河南省商丘市九师联考2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024~2025学年度高二上学期期末联考试卷物理考生注意：1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签宇笔将密封线内项目填写清楚。3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区城内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4.本卷命题范围：人教版必修第三册，选择性必修第一册前三章。一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题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）1.下列物理量中为标量且单位符号正确的是（）A.电势（V） B.电场强度（C）C.冲量（NS） D.磁感应强度（T）【答案】A【解析】A．电势为标量，其单位符号为V，故A正确；B．电场强度为矢量，其单位符号为V/m或N/C，故B错误；C．冲量为矢量，其单位符号为N·s，故C错误；D．磁感应强度为矢量，其单位符号为T，故D错误。故选A。2.如图所示是杭州的美景——西湖，环绕湖边著名的“西湖十景”，自然与人文相互映衬，组成了杭州旅行的核心地带。关于西湖中的水波现象，下列说法正确的是（）A.用声呐探测湖底某处的深度，利用了波的衍射现象B.湖中水波绕过电线杆向前传播，是波的干涉现象C.要观察到湖中水波明显的衍射现象，必须是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长更小D.游艇鸣笛减速向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低【答案】C【解析】A．用声呐探测湖底某处的深度，利用了波的反射现象，故A错误；B．湖中水波绕过电线杆向前传播，是波的衍射现象，故B错误；C．要观察到湖中水波明显的衍射现象，必须是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长更小，故C正确；D．由多普勒效应可知，游艇鸣笛减速向我们驶来时，我们听到笛声频率将比声源发声的频率高，故D错误。故选C。3.某物体的位置坐标随时间变化规律为，关于该物体的运动，下列说法正确的是（）A.该物体做简谐运动，周期是B.时刻，该物体的位置坐标为C.该物体在任意内的路程都是D.该物体运动过程中速度变化频率为【答案】C【解析】A．根据简谐运动表达式可知，该简谐运动，故周期故A错误；B．将代入方程，得物体的位置坐标为故B错误；C．题意知1s是半个周期，故任意内的路程均为2倍振幅大小，根据题意可知振幅为10cm，故任意内的路程均为20cm，故C正确；D．简谐运动频率为故该物体运动过程中速度变化频率为0.5Hz，故D错误。故选C。4.法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。在探究磁生电实验中，将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线图B、电流表及开关按如图所示的方式连接。下列说法中正确的是（）A.线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流表指针均不会偏转B.开关闭合后，将线圈A从B中拔出会引起电流表指针偏转C.开关闭合后，保持滑片P不动，电流表指针会发生偏转D.开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流表指针才会偏转【答案】B【解析】A.线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，线圈A将产生一个变化的磁场，这个变化的磁场引起线圈B中的磁通量变化，线圈B中会产生出感应电流，所以电流表的指针会偏转，A错误；B.开关闭合后，将线圈A从B中拔出时，线圈B中的磁通量将会减小，线圈B中会产生感应电流，所以电流表指针会偏转，B正确；C.开关闭合后，滑动变阻器的滑片P不动，线圈A中的电流不变，线圈A将产生恒定的磁场，通过线圈B的磁通量不变，线圈B中不会产生感应电流，电流表指针不会偏转，C错误；D.开关闭合后，只要滑动变阻器的滑片Р滑动，线圈A中的电流就发生变化，线圈A产生的磁场发生变化，通过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，电流表指针会偏转，即滑片Р不一定要加速滑动，D错误。故选B。5.