江西省重点中学2022-2023学年高二（上）期末物理试卷

试卷更新日期：2023-09-07 类型：期末考试

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一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1. 我国高铁技术全球领先，乘高铁极大节省了出行时间。假设两火车站W和G间的铁路里程为1080 km，W和G之间还均匀分布了4个车站。列车从W站始发，经停4站后到达终点站G。设普通列车的最高速度为108 km/h，高铁列车的最高速度为324 km/h。若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中，加速度大小均为0.5 m/s² ，其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动，两种列车在每个车站停车时间相同，则从W到G乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为（）

A、6小时25分钟 B、6小时30分钟 C、6小时35分钟 D、6小时40分钟

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2. 大小相等的力F按如图所示的四种方式作用在相同的物体上，使物体能沿不同粗糙程度的水平面匀速运动，则物体与水平面间的摩擦力最大的是（）

A、 B、 C、 D、

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3. 某位同学用筷子将均匀球夹起悬停在空中，如图所示，已知球心O与两根筷子在同一竖直面内，小球质量为m，筷子与竖直方向之间的夹角均为 $θ$ ，筷子与小球表面间的动摩擦因数为 $μ$ （最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度为g。每根筷子对小球的压力至少为（）

A、 $\frac{m g}{2 (μ \sin θ - \cos θ)}$ B、 $\frac{m g}{2 (μ \cos θ - \sin θ)}$ C、 $\frac{m g}{2 (μ \cos θ + \sin θ)}$ D、 $\frac{m g}{2 (\sin θ - μ \cos θ)}$

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4. 如图所示， $O$ 为两个等量同种正点电荷连线的中点， $a$ 、 $b$ 、 $c$ 、 $d$ 是以 $O$ 为圆心的圆周上的四个点，设无穷远处电势为零，则下列说法正确的是（）

A、 $a$ 、 $c$ 电场强度相同 B、 $b$ 、 $O$ 、 $d$ 三点电势相等 C、 $O$ 点的电场强度，电势均为零 D、把电子从 $a$ 点移动到 $b$ 点，电子的电势能增大

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5. 如图所示，在 $x$ 轴上放置两正点电荷 $Q_{1}$ 、 $Q_{2}$ ，当空间存在沿 $y$ 轴负向的匀强电场时， $y$ 轴上 $A$ 点的场强等于零，已知匀强电场的电场强度大小为 $E$ ，两点电荷到 $A$ 的距离为 $r_{1}$ 、 $r_{2}$ ，则在 $y$ 轴上与 $A$ 点对称的 $B$ 点的电场强度大小为

A、 $0$ B、 $E$ C、 $2 E$ D、 $E + k \frac{Q_{1}}{r_{1}^{2}} + k \frac{Q_{2}}{r_{2}^{2}}$

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6. 如图所示，水平地面上固定一竖直的光滑绝缘细杆，一质量为 $m$ ，带电荷量为 $q$ 的圆环 $a$ 套在竖直杆上，质量为 $M$ ，带电荷量为 $+ Q$ 的滑块 $b$ 静置于水平地面上，滑块 $b$ 与地面间的动摩擦因数为 $μ$ ， $a$ 、 $b$ 均保持静止，且两者连线与水平地面的夹角为 $θ$ ，静电力常量为 $k$ ，重力加速度为 $g$ ，下列说法正确的是（）

A、圆环 $a$ 带负电 B、滑块 $b$ 受到的库仑力大小为 $\frac{m g}{c o s θ}$ C、滑块 $b$ 受到地面的支持力大小为 $(M + m) g$ D、滑块 $b$ 受到地面的摩擦力大小为 $μ (M + m) g$

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7. 如图，一轻弹簧左端固定在长木块 $M$ 的左端，右端与小物块 $m$ 连接，且 $m$ 、 $M$ 及 $M$ 与地面间接触光滑。开始时， $m$ 和 $M$ 均静止，现同时对 $m$ 、 $M$ 施加等大反向的水平恒力 $F_{1}$ 和 $F_{2}$ ，从两物体开始运动以后的整个运动过程中，对 $m$ 、 $M$ 和弹簧组成的系统 $($ 整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度 $)$ ，正确的说法是（）

A、由于 $F_{1}$ 、 $F_{2}$ 等大反向，故系统机械能守恒 B、 $F_{1}$ 、 $F_{2}$ 分别对 $m$ 、 $M$ 做正功，故系统动量不断增加 C、 $F_{1}$ 、 $F_{2}$ 分别对 $m$ 、 $M$ 做正功，故系统机械能不断增加 D、当弹簧弹力大小与 $F_{1}$ 、 $F_{2}$ 大小相等时， $m$ 、 $M$ 的动能最大

