【物理】陕西省安康市2024-2025学年高二上学期1月期末试题（解析版）

这是一份【物理】陕西省安康市2024-2025学年高二上学期1月期末试题（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
本试卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
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. 关于电磁感应现象、电磁波、能量量子化，下列说法正确的是（ ）
A. 闭合电路的部分导体在磁场中运动时，电路中一定会产生感应电流
B. 电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要介质进行无线传播
C. 发电机是将电能转化为机械能的装置，是根据电磁感应原理制成的
D. 爱因斯坦为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论
【答案】B
【解析】A．闭合电路的部分导体在磁场中运动时，电路中不一定会产生感应电流，例如，当部分导体运动方向与磁场方向平行时，没有产生感应电动势，此时，感应电流为0，故A错误；
B．电磁波本质是电磁场在空间的传播，可以通过电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要介质进行无线传播，故B正确；
C．发电机是将机械能转化为电能的装置，是根据电磁感应原理制成的，故C错误；
D．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故D错误。
故选B。
2. 某班学习小组在学习完静电场和磁场后，进行激烈的讨论，下列分析正确的是（ ）
A. 电场线和磁感线是用来描述电场和磁场的，都是真实存在的
B. 在空间某位置没画电场线，则该位置电场强度一定为零
C. 电场线和磁感线的切线方向分别表示电场强度和磁感应强度的方向
D. 电场线或磁感线均不是闭合的曲线
【答案】C
【解析】A．磁感线和电场线都是用来形象描述场的强弱和方向的假想线，A错误；
B．在空间某位置没画电场线，则该位置电场强度不一定为零，B错误；
C．磁感线或电场线上每一点的切线方向跟该点磁场或电场的方向相同，C正确；
D．磁感线是闭合曲线，电场线是起始于正电荷或无限远处、终止于无限远处或负电荷的非闭合曲线，D错误。
故选C。
3. 在塑料吸管的前端连接上带电的铝箔纸，经过铝箔纸吹出的气泡会悬浮在带电的静电棒上面，并随静电棒轻轻的上下起舞，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 气泡能随着静电棒上下起舞是空气浮力的作用
B. 静电棒挤压空气使气泡随着静电棒上下起舞
C. 静电棒带电而气泡不带电，所以吸引气泡随着静电棒上下起舞
D. 静电棒和气泡带上同种电荷，由于相互排斥而能随着静电棒上下起舞
【答案】D
【解析】经过铝箔纸吹出气泡会悬浮在带电的静电棒上面，并随静电棒轻轻的上下起舞，原因是：静电棒和气泡带上同种电荷，由于相互排斥而能随着静电棒上下起舞。
故选D。
4. 如图所示，光滑绝缘水平面上有一正方形区域ABCD，P、Q、M、N是正方形各边的中点，在A点和D点分别固定着电荷量均为q的正点电荷。现有一带负电小球从P点以速度v0沿PQ方向射入，下列说法正确的是（ ）
A. 小球从P点开始做曲线运动
B. 在两个正点电荷形成的电场中，P点的电势高于Q点的电势
C. 小球由P向Q运动的过程中，电势能不断减小
D. 若该小球从M点沿MN方向射入，将向BC边偏转
【答案】C
【解析】A．根据等量同种正点电荷电场线分布规律可知，QP线上电场强度方向沿Q指向P，由于小球带负电，可知小球所受电场力方向沿P指向Q，与小球的初速度方向相同，小球做直线运动，故A错误；
B．越靠近正电荷，电势越高，故Q点电势高于P点电势，故B错误；
C．由A选项可知，小球受到的电场力方向与速度方向同向，电场力对小球做正功，则电势能不断减小，故C正确；
