湖南省岳阳市教研联盟2022-2023学年高二上学期物理期中联考联评试卷

试卷更新日期：2022-12-27 类型：期中考试

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一、单选题

1. 关于作用力与反作用力关系，下列说法正确的是（　　）

A、当作用力做正功时，反作用力一定做负功 B、当作用力不做功时，反作用力也不做功 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

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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（）

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

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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 $R_{1}$ 和 $R_{2}$ ， a点位于球面1上，b点位于球面2上。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 $R_{2}^{2} ： R_{1}^{2}$ C、穿过球面l的电场线总条数比穿过球面2的多 D、将带正电的点电荷q从a点移动到b电势能减小

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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 $y_{1}$ ，动能的变化量为 $Δ E_{k1}$ ，动量的变化量为 $Δ p_{1}$ ；小球由B运动到C，竖直位移为 $y_{2}$ ，动能的变化量为 $Δ E_{k2}$ ，动量的变化量为 $Δ p_{2}$ 。忽略空气阻力的影响，若y₁=y₂ ，则下列关系式正确的是（　　）

A、 $Δ E_{k 1} < Δ E_{k2}$ B、 $Δ E_{k 1} > Δ E_{k2}$ C、 $Δ p_{1} < Δ p_{2}$ D、 $Δ p_{1} > Δ p_{2}$

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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 $R_{0}$ 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%

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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（　　）

A、 $α = 2 β$ B、 $2 a = 3 β$ C、 $\sin α = 2 \sin β$ D、 $\tan α = 2 \tan β$

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7. 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，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 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不均匀的

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二、多选题

8. 利用函数图象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 $\frac{x}{t}$ 的图像。如图所示，由此可知（　　）

A、玩具车的初速度 $v_{0} = 1 m/s$ B、玩具车的加速度 $a = 0.5 m/s²$ C、 $t = 6 s$ 时，玩具车的速度 $v = 4 m/s$ D、在 $0 - 6 s$ 内，玩具车的位移 $x = 24 m$

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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 $R_{1}$ 的阻值，则有（　　）

A、 $R_{1}$ 和 $R_{2}$ 两端的电压U都增大 B、通过 $R_{1}$ 的电流 $I_{1}$ 增大 C、并联电路上消耗的总功率增大 D、 $R_{1}$ 上功率 $P_{1}$ 减小， $R_{2}$ 上功率 $P_{2}$ 增大

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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m的小孩以水平速度 $v_{0}$ 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 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

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三、实验题

11. 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）。
A． B．

C． D．

(2)、该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器电容 $C_{1} < C_{2}$ ，充电时通过传感器的电流随时间变化的图像如图2中①②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）。

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12. 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 $m_{1}$ 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 $m_{2}$ 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。

(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 $m_{1}$ $m_{2}$ （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 B、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 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ 。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 $O x y$ 坐标，并标出它们的坐标分别为M（ $x_{1}$ ， $y_{1}$ ）、P（ $x_{2}$ ， 0）、N（ $x_{3}$ ， $y_{3}$ ）。请你写出验证这个猜想的表达式。

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四、解答题

13. 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 $h = 3.0 m$ 。一质量 $m = 20 kg$ 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 $μ = 0.30$ ，儿童沿滑面下滑的过程，可以看做质点沿斜面直线运动。已知 $sin 37 ° = 0.6$ ， $cos 37 ° = 0.8$ ，取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，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。

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14. 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 $v_{1}$ 、 $v_{2}$ 。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；

(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。

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15. 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 $v_{1}$ ；

(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？

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