广东省阳江市2023-2024学年高二上学期期末测试物理试题

试卷更新日期：2024-03-14 类型：期末考试

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一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 如图所示，轻质细线AB间的O点有一个重力为G的静止溜溜球，已知 $∠ A O B = θ$ ，不计摩擦。则此时溜溜球所受的细线弹力合力大小是（　　）

A、 $G$ B、 $\frac{1}{2} G$ C、 $\frac{G}{2 c o s \frac{θ}{2}}$ D、 $2 s i n \frac{θ}{2}$

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2. 图甲为使用风簸的情景。风簸是清谷的农用工具，主要用于筛选精谷粒和瘪谷粒。图乙为其工作原理示意图：匀速摇动扇叶（图中未画出），在AB和CD间形成持续稳定的风力场，风速水平向左，开启斗仓下方的狭缝S₁ ，轻重显著不同的谷粒由狭缝进入风力场，在风力和重力作用下经由具有一定宽度的出谷口S₂或S₃离开风力场后被收集。现考查同时进入风力场的精谷粒a和瘪谷粒b这两粒谷子，设它们所受风力相同，忽略初速度和空气阻力的影响，那么（　　）

A、a比b先到达出谷口 B、到达出谷口时a的速度较大，b的速度较小 C、a经由S₃离开风力场，b经由S₂离开风力场 D、离开出谷口时，a的机械能增量较小，b的机械能增量较大

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3. 如图所示，水平地面上放一质量为M的落地电风扇，一质量为m的小球固定在叶片的边缘，启动电风扇小球随叶片在竖直平面内做半径为r的圆周运动。已知小球运动到最高点时速度大小为v，重力加速度大小为g，则小球在最高点时地面受到的压力大小为（　　）

A、 $M g$ B、 $(M + m) g$ C、 $(M + m) g - m \frac{v^{2}}{r}$ D、 $(M + m) g + m \frac{v^{2}}{r}$

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4. 2023年10月24日4时3分，我国在西昌卫星发射中心成功将遥感三十九号卫星送入太空。遥感三十九号卫星能够实现全球无死角观测，意义重大。遥感三十九号卫星、地球同步卫星绕地球飞行的轨道如图所示。已知地球半径为R，自转周期为T₀ ，遥感三十九号卫星轨道高度为h，地球同步卫星轨道的高度为h₀ ，引力常量为G。下列说法正确的是（　　）

A、遥感三十九号卫星与同步卫星绕地球运行向心加速度之比为 $\frac{{(R + h_{0})}^{2}}{{(R + h)}^{2}}$ B、遥感三十九号卫星绕地球运行的周期为 $\sqrt{\frac{{(R + h_{0})}^{3}}{{(R + h)}^{3}}} T_{0}$ C、遥感三十九号卫星的运行速度大于7.9km/s D、地球的平均密度可表示为 $\frac{3 π {(R + h_{0})}^{3}}{G T_{0}^{2} {(R + h)}^{3}}$

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5. 如图所示，固定光滑斜面倾角 $θ = 60 °$ ，其底端与竖直面内半径为R的固定光滑圆弧轨道相切，位置D为圆弧轨道的最低点。质量为2m的小球A和质量为m的小环B（均可视为质点）用 $L = 1.5 R$ 的轻杆通过轻质铰链相连。B套在光滑的固定竖直长杆上，杆和圆轨道在同一竖直平面内，杆过轨道圆心O，初始轻杆与斜面垂直。在斜面上由静止释放A，假设在运动过程中两杆不会碰撞，小球能滑过D点且通过轨道连接处时无能量损失（速度大小不变），重力加速度为g，从小球A由静止释放到运动至最低点的过程中，下列判断正确的是（　　）

A、A和B组成的系统的机械能不守恒 B、刚释放时小球A的加速度大小为 $\frac{\sqrt{3}}{2} g$ C、小环B速度最大时轻杆弹力为 $m g$ D、小球A运动到最低点时的速度大小为 $\frac{\sqrt{3 g R}}{3}$

