山东省济宁市实验中学2023-2024学年高二上学期期中物理试题（解析版）

济宁市实验中学2023级高二上学期期中考试物理试题本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。全卷满分100分。时间90分钟。注意事项：1.答第Ⅰ卷前，考生务必将自己的姓名、考试科目、试卷类型用2B铅笔涂写在答题卡上。2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应的题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。不能答在试题卷上。3.考试结束后，将第Ⅱ卷答题纸和答题卡一并收回。第Ⅰ卷（选择题共48分）一、选择题（本题共12小题，共40分。每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，选对得3分；第9-12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，有选错的或不答的得0分。）1.如图所示，弹簧振子在B、C间振动，O为平衡位置，BO=OC=5cm。若振子从B到C的运动时间是1s，则下列说法中正确的是（）A.振子从B经O到C完成一次全振动B.振动周期是1s，振幅是10cmC.经过两次全振动，振子通过的路程是20cmD.从B开始经过3s，振子通过的路程是30cm【答案】D【解析】【详解】AB．振子从B经O到C只完成半次全振动，再回到B才算完成一次全振动，完成一次全振动的时间为一个周期，故T=2s，AB错误；C．经过一次全振动，振子通过的路程是4倍振幅，故经过两次全振动，振子通过的路程是40cm，C错误；D．从B开始经过3s，振子通过的路程是30cm，D正确。故选D。2.物体的运动状态可用位置和动量描述，称为相，对应图像中的一个点。物体运动状态的变化更多免费优质滋元可家威杏MXSJ663可用图像中的一条曲线来描述，称为相轨迹。假如一质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则对应的相轨迹可能是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】【详解】质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有而动量为联立可得动量关于为幂函数，且，故正确的相轨迹图像为D。故选D。3.潍坊某校实验小组根据物理学史上的“罗兰实验”，在学校实验室进行了验证。如图所示，把大量的负电荷加在一个有水平固定转轴的橡胶圆盘上，然后在圆盘中轴线左侧附近悬挂了一个小磁针，小磁针静止时N极垂直指向纸里，圆盘所在平面与小磁针静止时的指向平行。现将圆盘绕中轴线按如图所示方向（从左向右看顺时针）高速旋转，下列说法正确的是（）A.垂直指向纸里的方向为南方B.小磁针的N极向左侧偏转C.小磁针的N极向右侧偏转D.小磁针发生偏转的原因是橡胶圆盘上产生了感应电流【答案】B【解析】【详解】A．小磁针静止时N极垂直指向纸里，故垂直指向纸里的方向为北方，故A错误；BC．圆盘绕中轴线按如图所示方向（从左向右看顺时针）高速旋转，即负电荷顺时针方向旋转，产生的电流方向为逆时针，根据右手定则，可知环形电流产生的磁场左侧为N极，故小磁针的N极向左侧偏转，故B正确，C错误；D．小磁针发生偏转的原因是橡胶圆盘上电荷定向移动产生了，而电流周围产生了磁场。故D错误。故选B。【点睛】注意区分地理南北极和地磁南北的关系，电荷的定向移动形成电流，电流周围产生磁场。根据安培定则确定电流产生的磁场方向。4.如图甲所示的电路，三个小灯泡并联后与电阻箱串联，如图乙所示的电路，三个小灯泡与电阻箱串联，两个电路中的小灯泡均完全相同。现将两个电路接在相同的电压两端，调节电阻箱的旋钮使所有的灯泡正常发光。电路甲消耗的电功率为P1，电路乙消耗的电功率为则下列关系式正确的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】设灯泡正常发光时通过灯泡的电流为，图甲中灯泡正常发光时，电路的总电流电路甲消耗的电功率为图乙中灯泡正常发光时，电路的总电流电路乙消耗的电功率为所以故选B。5.