D.根据等量同种正点电荷电场线分布规律可知，MN连线上电场强度方向均指向AD侧面，故粒子受到的电场力指向AD侧面，故该小球若从M点沿MN方向射入，则小球将向AD边偏转，故D错误。
故选C。
5. 2024年12月12日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭成功将高速激光钻石星座试验系统发射升空。为模拟发射过程，某校科技小组发射水火箭如图所示。已知水火箭的总质量为1.2kg，瞬间将0.8kg的水以对地10m/s的速度喷出。重力加速度g=10m/s2，空气阻力不计，喷水后水火箭获得的速度大小和水火箭上升的最大高度分别为（ ）
A. 20m/s；20mB. 20m/s；10m
C. 15m/s；20mD. 15m/s；10m
【答案】A
【解析】设喷水后水火箭获得的速度大小为，火箭喷水过程由动量守恒定律有
代入数据有
得
火箭做竖直上抛运动，上升的最大高度为
故选A。
6. 某质点做简谐运动的振动图像如图所示，关于该质点的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 质点离开平衡位置的最大距离为40cm
B. t=15s时质点向远离平衡位置的方向运动
C. 质点在第20s末位移大小为20cm
D. 质点在前20s内运动的路程为40cm
【答案】D
【解析】A．由图可知，质点的振幅为20cm，所以，质点离开平衡位置的最大距离为20cm，故A错误；
B．10s～20s之间质点均向平衡位置运动，即t=15s时，质点向平衡位置运动，故B错误；
C．由图可知，质点在第20s末的位移是0，故C错误；
D．由图可知，质点在前20s内运动的路程
故D正确。
故选D。
7. 冰壶16世纪起源于苏格兰，是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，被大家喻为“冰上的国际象棋”。某次训练中运动员以：v0 = 2 m/s的初速度将冰壶甲水平掷出后，与静止的冰壶乙碰撞，碰后甲的速度大小变为v甲 = 0.2 m/s，方向不变，碰撞时间极短。已知两冰壶的质量均为19.25 kg，初始时两冰壶之间的距离s = 15 m，两冰壶与冰面间的动摩擦因数均为μ = 0.01，重力加速度g = 10 m/s2，则两冰壶碰撞过程中损失的机械能为（ ）
A. 1.54 JB. 3.08 JC. 3.86 JD. 4.62 J
【答案】B
【解析】设甲与乙碰前的速度为v1，碰后乙的速度为v2，甲与乙碰前过程，由动能定理有
得
甲乙碰撞，由动量守恒定律有
得
所以两冰壶碰撞过程中损失的机械能为
故选B。
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. 恒压源通常用于为电子设备提供稳定的电压。图中电源为恒压源，R1为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小），R0为定值电阻，A、B灯的电阻均不变。当光敏电阻受到的光照逐渐减弱时，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表的示数不变
B. A灯亮度不变
C. B灯变暗
D. 光敏电阻R1中电流的变化量等于定值电阻R0中电流的变化量
【答案】AB
【解析】AB．由于电源为恒压源，且电压表测的为电源两端电压，故电压表不变，灯泡A两端电压也不变，所以灯泡A亮度不变，故AB正确；
C．由于电源左侧电路总电压不变，当光敏电阻受到的光照逐渐减弱时，电阻增大，电源左侧总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，电源左侧干路电流减小，两端电压减小，所以灯泡B两端电压变大，通过灯泡B的电流增大，所以灯泡B变亮，故C错误；
D．以上分析可知，电源左侧干路电流减小，即通过的电流减小，而通过灯泡B的电流增大，故通过的电流减小，由于通过的总电流减小，故通过灯泡B的电流增加量要小于通过的电流减小量，即光敏电阻R1中电流的变化量大于定值电阻R0中电流的变化量，故D错误。