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6. 如图所示，一块均匀的长方体金属导体，上下厚度为 $L$ ，当给导体的上下表面加上电压 $U$ 时，流过导体的电流为 $I$ ，当给导体的前后表面加上电压 $U$ 时，流过导体的电流为 $\frac{I}{4}$ ，当给导体的左右表面加上电压 $U$ 时，流过导体的电流为 $\frac{I}{9}$ ，下列说法正确的是（　　）

A、AC的长度为4L B、AD的长度为6L C、导体的体积为 $12 L^{3}$ D、导体的电阻率为 $\frac{6 U L}{I}$

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7. 某同学设计的水量计原理如图（a）所示：电源（E＝3V，r＝0.5Ω）；电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）；定值电阻（ $R_{0} = 0.5 Ω$ ）；滑动变阻器R（用长3m、横截面积 $6 \times 1 0^{- 7} m^{2}$ 且涂有绝缘漆的金属丝紧密缠绕在圆柱形瓷筒上，使用前刮掉与滑片P接触部分的绝缘漆），图（b）所示为备选金属丝及其参数。两根相同弹簧的形变始终在弹性限度内，容器中无水时，滑片P在上端a。下列分析正确的是（）
三种材料在20℃时的电阻率
材料
$ρ / Ω \cdot m$
铜
$1.7 \times 1 0^{- 8}$
铝
$2.9 \times 1 0^{- 8}$
镍铬合金
$1.0 \times 1 0^{- 6}$
图（b）

A、金属丝可选铜丝 B、V表的示数范围约为0～2.7V C、V表的示数U与水的质量m成正比 D、若将V表刻度盘转换为水的质量刻度盘，则刻度是不均匀的

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8. 边长为2L的正三角形ABC的三个顶点处，分别有垂直于三角形平面的无限长直导线，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，a、b、c三点分别是正三角形三边的中点，O点为三角形的中心。通电长直导线产生的磁场在其周围某点的磁感应强度大小 $B = \frac{k I}{r}$ ，其中k为大于零的常数，I为导线中的电流，r表示该点到导线的距离。则以下关于a、b、c、O四点的磁感应强度的说法中正确的是（　　）

A、b点的磁感应强度方向沿BC方向指向C B、O点的磁感应强度方向平行于BC由O点指向AC边 C、O点的磁感应强度方向平行于BC由O点指向AB边 D、a、c两点的磁感应强度大小均为 $\frac{\sqrt{39} k I}{3 L}$

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9. 如图所示，一带负电粒子（不计重力）质量为 $m$ 、电荷量大小为 $q$ ，以初速度 $v_{0}$ 沿两板中央水平方向射人水平放置、距离为 $d$ 、电势差为 $U$ 的一对平行金属板间，经过一段时间从两板间飞出，在此过程中，已知粒子动量变化量的大小为 $Δ p$ ，下列说法正确的是（　　）

A、粒子在两板间运动的加速度大小为 $\frac{U q}{d m}$ B、粒子从两板间离开时的速度大小为 $\frac{Δ p}{m}$ C、金属板的长度为 $\frac{d v_{0} Δ p}{U q}$ D、入射点与出射点间的电势差为 $- \frac{(Δ p)^{2}}{2 m q}$

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10. 某玩具公司设计了一种有趣的玩具，在一个均匀带正电球体中沿直径开一个光滑水平管道AB，将一个带负电的小球P（视为质点）从入口的A点由静止释放，小球P将穿过管道到达另一端的 $B$ 点。已知均匀带电的球壳对球内带电质点的作用力为0。下列分析判断正确的是（）

A、小球P在管道 $A B$ 中做简谐运动 B、球心 $O$ 处的电场强度大小为零，电势最低 C、小球P从入口的A点运动到 $B$ 点的过程中，电势能先减小后增大 D、 $A$ 点的电场强度最大，电势最高

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二、非选择题（本题共5小题，共54分。考生根据要求作答。）

11. 某同学用图（a）所示的装置测量木块与长木板间的动摩擦因数。长木板水平固定，木块通过水平轻绳绕过轻质光滑定滑轮连接重物。

(1)、实验时（选填“①”或“②”），得到加速阶段的部分纸带如图（b）所示，A、B、C、D、E为打下的相邻的计数点，相邻计数点之间还有4个计时点未画出。
①先接通打点计时器电源，再由静止释放重物
②先由静止释放重物，再接通打点计时器电源