某品牌电动自行车的说明书上给出了如下的技术参数表。则此车的电机（）规格后轮驱动直流电机车型26英寸额定输出功率160W整车质量30kg额定电压48V最大载量20kg额定电流4.0AA.正常工作时的效率约为83.3%B.正常工作时内部发热功率为24WC.内阻是12ΩD.在额定电压下，电机突然卡住时电机的总功率为640W【答案】A【解析】【详解】A．由表格读出电机的额定电压U=48V，额定电流I=4A，额定输出功率。电机输入的总功率为电机正常工作时效率故A正确；B．根据能量守恒得，正常工作时内部发热功率为故B错误；C．根据解得故C错误；D．在额定电压下，电机突然卡死时，电机电路是纯电阻电路，欧姆定律成立，则有故D错误。故选A。【点睛】理解表格中各物理量的含义。总功率等于输出功率与电机内部发热功率之和。突然卡死时，电机电路是纯电阻电路，欧姆定律能适用。6.图为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为600μA，内阻调零电阻的最大值，电池电动势E=1.5V，两表笔短接调零后，用它测量电阻Rx，当电流计指针指在满刻度的时，则（）A.，Rx左侧表笔为红色B.，Rx左侧表笔为红色C.，Rx右侧表笔为红色D.，Rx右侧表笔为红色【答案】A【解析】【详解】欧姆表的内阻为根据闭合回路欧姆定律可得解得根据欧姆表电流红表笔进黑表笔出可知Rx左侧表笔为红表笔，右侧为黑表笔。故选A。7.已知通电长直导线在周围空间某位置产生磁场的磁感应强度大小为，其中I为电流强度，r为该位置到长直导线的距离，k为常数。如图所示，现有两根通电的长直导线分别固定在正方体abcd—efgh的两条边dh和hg上且彼此绝缘，电流方向分别由d流向h、由h流向g，hg中电流是dh中电流强度的两倍。已知c点磁感应强度大小为B，则e点的磁感应强度大小为（）A.2B B. C. D.【答案】D【解析】【详解】由题可知，dh导线到c和e距离相等，则dh导线中的电流在c和e产生的磁感应强度大小均为B0，由安培定则可知，在c产生的磁感应强度的方向为bc，在e产生的磁感应强度的方向为ef，hg中电流是dh中电流强度的两倍，hg导线到c和e距离相等，则hg导线中的电流在c和e产生的磁感应强度大小均为2B0，由安培定则可知，在c产生的磁感应强度的方向为bc，在e产生的磁感应强度的方向为ea，由于c点磁感应强度大小为B，在c产生的合磁感应强度为则e点的合磁感应强度大小为故选D。8.为满足不同列车之间车厢进行重新组合的需要，通常将相关的列车通过“驼峰”送入编组场后进行重组（如图所示）。一列火车共有18节车厢，每节车厢的质量均为m，各车厢之间间隙均为，需要在编好组的“驼峰”左侧逐一撞接在一起。现有质量与车厢质量相等、且没有动力驱动的机车经过“驼峰”以速度向第一节车厢运动，碰撞后通过“詹天佑挂钩”连接在一起，再共同去撞击第二节车厢，直到机车与18节车厢全部挂好。不计车厢在铁轨上运动所受阻力及碰撞过程所需时间，则驼峰（）A.这列火车挂接结束时速度的大小为B.整个撞接过程中损失的机械能为C.第一节车厢通过间隙与第二节撞接所经历的时间为D.机车带动第一节车厢完成整个撞接过程所经历的时间为【答案】D【解析】【详解】A．撞接的过程中动量守恒，设撞接完成后速度为v，根据动量守恒定律可得解得故A错误；B．根据能量守恒定律可得解得故B错误；C．第一节车厢与机车撞接后的速度为v1，根据动量守恒定律可得解得第一节车厢撞接后做匀速直线运动，设第一节车厢通过间隙与第二节撞接所经历的时间为t，则有解得故C错误；D．第n节车厢与机车撞接后的速度为vn（1≤n≤17），根据动量守恒定律可得解得第n节车厢撞接后做匀速直线运动，设第一节车厢通过间隙与第二节撞接所经历的时间为tn，则有解得故机车带动第一节车厢完成整个撞接过程所经历的总时间为整理得故D正确。故选D。【点睛】分析撞接过程中是否动量守恒，根据动量守恒及能量守恒进行列式求解。理解每一次撞接后，列车如何运动，寻找每次运动的规律进行解答。9.直流电路如图所示，闭合开关S后，在滑动变阻器的滑片P从最左端滑到最右端的过程中，电源的（）A.总功率一定增大 B.效率一定增大C.输出功率一定先增大后减小 D.内部损耗功率一定减小【答案】BD【解析】【详解】A．