江苏省高二上学期期中考试物理试卷(附答案和解析)

学校:___________班级：___________姓名：___________考号：___________

一、单选题

1．物体做简谐运动时，下列叙述正确的是（ ） A．物体到达平衡位置时，合力一定为零 B．平衡位置就是回复力为零的位置

C．每次通过同一位置时，位移、速度和加速度一定相同 D．简谐运动的图像表示质点振动的轨迹

2．下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿竖直方向做频率为1Hz的简谐运动：与此同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动，如图（a）所示。以木棒所受浮力F为纵轴，木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系，浮力

F随水平位移x的变化如图（b）所示。已知河水密度为，木棒横截面积为S，重力加

速度大小为g。下列说法正确的是（ ）

A．x从0.2m到0.3m的过程中，木棒的加速度竖直向下，逐渐变大 B．x=0.35m和x=0.45m时，木棒的速度大小相等，方向相同 C．河水流动的速度为0.4m/s D．木棒在竖直方向做简谱运动的振幅为F1F2 Sg3．如图所示，水平弹簧振子在A、B两点之间做简谐运动，平衡位置为O点，C、D两点分别为OA、OB的中点。下列说法正确的是（ ） 1A．振子从A点运动到C点的时间等于周期的 8B．从O点到B点的过程中，振子的动能转化为弹簧的弹性势能 C．在C点和D点，振子的速度相同 D．从C点开始计时，振子再次回到C点完成一次全振动 4．用电流表和电压表测量一节干电池的电动势和内阻，电路图如图甲所示，由实验中

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测得的数据描绘的图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）

A．电池的电动势约为1.4V，内阻约为2.8Ω

B．滑动变阻器滑片滑至最左端时，流过电流表的电流为0.5A C．考虑电表内阻对实验的影响，误差来源于电压表有分流作用 D．考虑电表内阻对实验的影响，电池内阻的测量值大于真实值

5．如图所示，图1为速度选择器，图2为磁流体发电机，图3为回旋加速器，图4为质谱仪。下列说法正确的是（ ） A．图1中电子、质子能够沿直线通过速度选择器的条件是vB．图2是磁流体发电机，A点电势比B点电势高 E BC．图3要增大某种粒子的最大动能，可减小磁场的磁感应强度 D．图4中不同离子经过质谱仪偏转半径之比等于粒子的比荷之比 6．我国拥有世界上最大的单口径射电望远镜，被称为“天眼”。如图所示，“天眼”的“眼眶”所围圆面积为S，其所在处地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面垂直，平行的分量分别为B1、B2，则（ ）

A．穿过“眼眶”的磁通量大小为BS B．穿过“眼眶”的磁通量大小为B2S

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C．在地球自转180°的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为2B2S D．在地球自转180°的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为0

7．如图所示，电源电动势E=7V、内阻r=2Ω，电阻R=R1=R2=5Ω，R3=10Ω，电流表为理想电表，电容器的电容C=6μF，闭合开关S，电路稳定后，下列说法正确的是（ ）

A．电流表示数为0.67A B．R3两端的电压为5V

C．电容器所带的电量为3×10-5C D．若S断开通过R2的电荷量为7.5106C

8．科学家研究宇宙中的射线时观察到在外太空有一带正电粒子（可看作点电荷）位于

O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后经过场区的运动轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点，则（ ）

A．M带正电荷，N带负电荷

B．M在b点的动能大于它在a点的动能

C．N在从c点运动到d点的过程中电势能减少 D．N在d点的加速度与它在e点的加速度相同

9．外出旅游有时需要坐小型游轮，游轮外侧四周会固定一圈旧汽车轮胎，如图所示，当游轮以一定的速度靠岸时，下列关于这些旧轮胎作用的说法中正确的是（ ）

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A．减少了游轮与岸边撞击前后游轮动量的改变量 B．延长了游轮与岸边撞击力的作用时间 C．减小了游轮与岸边撞击时游轮的惯性大小

D．增大了游轮与岸边撞击时游轮单位面积上受到的撞击力

10．某兴趣小组用如图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻，由实验测得的数据描绘的图像如图乙所示，下列说法中不正确的是（ ）

