山东师范大学附属中学2022-2023学年高二上学期期中学业水平测试物理（A）试卷（含答案）

（北京）股份有限公司 2021 级2022-2023 学年第一学期期中学业水平测试 物理学科等级考试题 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动， 用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题:共15 小题，每小题2 分，共30 分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D 三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S 闭合后，则 小磁针北极N(黑色一端)指示磁场方向正确的是( ) A. a B. b C. c D. d 2. 对于一个质量不变的物体，下列说法中正确的是 ( ) A. 做匀速直线运动的物体，其动量可能变化 B. 做匀速圆周运动的物体，其动量一定不变 C. 物体的速度发生变化时，其动量可能不变 D. 物体的速度发生变化时，其动量一定变化 3. 在下列几种现象中，所选系统动量守恒的是( ) A. 在光滑水平面上，运动的小车迎面撞上一静止的小车，选择两车为系统 B. 运动员将铅球从肩窝开始加速推出直至落地，选择运动员和铅球为系统 C. 从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，选择重物和车厢为系统 D. 光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，选择物体和斜面为系统 4.下列关于电流的说法，正确的是( ) A. 习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流方向 B. 通过导体的横截面的电量越多，电流越大 C. 电流既有大小又有方向，所以电流是矢量 D. 导体中的自由电荷越多，电流越大 5. 如图所示的长方体是用电阻率为ρ 的均匀金属制成的，长度为3L，其横截面为正方形，边长为L， 若将它的a、b 端接入电路时的电阻为R，则将它的c、d 端接入电路时的电阻是( ) A. 3 R B. 9 R C. R 3 D. R 9 （北京）股份有限公司 6. 三个电阻器按照如图所示的电路连接,其阻值之比为R1 : R2 : R3 = 2: 3: 6，则电路工作时，通过三个电 阻器R1、R2、R3上的电流之比I1 : I2 : I3为( ) A. 6: 3: 1 B. 1: 3: 6 C. 6: 2: 1 D. 3: 2: 1 7. 关于电源电动势的概念，以下说法中正确的是( ) A. 电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同 B. 在闭合电路中，电源电动势在数值上总是等于电源两极间的电压 C. 在闭合电路中，电源电动势在数值上等于内、外电压之和 D. 电源把其他形式的能转化为电能越多，电源电动势越大 8. 如图，当滑动变阻器的滑动头向上滑动时，两灯亮度的变化情况为( ) A. A 灯和B 灯都变亮 B. A 灯和B 灯都变暗 C. A 灯变亮，B 灯变暗 D. A 灯变暗，B 灯变亮 9. 如图所示电路中，当合上开关S 后，两个标有“5V，3W”的灯泡均不 发光，用电压表测得U bc=U bd=12V，如果各段导线及接线处均无问题， 这说明( ) A. 开关S 处断路 B. 灯泡L1的灯丝断了 C. 灯泡L2的灯丝断了 D. 滑动变阻器R 的电阻丝断了 10. 高空坠物极易对行人造成伤害，若一个50 g 的鸡蛋从一居民楼的10 层坠下，与地面的碰撞时间约 为2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为( ) A. 5 N B. 500N C. 5000N D. 50000N 11. 向空中发射一枚炮弹，不计空气阻力，当此炮弹的速度恰好沿水平方向时，炮弹炸裂成a、b 两块， 若质量较大的a 的速度方向仍沿原来的方向,则有( ) A. b 的速度方向一定与原来速度方向相反 B. 从炸裂到落地的这段时间内，a 飞行的水平距离定比b 的大 C. a、b 一定同时到达水平地面 D. 