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二、多选题（本大题共4小题，共24.0分）

8. 2019年9月21日，“多彩贵州”自行车联赛在赤水市举行第五站的赛事一辆做匀变速直线运动的赛车，初速度 $v_{0} = 5 m / s$ ，它的位置坐标 $x$ 与速度的二次方 $v^{2}$ 的关系图像如图所示，则（）

A、赛车的加速度大小为 $2.5 m / s^{2}$ B、赛车在 $t = 2 s$ 时速度为 $0$ C、赛车在前 $2 s$ 内的位移大小为 $7.5 m$ D、赛车在 $1 s$ 时的位置坐标为 $2.375 m$

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9. 如图所示，水平光滑轨道宽度和轻弹簧自然长度均为 $d$ ， $m_{2}$ 的左边有一固定挡板。 $m_{1}$ 由图示位置静止释放，当 $m_{1}$ 与 $m_{2}$ 相距最近时 $m_{1}$ 的速度为 $v_{1}$ ，则在以后的运动过程中（）

A、 $m_{1}$ 的最小速度是 $0$ B、 $m_{1}$ 的最小速度是 $\frac{m_{1} - m_{2}}{m_{1} + m_{2}} v_{1}$ C、 $m_{2}$ 的最大速度是 $v_{1}$ D、 $m_{2}$ 的最大速度是 $\frac{2 m_{1}}{m_{1} + m_{2}} v_{1}$

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10. 如图所示， $C$ 是放在光滑的水平面上的一块木板，木板的质量为 $3 k g$ ，在木板的上表面有两块质量均为 $1 k g$ 的小木块 $A$ 和 $B$ ，它们与木板间的动摩擦因数均为 $0.2$ 。最初木板静止， $A$ 、 $B$ 两木块同时以相向的水平初速度 $2 m / s$ 和 $4 m / s$ 滑上长木板，则下列说法正确的是（）

A、若 $A$ 、 $B$ 始终未滑离木板也未发生碰撞，则木板至少长为 $4.8 m$ B、木块 $B$ 的最小速度是零 C、从刚开始运动到 $A$ 、 $B$ 、 $C$ 速度刚好相等的过程中，木块 $A$ 所发生的位移是 $1 m$ D、木块 $A$ 向左运动的最大位移为 $1 m$

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11. 先后让一束氘核 $(_{1}^{2} H)$ 和一束氚核 $(_{1}^{3} H)$ 通过同一对平行板形成的偏转电场，进入时速度方向与板面平行，离开时速度方向与板面夹角分别为 $α$ 、 $β$ 。不计原子核的重力，则（）

A、如果氘核和氚核的初速度相同，则 $\frac{t a n α}{t a n β} = \frac{2}{3}$ B、如果氘核和氚核的初动量相同，则 $\frac{t a n α}{t a n β} = \frac{2}{3}$ C、如果氘核和氚核的初动能相同，则 $\frac{t a n α}{t a n β} = 1$ D、如果氘核和氚核由静止开始从同一位置经同一电场加速后进入偏转电场，则 $\frac{t a n α}{t a n β} = \frac{2}{3}$

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三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）

12. 太阳能路灯以太阳光为能源，白天太阳能电池板给蓄电池充电，晚上蓄电池给路灯供电，某太阳能电池电动势约为 $3 V$ ，短路电流约为 $0.15 A$ ，为了准确的测量其电动势和内阻，可供选用的器材如下：
A.电流表 $G$ ：量程为 $30 m A$ ，内阻 $R_{g} = 30 Ω$

B.定值电阻： $R_{0} = 5 Ω$

C.电阻箱：电阻范围 $0 \sim 999 Ω$ ，允许通过最大电流 $0.5 A$

D.导线若干，开关一个

(1)、在下面的方框中画出实验原理图；

(2)、多次改变电阻箱的阻值 $R$ ，记录下每次电流表对应的示数 $I$ ，利用图像法处理数据，若以 $\frac{1}{I}$ 为纵轴，则应以 $($ 填“ $R$ ”“ $\frac{1}{R}$ ”“ $R^{2}$ ”或“ $\frac{1}{R^{2}}$ ” $)$ 为横轴，拟合直线；

(3)、若图像纵轴的截距为 $b$ ，斜率为 $k$ ，则可求得电动势 $E =$ ，内阻 $r =$ 。 $($ 均用符号“ $b$ 、 $k$ 、 $R_{0}$ 、 $R_{g}$ ”表示 $)$