A．电池的电动势约为1.4V，内阻为0.8

B．考虑电表内阻对实验的影响，电池内阻的测量值大于真实值 C．考虑电表内阻对实验的影响，电池电动势的测量值小于真实值 D．滑动变阻器滑片滑至最左端时流过电流表的电流一定大于0.5A 二、实验题

11．小赵同学用图所示的装置验证碰撞中的动量守恒。该同学使用频闪相机对碰撞前后小球运动情况进行拍摄。图中背景是放在竖直平面内的带方格的纸板，纸板平面与小球轨迹所在的平面平行，每个小方格的边长为a = 5cm，取g = 10m/s2，实验核心步骤如下：

（1）让小球m1从挡板处静止释放，从斜槽末端水平抛出后频闪照片如图（b）中的A所示。

（2）把小球m2静置于轨道末端，让小球m1从挡板处静止释放，两球在斜槽末端碰撞，碰后两小球从斜槽末端水平抛出后频闪照片分别如图（b）中的B、C所示。

（3）由图结合已知数据可计算出碰撞前小球m1的速度v1 = m/s；碰撞后小

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球m2的速度v2 = m/s（结果保留2位有效数字）。 （4）若碰撞中动量守恒、则m1：m2 = 。 三、解答题

12．如图所示，水平面上有一装满水的杯子，某同学用一根橡皮筋穿过杯子的把手，把手视为光滑，两手沿水平方向成一定角度拉橡皮筋的两端，使杯子做匀速直线运动。已知杯子和水的总质量m=1.0kg，橡皮筋的原长L1=20cm，劲度系数k=50N/m，杯子匀速运动时橡皮筋的长度L2=30cm，橡皮筋之间夹角θ=60°，橡皮筋未超过弹性限度，重力加速度g取10m/s，求： （1）橡皮筋的弹力大小F；

（2）杯子与桌面间的动摩擦因数μ。

2

13．如图所示，两平行光滑金属导轨由两部分组成，左侧部分水平，右侧部分为半径

r=0.5m 的竖直半圆，两导轨间距离d=0.3m，导轨水平部分处于竖直向上、磁感应强度

大小B=1T 的匀强磁场中，两导轨电阻不计。有两根长度均为d 的金属棒ab、cd，均垂直置于水平导轨上，金属棒ab、cd 的质量分别为m10.2kg和m20.1kg，电阻分别为R10.3和R20.2。现让ab 棒以v010m/s的初速度开始水平向右运动，cd 棒进入半圆轨道后，恰好能通过轨道最高位置PP'，cd 棒进入半圆轨道前两棒未相碰，重力加速度g10m/s2，求：

（1）cd 棒通过轨道最高位置PP'的速度大小v 及cd 棒刚进入半圆轨道瞬间的速度大小v2；

（2）cd 棒进入半圆轨道前，cd 棒上产生的焦耳热Q；

（3）cd 棒刚进入半圆轨道时，与初始时刻相比，两棒间距变化量x。

14．如图所示，半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB固定在水平面上，质量为2m的长

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直平板车放在光滑的水平面上，其右端与光滑圆弧轨道等高且平滑对接。小车的左端挡板上连接有一劲度系数很大的轻质弹簧，平板车右端到弹簧右端的距离为L。一质量为m的小物块从竖直圆弧轨道的上端A由静止下滑，重力加速度为g，物块与平板车上表面间的动摩擦因数为μ，弹簧始终处于弹性限度内且形变量可忽略不计。 （1）若平板车被锁定不能运动，求物块被弹回后第二次到达圆弧轨道上B点的速度大小v和此时受到轨道的支持力大小N； （2）若平板车能在水平面上自由运动，物块能压缩弹簧，求运动过程中弹簧具有的最大弹性势能EP； （3）在（2）的情况下，物块最终能与平板车相对静止。求平板车运动的最大速度vm和物块与平板车上表面间的动摩擦因数μ应满足什么条件？ 15．某质谱仪的工作原理如图甲所示．大量电荷量为q、质量m的某种离子从A处飘入电压为U的加速电场，其初速度几乎为零，经过加速后从O点附近宽度为L的范围（O为该区域中点）垂直于下边界x轴进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上并全部被吸收。不考虑离子间的相互作用。 （1）若磁场分布在yd（未知）区域，欲使所有离子都能被位于x轴正半轴的照相底片MN吸收，求磁场区域的最小高度d； （2）求离子在磁场中经过区域最窄处的宽度y； （3）如图乙所示，若磁场区域分布在y44d区域，yd区域存在水平向右的匀强电55场E，求从O处入射的离子被位于y2d处、平行于x轴放置的照相底片PQ吸收时的位置坐标。 试卷第6页，共6页