在炸裂过程中， a、b 受到的爆炸力的冲量一定相同 12. A、B 两球沿同一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前、后的位移随时间变化的图象，a、 b 分别为A 、B两球碰前的位移随时间变化的图象，c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图象， 若A 球质量是mA=6kg，则由图判断下列结论正确的是( ) A. B 球质量是mB=6kg B. 碰撞前A、B 两球的总动量为3kg·m/s C. 碰撞前、后A 球的动量变化量为12kg·m/s D. 碰撞时A 球对B 球的冲量为－4N·s （北京）股份有限公司 13. 如图所示的轨道，由粗糙的水平部分和光滑的四分之一圆弧部分组成，置于光滑的水平面上。当轨 道固定不动时，将可视为质点的物块，从圆弧轨道的最高点由静止释放，物块恰好停在水平轨道的最 左端。当轨道不固定时，仍将物块从圆弧轨道的最高点由静止释放，下列说法正确的是( ) A. 物块与轨道组成的系统动量守恒，机械能不守恒 B. 物块与轨道组成的系统动量不守恒，机械能守恒 C. 物块将从轨道左端冲出水平轨道 D. 物块仍能停在水平轨道的最左端 14.如图所示，将一盏标有“40V、20W”的灯泡和一电阻为4.4Ω 的电解槽串联后， 接在电压为80V 的直流电路两端，灯泡正常发光，则( ) A. 电路消耗的总功率为20W B. 电解槽消耗的电功率为20W C. 电解槽的发热功率为20W D. 电解槽的输出电功率为20W 15.图甲为某电源的 图线，图乙为某小灯泡的 图线的一部分，则下列说法中正确的是( ) A. 电源的内阻为10Ω B. 当小灯泡两端的电压为2.5 V 时，它的电阻约为10Ω C. 把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的两端的电压约为1.3V D. 把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3W 二、多项选择题:共5 小题，每小题3 分，共15 分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得3 分， 选对但不全的得2 分，有选错的得0 分。 16. 关于磁场，下列说法中正确的是( ) A. 磁场是看不见、摸不着、实际不存在而由人们假想出来的一种理想模型 B. 磁感应强度的方向与小磁针N 极所受磁场力的方向相同 C. 奥斯特发现了电流的磁效应现象，首次揭示了电与磁之间是有联系的 D. 磁感线总是从磁体的N 极指向S 极 17. 下面的说法正确的是( ) A. 当力与物体的位移垂直时，该力的冲量为零 B. 如果物体（质量不变）的速度发生变化，则所受合外力的冲量不为零 C. 物体所受合外力冲量越大，它的动量变化也越大 D. 做竖直上抛运动的物体，在△t 时间内所受重力的冲量可能为零 （北京）股份有限公司 18. 电源和一个水平放置的平行板电容器、三个电阻组成如图所示的电路。当开关S 断开时，电容器中 有一个带电液滴正好处于静止状态。现将开关S 闭合，则以下判断正确的是( ) A. 液滴仍保持静止状态 B. 液滴将向下运动 C. 电容器上的带电量将增大 D. 电容器上的带电量将减小 19. 现有标识为“6 V，3 W”、“6 V，6W”、“6 V，12 W”的三个小灯泡，分别将其中一个小灯泡与电 动势为6 V、内电阻为3Ω 的直流电源，以及阻值为3Ω 的定值电阻串联组成闭合回路，以下说法中正 确的是 ( ) A. 串联“6 V，6W”小灯泡时，小灯泡的亮度最大 B. 串联“6 V，12W”小灯泡时，小灯泡的亮度最大 C. 串联“6 V，3 W”小灯泡时，电源的输出功率最大 D. 串联“6 V，12W”小灯泡时，电源的输出功率最大 20. 如图所示，质量均为m 的A、B 两物体通过劲度系数为k 的轻质弹簧拴接在一起，竖 直静置在水平地面上。在A 的正上方高 ℎ=9mg 2k 处有一质量为2m 的物体C，现将物体 C 由静止释放，C 与A 发生碰撞后立刻粘在一起，碰撞时间极短，之后的运动过程中物 体B 恰好未脱离地面。弹簧始终在弹性限度内，忽略空气阻力，重力加速度为g。已知 弹簧弹性势能表达式为Ep=1 2kx2 ，其中k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的形变量，则( ) A. C 物体碰撞前后瞬间的动量比为2:1 B. 物体B 恰好未脱离地面时，A、C 的加速度为4 3 g C. 弹簧的最大压缩量为4 mg k D. 弹簧的最大压缩量为7mg k 三、非选择题：本题共5 题，共55 分 21.（6 分）如图所示，用碰撞实验器可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在斜轨末端碰撞前后的 动量关系。 