万安县实验中学2022-2023学年高二上学期期末考试
物理试卷
一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．弹簧振子在振动过程中
A．速度最大时，加速度为零
B．速度最大时，加速度也最大
C．速度减小时，加速度也减小
D．速度与加速度的方向始终相反
2．一炮艇总质量为，以速度匀速行驶，从船上以相对海岸的水平速度沿前进方向射出一质量为的炮弹，发射炮弹后艇的速度为，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．图a所示，一根水平张紧弹性长绳上有等间距的Q′、P′、O、P、Q质点，相邻两质点间距离为1m，t=0时O质点从平衡位置开始沿y轴方向振动，并产生分别向左、向右传播的波，O质点振动图像如b所示，当O点第一次达到正方向最大位移时刻P点刚开始振动，则（ ）
A．P′、P两点距离为半个波长，因此它们是反相点
B．当波在绳中传播时，绳中所有质点沿x轴移动的速度大小相等且保持不变
C．当Q′点振动第一次达到负向最大位移时，O质点已经走过25cm路程
D．波在绳中传播时波速为1m/s，当O质点振动加快时，波的传播速度变大
4．波源O从0时刻开始向上振动，由此在水平绳引发的一列横波在某时刻的波形如图所示，已知在图示空间第一次出现如图所示的波形。则此波的速度为（ ）
A． B． C． D．
5．质量为m的小球A沿光滑水平面以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正碰，则碰后B的速度可能是（ ）
A． B． C． D．
6．智能手机屏幕的光线过强会对眼睛有害，因此手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能既可以自动调节，也可以手动调节。某兴趣小组为了模拟该功能，设计了如图所示的电路。已知光敏电阻在光照增强时，电阻会减小。闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．仅光照变强，小灯泡变暗
B．仅光照变弱，小灯泡亮度不变
C．仅将滑片向a端滑动，小灯泡变暗
D．仅将滑片向b端滑动，小灯泡变暗
7．如图所示，图甲为一简谐横波在t=0.10s时的波形图，P是平衡位置在x= 0.5m处的质点，Q是平衡位置在x =2m处的质点；图乙为质点Q的振动图象。下列说法正确的是（ ）
A．这列波沿x轴正方向传播 B．这列波的传播速度为2m/s
C．t=0.15s，P的加速度方向与速度方向相同 D．从t=0.10s到t=0.15s，P通过的路程为10cm
8．一质量为的小钢球由距地面高处自由下落，与地面碰撞后又以等大的动量被反弹，碰撞作用时间为。若取向上为正方向，g取，下列说法中正确的是（ ）
A．小钢球碰地前后的动量变化是
B．小钢球碰地过程中受到的合冲量是
C．地面受到小钢球的平均压力为
D．引起小钢球动量变化的是地面对小钢球弹力的冲量
9．如图所示，质量为m的物体1与竖直放置的轻质弹簧相连组成弹簧振子，物体1静止于O点，将另一个质量同为m的物体2从距O点上方某一高处的C点由静止开始释放。1、2两物体在O点发生碰撞后立刻粘在一起结合为一个整体3以速度v开始做简谐振动，图中B点是整体3运动的最低点。已知从O点到B点所用时间为t，O、B两点间距为h。则对整体3和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（ ）
A．在物体1、2相碰形成整体3的过程中，损失机械能
B．该系统做简谐振动的周期T满足2t
D．整体3的最大速度一定大于v，最大加速度一定大于
10．如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1V、2V、3V，正六边形所在平面与电场线平行．下列说法正确的是（ ）
A．通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线
B．匀强电场的电场强度大小为10V/m
C．匀强电场的电场强度方向为由C指向A
D．将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少
11．一列沿x轴方向传播的简谐横波，从某时刻开始计时，在时的部分波形如图甲所示，介质中平衡位置的质点P的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．波源起振方向沿y轴负方向
B．该波沿x轴负方向传播
C．时，P质点振动路程为
D．开始计时时波刚传播到处
二、实验题（共20分）
12．某班级同学分成了几个实验小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。
(1)如图甲所示，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球，做成一个单摆。其中有两个小组的细线上端的悬挂方式分别如图乙、丙所示，你认为图___________（选填“乙”或“丙”）的悬挂方式较好。
