衡水中学物理期中测试试卷与解析

衡水中学物理期中测试试卷与解析引言期中考试作为学期中的重要节点，不仅是对学生前半学期学习成果的检验，更是查缺补漏、调整学习方向的关键契机。物理学科作为一门以实验为基础、逻辑严密的自然科学，其期中考试对于巩固基础、提升综合运用能力尤为重要。本文旨在呈现一份模拟的衡水中学物理期中测试试卷，并辅以详尽解析，希望能为同学们提供一次宝贵的自我检测和学习参考机会。本试卷严格依据高中物理教学大纲，结合衡水中学一贯注重基础、强调能力、突出应用的教学特色，力求全面考查学生对基本概念、基本规律的理解与掌握程度，以及运用所学知识分析和解决实际问题的能力。---衡水中学物理期中测试试卷考试时间：90分钟满分：100分一、选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，第1-5题只有一项符合题目要求，第6-8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.关于质点和参考系，下列说法正确的是（）A.研究地球绕太阳公转时，不能将地球看作质点B.万吨巨轮在大海中航行，研究其位置时，不能将巨轮看作质点C.参考系必须是静止不动的物体D.选择不同的参考系观察同一物体的运动，其结果可能不同2.某物体做直线运动的v-t图像如图所示，则下列说法正确的是（）A.0~t1时间内和t1~t2时间内的加速度大小相等，方向相反B.0~t1时间内的位移大于t1~t2时间内的位移C.物体在0~t2时间内的平均速度等于(v1+v2)/2D.物体在t1时刻的加速度为整个运动过程中的最大值3.如图所示，光滑水平面上放置一质量为M的长木板，长木板上表面粗糙，有一质量为m的物块以初速度v0从长木板的左端滑上。关于物块和长木板的运动，下列说法正确的是（）A.物块最终可能停在长木板上，也可能从右端滑出B.若物块最终停在长木板上，则长木板获得的动能一定大于物块损失的动能C.若物块从长木板右端滑出，则物块与长木板组成的系统动量不守恒D.无论物块最终是否停在长木板上，系统产生的热量都等于滑动摩擦力与相对位移的乘积4.关于机械能，下列说法正确的是（）A.做匀速直线运动的物体，其机械能一定守恒B.做匀变速曲线运动的物体，其机械能可能守恒C.合外力对物体做功为零时，物体的机械能一定守恒D.只有重力对物体做功时，物体的机械能才守恒5.如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线为等差等势面，虚线为某试探电荷q的运动轨迹，a、b为轨迹上的两点。若不计试探电荷的重力，则下列说法正确的是（）A.点电荷Q带正电B.试探电荷q在a点的加速度大于在b点的加速度C.试探电荷q在a点的电势能小于在b点的电势能D.试探电荷q从a点运动到b点的过程中，电场力做正功6.一物体在竖直平面内做圆周运动，通过最高点和最低点时的速度大小分别为v1和v2。若轨道是光滑的，物体质量为m，轨道半径为R，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.物体通过最高点时，最小速度可以为零B.物体通过最低点时，对轨道的压力一定大于mgC.物体从最高点运动到最低点的过程中，动能增加了mgRD.物体通过最高点和最低点时，向心加速度大小之比为v1²:v2²7.关于牛顿运动定律，下列说法正确的是（）A.牛顿第一定律揭示了力是维持物体运动状态的原因B.牛顿第二定律指出，物体加速度的方向与所受合外力的方向相同C.牛顿第三定律表明，作用力与反作用力是一对平衡力D.物体的质量是惯性大小的唯一量度，与物体的运动状态无关8.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1:n2=2:1，原线圈接在电压为U的交流电源上，副线圈接有定值电阻R和理想二极管D（二极管具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大）。则下列说法正确的是（）A.副线圈两端的电压有效值为U/2B.通过电阻R的电流方向周期性变化C.电阻R消耗的电功率为U²/(8R)D.若将二极管短路，电阻R消耗的电功率将变为原来的2倍二、实验题(本题共2小题，共18分)9.(8分)某实验小组利用如图甲所示的装置探究“加速度与力、质量的关系”。图中打点计时器所用电源的频率为50Hz，小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m。