2022-2023学年湖北省部分学校高二上学期期中物理试题（解析版）

湖北省部分学校2022-2023学年高二上学期期中物理试题一、选择题；本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.如图所示，木块A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，静止放在粗糙水平面上，弹簧初始时处于原长。一颗子弹水平射入木块A并留在其中，最终弹簧被压缩，木块A和木块B均静止，此过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法正确的是（）A.系统动量守恒B.系统机械能守恒C.系统动量不守恒、机械能也不守恒D.子弹的动能全部通过摩擦转化为热量【答案】C【解析】【详解】在子弹打入木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，系统所受的合外力为水平面对两木块的摩擦力，则系统的动量不守恒，在此过程中，除弹簧弹力做功外，还有摩擦力对系统做功转化为摩擦生热，所以系统的机械能不守恒，C正确，ABD错误。故选C。2.如图甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子，在CD两点之间做简谐运动，O点为平衡位置。振子到达D点时开始计时，以竖直向上为正方向，一个周期内的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（）A.振子在O点受到的弹簧弹力等于零B.振子在C点的回复力大于在D点的回复力C.t＝0.3s时，振子的速度方向为竖直向上D.t＝0.3s时，振子通过的路程为3cm【答案】C【解析】【详解】A．弹簧振子在平衡位置O处时所受合力为零，振子的重力与弹簧弹力大小相等，故A错误；B．CD两点为正向最大位移和负向最大位移处，回复力大小相等，方向相反，故B错误；C．t＝0.3s时振子从D运动到O的过程，所以速度方向为竖直向上，故C正确；D．根据振子的振动图像可知该质点的振动方程为在图像中选取（1s，3cm）的点代入上述方程得所以质点的振动方程为所以t＝0.3s时，振子通过的路程不等于3cm，故D错误。故选C。3.如图所示，闭合矩形导体框在水平向右的匀强磁场中绕竖直方向的对称轴匀速转动。已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，导体框的面积为S。导体框从图示位置开始转动并计时，则下列说法正确的是（）A.0时刻穿过导体框的磁通量为0B.导体框从图示位置转过30°，穿过导体框的磁通量为C.导体框从图示位置转过60°，穿过导体框的磁通量为D.导体框从图示位置转过180°，穿过导体框的磁通量为【答案】A【解析】【详解】A．0时刻导体框与磁场方向平行，穿过导体框的磁通量为0，故A正确；B．导体框从图示位置转过30°，穿过导体框的磁通量为故B错误；C．导体框从图示位置转过60°，穿过导体框的磁通量为故C错误；D．导体框从图示位置转过180°，导体框和磁场平行，穿过导体框的磁通量为0，故D错误；故选A。4.如图所示，一辆装满西瓜的货车静止在平直道路上，车厢中西瓜A的质量为m，重力加速度大小为g，现货车从静止开始经时间t速度增加到v，在此过程中，下列说法正确的是（）A.周围西瓜对西瓜A的冲量大小为mvB.西瓜A受到的重力在时间t内的冲量为0C.外界对西瓜A的总冲量大小为mvD.其他条件不变的情况下，时间t越短，外界对西瓜A的总冲量越大【答案】C【解析】【详解】ABC．根据动量定理可知外界对西瓜的总冲量方向水平向左，重力对西瓜的冲量为方向竖直向下，根据平行四边形法则，可知周围西瓜对西瓜A的冲量大小为故C正确，AB错误；D．西瓜的加速度不变，可知西瓜所受合外力不变，根据可知其他条件不变的情况下，时间t越短，外界对西瓜A的总冲量越小，故D错误。故选C。5.2021年10月25日是中国人民志愿军抗美援朝出国作战71周年纪念日，东风中学的同学们通过多种形式向抗美援朝的英雄致敬。轻机枪是当时军队中重要的武器之一，其中某轻机枪每发子弹弹头的质量为15g，出膛速度大小为800m/s，在某战士使用该机枪连续射击1分钟的过程中，该机枪受到子弹的平均反冲力（后坐力）大小为50N，则该战士射出的子弹数量为（）A.250发 B.200发 C.180发 D.150发【答案】A【解析】【详解】由题意可知，子弹弹头的质量为15g，出膛速度大小为800m/s，对1分钟时间内射出n发子弹的运动中，该机枪受到子弹的平均反冲力（后坐力）大小为50N，由牛顿第三定律可知子弹受到的平均冲力大小为50N，对子弹由动量定理可得代入数据解得n=250发则该战士射出的子弹数量为250发。故选A。6.