间的比值，加速度越大，物体速度变化越快。B.功率是做功与时间的比值，功率越大，表示单位时间内做功越多。C.机械效率是有用功与总功的比值，机械效率越高，表示能量损失越小。D.电功率是电流与电压的乘积，电功率越大，电路消耗的电能越多。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目背景：在一次物理实验中，学生使用弹簧测力计测量不同物体的重力，并记录了物体的质量。已知地球表面的重力加速度g=题目描述：物体A的质量为2k物体B的质量未知，但是通过弹簧测力计测得其重力为19.6N问题：计算并写出物体A的重力大小。根据物体B的重力值，计算物体B的质量。如果将物体A和物体B一起挂在弹簧测力计上，求此时弹簧测力计的读数（即两物体总重力）。物体A的重力计算使用公式F=mg，其中F是重力，m对于物体A，有mA=2因此，物体A的重力FA物体B的质量计算根据题目给定的信息，物体B的重力FB使用相同的公式F=mg-mB两物体总重力计算当物体A和物体B一起挂在弹簧测力计上时，它们的总重力等于各自重力之和。总重力Ft第二题实验题目：探究平抛运动的特点实验器材：斜槽、白纸、铅笔、刻度尺、水平面、小球、秒表（可选）实验步骤：将斜槽固定在实验桌上，使其倾斜角度固定。用铅笔在白纸上画出斜槽的轨迹。将小球从斜槽的顶端由静止释放，使其沿斜槽滑下后进行平抛运动。在小球平抛过程中，用刻度尺测量小球落地点到斜槽底端的水平距离和垂直距离。重复步骤3和4多次，记录不同落地点的数据。根据实验数据，分析平抛运动的特点。实验数据（示例）：次数水平距离（m）垂直距离（m）12.50.622.60.732.70.8………问题：根据实验数据，分析小球平抛运动的水平位移和垂直位移之间的关系。计算小球平抛运动的时间，并分析影响平抛运动时间的主要因素。结合实验结果，简述平抛运动的特点。第三题一、实验题（本大题共2小题，共16分）（8分）在“探究匀变速直线运动的位移与时间的关系”的实验中，小明同学使用了打点计时器记录纸带上的点迹来研究物体的运动情况。已知打点计时器的打点周期为0.02秒，小明同学测量了纸带上连续四个点A、B、C、D之间的时间间隔为0.08秒，且AB、BC、CD之间的距离分别为4cm、6cm、8cm。（1）请根据打点计时器的打点周期和测量的距离，计算出物体在AB、BC、CD三段内的平均速度。（每段速度计算2分）（2）根据实验结果，分析物体在这三段运动过程中的加速度情况。（2分）第四题题目：为了探究“重力势能的大小与哪些因素有关”，小明同学进行了以下实验：实验器材：钩码、细线、弹簧测力计、刻度尺、木块（光滑平面）等。实验步骤：将钩码挂在弹簧测力计下，测出钩码的重力G。在光滑平面上放置木块，将钩码用细线连接，并通过木块沿水平面移动，使钩码下降h高度。记录钩码下降的高度h和弹簧测力计的示数F。改变钩码的质量m，重复步骤2和3，记录不同质量下的高度h和弹簧测力计的示数F。根据记录的数据，分析重力势能与质量m和高度h的关系。请回答以下问题：（1）在实验中，小明同学记录的数据如下表所示：钩码质量m(kg)钩码下降高度h(m)弹簧测力计示数F(N)0.10.50.980.20.51.960.30.52.940.11.00.980.21.01.960.31.02.94请根据实验数据，回答以下问题：（2）根据实验数据，分析重力势能与钩码质量m的关系，并给出结论。（3）根据实验数据，分析重力势能与钩码下降高度h的关系，并给出结论。（4）如果实验中钩码下降的高度h变为原来的2倍，而质量m保持不变，重力势能将如何变化？请解释原因。第五题题目：一个质量为m的物体从静止开始在水平面上受到一个恒定的水平推力F的作用，同时受到一个与运动方向相反的恒定摩擦力f的作用。设物体所受的重力为mg，物体与水平面的动摩擦因数为μ。求物体从静止开始运动至速度达到v时所做的总功W。已知条件：物体的质量m水平推力F摩擦力f重力加速度g动摩擦因数μ最终速度v要求：求物体从静止开始运动至速度达到v时所做的总功W。表达式应包含m、F、f、g、μ、v等已知量。期中试卷及答案一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、在下列物理量中，不属于基本物理量的是（）A.长度B.质量C.时间D.