(2)如图丁所示，是某个小组用游标卡尺测得小钢球的直径，___________，测出摆线的长度，算出摆长L，L=___________（用d和表示），再测出摆的周期，得到一组数据，改变摆线的长度，再得到几组数据。
(3)某个小组根据实验数据作出了“”图像，你认为右图中与他们作图相符的图线是___________（选填“①”或“②”），图中两条倾斜的直线，斜率均为，根据单摆周期公式，可以测得当地的重力加速度___________（用表示），利用图像法处理数据是为了减小___________（选填“偶然”或“系统”）误差。
13．（1）已知灵敏电流计G的满偏电流，内阻，若要改装后的某实验小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图甲所示。虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A，V为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，是标称值为的定值电阻。
电流表满偏电流为，应并联一只_______（结果保留两位有效数字）的定值电阻；
（2）该小组连好电路进行实验，将测得的六组实验数据描绘在如图乙所示的坐标纸上，利用所描绘的图像，可得电动势_______V，内阻________；（结果均保留两位有效数字）
（3）该小组在上述实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误，则导致内阻测量值总是偏大的原因是________。
A．电压表内阻的影响 B．滑动变阻器的最大阻值偏小
C．的实际阻值比计算值偏小 D．的实际阻值比标称值偏小
三、计算题（共36分）
14．如图所示，光滑绝缘细杆竖直固定放置，与以电荷量为Q的正电荷为圆心、半径为的圆周交于B、C两点，质量为m、电荷量为的有孔小球（视为点电荷）从杆上的A点无初速度滑下。已知AB=BC=3L，小球滑到B点时的速度大小为，静电力常量为k，重力加速度为g，求：
（1）在B点杆对小球的弹力大小；
（2）AC两点的电势差。
15．如图，甲为某一简谐横波在t＝0时刻的图像，x＝3m处质点P的振动图像如图乙所示。求：
（1）该波的传播速度；
（2）9.5s时质点P的位置坐标；
（3）9.5s内质点P运动的路程。
16．在图示电路中，长度L=30cm的两平行金属板A、B水平正对放置，电源电动势E=36V、内阻r=2Ω，电阻R=10Ω。当滑动变阻器接入电路的电阻R1=4Ω时，一电荷量q=1.6×10-2C、质量m=8×10-2kg的带负电小球沿两板间的中线（与两板等间距）以大小v0=1m/s的初速度水平向左射入板间，恰好做匀速直线运动。取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力。
(1)求A、B两板间的距离d；
(2)要使小球恰好能到达B板的左边缘，求滑动变阻器接入电路的电阻R2。
1．A
【详解】AB．速度最大时，弹簧振子处于平衡位置，回复力为零，加速度为零，故A正确，B错误；
C．弹簧振子由平衡位置向最大位移处运动过程中，速度减小，加速度增大，故C错误；
D．弹簧振子由位移最大处向平衡位置运动时，速度与加速度方向相同，故D错误。
故选A．
2．B
【详解】发射炮弹过程，根据动量守恒可得
故选B。
3．C
【详解】A．根据对称性，P与P′步调始终一致，A错误；
B．各质点在各自的平衡位置做机械振动，并不随波迁移，B错误；
C．Q′起振方向与O点起振方向相同，都是向上，当Q′点振动第一次达到负向最大位移时，经过T时间，而波由O点传到Q时间为T，则质点通过路程为
C正确；
D．波速由介质决定，与频率无关，若质点O振动频率加快，传播速度不变，D错误。
故选C。
4．B
【详解】由同侧法可知，时刻O点的质点向下振动，质点在最低点向上振动，由题意可知从0时刻到时刻经过即
由图可知
由公式
联立解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
5．C
【详解】若小球A与小球B发生完全非弹性碰撞，则有
mv0＝(m＋2m)v共
解得
若小球A与小球B发生弹性碰撞，则有
，
解得
，
所以碰后B的速度
故选C。
6．D
【详解】A．仅光照变强，光敏电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大，小灯泡变亮，故A错误；
B．仅光照变弱，光敏电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流减小，小灯泡变暗，故B错误；
C．仅将滑片向a端滑动，滑动变阻器接入电路中的阻值变小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大，小灯泡变亮，故C错误；