如图所示，质量为物体A放置在质量为的物体B上，物体B与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，振动过程中A、B始终保持相对静止。已知弹簧的劲度系数为k，当它们离开平衡位置的位移为x时，A受到的摩擦力大小为（）A. B. C. D.kx【答案】A【解析】【详解】物体A和B为整体做简谐运动，当物体离开平衡位置的位移为时，回复力的大小即为弹簧的弹力大小为，则对整体为研究对象有则整体的加速度则对物体A为研究对象，使其产生加速度的力即为物体B对物体A的静摩擦力，因此由牛顿第二定律可知故选A。7.意大利物理学家伽利略在研究打击现象时，最早定义了类似“动量”的概念。现用质量为20m的铁锤沿水平方向将质量为m、长为l的钉子敲入木板，铁锤每次以相同的水平速度敲击钉子，随即以大小的速度反弹。若敲击1次后钉子恰好全部进入木板，则钉子在进入木板过程中受到的平均阻力大小为（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】铁锤敲击钉子的过程中，动量守恒，取锤子的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律有解得钉子的速度为对钉子根据动能定理可得解得钉子在进入木板过程中受到的平均阻力大小故选B。8.关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）A.射线的频率最高，波长最短B.电磁波在真空中和介质中的传播速度相同C.电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁场D.赫兹通过一系列实验，证明了麦克斯韦关于光的电磁理论【答案】AD【解析】【详解】A．电磁波中，射线的频率最高，波长最短A正确；B．电磁波在真空中的传播速度最快，B错误；C．变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，它们统称为电磁场，C错误；D．赫兹通过一系列实验，证明了麦克斯韦关于光的电磁理论，D正确。故选AD。9.如图所示，质量分别为和两弹性小球用轻绳紧紧束缚在一起，正在光滑水平面上以的速度向左做匀速直线运动，两球发生了明显的形变。一段时间后轻绳突然断开，断开后两球仍沿原直线运动，经过，两球的间距。下列说法正确的是（）A.两球刚分离时，它们的速度方向相反 B.两球刚分离时，b球的速度大小为5m/sC.两球刚分离时，a球的速度大小为1m/s D.两球分离过程中释放的弹性势能为1.5J【答案】ACD【解析】【详解】ABC．取向左为正方向，由动量守恒定律得经过t=0.4s后，两球的间距为解得所以刚分离时，球的速度大小为，方向向右，球的速度大小为，方向向左，两球的速度方向相反，故AC正确，B错误；D．由能量守恒定律得解得故D正确。故选ACD。10.某质点的振动图像如图所示，下列说法正确的是（）A.t＝1s和t＝3s时，质点的速度大小相等、方向相反B.s时，质点的位移为1cmC.1s～3s内，质点的速度方向与加速度方向始终相同D.该简谐运动的表达式为（cm）【答案】AB【解析】【详解】A．t＝1s和t＝3s时质点都在平衡位置，t＝1s时质点向负方向振动，t＝3s时向正方向振动，所以t＝1s和t＝3s时速度大小相等，方向相反，故A正确；BD．根据质点的振动图像可知该质点的振动方程为（cm）当时故B正确，D错误；C．1s～3s内，质点先做匀减速运动，再做匀加速运动，所以速度方向与加速度方向先相反，后相同，故C错误。故选AB。11.光滑水平地面上，质量为2kg的木板正以的速度匀速向右运动。某时刻质量为0.5kg的滑块（可视为质点）以、水平向左的速度从木板右端滑上木板，经过3s后，滑块和木板刚好相对静止。取重力加速度大小，下列说法正确的是（）A.此过程中滑块的加速度大小为B.滑块与木板间的动摩擦因数为0.16C.滑块相对地面向左的最大位移为2.5mD.木板的最小长度为4.5m【答案】ACD【解析】【详解】AB．依题意，可知滑块及木板系统动量守恒，取向右为正，有代入数据求得可得滑块加速度大小对滑块，根据牛顿第二定律可得解得故A正确，B错误；C．滑块相对地面向左的最大位移为故C正确；D．根据能量守恒定律可得代入数据解得故D正确。故选ACD。二、非选择题：本题共5小题，共56分。12.宋丽同学用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。她在选用合适的器材组装成单摆后，主要实验步骤如下：①将单摆上端固定在铁架台上；②让刻度尺的零刻度线对准摆线的悬点，测摆长L；③记录小球完成n次全振动所用的总时间t；④根据单摆周期公式计算重力加速度g的大小。（1）该同学经过思考和计算，得到了当地重力加速度测量值的表达式______________（用L、n、t表示）。