速度答案：D解析：在物理学中，基本物理量指的是长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量、发光强度这七个物理量。速度是导出物理量，它是长度和时间的比值，所以不属于基本物理量。2、一个物体在水平面上受到两个力的作用，一个力是水平向左的10N，另一个力是水平向右的8N，那么这个物体所受的合力大小是（）A.2NB.18NC.22ND.无法确定答案：A解析：当两个力的方向相反时，合力的大小等于两个力的大小之差。所以，这个物体所受的合力大小为10N-8N=2N。3、在下列关于简谐振动的说法中，正确的是：A.简谐振动的加速度方向总是指向平衡位置。B.简谐振动的回复力与位移成正比，且方向总是指向平衡位置。C.简谐振动中，位移最大的时刻速度最小。D.简谐振动中，速度最大的时刻加速度最小。答案：B解析：简谐振动是指物体在平衡位置附近的振动，其回复力F与位移x成正比，即F=-kx（k为常数），且方向总是指向平衡位置。所以选项B正确。选项A错误，因为加速度方向与回复力方向相同，但指向平衡位置。选项C和D描述不准确，因为在简谐振动中，位移最大时速度为零，速度最大时加速度也为零。4、一个质量为m的物体在水平面上做匀速直线运动，受到一个沿运动方向的恒力F作用。若物体在时间t内移动的距离为s，则下列关于力和运动的关系中，正确的是：A.F=s/tB.F=ms/tC.F=2ms/tD.F=ms²/t答案：A解析：根据牛顿第二定律，物体所受合外力F等于物体的质量m乘以加速度a，即F=ma。由于物体做匀速直线运动，其加速度a为零，因此合外力F也为零。由于物体在时间t内移动的距离为s，所以平均速度v=s/t。由于没有外力作用，物体在水平方向上的合力为零，所以选项A正确。选项B、C、D都涉及了错误的关系，不符合牛顿第二定律。5、一个质量为2kg的物体在水平面上受到大小为10N的恒定外力作用，若物体与水平面之间的动摩擦因数为0.2，且重力加速度g取10m/s²，则物体的加速度大小是多少？（忽略空气阻力）A.3m/s²B.4m/s²C.5m/s²D.6m/s²答案：A.3m/s²解析：根据牛顿第二定律F=ma，其中F是合外力，m是物体的质量，a是加速度。在这个问题中，物体受到的合外力是施加的外力减去摩擦力。摩擦力f由公式f=μN计算得出，其中μ是动摩擦因数，N是支持力。由于物体在水平面上，支持力N等于物体的重力mg，所以f=μmg。将已知数值代入得：施加的外力F=10N物体质量m=2kg动摩擦因数μ=0.2重力加速度g=10m/s²计算摩擦力f=0.2*2*10=4N因此，合外力F_net=F-f=10-4=6N利用牛顿第二定律计算加速度a=F_net/m=6/2=3m/s²。故正确选项为A.3m/s²。6、一束光线从空气射入水中，入射角为30°，如果水的折射率为1.33，那么这束光在水中的折射角大约是多少？（假设光在空气中传播时可视为真空中传播，即空气的折射率约为1）A.20°B.22.6°C.30°D.37.4°答案：B.22.6°解析：此题考察的是斯涅尔定律（Snell’sLaw），即n₁sinθ₁=n₂sinθ₂，其中n₁和n₂分别是两种介质的折射率，θ₁是入射角，θ₂是折射角。对于这个问题，n₁（空气）=1,θ₁=30°,n₂（水）=1.33。代入斯涅尔定律得到：1*sin(30°)=1.33*sin(θ₂)解方程求得θ₂：sin(θ₂)=(1*sin(30°))/1.33≈0.3827θ₂≈arcsin(0.3827)≈22.6°因此，正确答案是B.22.6°。这表明当光线从空气进入水中时，其路径会向法线方向偏折，折射角小于入射角。7、一个物体在光滑的水平面上做匀速直线运动，受到的合外力为0，以下说法正确的是（）A.物体的速度一定不变B.物体的加速度一定为0C.物体受到的摩擦力一定为0D.物体的动能一定不变答案：A、B、D解析：根据牛顿第一定律，一个物体如果不受外力作用，或者受到的外力合力为0，那么物体将保持静止或匀速直线运动状态。因此，选项A正确，物体的速度一定不变。由于物体做匀速直线运动，根据牛顿第二定律，物体的加速度a=F/m，因为合外力F为0，所以加速度a也为0，选项B正确。动能是标量，只与物体的质量和速度有关，由于物体的速度不变，所以动能也不变，选项D正确。