参和解析

1．B 【详解】AB．当物体运动到平衡位置时，其位移为零，根据F=-kx可知，物体的回复力为零，但合外力不一定为零，例如单摆运动中的小球到达最低点时，其合力竖直向上，不等于零，故A错误，B正确； C．物体每次经过同一位置时，速度方向不一定相同，则速度不一定相同，故C错误； D．简谐运动的图象不表示质点振动的轨迹，例如水平的弹簧振子中的振子，其运动轨迹是直线，但是简谐运动的图象是曲线，故D错误。 故选：B。 2．C 【详解】A．由简谐运动的对称性可知，在x=0.1m、0.3m、0.5m时木棒处于平衡位置，木棒受到的浮力等于重力，由图（b）知x0.2m时木棒受到的浮力最小，此时木棒在上方最大位移处，则x从0.2m到0.3m的过程中，木棒从最大位移处到达平衡位置，由于木棒受到的浮力逐渐增大，且小于重力，所以木棒的加速度方向竖直向下，逐渐减小，故A错误； B．在x0.35m和x0.45m时，由图像的对称性知浮力大小相等，说明木棒在同一位置，根据简谐振动的对称性，可知两时刻木棒在竖直方向的速度大小相等，但速度方向相反，而木棒水平方向速度相同，根据速度的合成可知合速度大小相等，但方向不同，故B错误； C．木棒沿竖直方向做频率为1Hz的简谐振动，则其振动的周期为1s，由图（b）可知在一个周期内，木棒沿水平方向移动的距离为0.4m，则河水流动的速度为 v水sx0.4m/s0.4m/s t1故C正确； D．设木棒在平衡位置处浸没的深度为h，木棒做简谐振动的振幅为A，则浮力最大时，有 F1gS(Ah) 浮力最小时，有 F2gS(hA) 联立求得 A故D错误。 故选C。 F1F2 2Sg答案第1页，共11页

3．B 【详解】A．振子从A点运动到O点的时间等于周期的1，因振子从A到C的时间大于从C41到O的时间，可知振子从A点运动到C点的时间大于周期的，选项A错误； 8B．从O点到B点的过程中，振子速度减小，动能减小，弹性势能增加，即振子的动能转化为弹簧的弹性势能，选项B正确； C．在C点和D点，振子的速度大小相同，方向不一定相同，选项C错误； D．从C点开始计时，振子第二次回到C点才是完成一次全振动，选项D错误。 故选B。 4．C 【详解】A．根据图像可得电源电动势等于纵轴截距，图线的斜率绝对值表示内阻大小，即 E1.4V rA错误； 1.41.00.8 0.5B．根据图像可知当路端电压为1.0V时，流过电流表的电流为0.5A，若滑动变阻器滑片滑至最左端时，此时变阻器接入电路中的电阻为零，路端电压为零，则可知此时流过电流表的电流必定大于0.5A，B错误； C．根据电路图可知，由于电压表的分流作用，电流表的示数并不等于干路电流，C正确； D．由于电压表的分流作用，当电流表示数为零时，实际干路中的电流并不为零，所以此时电源的内电压不为零，可得真实的图像纵轴截距应比题中的大，而当电压表示数为零时，干电池的路端电压实际值就是零，可得图中的横轴截距等于真实值，所以可得真实图线的斜率大于图中图线的斜率，即电池内阻的测量值小于真实值，D错误。 故选C。 5．A 【详解】A. 图1中电子、质子能够沿直线通过速度选择器的条件是vE，A正确； BB. 图2是磁流体发电机，根据左手定则可知，A点电势比B点电势低，B错误； v2C.由公式Bqvm可知 RvBqR m故粒子获得的动能为 答案第2页，共11页