故选 AB。
9. 滑板运动越来越受到年轻人追捧，如图所示，一名学生在斜坡上进行滑板练习，人与滑板（可看作质点）的总质量m = 50 kg，以初速度v1 = 6 m/s沿斜面开始上滑，到达最高点后再次返回原出发点时的速度大小v2 = 3 m/s。假设人与滑板在斜面上运动时受到的摩擦力大小不变，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 人与滑板在整个过程中所受合力的冲量大小为450 kg∙m/s
B. 人与滑板在整个过程中所受摩擦力冲量的矢量和为零
C. 人与滑板在上滑过程中重力的冲量比下滑过程中重力的冲量小
D. 人与滑板在上滑过程和下滑过程中支持力的冲量均不为零
【答案】ACD
【解析】A．以沿斜面向下为正方向，根据动量定理，人与滑板在整个过程中所受合力的冲量大小为
故A正确；
C．设人与滑板在上滑过程中，加速度为a1，运动时间为t1，上滑时沿斜面方向的最大位移为x，根据牛顿第二定律可得
根据动力学公式可得
设人与滑板在下滑过程中，加速度为a2，运动时间为t2，根据牛顿第二定律可得
根据动力学公式可得
可得
，
上滑过程中重力的冲量为mgt1，下滑过程中重力的冲量为mgt2，故人与滑板在上滑过程中重力的冲量比下滑过程中重力的冲量小，故C正确；
B．人与滑板在上滑过程中受到的摩擦力方向与人与滑板在下滑过程中受到的摩擦力方向相反，人与滑板在整个过程中所受摩擦力冲量的矢量和为
故B错误；
D．支持力的冲量为
人与滑板在上滑过程和下滑过程中支持力均不为零，可知人与滑板在上滑过程和下滑过程中支持力的冲量均不为零，故D正确。
故选ACD。
10. 太阳能小车是一种利用太阳能转换为电能进行驱动的小车。某辆太阳能实验车，太阳能电池板的总面积S，太阳光照射到电池板单位面积上的辐射功率P0，发电效率η1并全部用来对电动机供电，提供的电压U，电动机的内阻r，实验车内部机件摩擦的能耗率η2，在水平路面行驶时车受到的阻力Ff。下列分析正确的是（ ）
A. 流过电动机的电流为
B. 电动机产生的牵引力的功率为
C. 实验车能达到的最大速率为
D. 电动机的输出功率与电池板接收到太阳能总功率的比值为
【答案】BC
【解析】A．辐射功率P0，发电效率η1并全部用来对电动机供电，提供的电压U，则有
解得
故A错误；
B．根据能量转化与守恒定律有
结合上述解得
故B正确；
C．当实验车牵引力等于阻力时，速度达到最大值，则有
解得
故C正确；
D．结合上述可知，电动机的输出功率即为牵引力的功率，则有
电池板接收到太阳能总功率
则有
故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组采用图甲所示的实验装置验证动量守恒定律，水平桌面上固定末端水平的斜槽，图甲中O是斜槽水平末端在记录纸上的垂直投影点，设计了如下实验方案：
a。测得半径相等的小球1、小球2的质量分别为m1、m2；
b。让小球1从斜槽上的某位置由静止释放，重复操作多次；
c。将小球2放置在斜槽末端，让小球1从斜槽上同一位置由静止释放后，在斜槽末端与小球2正碰，重复操作多次；
d。 P为未放小球2时入射小球1的平均落点，M为与小球2碰后小球1的平均落点，N为小球2的平均落点，测出M、P、N到投影点O的距离分别为L1、L2、L3。
（1）实验装置中重垂线的作用是 （填正确答案标号）。
A. 确定过斜槽末端的纵坐标
B. 记下斜槽末端在水平面上的投影位置
（2）多次从同一位置由静止释放入射小球，小球在纸上留下很多个痕迹，如图乙所示，为了确定平均落点，三个圆中最合理是 （填正确答案标号）。
A. aB. bC. c
（3）为保证碰后小球1沿原方向运动，应有m1_________m2（填“”）。
（4）为验证动量守恒定律，需验证等式_________（用题中所测得的物理量表示）成立。
（5）在实验误差允许范围内，若不仅满足（4）中关系式，还满足关系式 （填正确答案标号），则可以认为该碰撞为弹性碰撞。
A.
B.
C.