D．仅将滑片向b端滑动，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流减小，小灯泡变暗，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】A．分析振动图像，由乙图读出，在t=0.10s时Q点的速度方向沿y轴负方向，根据波动规律结合图甲可知，该波沿x轴负方向的传播，故A错误；
B．由甲图读出波长为λ=4m，由乙图读出周期为T=0.2s，则波速为
故B错误；
C．从t=0.10s到t=0.15s，质点P振动了，根据波动规律可知，t=0.15s时，质点P位于平衡位置上方，速度方向沿y轴负方向振动，则加速度方向沿y轴负方向，两者方向相同，故C正确；
D．在t=0.10s时质点P不在平衡位置和最大位移处，所以从t=0.10s到t=0.15s，质点P通过的路程
s≠A=10cm
故D错误。
故选C。
8．BC
【详解】钢球由距地面5m高处自由下落，碰地前的速度大小
若取向上为正方向，碰地前的动量
反弹后的动量
A．小钢球碰地前后的动量变化是
故A错误；
B．根据动量定理，小钢球碰地过程中受到的合冲量是
故B正确；
C．地面受到小钢球的平均压力为
故C正确；
D．引起小钢球动量变化的是地面对小钢球弹力和小钢球重力的合力的冲量，故D错误。
故选BC。
9．BD
【详解】物体1静止于O点，此时弹簧弹力
结合为整体3以速度v开始做简谐振动时的平衡位置处弹簧弹力为
所以
A．物体2与1碰前速度为v0，根据动量守恒得
则
碰撞过程中损失的机械能为
故A错误；
B．振动系统的平衡位置在OB之间，所以振幅A
故B正确；
C．从O点到B点过程中，整体3重力势能减少量和动能减少量等于弹簧弹性势能增加量，故C错误；
D．结合为整体3后以速度v开始做简谐振动，开始时弹簧的弹力小于3的重力，物体做加速运动，所以整体3的最大速度一定大于v；根据机械能守恒可得，整体3返回时上升的高度一定高于O点，整体3在O点的加速度为
而3处于O点上方受到的弹簧弹力小于mg，所以加速度大于，故D正确；
故选BD。
10．ACD
【详解】A、连接AC，AC中点电势为2V，由正六边形对称性，则EB、AF、CD均为电场中的等势线，故A正确．
B、匀强电场的场强大小为，故B错误
C、电场线方向与EB垂直，即为C→A，故C正确．
D、将一个电子由E点移到D点，电场力做负功电子的电势能增加，故D正确
所以应该选ACD
11．AD
【详解】A．由P点的振动图像可知，在t=0.5s时刻，P点开始向下振动，可知波源起振方向沿y轴负方向，选项A正确；
B．在t=0.1s时刻，质点P在平衡位置向上振动，结合波形图可知，该波沿x轴正方向传播，选项B错误；
C．时，P质点振动了半个周期，则振动路程为，选项C错误；
D．波速为
从开始计时经过0.5s传播的距离为1m，则开始计时时波刚传播到处，选项D正确。
故选AD。
12． 丙 22.6 ① 偶然
【详解】(1)[1]图乙的方法中当单摆摆动时摆长会发生变化，则图丙的悬挂方式较好。
(2)[2]用游标卡尺测得小钢球的直径
22mm+0.1mm×6=22.6mm
[3]测出摆线的长度，算出摆长L
L=
(3)[4]因为
可知
则图中与他们作图相符的图线是①；
[5]因
可得当地的重力加速度
[6]利用图像法处理数据是为了减小偶然误差。
13． 5.0 6.0 6.5 CD
【详解】(1)[1]根据电流表的改装原理有
(2)[2]根据闭合电路的欧姆定律，知
令
有
由图乙描点作图得
结合图象与纵轴交点可知，电源电动势
[3]图象的斜率应等于
代入数字求得
(3)[4] A．由于电压表的分流作用，电流的测量值小于流过电源的电流，使电源内阻测量值小于真实值，故A错误；
B．滑动变阻器起调节作用，其大小不会影响r的测量结果，故B错误；
C．电表改装时，R1的实际阻值比计算值偏小，可导致通过表头的电流偏小，电流表读数偏小，故内阻测量值总量偏大，故C正确；
D．电表改装时，R0的实际阻值比计算值偏大，可导致通过表头的电流偏小电流表读数偏小，故内阻测量值总量偏大，故D正确。
故选CD。
14．（1） ；（2）
【详解】（1）在B点对小球受力分析，受到的库仑力为
设小球在B点的库仑力与竖直杆的夹角为θ，由几何关系
则有
把分别沿水平方向、竖直方向分解，水平方向由二力平衡可得在B点杆对小球的弹力
综合可得
（2）半径为的圆周是一个等势面，则有
小球由A点到B点，由动能定理可得
A、C两点的电势差为
综合解得
15．（1）2m/s；（2）；（3）13cm
【详解】（1）由图甲知
由图乙知
所以波速
（2）图乙的函数式为
由
得
则
时
横坐标不变，所以P的坐标为
（3）
则质点P经过的路程为
16．(1)0.18m；(2)3Ω
【详解】解：(1)由闭合电路的欧姆定律可得，此种情况下回路中通过的电流为
A、B两板间的电压为
U1=I1R1
由小球的平衡条件有
解得
d=0.18m
(2)由闭合电路的欧姆定律可得，此种情况下回路中通过的电流为
A、B两板间的电压为
U2=I2R2
设小球在两板间做类平抛运动的加速度大小为a，有
设小球在两板间运动的时间为t，有
L=v0t
解得
R2=3Ω