121B2q2R2Ekmv 22m图3要增大某种粒子的最大动能，可增加磁场的磁感应强度，C错误； D. 由题可知 Uq12mv2 v2Bqvmr解得 r12Um Bq图4中不同离子经过质谱仪偏转半径之比等于粒子的比荷之比 m1q1m2q2r1r2 D错误。 故选A。 6．D 【详解】AB．穿过“眼眶”的磁通量大小为B1S，故AB不符合题意； CD．在地球自转180°的过程中，“眼眶”相对地磁场静止，穿过“眼眶”磁通量的变化量为0，故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 7．B 【详解】A．由闭合电路欧姆定律，可得 IE R外r依题意，电路稳定后，电容器所在支路断路，有 R外111 R1R2R3联立，解得 I1A 故A错误； 答案第3页，共11页

B．R3两端的电压为路端电压，即 UEIr5V 故B正确； C．电容器与电阻R1并联，极板间电压为 UR1UR12.5V R1R2电容器所带的电量为 QCUR11.5105C 故C错误； D．若S断开，电容器放电，相当于电源，R2与R3串联后再与R1并联，通过两支路的电流关系为 I23R11 I1R2R33则通过R2的电荷量为 QR2Q13.75106C 4故D错误。 故选B。 8．C 【详解】A．根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，且轨迹向力的方向弯曲可知，M带负电荷，N带正电荷，故A错误； B．M从a到b点，只有库仑力对其做功，则电势能和动能之和守恒，因a点电势高，则带负电的M在a点电势能较小，则动能较大，则b点的动能小于在a点的动能，故B错误； C．d点电势低于c点的电势，因N带正电，则N在d点的电势能小于在c点的电势能，即N在从c点运动到d点的过程中电势能减少，故C正确； D．由于d、e两点电场强度方向不同，所以N在d点的加速度与它在e点的加速度大小相等，但方向不相同，故D错误。 故选C。 9．B 【详解】ABD．游轮与岸边撞击前后游轮动量的改变量是一定的，但由于轮胎的存在，延长了游轮与岸边撞击力的作用时间，根据 答案第4页，共11页

mv tF减小了游轮与岸边撞击时游轮单位面积上受到的撞击力，故AD错误，B正确； C．惯性大小只与质量有关，与其它因素无关，故C错误。 故选B。 10．B 【详解】A．根据图像可得电源电动势等于纵轴截距，图线的斜率绝对值表示内阻大小，即 E=1.4V r故A正确，不符合题意； 1.41.00.8 0.5B．由于电压表的分流作用，当电流表示数为零时，实际干路中的电流并不为零，所以此时电源的内电压不为零，可得真实的图像纵轴截距应比题中的大，而当电压表示数为零时，干电池的路端电压实际值就是零，可得图中的横轴截距等于真实值，所以可得真实图线的斜率大于图中图线的斜率，即电池内阻的测量值小于真实值，B错误，符合题意； C．考虑电表内阻对实验的影响，由于电压表有分流作用，当电流表示数为0时，实际通过干电池的电流并不为0，所以此时干电池的内电压不为0，从而导致图像的截距比干电池的实际电动势偏小，故C正确，不符合题意； D．根据图像可知当路端电压为1.0V时，流过电流表的电流为0.5A，若滑动变阻器滑片滑至最左端时，此时变阻器接入电路中的电阻为零，路端电压为零，则可知此时流过电流表的电流必定大于0.5A，故D正确，不符合题意。 故选B。 11． 1.0 1.5 3：1 【详解】（3）[1]小球在空中做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则有 ygT2 解得频闪相机闪光的周期为 y2a25102Ts0.10s gg10小球在空中做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，由图可知碰撞前小球m1的速度为 2a25102v1m/s1.0m/s T0.1[2]碰撞后小球m2的速度为 答案第5页，共11页

