湖南省岳阳市教研联盟2022-2023学年高二上学期期中联考联评物理试题

（北京）股份有限公司 岳阳教研联盟2021 级高二期中联考联评 物 理 分值：100 分 时量：75 分钟 审题：郑宏建(汨罗市第一中学) 注意事项： 1.答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号填写在答题卡上。 并在答题卡相应位置贴上条形码。 2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B 铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂 黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。 3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答(作图)，答案必须写在答题卡各题目指定 区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和 涂改液。不按以上要求作答无效。 4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 一、选择题(本题共10 小题，共44 分；1~6 题，每小题4 分，只有一个选项符合题目要求； 7~10 题，每小题5 分，有多个选项符合题目要求，全部选对的得5 分，选对但不全的得3 分， 不选或有选错的得0 分) 1.关于作用力与反作用力关系，下列说法正确的是( ) A.当作用力作正功时，反作用力一定作负功 B.当作用力不作功时，反作用力也不作功 C.作用力与反作用力相同 D.作用力与反作用力的冲量大小相等、方向相反 2.如图所示，a 为在地球赤道表面随地球一起自转的物体，b 为绕地球做匀速圆周运动的近地 卫星，轨道半径可近似为地球半径。假设a 与b 质量相同，地球可看作质量分布均匀的球体， 比较物体a 和卫星b（ ) 物理试卷第1 页，共8 页 A.角速度大小近似相等 B.线速度大小近似相等 C.向心加速度大小近似相等 D.所受地球引力大小近似相等 （北京）股份有限公司 D.将带正电的点电荷q 从a 点移动到b 电势能减小 4.研究平抛运动的实验装置如图所示。某同学设想在小球下落的空间中选取三个竖直平面1、 2、3，平面与斜槽所在的平面垂直。小球从斜槽末端水平飞出，运动轨迹与平面1、2、3 的交 点依次为A、B、C。小球由A 运动到B，竖直位移为y₁，动能的变化量为△E ₖ ₁,，动量的变化 量为Δp₁；小球由B 运动到C，竖直位移为y₂，动能的变化量为△E ₖ ₂,，动量的变化量为 Δp₂。忽略空气阻力的影响，若y₁=y₂，则下列关系式正确的是( ) 6.如图所示，粗细均匀、质量分布均匀的细杆，一端悬吊在天花板上，另一端用细绳水平拉着而 静止。则悬绳与水平方向的夹角α 和细杆与水平方向的夹角β 的关系是( ) 物理试卷第2 页，共8 页 3.如图所示，以点电荷-Q 为球心画出两个球面1 和2，半径分别为R₁ 和 R₂，a 点位于球面1 上，b 点位于球面2 上。球面2 下列说法正确的是( ) A.a 点电势高于b 点电势 B、a、b 两点场强比为 R2 2: R1 2 C.穿过球面1 的电场线总条数比穿过球面2 的多 5.如图所示，电源电动势为6.0V，电源内阻为1.0Ω，电路中的电阻R₀ 为0.5Ω，小型直流电 动机M 的内阻为0.5Ω，闭合开关S 后，电动机转动，理想电流表的示数为1.0A,则以下判断中 正确的是( ) A.电源输出的功率为6W B.电动机的输出功率为5W C.电动机产生的热功率为0.5W D.电源的效率为50% A.α=2β B.2a=3β C.sinα=2 sinβ D.tanα=2tanβ （北京）股份有限公司 7.利用函数图像是一种解决物理问题的常用方法。某物理小组利用传感器探究一玩具车沿某一路段做 直线运动的性质，从t=0 时刻开始计时得到了 x t 的图像。如图所示,由此可知( ) 8.某同学使用轻弹簧、直尺钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示， B.40cm 刻度对应的加速度为g C.50cm 刻度对应的加速度为2g D.各刻度对应加速度的值是均匀的 9.在图所示的并联电路中，保持通过干路的电流I 不变。若增大R₁ 的阻值，则有( ) C.并联电路上消耗的总功率增大 D.R₁ 上功率P₁ 减小,R₂ 上功率P₂ 增大 物理试卷第3 页，共8 页 A、玩具车的初速度v₀=1.m/s B.玩具车的加速度a=0.5m/s² C.t=6s 时,玩具车的速度v=4m/s D.