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13. 实验小组在实验室中测量一段金属丝 $($ 电阻 $R_{x}$ 约为 $3 Ω)$ 的电阻率。本次实验提供的器材，如下：
电流表 $A$ ：量程 $1 m A$ ，内阻 $R_{A} = 99.9 Ω$ ；
电池组 $E$ ：电动势 $3 V$ ，内阻不计；
电压表 $V$ ：量程 $0 \sim 3 V$ ，内阻约为 $5 K Ω$ ；
定值电阻 $R_{0}$ ：阻值为 $0.1 Ω$ ；
滑动变阻器 $R_{1}$ ：最大阻值 $10 Ω$ ，额定电流为 $2 A$ ；
滑动变阻器 $R_{2}$ ：最大阻值 $1000 Ω$ ，额定电流为 $2 A$ ；
开关一个、导线若干。

(1)、小组同学某次用 $10$ 分度游标卡尺测得金属丝的长度时，不小心使部分刻度被污迹遮住了，如图所示，则该次测量的读数为 $c m$ 。

(2)、小组同学调节滑动变阻器滑片时，使电压表示数能够从零开始连续变化并尽可能减少误差，滑动变阻器应该选用 $($ 选填“ $R_{1}$ ”、“ $R_{2}$ ” $)$ ，根据提供的器材在答题纸方框内画出实验的电路图，并在电路图中标出所选器材的符号；

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四、计算题（本大题共3小题，共32.0分）

14. 两个带电小球 $A$ 、 $B ($ 可视为质点 $)$ 通过绝缘的不可伸长的轻绳相连，若将轻绳的某点 $O$ 固定在天花板上，平衡时两个小球的连线恰好水平，且两根悬线偏离竖直方向的夹角分别为 $30 °$ 和 $60 °$ ，如图甲所示。若将轻绳跨接在竖直方向的光滑定滑轮 $($ 滑轮大小可不计 $)$ 两端，调节两球的位置能够重新平衡，如图乙所示，求：

(1)、两个小球的质量之比；

(2)、图乙状态，滑轮两端的绳长 $O' A$ 、 $O' B$ 之比。

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15. 如图所示，一内壁光滑的绝缘圆管 $A$ 固定在竖直平面内。圆环的圆心为 $O$ ， $D$ 点为圆管的最低点， $A$ 、 $B$ 两点在同一水平线上， $A B = 2 L$ ，圆环的半径为 $r = \sqrt{2} L ($ 圆管的直径忽略不计 $)$ ，过 $O D$ 的虚线与过 $A B$ 的虚线垂直相交于 $C$ 点。在虚线 $A B$ 的上方存在水平向右的、范围足够大的匀强电场；虚线 $A B$ 的下方存在竖直向下的、范围足够大的匀强电场，电场强度大小等于 $\frac{m g}{q}$ 。圆心 $O$ 正上方的 $P$ 点有一质量为 $m$ 、电荷量为 $- q (q > 0)$ 的绝缘小物体 $($ 视为质点 $)$ ， $P C$ 间距为 $L$ 。现将该小物体无初速释放，经过一段时间，小物体刚好沿切线从 $A$ 点无碰撞地进入圆管内，并继续运动。重力加速度用 $g$ 表示。

(1)、虚线 $A B$ 上方匀强电场的电场强度为多大？

(2)、小物体从管口 $B$ 离开后，经过一段时间的运动落到虚线 $A B$ 上的 $N$ 点 $($ 图中未标出 $N$ 点 $)$ ，则 $N$ 点距离 $C$ 点多远？

(3)、小物体由 $P$ 点运动到 $N$ 点的总时间为多少？

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16. 如图所示，半径R=0.8 m的四分之一光滑圆弧轨道C固定在水平光滑地面上，质量M=0.3 kg的木板B左端与C的下端等高平滑对接但未粘连，右端固定一轻弹簧，弹簧原长远小于板长，将弹簧在弹簧弹性限度内压缩后锁定。可视为质点的物块A质量m=0.1kg，从与圆弧轨道圆心O等高的位置由静止释放，滑上木板B后，滑到与弹簧刚接触时与木板相对静止，接触瞬间解除弹簧锁定，在极短时间内弹簧恢复原长，物块A被水平弹出，最终运动到木板左端时恰与木板相对静止。物块A与本板B间动摩擦因数μ= 0.25，g取10 m/s²。求：

(1)、物块A在圆弧轨道C的最下端时受到圆弧轨道支持力的大小：

(2)、木板B的长度L；

(3)、弹簧恢复原长后，物块A从木板右端运动到左端的时间。

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