如图所示是江苏无锡灵山举行撞杠撞钟跨年仪式，聆听重达12.8吨的祥符禅钟雄厚悠扬之鸣，企盼在新的一年里吉祥如意、万事顺遂。某次撞击前撞杠的速度为5m/s，撞击后撞杠反弹，且速度大小变为3m/s。已知撞杠撞钟的时间为0.2s，撞杠的质量为100kg。则撞杠对钟撞击力大小为（）A.800N B.1000N C.1500N D.4000N【答案】D【解析】撞杠撞击钟的过程，对撞杠，由动量定理得其中初速度末速度撞击时间联立解得根据牛顿第三定律得，撞杠对钟撞击力大小为4000N。故选D。6.三个点电荷的位置及产生电场电场线分布如图所示，其中M，N两点在两个负电荷B、C的连线上，正电荷A及点P、点Q在电荷B、C连线的中垂线上，且P点与正电荷的距离大于P点与负电荷的距离，两线交于O点。已知三个点电荷的电荷量大小相等，，则（）A.O点的场强为0B.M、N两点的场强相同C.M、N两点的电势相等D.一带负电的试探电荷在P点的电势能小于在Q点的电势能【答案】C【解析】A．等量同种电荷B、C在连线的中点O处的场强为0，正电荷A在O点的场强不为0，故O点的场强不为0，故A错误；B．根据对称性知M、N两点的场强大小相等，方向不同，故M、N两点的场强不同，故B错误；C．根据点电荷周围等势线的分布知，在等量同种电荷B、C的场中，M、N两点的电势相等，在正电荷A的场中，M、N两点的电势也相等，故M、N两点的电势相等，故C正确；D．在等量负电荷B、C的场中，P点的电势小于Q点的电势，在正电荷A的场中，P点的电势大于Q点的电势，故无法判断P点与Q点的电势高低，也无法判断带负电的试探电荷在P点与Q点的电势能大小，故D错误。故选C。7.如图所示，有一质量为m的小球，以速度v0滑上静置于光滑水平面上带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块。滑块的质量为3m，小球在上升过程中始终未能冲出圆弧，重力加速度为g，在小球运动过程中，（）A.小球和滑块组成的系统动量守恒B.小球在圆弧轨道最高点的速度大小为C.小球在圆弧轨道上能上升的最大高度为D.小球离开圆弧轨道时圆弧轨道的速度大小为【答案】C【解析】A．在小球运动过程中，小球和滑块组成的系统在水平方向上动量守恒，系统竖直方向动量不守恒，故A错误；B．小球在圆弧轨道上升到最高时小球与滑块速度相同，系统在水平方向上动量守恒，规定v0的方向为正方向，有解得故B错误；C．根据机械能守恒定律得解得故C正确；D．小球离开圆弧轨道时，根据动量守恒定律，则有根据机械能守恒定律，则有联立以上两式可得，故D错误。故选C。8.在如图所示的电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，，。滑动变阻器的阻值范围为，电容器电容。开关K闭合后，在滑动变阻器的滑片由b端向a端缓慢滑动的过程中，下列说法正确的是（）A.电流表A示数减小，电压表V的示数增大B.电容器C所带电荷量最大值为C.电阻消耗的最大功率为4.5WD.当滑动变阻器的滑片位于中点时，电源的输出功率最大，最大值为10.125W【答案】BD【解析】A．在滑动变阻器的滑片由b端向a端缓慢滑动的过程中，、并联电阻值R逐渐减小，由闭合电路欧姆定律有，则电流表A的示数增大，电压表V的示数减小，故A错误；B．当滑动变阻器的滑片在b端时，并联部分电阻最大此时干路上的电流最小并联部分电压最大此时电容器带电量最多故B正确；C．当滑动变阻器的滑片滑至a端时，并联部分电阻为零，电流最大则电阻消耗的最大功率故C错误；D．当滑动变阻器的滑片位于中点时，并联部分电阻，且，此时电源输出功率最大故D正确。故选BD。9.有位游客在江边观光，水面上有相距为d的两个浮标A、B，如图所示，水波（可视为简谐波）传播到A浮标时，A浮标从平衡位置开始向上振动，若此时开始计时，经历时间，A浮标第一次到达波峰，此时B浮标从平衡位置开始振动。下列说法正确的是（）A.水波的波速为B.水波的波长为2dC.时刻，两浮标的速度相同D.时刻，两浮标的加速度相同【答案】AC【解析】A．由题意知，两浮标的振动图像如图所示水波从A浮标传到B浮标的时间间隔为，故波速故A正确；B．由图可知故波长故B错误；C．由所以时刻，浮标A和B的位置分别位于平衡点下方振幅处和平衡点上方振幅处，浮标A和B的速度大小相等，方向都向下，故C正确；D．时刻，浮标A和B加速度大小相等，方向相反，故D错误。故选AC。10.如图所示，光滑水平面上有一根轻质弹簧，弹簧两端分别连接小物块P和小物块N，处于静止状态。一足够长且倾角为θ的光滑斜面体固定在地面上，斜面底端与地面平滑连接。小物块M与斜面底端的距离为L，小物块M由静止开始释放，在水平地面上与N发生弹性碰撞（碰撞时间极短）。已知小物块M、N、P的质量均为m，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（）A.