选项C错误，因为即使物体在光滑的水平面上运动，也不能确定物体是否受到其他外力作用，如重力、支持力等，所以摩擦力不一定为0。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于光学的说法中，正确的是：A.光的干涉现象是光的波动性的重要证据B.光的衍射现象说明光可以绕过障碍物传播C.光的偏振现象表明光是一种横波D.光速在真空中是一个常数，与光的频率无关答案：A、B、C解析：A选项正确，光的干涉现象是当两束或多束相干光相遇时产生的现象，是光波动性的重要证据。B选项正确，光的衍射现象是指光波遇到障碍物或通过狭缝后，偏离直线传播路径的现象，说明光可以绕过障碍物传播。C选项正确，光的偏振现象是指光波振动方向的限制，这表明光是一种横波，因为横波的振动方向垂直于传播方向。D选项错误，光速在真空中的确是一个常数，但与光的频率有关，光速是光在真空中传播的速度，与光的频率和波长有关，由公式c=λν（c为光速，λ为波长，ν为频率）表示。2、关于电磁学，以下说法正确的是：A.电流在磁场中受到的力与电流方向、磁场方向有关B.电磁感应现象是指闭合电路中的磁通量发生变化时，电路中会产生感应电流C.法拉第电磁感应定律表明感应电动势与磁通量的变化率成正比D.洛伦兹力公式F=q(v×B)中的F表示电荷在磁场中受到的力，v是电荷的速度，B是磁场强度，×表示向量的叉乘答案：A、B、C、D解析：A选项正确，根据安培力定律，电流在磁场中受到的力（洛伦兹力）的大小和方向与电流方向、磁场方向有关。B选项正确，电磁感应现象是由法拉第发现的，当闭合电路中的磁通量发生变化时，电路中会产生感应电流。C选项正确，法拉第电磁感应定律表明感应电动势（ε）与磁通量（Φ）的变化率（dΦ/dt）成正比，即ε=-dΦ/dt。D选项正确，洛伦兹力公式F=q(v×B)描述了带电粒子在磁场中受到的力，其中F是洛伦兹力，q是电荷量，v是电荷的速度，B是磁场强度，×表示向量的叉乘。3、下列关于物理量的说法正确的是：A.加速度是速度变化量与所用时间的比值，加速度越大，物体速度变化越快。B.功率是做功与时间的比值，功率越大，表示单位时间内做功越多。C.机械效率是有用功与总功的比值，机械效率越高，表示能量损失越小。D.电功率是电流与电压的乘积，电功率越大，电路消耗的电能越多。答案：ABCD解析：A.加速度的定义是速度变化量与所用时间的比值，加速度越大，表示物体速度变化越快，因此A选项正确。B.功率的定义是做功与时间的比值，功率越大，表示在单位时间内做的功越多，因此B选项正确。C.机械效率是有用功与总功的比值，机械效率越高，说明有用功占总功的比例越大，能量损失越小，因此C选项正确。D.电功率的定义是电流与电压的乘积，电功率越大，表示在电路中消耗的电能越多，因此D选项正确。综上，ABCD选项均为正确说法。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目背景：在一次物理实验中，学生使用弹簧测力计测量不同物体的重力，并记录了物体的质量。已知地球表面的重力加速度g=题目描述：物体A的质量为2k物体B的质量未知，但是通过弹簧测力计测得其重力为19.6N问题：计算并写出物体A的重力大小。根据物体B的重力值，计算物体B的质量。如果将物体A和物体B一起挂在弹簧测力计上，求此时弹簧测力计的读数（即两物体总重力）。答案与解析：物体A的重力计算使用公式F=mg，其中F是重力，m对于物体A，有mA=2因此，物体A的重力FA答案：物体A的重力大小为19.6N物体B的质量计算根据题目给定的信息，物体B的重力FB使用相同的公式F=mg-mB答案：物体B的质量为2k两物体总重力计算当物体A和物体B一起挂在弹簧测力计上时，它们的总重力等于各自重力之和。总重力Ft答案：当物体A和物体B一起挂在弹簧测力计上时，弹簧测力计的读数为39.2N第二题实验题目：探究平抛运动的特点实验器材：斜槽、白纸、铅笔、刻度尺、水平面、小球、秒表（可选）实验步骤：将斜槽固定在实验桌上，使其倾斜角度固定。用铅笔在白纸上画出斜槽的轨迹。将小球从斜槽的顶端由静止释放，使其沿斜槽滑下后进行平抛运动。在小球平抛过程中，用刻度尺测量小球落地点到斜槽底端的水平距离和垂直距离。重复步骤3和4多次，记录不同落地点的数据。根据实验数据，分析平抛运动的特点。