电源电动势E不变，在滑动变阻器的滑片P从最左端滑到最右端的过程中，滑动变阻器R增大，由知，总功率一定减小，故A错误；B．电源的效率为由此可知，R增大，效率一定增大，故B正确；C．由于不知道滑动变阻器的最大阻值与电源内阻的大小关系，因此不能判断输出功率增大后是否会减小，故C错误；D．在滑动变阻器的滑片P从最左端滑到最右端的过程中，R增大，导致电路中电流I减小，由可知，内部损耗功率一定减小，故D正确。故选BD。10.如图所示为某同学探究电磁感应现象的实验装置。将两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R、开关组成一个回路，B线圈与电流计G、开关组成另一个回路。关于该实验现象下列说法正确的是（）A.先闭合，再闭合的瞬间，G中无感应电流B.先闭合，再闭合的瞬间，G中无感应电流C.闭合、，待电路稳定后G中一直有感应电流D.闭合、，待电路稳定后R的滑片向左移动的过程中，G中有感应电流【答案】AD【解析】【详解】A．先闭合后，线圈A中产生的是恒定电流，产生的磁场是恒定的，再闭合的瞬间，穿过线圈B的磁通量不变，线圈B不产生感应电动势，故G中无感应电流。故A正确；B．先闭合，此时穿过线圈B的磁通量仍为零。再闭合的瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，线圈B产生感应电动势，G中有感应电流。故B错误；C．闭合、，待电路稳定后，穿过线圈B的磁通量不变，线圈B不产生感应电动势，G中无感应电流。故C错误；D．闭合、，待电路稳定后，R的滑片向左移动的过程中，电阻变大，电路中电流减小，穿过线圈B的磁通量减少，线圈B产生感应电动势，G中有感应电流。故D正确。故选AD。【点睛】电流表与线圈B形成闭合电路，当线圈B中磁通量发生改变时，产生感应电动势，继而出现感应电流。11.国庆节，某游乐场在确保安全的情况下燃放烟花。质量的烟花点燃后，在时间内发生第一次爆炸，向下高速喷出少量高压气体（此过程烟花位移可以忽略）。然后被竖直发射到距地面的最高点。在最高点时剩余火药在极短时间内发生第二次爆炸，烟花被炸成两部分，其中质量为的部分以的速度向东水平飞出，不计空气阻力和火药的质量，g取10。则（）A.第一次火药爆炸，烟花动量变化量的大小3.0kg·m/sB.第一次火药爆炸过程中高压气体对烟花平均作用力大小为603NC.第二次火药爆炸后另一部分烟花的速度大小为40m/s，方向水平向西D.第二次火药爆炸后两部分烟花落地点间距为120m【答案】BCD【解析】【详解】A．第一次火药爆炸后，设烟花的速度为v，则有解得烟花动量变化量的大小为故A错误；B．第一次火药爆炸过程对烟花有解得高压气体对烟花平均作用力大小为故B正确；CD．第二次爆炸，水平方向动量守恒，有解得所以另一部分烟花的速度大小为40m/s，方向水平向西；两部分下落的时间相等均为所以两部分烟花落地点间距为故CD正确。故选BCD。12.如图所示为两个量程电流表的内部结构简图，已知表头G的满偏电流为、、的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时，电流表的量程为，当使用1和3两个端点时，电流表的量程为。下列说法正确的是（）A.B.C.若仅使阻值变为原来的，则变为原来的D.若仅使阻值变为原来的，则变为原来的【答案】BC【解析】【详解】AB．根据电路图的结构可知则故A错误，B正确；C．若仅使阻值变为原来的，则则故C正确；D．若仅使阻值变为原来的，则则故D错误。故选BC。第Ⅱ卷（非选择题共60分）二、实验题（共16分，根据题目的要求在答题纸上相应的位置填写各题的答案。）13.如图所示为验证动量守恒定律的装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上固定宽度相同的竖直遮光条。（1）实验前需调节导轨水平。接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，若滑块从轨道右端向左运动时通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，则需要调节旋钮Q使轨道右侧_________（填“升高”或“降低”）；（2）测出滑块A和遮光条的总质量为，滑块B和遮光条的总质量为。