安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重垂线所指的位置O。 第一步，不放小球2，让小球1 从斜槽上某处由静止滚下，并落在地面上，重复多次，用尽可能小 的圆把小球1 的所有落点圈在里面，其圆心就是小球1 落点的平均位置。 第二步，把小球2 放在斜槽末端边缘处，让小球1 从斜槽上相同位置处由静止滚下，使小球1 与小 （北京）股份有限公司 球2 碰撞，重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。 第三步，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O 点的距离，即线段 的长度。 （北京）股份有限公司 在上述实验中： （1）在不放小球2 时，小球1 从斜槽上某处由静止开始滚下，小球1 的落点在图中的_____点，把 小球2 放在斜槽末端边缘处，小球1 从斜槽上相同位置处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球 1 的落点在图中的_____点。 （2）直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。可以通过测量________间接地解决这个问题。 A.小球开始释放时距斜槽底端的高度h B.小球抛出点距地面的高度H C.小球做平抛运动的水平射程 （3）本实验中小球1 的质量m1与小球2 的质量m2大小应满足： m1________m2（填 “> ”，“<” 或“=”） 22.（6 分）为了测量一个量程为6V 的电压表内阻。 （1）先用多用电表的欧姆档粗测待测电压表的内阻。选择“×100”的挡位，短接表笔，进行欧姆调零， 正确操作后测量电压表内阻，如图甲，1 号接线柱应接_______表笔（选填“红”或“黑”）。正确连 接后，发现表盘示数如图乙所示，测得该电压表的内阻为________Ω。 （2）除上述待测电压表外，实验室还可提供的实验仪器有： ① 电动势E=6 V，不计内阻的电源 ② 量程为6mA，内阻RA约为5 Ω 的电流表 ③ 最大阻值5 Ω 的滑动变阻器R ④ 开关和导线 为较准确测量电压表内阻，请设计电路图并将电路图画在框中。 （3）若某时刻电压表、电流表示数分别为U、I，则电压表内阻Rv=________(请用题中符号表示) 23.（9 分）如图所示，空间中存在竖直向上的匀强磁场。一质量为m=0.2kg、长为L=1m 的金属棒水平 静止在倾角为α=37o的光滑斜面上，金属棒内通有方向垂直纸面向里、电流大小为I =3A 的恒定电流。 sinα=0.6，g 取10m/s2。求: (1)匀强磁场的磁感应强度大小； (2)导体棒对斜面的压力大小。 （北京）股份有限公司 24.（10 分）如图所示，光滑水平面上依次有滑块C 质量mC＝2kg，滑块A 质量mA＝3kg，滑块B 质量 mB＝3kg。开始时A、B 静止，C 以初速度vo=10m/s 的速度冲向A，与A 发生弹性碰撞，碰撞后A 继续 向右运动，与B 发生碰撞并粘在一起．求： (1) C 与A 碰撞后A 的速度大小为多少； (2) A 与B 碰撞过程中损失的机械能。 25. (10 分) 如图所示，电源电动势E = 20V，内阻r = 1Ω，R1 = 4Ω，R2 = 5Ω，R3 = 6Ω，C = 30μF。 （1）闭合开关S，求稳定后通过R1的电流； （2）然后将开关S 断开，求电容器两端的电压变化量和流过R1的电荷量。 26.（14 分）如图所示，有5 个大小不计的物块1、2、3、4、5 放在倾角为θ 的足够长斜面上，其中物 块1 的质量为m，物块2、3、4、5 的质量均为3m，物块1 与斜面间始终无摩擦，其他物块与斜面间动 摩擦因数μ = tanθ。物块2、3、4、5 的间距均为L，物块1、2 的间距为4 3 L。开始时用手固定物块1， 其余各物块都静止在斜面上。现在由静止释放物块1，使其沿斜面下滑并与物块2 发生碰撞，接着陆续 发生其他碰撞。假设各物块间的碰撞时间极短且都是弹性碰撞，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力 加速度为g。求: （1）物块1、2 第一次碰后瞬间的速度分别为多大； （2）物块1、2 第二次碰后瞬间的速度分别为多大； （3）从释放物块1 到物块1、2 发生第五次碰撞所需时间。 （北京）股份有限公司 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C D A A D D C A C B 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C C D B C BC BC BD AD BD 21.（6 分）（1）P，M ，（2）C （3）> 22.（6 分）（1）红，1000，（2）如图所示，（3）（3）U/I 23.（9 分）（1）0.5T，（2）2.5N 解析： 磁场方向竖直向上，导线受力情况如图所示. 由平衡条件得： 在水平方向上：BIL = F Nsinα ………………………………2 分 在竖直方向上：mg = BIL Ncosα ………………………………2 分 联立，得： B=0.5T， ………………………………2 分 F N=2.5N。 ………………………………2 分 根据牛顿第三定律， 导体棒对斜面的压力F N’ =F N=2.5N ………………………………1 分 24.（10 分）（1）8m/s，（2）48J 解析：（1）取向右为正方向，以CA 为系统研究， 根据动量守恒定律：mc vo=mC vC+mA v A ………………………………2 分 根据机械能守恒定律：1 2 mc vo 2=1 2 mC vC 2 + 1 2 mA v A 2 ………………………………2 分 解得：vC= -2m/s，vA=8m/s C 与A 碰撞后A 速度大小为8m/s ………………………………1 分 （2）仍取向右为正方向，以AB 为系统研究， 根据动量守恒定律：mA v A=(mA+mB)v ………………………………2 分 根据能量守恒定律：E损=1 2 mA v A 2 −1 2 (mA+mB)v 2 ………………………………2 分 解得：E 损=48J ………………………………1 分 25. (10 分) 25.（10 分）（1）2A，（2）10 V；3×10-4C 解析：（1）闭合开关S， 和 串联，电容器充电稳定后，根据闭合电路的欧姆定律得，通过 的电 流为I= E R1+R2+r ， ………………2 分 解得I=2A ………………2 分 （2）开关S 闭合时，与电容器（电阻相当于无穷大）串联的电阻 两端电压为零，这时电容器两端的 电压等于电阻 两端的电压，U 2=I R2=10V ………………2 分 （北京）股份有限公司 开关S 断开后，电路达到稳定后，与电容器串联的电阻 和 两端电压均为零，电容器两端的电压大 小等于电源电动势E=20V ………………1 分 （北京）股份有限公司 则电容器两端的电压变化量为ΔU=E−U 2=10V ………………1 分 流过 的总电荷量就是电容器电荷量的变化量ΔQ=CΔU ………………1 分 解得，ΔQ=3×10 −4C ………………1 分 26.（14 分）（1）❑ √ 2 3 gLsinθ，❑ √ 2 3 gLsinθ（2）❑ √ 2 3 gLsinθ，❑ √ 2 3 gLsinθ（3）5 ❑ √6 gLsinθ gsinθ 解析：（1）由动能定理得mgsinθ⋅4 3 L=1 2 m v01 2 ……………………1 分 解的 v01=❑ √ 8 3 gLsinθ 碰撞过程动量守恒和机械能守恒得 m v01=m v11+3m v21，1 2 m v01 2 =1 2 m v11 2 + 1 2 ⋅3m v21 2 ……………………2 分 解得v11=−❑ √ 2 3 gLsinθ，v21=❑ √ 2 3 gLsinθ 物块1、2 第一次碰后瞬间的速度大小分别为❑ √ 2 3 gLsinθ，❑ √ 2 3 gLsinθ ……………………2 分 （2）第1 次碰后，由于μ=tanθ，物块2 将以速度v21=❑ √ 2 3 gLsinθ 向下匀速运动直到与物块3 碰撞， 物块2、3 等质量弹性碰撞，碰后交换速度，物块3 继续向下匀速运动与物块4 碰交换速度，物块4 继 续向下运动与物块5 碰交换速度，物块5 以速度v21=❑ √ 2 3 gLsinθ 向下匀速运动。 ………1 分 对物块1 ，得v02=❑ √ 8 3 gLsinθ……………………1 分 碰撞过程动量守恒和机械能守恒得 m v02=m v12+3m v22，1 2 mv02 2 =1 2 mv12 2 + 1 2 ⋅3mv22 2 ……………………1 分 解得v12=−❑ √ 2 3 gLsinθ，v22=❑ √ 2 3 gLsinθ 物块1、2 第二次碰后瞬间的速度大小分别为❑ √ 2 3 gLsinθ，❑ √ 2 3 gLsinθ ……………………1 分 （3）对物块1，根据牛顿第二定律，mgsinθ=ma，a=gsinθ ……………………1 分 物块1 从释放到第一