（2）如果她测得的g值偏小，可能的原因是______________。A．测摆长时摆线拉得过紧B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，导致摆线长度增加了C．开始计时时，秒表过早按下D．实验中误将49次全振动次数记为50次（3）为减小实验误差，该同学经过思考，接着她多次改变摆长L，并测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制出图像，如图乙所示。该同学经过计算，得到图乙中图像的斜率为k，则当地的重力加速度可表示为______________（用k表示）。【答案】①.②.BC##CB③.##【解析】【详解】（1）[1]周期为单摆周期公式为解得（2）[2]A．测摆长时摆线拉得过紧，则所测摆长偏大，则所测重力加速度g偏大，故A错误；B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，导致摆线长度增加了，则所测摆线长度偏小，则所测重力加速度g小，故B正确；C．开始计时时，秒表过早按下，所测时间偏大，则所测重力加速度g偏小，故C正确；D．实验中误将49次全振动的次数记为50次，则周期测量值偏小，则所测重力加速度g偏大，故D错误。故选BC。（3）[3]由图可知由于则可得解得13.“秋实”实验小组要测定一节干电池的电动势E和内阻r（E约为1.5V，r小于1Ω），采用的电路图如图甲所示，电路中a、b两点间的实验器件未画出。（1）为了完成该实验，在电路中a、b两点间可接入的器件是___________。A．阻值未知的定值电阻（阻值处于2Ω~5Ω间）B.阻值为3Ω的定值电阻C.滑动变阻器（0~10Ω）D.电阻箱（0~99.9Ω）（2）为了使实验结果更精确，实验小组的同学先用多用电表测量电压表的内阻，选择欧姆挡“×1000”挡，正确操作后多用电表的示数如图乙所示，则电压表的内阻为___________Ω。（3）经过多次测量，他们记录了多组电流表示数I和电压表示数U，并在图丙中画出了图像。由图像可知，此干电池的电动势___________V、内阻___________Ω。（结果均保留至小数点后两位）（4）实验中测得的电池内阻___________（填“大于”、“小于”或“等于”）电池内阻的真实值。【答案】①.CD##DC②.15000③.1.48④.0.77⑤.小于【解析】【详解】（1）[1]根据欧姆定律，待测电源得电动势约为1.5V，在a、b两点间接入滑动变阻器，当电阻取10时，由滑动变阻器阻值范围在0~10Ω，电流范围可取到0.15A~6A，可以满足实验要求，同理，使用电阻箱（0~99.9Ω）时，只要在阻值较小时取值即可，故可选CD。（2）[2]所选挡位为电阻挡，则示数为。（3）[3][4]由图像丙可知，已知在电源的特性图线中，图像与纵轴的交点表示电源的电动势，故，此时，当时，，已知在电源的特性图线中斜率的绝对值表示内阻，即（4）[5]在本实验中，测量误差主要来自于电压表的分流，实验中电流表所测到的电流比流过电源的电流要小，在U-I图线中，真实值对应着图线②，测量值对应着图线①，差值表示电压表分得的电流，即由图线可知，图线②斜率绝对值比图线①斜率绝对值小，可知，测量值比真实值小。14.一做简谐运动的弹簧振子的振动图像如图所示，请根据图像，求：（1）用正弦函数表示的该振子的振动方程；（2）该振子在0~15s内通过的路程。【答案】（1）或；（2）0.6m【解析】【详解】（1）简谐运动的振幅为A=4cmt=0时cm解得用正弦函数表示该振子的振动方程或（2）由于t=0时振子位于位移最大处，则接下来内通过的路为3A，振子二个周期内通过的路程为4A则振子在0~15s内通过的路程15.如图所示，ABCD是半径为R的四分之三光滑绝缘圆形轨道，固定在竖直面内。以轨道的圆心O为坐标原点，沿水平直径AC方向建立x轴、竖直直径BD方向建立y轴。y轴右侧（含y轴）存在竖直向下的匀强电场。一质量为m、带电荷量为的小球（视为质点），从A点由静止开始沿轨道下滑，通过轨道最高点D后，又落回到轨道上的A点。不考虑小球之后的运动，不计空气阻力，重力加速度大小为g。（1）求电场强度的大小E；（2）求小球运动到C点时对轨道压力的大小；（3）将小球从圆弧AB间某处由静止释放，小球恰好能够通过D点，求小球释放点到B点的最小高度差。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设小球离开D点时的速度为，由D点落回到A点的时间为t，根据平抛运动规律有小球从A点运动到D点的过程中，根据动能定理有解得（2）设小球通过C点时的速度为，此时轨道对小球的弹力为，小球从A点运动到C点的过程中，根据动能定理有根据牛顿第三定律可知，小球运