(2)、测量得 $x_{1} = 5.40 c m$ ， $x_{2} = 14.72 c m$ ，木块质量为M=0.5kg，重物质量为m=0.2kg。已知打点计时器的频率为50Hz，重力加速度 $g = 9.80 m / s^{2}$ ，忽略纸带与打点计时器限位孔之间的阻力。则打下B点时木块的速度 $v_{B} =$ m/s，木块与长木板间的动摩擦因数约为μ=。（所有计算结果均保留2位有效数字）

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12. 某同学用图（a）所示电路完成“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验。所需器材：

小灯泡L（额定电压3V，额定功率约0.6W）；

电源E（电动势6V，内阻很小可忽略不计）；

电压表V（量程3V，阻值很大）；

电流表A（量程0.25A，内阻约0.4Ω）；

滑动变阻器R（总阻值约10Ω）；

保护电阻 $R_{0}$ （阻值待定）；

开关S；

导线若干。

(1)、请依照图（a）所示电路，在图（b）中补全实物连线。

(2)、实验步骤：

①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，使滑片停留在最（选填“左”或“右”）端；

②闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压；

③记录如下8组U和I的数据后断开开关，根据实验数据在图（c）所示方格纸上描绘完整的表格数据并作出小灯泡的伏安特性曲线。

编号	1	2	3	4	5	6	7	8
U/V	0.20	0.60	1.00	1.40	1.80	2.20	2.60	3.00
I/A	0.020	0.060	0.100	0.140	0.175	0.200	0215	0.220
小灯泡发光情况	不亮　　　微亮　　　　　逐渐变亮　　　　　正常发光

(3)、若实验室中没有量程为0.25A的电流表，可用一只量程为50mA，阻值为2Ω的毫安表并联电阻值为Ω的定值电阻改装而成。

(4)、灯泡正常发光时的电阻与灯泡不亮时的电阻的比值为（计算结果保留2位有效数字）。

(5)、为了能顺利完成实验，且较大程度起到保护作用，保护电阻

R_{0}

的阻值应为Ω（选填“20”、“10”、“5”或“2”）。

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13. 某水上乐园有一个位于竖直平面的轨道，如图所示，其由四分之一圆弧AB和抛物线BC组成，圆弧半径OA水平，B点为抛物线顶点。质量均为m的小孩甲、乙分别独自从A点静止下滑，甲下滑后恰静止在B点，而乙滑至B点后继续运动且在BC段运动时与轨道恰无相互作用力。已知圆弧AB半径为R，B点到水面的高度为2R，BC点的水平距离为R，重力加速度为g，不计空气阻力。求：

(1)、小孩甲从A点下滑至B点过程克服轨道阻力所做的功；

(2)、小孩乙滑至B点时的速度大小。

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14. 如图所示，将一质量为0.2kg可视为质点的小球从离水平地面3.2m高的P点水平向右击出，测得第一次落点A与P点的水平距离为2.4m。小球落地后反弹，反弹后离地的最大高度为1.8m，第一次落点A与第二次落点B之间的距离为2.4m。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s²。求：

(1)、小球被击出时的速度大小；

(2)、小球第一次与地面接触过程中所受合外力的冲量大小。

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15. 如图，长L、间距为d的平行金属板固定，板面与水平面成θ角，两板间的电势差为U，电场仅存在于板间且为匀强电场。一电荷量为q的带正电小球由弹射器提供能量，出弹射器即以沿两板中心线 $O_{1} O_{2}$ 的速度从下端 $O_{1}$ 点进入板间，恰好能沿中心线运动。不计摩擦力和空气阻力，小球视为质点且电荷量不变。

(1)、要使小球能飞出 $O_{2}$ 点，求弹射器提供的最小能量 $E_{0}$ ；

(2)、若弹射器提供的能量为 $2 E_{0}$ ，求小球到达的最高点和 $O_{2}$ 点之间的水平距离。

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材料	$ρ / Ω \cdot m$
铜	$1.7 \times 1 0^{- 8}$
铝	$2.9 \times 1 0^{- 8}$
镍铬合金	$1.0 \times 1 0^{- 6}$