3a35102v2m/s1.5m/s T0.1（4）[3]碰撞后小球m1的速度为 a5102v1m/s0.5m/s T0.1根据动量守恒可得 m2v2 m1v1m1v1可得 m1v1.532 1.00.51m2v1v112．（1）5N；（2）3 2【详解】（1）根据胡克定律可得 Fk(L2L1)500.1N5N （2）由于杯子做匀速直线运动，所以根据平衡条件可得 mg2Fsin60 代入数据可得 3 2【点睛】根据胡克定律及平衡条件解答即可。 13．（1）5m/s 5m/s；（2）1.25J；（3）25m 9【详解】（1）cd棒在轨道最高位置由重力提供向心力，有 v2m2gm2 r解得 v5m/s cd棒从刚进入半圆轨道到通过轨道最高位置的过程中机械能守恒 11m2v22m2g2rm2v2 22解得 v25m/s （2）cd棒与ab棒组成的系统动量守恒，设cd棒刚进入半圆轨道时ab的速度大小为v1，答案第6页，共11页

规定向右为正方向 m1v0m1v1m2v2 解得 v17.5m/s 根据能量守恒定律有 111m1v02m1v12m2v22Q' 222根据电路特点有cd 棒进入半圆轨道前，cd 棒上产生的焦耳热 QR2Q' R1R2解得 Q1.25J （3）根据动量定理可得 BIdtm1v1m1v0 则 Bqdm1v1m1v0 解得 5qC 3根据法拉第电磁感应定律可知平均电动势 EBdx tt平均电流 IE R1R2电量 qIt 解得 x25m 94L2Emg14．（1）2gR Nmg3 （2）PRL （3）R3答案第7页，共11页

13vm2gR2gR3gL 2RR 3L3L【详解】（1）设物块第二次到达圆弧轨道上B点的速度大小v，由动能定理有 mgR2mgL12mv0 2由向心力公式有 mv2Nmg R解得 4LNmg3 R（2）设物块第一次滑到B点的速度大小为v0，物块与平板车的共同速度为v，则 12mgRmv0 2由动量守恒定律可知 mv0m2mv 由能量关系 mgRmgL1m2mv2EP 2解得 2EPmgRL 3（3）滑块在被弹回瞬间，平板车运动到最大速度，设此时物块的速度为v1，则 mv0mv12mvm 112mgRmgL2mvmmv12 22解得 vmvm13132gR2gR3gL 2gR2gR3gL（舍去） 由能量守恒有 mgLmgR解得 1m2mv22mgL 2答案第8页，共11页

2RR 3L3L2qmU2qmU2mUL2；15．（1）；（2）（3）2qBqB4qB2d24qUq2U230qUmgd36gUqE60mgdqE6qE9q2U2300mgqUd（，2d） 525mg25g2m2【详解】（1）根据 12qUmv0 22v0qBv0m r得 v02qU mr2qmUmv0 qBqB欲使所有离子都能被位于x轴正半轴的照相底片MN吸收，求磁场区域的最小高度 d=r（2）见下图 2qmU qB 最窄处位于两虚线交点的垂线上 2qmUL22mUL2drr() 2qBqB242（3）如图 答案第9页，共11页

根据几何关系 37 竖直方向的分速度 vyv0sin32qU 5m竖直方向上的分运动是竖直上抛运动，根据 412ddvytgt2 52得 3t2qU18qU60gd mm5g水平方向的分速度 vxv0cos42qU 5m水平方向做加速度为 a的匀加速直线运动，水平方向的位移 qE m1224qUq2U230qUmgd36gUqE60mgdqE6qE9q2U2300mgqUdxvxtat225mg25g2m2 x轴坐标为： 2d24qUq2U230qUmgd36gUqE60mgdqE6qE9q2U2300mgqUd ，照相底525mg25g2m2片PQ吸收时的位置坐标答案第10页，共11页

2d24qUq2U230qUmgd36gUqE60mgdqE6qE9q2U2300mgqUd（，2d） 525mg25g2m2答案第11页，共11页