在0-6s 内,玩具车的位移x=24m 弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时，弹 簧下端指针位于直尺20cm 刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于 直尺40cm 刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可 用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向，重力加 速度大小为g。下列说法正确的是( ) A.30cm 刻度对应的加速度为-0.5g A.R₁ 和R₂ 两端的电压U 都增大 B.通过R₁ 的电流I₁ 增大 （北京）股份有限公司 10.如图所示，在光滑的水平面上停着一辆质量为M、长为L 的平板车，一质量为 B.可能有向左的位移 C.位移不可能是0 D.位移的大小可能是L 二、实验题(本题共2 小题，共16 分) 11.(6 分)某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验，采用的实验电路如图1 所示。 (1)将开关先与“l”端闭合,电容器进行 (选填“充电”或“放电”),稍后再将开关与“2”端 闭合。在下列四个图像中，表示以上过程中，通过传感器的电流随时间变化的图像为 ，电容 器两极板间的电压随时间变化的图像为 (填选项对应的字母)。 物理试卷第4 页，共8 页 m 的小孩以水平速度v₀ 跳上车的左端，然后在车上忽 快忽慢地向右奔跑，经过时间t 跑到了车的右端，在 这段时间t 内小车( ) A.可能有向右的位移 （北京）股份有限公司 (2)该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容C₁ 时通过传感器的电 流随时间变化的图像如图2 中所示，其中对应电容为C₁ 的电容器充电过程I-t 图像的是 (选填①或②)。 12.(10 分)如图1 所示，用半径相同的A、B 两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实 验时先让质量为m₁ 的A 球从斜槽上某一固定位置C 由静止开始滚下，进入水平轨道后， 从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上 述操作10 次，得到10 个落点痕迹。再把质量为m₂ 的B 球放在水平轨道末端，让A 球仍 从位置C 由静止滚下，A 球和B 球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作 10 次。M、P、N 为三个落点的平均位置，未放B 球时，A 球的落点是P 点，O 点是水平 轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图2 所示。 物理试卷第5 页，共8 页 （北京）股份有限公司 (1)在这个实验中，为了防止A 与B 碰撞时A 球反弹，两个小球的质量应满足m₁ m₂(选填“>”或“<”)。 (2)下列说法中正确的是 。 A.如果小球每次从同一位置由静止释放，每次的落点一定是重合的 重复操作时发现小球的落点并不重合，说明实验操作中出现了错误 C.用半径尽量小的圆把10 个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置 D.仅调节斜槽上固定位置C，它的位置越低，线段OP 的长度越大 (3)在某次实验中，测量出两个小球的质量m₁、m₂。记录的落点平均位置M、N 几乎与OP 在同一条直线上，测量出三个落点位置与O 点距离OM、OP、ON 的长度。在实验误差允许 范围内,若满足关系式 ,则可以认为两球碰撞前后在OP 方向上的总动量守恒；若碰 撞是弹性碰撞，那么还应满足关系式 ,(用测量的量表示) (4)某同学在做这个实验时，记录下小球三个落点的平均位置M、P、N，如图3 所示。他发 现M 和N 偏离了OP 方向。这位同学猜想两小球碰撞前后在OP 方向上依然动量守恒，于是 他在图3 上建立了0-xy 坐标，并标出它们的坐标分别为M(x₁,y₁)、P(x₂,0)、N(x₃,y₃)。请你 写出验证这个猜想的表达式 。 物理试卷第6 页，共8 页 （北京）股份有限公司 三、计算题(本题共3 小题，共40 分) 13.(12 分)某款儿童滑梯如图所示，其滑面可视为与水平地面夹角θ=37°的平直斜面，滑面 顶端距离地面高度h=3.0m。一质量m=20kg 的儿童从滑面顶端由静止开始下滑至底端，已 知儿童与滑梯间的动摩擦因数μ=0.30，儿童沿滑梯下滑的过程，可以看做质点沿斜面直线运 动。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取重力加速度g=10m/s²，忽略空气阻力的影响。 