(1)实验中，为了使细线对小车的拉力近似等于砝码及砝码盘的总重力，应满足的条件是____________。(2)实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示。A、B、C、D、E为计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出。则小车的加速度大小a=_________m/s²（结果保留两位有效数字）。(3)若保持小车质量M不变，改变砝码及砝码盘的总质量m，测出多组对应的加速度a与拉力F（F近似等于mg），作出a-F图像。若图像不过原点，可能的原因是_________________。10.(10分)某同学要测量一节干电池的电动势E和内阻r。实验室提供的器材有：待测干电池（电动势约1.5V，内阻约1Ω）电压表V（量程0~3V，内阻约3kΩ）电流表A（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）滑动变阻器R（0~20Ω，1A）开关S及导线若干(1)请在虚线框内画出实验电路图。(2)该同学根据实验数据画出的U-I图像如图所示，则由图像可求得E=_______V，r=_______Ω（结果均保留两位有效数字）。(3)实验中，由于电流表存在内阻，测量得到的电动势E测_______真实值E真，内阻r测_______真实值r真（均选填“大于”、“小于”或“等于”）。三、计算题(本题共3小题，共50分。解答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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。)11.(15分)质量为2kg的物体在水平地面上，受到与水平方向成37°角斜向上的拉力F作用，沿地面做匀加速直线运动。已知F=10N，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：(1)物体对地面的压力大小；(2)物体的加速度大小；(3)若物体由静止开始运动，2s末拉力F的瞬时功率。12.(17分)如图所示，一足够长的光滑水平轨道与半径R=0.4m的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接。质量m1=0.1kg的小球a以初速度v0=6m/s沿水平轨道向右运动，与静止在B点的质量m2=0.2kg的小球b发生弹性碰撞。重力加速度g=10m/s²。求：(1)碰撞后瞬间，小球a和小球b的速度大小；(2)小球b能否通过半圆轨道的最高点C？若能，求出小球b通过C点时对轨道的压力大小；若不能，说明理由。13.(18分)如图所示，在xOy坐标系中，第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小E1=2×10³N/C；第四象限内存在沿x轴正方向的匀强电场E2和垂直于xOy平面向外的匀强磁场B，E2的大小也为2×10³N/C。一质量m=2×10⁻⁶kg、电荷量q=+1×10⁻⁸C的带电粒子从坐标原点O以初速度v0=2×10³m/s沿x轴正方向射入第一象限。不计粒子重力。求：(1)粒子在第一象限运动的时间t1和离开第一象限时的位置坐标；(2)若粒子在第四象限运动时恰好不穿出x轴下方，求磁感应强度B的大小；(3)在满足第(2)问的条件下，粒子从O点出发到第二次经过x轴所用的总时间t总。---试卷解析一、选择题1.答案：D解析：研究地球绕太阳公转时，地球的大小和形状相对于日地距离可以忽略不计，能将地球看作质点，A错误；研究万吨巨轮在大海中的位置时，巨轮的大小和形状可以忽略，能看作质点，B错误；参考系的选择是任意的，可以是运动的物体，也可以是静止的物体，C错误；选择不同的参考系观察同一物体的运动，其结果可能不同，例如路边的树木，以地面为参考系是静止的，以行驶的汽车为参考系是运动的，D正确。2.答案：A解析：v-t图像的斜率表示加速度。0~t1时间内图线的斜率为正，t1~t2时间内图线的斜率为负，说明加速度方向相反，且两段图线的倾斜程度（斜率的绝对值）相等，故加速度大小相等，A正确；v-t图像与时间轴围成的面积表示位移，由图可知0~t1时间内的面积小于t1~t2时间内的面积，B错误；物体在0~t2时间内的位移不等于(v1*t1+v2*t2)/2（若t1≠t2），且平均速度等于总位移除以总时间，不一定等于(v1+v2)/2，C错误；整个运动过程中加速度大小不变，D错误。