将滑块B静置于两光电门之间，滑块A静置于光电门1右侧，推动A，使其获得水平向左的速度，经过光电门1后与B发生碰撞且被弹回，再次经过光电门1。光电门1先后两次记录的挡光时间为、，光电门2记录的挡光时间为，取向左为正方向，则本实验中验证动量守恒的表达式为___________（用题目所给物理量符号表示）；（3）若实验中发生的碰撞为弹性碰撞，则、、三者之间应满足的关系式是________。A．B.C.D.【答案】①.降低②.③.C【解析】【详解】（1）[1]通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，即由于则滑块从轨道右端向左运动时，可知滑块做加速运动，倾角过大，应把右侧降低。（2）[2]根据动量守恒定律，设向左为正方向，可得解得（3）[3]若实验中发生的碰撞为弹性碰撞，则由动量守恒定律得由机械能守恒可得可得即故选C。14.如图甲所示为“用DIS测电源的电动势和内电阻”的部分实验电路图，电流传感器有微小电阻，图乙是某同学实验中得到的U—I图线。（1）实验中还需要电压传感器，其接线应接在电路中的________和_______位置（“1、2、3、4”中选填）；（2）由图乙实验图线拟合方程可得，该电源电动势E＝_________V，内阻r＝_________Ω；（3）根据实验测得的I、U数据，若令，则由计算机拟合得出的y-x图线应是丙图中的________（选填“a”、“b”或“c”），其余两条图线分别是令，得出的；（4）根据第（2）问中得到的电源电动势和内阻的值，推测图丙中M点的坐标最接近（）A.B.C.D.【答案】①1②.3③.2.96④.1.12⑤.c⑥.D【解析】【详解】（1）[1][2]实验中电压传感器测的路端电压，应分别接在电路中电源的正负极两端，但是开关要起到作用，又电流传感器有微小电阻，为了减小误差，电流传感器应采用外接法。则电压传感器应分别接在电路中1和3位置。（2）[3][4]根据闭合电路欧姆定律由图（乙）实验图线的拟合方程可得，图像纵坐标的截距表示电源电动势，则有斜率的绝对值表示电源的内阻，则有（3）[5]根据实验测得的、数据，若令，，则由计算机拟合得出的图线应是电源的输出功率与干路电流的关系，由于电源的输出功率随外电阻的增大是先增大后减小，当外电阻等于电源内阻时输出功率最大，所以该图线应是c。（4）[6]根据第（2）问中得到的电源电动势和内阻的值，则有所以推测图（丙）中M点的坐标最接近（3，9），故选D。【点睛】理解并掌握实验原理及实验步骤。理解图像横纵坐标及顶点的意义。根据电路中电流的变化情况判断电路中各物理量的变化情况。三、计算题（本题4小题，共44分。解答时在答题纸上相应位置应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的，答案中必须明确写出数值和单位。）15.如图所示，线圈面积为S，线圈平面与磁感应强度为的匀强磁场方向垂直。设图示情况下的磁通量为正值。问：（1）若线圈为匝，穿过线圈平面的磁通量为多少？（2）当线圈绕轴转过60°时，穿过线圈平面的磁通量为多少？（3）线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量变化了多少？【答案】（1）BS；（2）；（3）【解析】【详解】（1）穿过线圈平面的磁通量为（2）当线圈绕轴转过60°时，穿过线圈平面的磁通量为（3）线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量为磁通量变化量为16.2023年6月4日6时33分，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示，返回舱在距离地表约10km高度打开降落伞，速度减至后保持匀速向下运动。在距离地面的高度约1m时，返回舱底部配备的4台着陆反推发动机开始点火竖直向下喷气，使返回舱的速度在0.2s内由降到。假设反推发动机工作时主伞与返回舱之间的绳索处于松弛状态，此过程返回舱的质量变化和受到的空气阻力均忽略不计。返回舱的总质量为，g取。（1）反推发动机工作过程中返回舱受到的平均推力大小N；（2）若已知反推发动机喷气过程中返回舱受到的平均推力大小为F，喷出气体的密度为，4台发动机喷气口的直径均为D，喷出气体的重力忽略不计，