实验数据（示例）：次数水平距离（m）垂直距离（m）12.50.622.60.732.70.8………问题：根据实验数据，分析小球平抛运动的水平位移和垂直位移之间的关系。计算小球平抛运动的时间，并分析影响平抛运动时间的主要因素。结合实验结果，简述平抛运动的特点。答案：分析：通过观察实验数据，可以发现小球的水平位移与垂直位移之间存在一定的比例关系。根据物理学中的平抛运动规律，水平位移与垂直位移之比为一个常数，即水平位移与垂直位移之比等于初速度的水平分量与重力加速度的比值。解答：根据实验数据，计算水平位移与垂直位移之比：比值=水平距离/垂直距离以第一次实验数据为例：比值=2.5/0.6≈4.17因此，小球平抛运动的水平位移与垂直位移之比约为4.17。这个比值反映了平抛运动中水平方向和竖直方向的运动规律。计算平抛运动的时间：由于小球是从静止开始平抛的，其竖直方向的初速度为0。根据自由落体运动的公式：h=1/2*g*t^2其中，h为垂直距离，g为重力加速度，t为时间。以第一次实验数据为例：0.6=1/2*9.8*t^2t^2≈0.1224t≈0.35（秒）因此，小球平抛运动的时间约为0.35秒。影响平抛运动时间的主要因素是物体下落的高度，即斜槽的倾斜角度和高度。解答：结合实验结果，可以得出以下结论：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，速度大小不变。平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，速度随时间增加。水平位移与垂直位移之间存在一定的比例关系，且该比例与初速度的水平分量和重力加速度有关。平抛运动的时间与物体下落的高度有关，与水平位移无关。第三题一、实验题（本大题共2小题，共16分）（8分）在“探究匀变速直线运动的位移与时间的关系”的实验中，小明同学使用了打点计时器记录纸带上的点迹来研究物体的运动情况。已知打点计时器的打点周期为0.02秒，小明同学测量了纸带上连续四个点A、B、C、D之间的时间间隔为0.08秒，且AB、BC、CD之间的距离分别为4cm、6cm、8cm。（1）请根据打点计时器的打点周期和测量的距离，计算出物体在AB、BC、CD三段内的平均速度。（每段速度计算2分）（2）根据实验结果，分析物体在这三段运动过程中的加速度情况。（2分）答案：（1）AB段的平均速度：v_AB=(4cm)/(0.08s)=50cm/s=0.5m/sBC段的平均速度：v_BC=(6cm)/(0.08s)=75cm/s=0.75m/sCD段的平均速度：v_CD=(8cm)/(0.08s)=100cm/s=1m/s（2）根据匀变速直线运动的规律，物体在相等时间间隔内的位移之差是恒定的。由v_AB、v_BC、v_CD可知，物体在BC段的平均速度最大，而在CD段的平均速度最小。因此，物体在BC段的速度变化最快，加速度最大；在AB段的速度变化最慢，加速度最小；CD段介于两者之间。所以，物体在BC段的加速度最大，在AB段和CD段的加速度逐渐减小。由于是匀变速直线运动，加速度在BC段和CD段是连续变化的，因此可以认为整个过程中加速度是连续减小的。解析：（1）平均速度是位移与时间的比值，根据测量数据，可以计算出每段内的平均速度。（2）根据匀变速直线运动的位移公式s=ut+(1/2)at^2，其中u是初速度，a是加速度，t是时间，s是位移。由于打点计时器打点周期已知，可以通过位移和时间间隔来分析加速度的变化情况。在本题中，由于时间间隔相同，位移之差与加速度成正比，因此可以根据位移的变化来判断加速度的变化。第四题题目：为了探究“重力势能的大小与哪些因素有关”，小明同学进行了以下实验：实验器材：钩码、细线、弹簧测力计、刻度尺、木块（光滑平面）等。实验步骤：将钩码挂在弹簧测力计下，测出钩码的重力G。在光滑平面上放置木块，将钩码用细线连接，并通过木块沿水平面移动，使钩码下降h高度。记录钩码下降的高度h和弹簧测力计的示数F。改变钩码的质量m，重复步骤2和3，记录不同质量下的高度h和弹簧测力计的示数F。根据记录的数据，分析重力势能与质量m和高度h的关系。请回答以下问题：（1）在实验中，小明同学记录的数据如下表所示：钩码质量m(kg)钩码下降高度h(m)弹簧测力计示数F(N)0.10.50.980.20.51.960.30.52.940.11.00.980.21.01.960.31.02.94请根据实验数据，回答以下问题：（