求: (1)儿童下滑过程中，所受摩擦力的大小f； (2)儿童下滑的整个过程中，重力对其做的功W； (3)儿童下滑至底端时，重力的瞬时功率P。 14.(12 分)在“天宫课堂”太空授课活动中，某同学向航天员提问：“空间站飞行时会不会受 到阻力，是否达到所需的速率后，就可以不施加动力，而保持速率不变呢?”我国空间站的轨 道距地面高度约430km，远在100km 的卡门线(外太空与地球大气层的分界线)之上，但轨 道处依然存在非常稀薄的大气。 (1)为简化问题，将空间站视为如图所示的圆柱体，其在运行方向的横截面积为S。假定： 单位体积内与空间站前端横截面发生碰撞的空气分子个数为n，且速度方向均与横截面垂直； 以空间站为参考系，碰撞前后空气分子的平均速率分别为v₁、v₂。若每个空气分子的平均质 量为m，不考虑空气分子间的相互作用，求空间站前端受到空气作用力F 的大小。 物理试卷第7 页，共8 页 （北京）股份有限公司 (2)假如你是航天员，请从以下两个方面对该同学的问题作答。 ①维持空间站的运行是否需要施加动力； ②若一直不施加动力，轨道高度将如何变化。 15.(16 分)研究原子核的结构时，需要用能量很高的粒子轰击原子核。为了使带电粒子获得很 高的能量，科学家发明了各种粒子加速器。图1 为某加速装置的示意图，它由多个横截面积相 同的金属圆筒依次排列组成，其轴线在同一直线上，序号为奇数的圆筒与序号为偶数的圆筒分别 和交变电源的两极相连，交变电源两极间的电势差的变化规律如图2 所示。在t=0 时，奇数圆 筒相对偶数圆筒的电势差为正值。此时和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为0)的中央有一电子， 在圆板和圆筒1 之-间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线进入圆筒1。为使电子在圆筒之间 的间隙都能被加速，圆筒长度的设计必须遵照一定的规律。 若电子的质量为m，电荷量为-e，交变电源的电压为U，周期为T，两圆筒间隙的电场可视为 匀强电场，圆筒内场强均为0。不计电子的重力和相对论效应。 (1)求电子进入圆筒1 时的速度v₁。 (2)若忽略电子通过圆筒间隙的时间，则第n 个金属圆筒的长度L ₙ 应该为多少? (3)若电子通过圆筒间隙的时间不可忽略，且圆筒间隙的距离均为d，在保持圆筒长度、交变 电压的变化规律和(2)中相同的情况下，该装置能够让电子获得的最大速度是多少? 物理试卷第8 页，共8 页 （北京）股份有限公司 高二物理参考答案 一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D B D C D AD AD AC ABD 1．【解析】作用力和反作用力虽说大小相等，方向相反，但分别作用在两个物体上，各自获得不同的效果 （形变、位移、加速度等）。故按功的定义 ，作用力与反作用力的功没有必然的联系。因 作用力与反作用力具有“同时、等大、反向”的特点，故对应的冲量等大反向，选项D 正确。 2．【解析】设a 的重力为mg，对a 有 G Mm R2 −mg=maa=mωa 2 R=m va 2 R ，对b 有 G Mm R2 =mab=mωb 2 R=m vb 2 R ，比较得ωa<ωb,va<vb,aa<ab ，选项A、B、C 错。所受万有引力为 F=G Mm R2 ，选项D 对。 3．【解析】根据点电荷的电场线与等势面分布可知：穿过球面1、2 的电场线总条数一样多，且电势 ϕb>ϕa ，选项A、C 错。由W ab=qU ab=−ΔE p知，将正电的点电荷q 从a 点移动到b 点，电场力做负功， 电势能增加，选项D 错。由点电荷的场强公式 E=k Q r2 可知选项B 正确。 4．【解析】 小球做平抛运动，在竖直方向上的运动是自由落体运动，相同时间内的竖直位移越来越大，若 y1=y2，则这两段所用的时间t1>t2，由动能定理ΔEk=mgy 得，两段时间内的动能变化量ΔEk1=ΔEk2，选项A、 B 错误；由动量定理Δp=mgt 得，两段时间内的动量变化量Δp1>Δp2,选项C 错误，D 正确。 5．【解析】电动机两端的电压U=E−I (R0+r)=5V 电动机的输入功率P=UI=5W 电动机的热功率P热=I2 RM=0.5W 电动机的输出功率P出=P−P热=4.5W 电源的输出功率P '=P−I2r=5.5W 电源的总功率P总=EI=6W 电源的效率 η= P ' P总 =91.7% 6．【解析】两绳拉力与均质杆的重力共点平衡，由答图的几 何关系可知选项D 正确。 7．【解析】 图像对应的函数为x t =1 2 t+1(m/s)，由匀变速直线位移公式x=v0t+ 1 2 at 2 得x t =1 2 at+v0， 答图 （北京）股份有限公司 通过比较可得v0=1m/s，a=1m/s2，故A 对B 错。