【答案】（1）B （2）C （3）> （4） （5）B
【解析】（1）实验装置中重垂线的作用是记下斜槽末端在水平面上的投影位置。
故选B。
（2）为了减小实验误差，应找小球最合适的平均落点位置，即圆圈面积最小的区域，故最合理的为c。
故选C。
（3）为保证碰后小球1沿原方向运动，应有。
（4）设碰撞前瞬间A的速度为，碰撞后瞬间A、B的速度分别为、根据动量守恒可得
由于两球做平抛运动，下落高度相同，所用时间t相同，则有
整理得
（5）若为弹性碰撞，则碰撞过程机械能守恒，故有
整理得
则有
故选B。
12. 学校某兴趣小组得到一个旧的电阻元件，铭牌上标有额定电压为12V，额定功率为30W，该兴趣小组打算测量其电阻值。
（1）他首先用多用电表的电阻挡进行粗测，选择“×1”倍率后，先进行___________，再进行测量，示数如图甲所示，则该电阻元件的电阻约为__________Ω。
（2）为精确测量，实验室提供了如下器材：
恒压电源U（电动势为12。V）；
电压表V（量程为8V，约为1kΩ）；
电流表A（量程为1A，约为1Ω）；
滑动变阻器R（阻值范围为0~10Ω）；
定值电阻R0=5Ω；
导线、开关S。
他设计的电路图如图乙所示。
①在开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应该滑至滑动变阻器的最__________（填“左”或“右”）端。
②实验中为使电压表有较大角度的偏转，电压表应该接在__________（填“a”或“b”）端。
③若某次测量，电压表的示数为U0，电流表的示数为I0，则该电阻元件的电阻为__________（用题中物理量的符号表示）。
【答案】（1）欧姆调零 4 （2）左 b
【解析】（1）[1]选择“×1”倍率后，先进行欧姆调零。[2]该电阻元件的电阻约为。
（2）①[1]为保护电路，在闭合S前，要使电路中的电流最小，滑动变阻器的滑片P应该滑至滑动变阻器的最左端。
②[2]实验中为使电压表有较大角度的偏转，即应该测大电阻的电压，电压表应该接在b端。
③[3]由欧姆定律有
所以
13. 某款电动自行车的内部电路可简化为如图所示，其中电源参数如下表所示。当电动自行车以额定功率匀速行驶时，受到的阻力为40N，电动机的机械效率为80%，求：（结果保留两位有效数字）
（1）电动机的电流大小I；
（2）电动自行车行驶的最长时间t；
（3）电动自行车行驶的最远距离s。
【答案】（1）6.7A （2）1.8h （3）
【解析】（1）正常工作时，电源的输出功率为180W，工作效率为75%，则电源的输入功率为
且由公式
解得电动机的额定电流约为
（2）根据电池容量，电流为，则可得
（3）自行车匀速行驶时
则由
解得
自行车匀速行驶的最远距离约为
14. 如图所示，固定在竖直平面内的光滑四分之一圆弧轨道的半径，下端恰好与足够长的粗糙水平面平滑连接，小物块甲由距圆弧轨道顶端正上方的P点无初速释放，与静置在水平面上N点的小物块乙发生弹性碰撞（碰撞时间极短），两小物块碰撞后瞬间的速度大小均为，方向相反。已知圆弧轨道最低点M与N点的距离，甲的质量，两小物块均可视为质点，与水平面间的动摩擦因数均为，重力加速度，不计空气阻力，求：
（1）甲运动到M点时的速度大小和乙的质量；
（2）最终两个小物块间的距离。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）物块甲运动到M点的全过程只有重力做功，则
解得
物块甲从M点运动到N点做匀加速直线运动，则
物块甲与物块乙在N点发生弹性碰撞，则
解得
（2）物块甲反弹后做匀减速直线运动，物块乙被碰撞后也做匀减速直线运动至速度为0，则
解得
可知物块甲反弹后做匀减速直线运动到M点后滑上光滑曲面后反向滑回后继续减速运动直至停止，甲停止时距离M点的距离为
乙停止时距离M点的距离为
故最终甲乙两物块相距
15. 某科研团队设计了一款用于收集工业生产中产生的固体颗粒的装置，其原理简图如图所示。质量为m的固体颗粒通过带电室时带上电荷量为q的正电荷，颗粒从P板的中点无初速度地进入电压为U的加速电场区域，然后从Q板的中点进入偏转器，偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为R1和R2的同心金属圆面AB和CD构成，AB、CD为电势不等的等势面，固体颗粒刚好沿等势面AB、CD的中心虚线飞出偏转器，然后从M点垂直进入竖直向下的收集电场区域，最后进入收集箱。已知收集电场区域宽为L，M点到N点的距离为d，收集箱的宽为s，右侧与收集电场右边界重合，不计固体颗粒的重力，不考虑电场的边缘效应，求：
（1）固体颗粒从加速电场射出时的速度大小v0；
（2）偏转器中心虚线处的电场强度大小E1；
（3）要使固体颗粒全部都收集到收集箱里面，则收集电场的电场强度E2需满足什么条件？
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）根据动能定理可得
所以
（2）颗粒进入偏转器后做匀速圆周运动，电场力提供向心力，则
联立可得
（3）颗粒进入收集电场中做类平抛运动，当电场强度较小时有
联立解得
当电场强度较大时有
联立解得
所以要使固体颗粒全部都收集到收集箱里面，则收集电场的电场强度E2需满足
参数
电动势
36V
容量
12A•h
电源的效率
75%
额定输出功率
180W