小物块M与小物块N碰撞前的速度为B.小物块M与小物块N碰撞后瞬间的速度为C.弹簧的最大弹性势能为D.弹簧恢复原长时，小物块P的速度为【答案】ACD【解析】A．小物块M由静止释放到碰撞前，根据动能定理有解得小物块M与小物块N碰撞前的速度为故A正确；B．小物块M与小物块N碰撞前后动量守恒，机械能守恒，则解得小物块M与小物块N碰撞后瞬间M的速度为N的速度为故B错误；C．弹被压缩到最短时，此时N、P两物块的速度相等，弹簧的弹性势能最大，根据解得弹簧的最大弹性势能为故C正确；D．弹簧恢复原长时，同理由小物块N与小物块P作用前后动量守恒，机械能守恒，可得小物块N与小物块P交换速度，故此时物块P的速度为，故D正确。故选ACD。二、实验题（本题共2小题，共14分）11.如图甲所示，长为L的细线下端系有直径为d的小球，上端固定在拉力传感器上，拉力传感器固定在天花板上，现将小球拉离竖直位置某一偏角（小于）后无初速释放，小球在竖直平面内摆动，稳定后通过拉力传感器得到拉力F与时间t的图像如图乙所示，图乙中已知，不计空气阻力。（1）根据相关信息，可得小球摆动的周期为______。（2）根据相关信息，可得当地重力加速度g为______（用L、d、表示）。（3）当地重力加速度为g，根据相关信息，可得小球质量m为______（用表示）。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）小球摆动一个周期内，2次经过最低点，根据拉力图像，可知单摆周期（2）根据单摆周期公式解得（3）设拉离平衡位置最大偏角为，根据图像中相关信息，在最大偏角处有设小球在平衡位置的速度为，在平衡位置有由机械能守恒定律有解得12.某研究小组在课堂上学习水果电池后，决定自制一个苹果电池并测量其内阻和电动势。他们根据资料教程将铜片和锌片插入苹果中，组成一个苹果电池。实验前，研究小组同学通过上网查阅相关资料了解到苹果电池的电动势一般在左右，内阻在左右。除了苹果电池外，实验室还提供了以下可供选择的器材：A.电流表（量程为，内阻为）B.电流表（量程为，内阻为）C.电压表（量程为，内阻约为）D.滑动变阻器（阻值为）E.电阻箱（阻值为）F.多用电表G.开关一个，导线若干（1）实验前，实验小组想预测一下苹果电池的内阻，他们用调好的多用电表欧姆“”挡来进行测量，这么做是否合适？请说明理由____。（2）实验中电流表应选择________（填“A”或“B”），根据提供的实验器材，该小组设计了如图所示的四种电路方案，其中________（填“甲”“乙”“丙”或“丁”）图的方案最好。（3）实验小组操作正确，记录下几组电压表和电流表的示数，并在坐标系内描出电压表示数和对应的电流表示数的点，画一条直线使大多数点分布在直线两侧，如图所示，则该苹果电池的电动势________，内阻________。（均保留3位有效数字）【答案】（1）不合适（2）B丁（3）0.918（0.870~0.930）409（360∼460）【解析】（1）不合适，因为苹果电池为电源，欧姆表不能直接测量其内阻；（2）[1]若整个电路只有苹果电池，则电流最大值为。故选B。[2]由于苹果电池内阻偏大，而电压表电阻未知，故不能用甲、丙，又滑动变阻器的电阻太小，故乙不能选，故丁最符合要求。故选丁。（3）[1][2]直线斜率的绝对值为苹果电池的内阻与电流表内阻之和，则苹果电池的内阻约为；根据取直线上某一数据计算得出电动势约为三、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时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）13.如图所示，电源的电动势，内阻，保护电阻，是一段粗细均匀且电阻率较大的电阻丝，总阻值为，长度为，横截面积为。（1）求电阻丝的电阻率；（2）当电阻丝接入电路的阻值多大时，电阻丝的功率最大？（3）求电源输出效率的最小值。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）根据电阻定律代入数据可得电阻丝电阻率为（2）当外电阻与电源内阻相等时，电路的输出功率最大。将保护电阻看作电源内阻的一部分，即电阻丝接入电路的阻值为此时电阻丝的功率最大（3）根据可知外电阻越小，电源效率越小；当电阻丝接入电路的阻值为0时，电源效率最小，则有14.如图甲所示为一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置为处的质点，图乙为质点的振动图像。（1）判断波沿轴的传播方向并求波速大小；（2）推导坐标原点处质点做简谐运动的表达式。【答案】（1）沿x轴正方向传播，（2）【解析】（1）由乙图可知，时质点N沿y轴正方向振动，结合甲图，根据“上、下坡”法可知，该简谐波沿x轴正方向传播。由甲图可知，该波