t=6 s 时速度v=v0+at=7 m/s ，故C 错。在0~6s 内， 由图可知平均速度¯ v=4 m/s ，对应玩具车的位移x=¯ v t=24 m ，故D 对。 8．【解析】由题意知，不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm 刻度处，则弹簧的原长l0 = 20cm； 下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm 刻度处，则根据受力平衡有mg = k(l - l0)，可计算出k = 。 （北京）股份有限公司 A．在30cm 刻度时，有F 弹 - mg = ma，代入数据有a =- 0.5g，A 正确； B．在40cm 刻度时，有mg = F 弹，则40cm 刻度对应的加速度为0，B 错误； C．在50cm 刻度时，有F 弹 - mg = ma，代入数据有a = 0.5g，C 错误； D．设刻度对应值为x，有k( x−l0)−mg=ma ，又mg=kΔx , Δx=20cm ,整理得a=( x l0 −2)g ，加速度a 与刻度x 成线性关系，则各刻度对应加速度的值是均匀的，D 正确。 9．【解析】A：由电阻关联可知，R1 增大，则电路的总电阻R 增大，电压U=IR 增大，选项A 对。 B：因电压U 增大，由 I 2= U R2 得I2增大，I1=I−I2减小，选项B 错。 C：因电压U 增大，由P=IU P=IU 得P 增大，选项C 对。 D：因电压U 增大，由P2=U 2 R2 得P2增大。P1=( I−I 2)2 R1=( I−IR1 R2 )2 R1= R1 R2 2 I 2 ( R1+R2)2 ，因不知道R1与 R2的对应关系，故不能确定P1的变化趋势，选项D 错。 10．【解析】如答图所示，设在任意时刻小孩和车的速度分别为v 和V，以向右为正方向，由动量守恒 定律有 在极短时间 内有 两边求和得 得 讨论： 若 ，则 ； 若 ，则 ，车的位移向右； 若 ，则 ，车的位移向左。 综上，选项ABD 正确。 二、实验题 11．（6 分）【答案】 （1）充电（1 分） A；C（4 分，每空各2 分） （2）①（1 分） 【解析】（2）电容器充电过程的I-t 图线与坐标轴围成的面积表示充电过程中电容器增加的电荷量。根据 可知，用相同的电源充电，电容为C1的电容器增加的电荷量较少，因此图线①与电容为C1的电容 器相对应。 12．【答案】 （1） （2 分） （2）C（2 分） （3）m1·OP＝m1·OM + m2·ON（2 分） OP=ON-OM（或m1·OP2＝m1·OM 2+ m2·ON2）（2 分） （4） m1x2＝m1x1＋m2x3（2 分） 答图 V v0 x v L-x （北京）股份有限公司 【解析】 （北京）股份有限公司 (1)根据碰撞的特点可知，两小球质量应满足 ； (2) 由于实验误差的影响，每次碰撞的落点不一定相同，故A，B 均错误；落点近似一个圆，取圆心为记录 点，C 正确；竖直高度越低，水平抛出的速度越小，平抛运动的水平位移就越短，D 错误； (3) 若满足动量守恒， ，因为平抛运动中竖直方向高度相同，所以平抛运动时间相同，将水 平速度替换成水平位移，则满足 ,若还满足弹性碰撞，则还满足碰撞前后动能相等， 联立两个方程解得OP=ON-OM，（或将速度替换成水平位移，则 ）； (4)两小求碰撞前后的水平速度可用平抛的水平位移替代，若Ox 方向动量守恒，则有m1x2＝m1x1＋ m2x3。 三、计算题（本题共3 小题，共40 分） 13．（12 分） （1）儿童下滑时受到的摩擦力为 得 （3 分） （2）根据功的定义有 得 （3 分） （3）根据动能定理 得 （3 分） 根据瞬时功率的定义 得 （3 分） 14.(12 分） (1)设在时间Δt 内有质量为Δm 的空气分子与空间站前端发生碰撞，有 Δm=nSv1 Δt⋅m （2 分） 以空气分子碰撞后运动方向为正，受力分析如答图 根据动量定理有 fΔt=Δmv2−Δm(−v1) （2 分） 联立得 f =nSv1m(v1+v2) （2 分） 由牛顿第三定律知 F=f （1 分） 得 F=nSv1m(v1+v2) （1 分） (2) ①需要施加动力； (2 分） ②轨道高度会降低， 空间站将无法正常运行。 （2 分） 15.（16 分） （1）电子由金属圆板经电场加速进入圆筒1，根据动能定理 （2 分） （北京）股份有限公司 解得 （1 分） (2)电子进入第n 个圆筒时，经过n 次加速，根据动能定理 （2 分） （北京）股份有限公司 解得 （1 分） 由于不计电子通过圆筒间隙的时间，则电子在圆筒内做匀速直线运动的时间恰好是半个周期，则有 （2 分） 解得 （1 分） （3）由于保持圆筒长度、交变电压的变化规律和（2）中相同，若考虑电子在间隙中的加速时间，则粒子 进入每级圆筒的时间都要比（2）中对应的时间