3.答案：AD解析：物块滑上长木板后，物块做匀减速运动，长木板做匀加速运动。若两者速度相等时物块仍未滑出，则最终一起匀速运动；若在此之前物块已滑至木板右端，则物块从右端滑出，A正确。根据能量守恒定律，物块损失的动能转化为长木板的动能和系统产生的内能，故长木板获得的动能一定小于物块损失的动能，B错误。物块和长木板组成的系统在水平方向不受外力（光滑水平面），系统动量守恒，C错误。系统产生的热量等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，这是摩擦生热的规律，与最终状态无关，D正确。4.答案：BD解析：做匀速直线运动的物体，其机械能不一定守恒，例如物体匀速上升时，动能不变，重力势能增加，机械能增加，A错误；做匀变速曲线运动的物体，其机械能可能守恒，例如平抛运动，只受重力，机械能守恒，B正确；合外力对物体做功为零时，物体的动能不变，但机械能可能变化，例如物体在竖直平面内做匀速圆周运动，合外力做功为零，但机械能不守恒，C错误；机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，D正确（此处“只有重力”是常见表述，更严格说是只有重力或系统内弹力做功）。5.答案：BC解析：试探电荷的运动轨迹向等势面密集的区域弯曲，说明其所受电场力指向轨迹凹侧。由于等势面是点电荷的电场线，若Q为正电荷，则电场线向外辐射，若Q为负电荷，则电场线向内汇聚。根据轨迹无法直接判断Q的正负，但可以判断a点离场源电荷更近（等势面密集），场强更大，故试探电荷在a点的加速度更大，B正确。若试探电荷q带正电，其受力方向与电场线方向相同，从轨迹看，若Q为负，则电场线指向Q，q受力指向Q，轨迹弯曲方向合理；若Q为正，q受力背离Q，轨迹弯曲方向也可能合理，故A选项无法确定。假设Q为负电荷，q为正电荷，则a点电势低于b点电势（离场源负电荷越近电势越低），正电荷在电势低处电势能小，故q在a点电势能小于在b点电势能，从a到b，电场力做负功，C正确，D错误。（或假设其他电荷正负组合，也可得出B、C正确）6.答案：BD解析：若物体在竖直平面内做圆周运动的轨道是轻杆模型，通过最高点的最小速度可以为零；若是轻绳模型，则最小速度为√(gR)。题目中未明确轨道类型，A错误。在最低点，物体受到的合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，故N=mg+mv²/R>mg，B正确。从最高点到最低点，重力做功2mgR，根据动能定理，动能增加量为2mgR，C错误。向心加速度a=v²/R，故大小之比为v1²:v2²，D正确。7.答案：BD解析：牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因，而非维持，A错误。牛顿第二定律F=ma表明，加速度方向与合外力方向相同，B正确。作用力与反作用力作用在两个不同的物体上，不是平衡力，C错误。惯性是物体的固有属性，其大小由质量唯一量度，与运动状态无关，D正确。8.答案：CD解析：理想变压器原副线圈电压比等于匝数比，原线圈电压有效值为U，则副线圈两端电压有效值为U/2（正弦式交变电流）。但由于二极管的单向导电性，副线圈只有半个周期有电流输出。A选项说“副线圈两端的电压有效值为U/2”，这里的“电压有效值”若指副线圈交变电压本身，则为U/2，但考虑二极管后，加在R两端的电压有效值会改变，A选项表述易引起歧义，但其本身关于变压比的描述是对的，但结合选项C的计算，A选项可能不被选中。通过电阻R的电流方向只有一个方向（二极管单向导电），B错误。副线圈电压的最大值为(U/2)*√2。由于二极管，电阻R上只有半个周期有电流，其电压的最大值为(U/2)*√2。一个周期内电阻R消耗的电能W=[((U/2√2)²)/R]*T/2=U²T/(16R)，则电功率P=W/T=U²/(16R)*2=U²/(8R)，C正确。若将二极管短路，则副线圈电压为完整的正弦波，有效值为U/2，电功率P'=(U/2)²/R=U²/(4R)，是原来的2倍，D正确。二、实验题9.答案：(1)m<<M(或砝码及砝码盘的总质量远小于小车的质量)(2)0.40(0.39~0.41均正确)(3)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足解析：(1)对整体分析，a=mg/(M+m)，细线拉力T=Ma=Mmg/(M+m)=mg/(1+m/M)，当m<