广东省阳江市高新区2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题

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，沿水平直轨道运行的地铁车厢内，有一拉环（可视为质点）用轻绳与套于水平杆中的固定限位块相连，某段时间内拉环与竖直方向夹角始终为θ。已知限位块、拉环质量分别为M、m，重力加速度大小为g，则在该段时间内（　　）

A、轻绳拉力大小为 $\frac{m g}{c o s θ}$ B、列车加速度大小为 $g s i n θ$ C、列车一定水平向右做匀加速运动 D、水平杆对限位块的作用力大小为 $(M + m) g t a n θ$

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2. 如图，一蚂蚁(可看成质点)在半径为R的半球体表面上缓慢爬行，蚂蚁与半球体间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若蚂蚁在爬行过程中不滑离球面，则其距半球体顶点的竖直高度不应超过（　　）

A、 $R - \frac{R}{\sqrt{1 + μ^{2}}}$ B、 $R - \frac{R}{\sqrt{1 - μ^{2}}}$ C、 $\frac{R}{\sqrt{1 - μ^{2}}}$ D、 $\frac{R}{\sqrt{1 + μ^{2}}}$

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3. 行星绕恒星运动的轨道半径不同，周期就不同，行星表面单位面积单位时间接受到的辐射能量也不同。如图所示为火星和地球环绕太阳运动的示意图。设火星绕太阳做圆周运动的周期为T₁ ，地球绕太阳做圆周运动的周期为T₂。在直射时，火星表面单位面积单位时间接受到的辐射能量为E₁ ，地球表面单位面积单位时间接受到的辐射能量为E₂。假定太阳的能量辐射各向均匀，则下列关系正确的是（　　）

A、 $\frac{E_{1}}{E_{2}} = \frac{T_{2}}{T_{1}} \sqrt[3]{\frac{T_{2}}{T_{1}}}$ B、 $\frac{E_{1}}{E_{2}} = \frac{T_{1}}{T_{2}} \sqrt{\frac{T_{1}}{T_{2}}}$ C、 $\frac{E_{1}}{E_{2}} = \sqrt[3]{\frac{T_{2}^{2}}{T_{1}^{2}}}$ D、 $\frac{E_{1}}{E_{2}} = \frac{T_{1}}{T_{2}} \sqrt[3]{\frac{T_{1}}{T_{2}}}$

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4. 跳台滑雪运动员的动作惊险而优美，其实跳台滑雪运动可抽象为物体在斜坡上的平抛运动。如图所示，设可视为质点的滑雪运动员，从倾角为 $θ$ 的斜坡顶端P处以初速度 $v_{0}$ 水平飞出，经过一段时间t后落到斜坡上的A点处，A、P之间距离为L。改变初速度v的大小，L和t都随之改变。已知重力加速度为g。关于L、t与 $v_{0}$ 的关系，下列说法中正确的是（）

A、 $L = \frac{2 v_{0} s i n θ}{g c o s θ}$ B、 $L = \frac{2 v_{0}^{2} s i n θ}{g c o s^{2} θ}$ C、 $t = \frac{2 v_{0} s i n^{2} θ}{g c o s θ}$ D、 $t = \frac{2 v_{0} s i n θ}{g c o s^{2} θ}$

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5. 在如图所示的装置中，质量分别为m、2m的A、B两个小球（视为质点）穿在光滑杆上并可沿杆滑动，两球之间用一根长为L的细线连接，现让两小球以相同的角速度绕共同的圆心O做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）

A、A、B的周期之比为2：1 B、A、B的向心加速度之比为1：2 C、A、B的轨道半径之比为 1：2 D、当A、B的角速度为ω，则细线的拉力为 $\frac{2 m ω^{2} L}{3}$

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6. 如图所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是（）

A、把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷电势能减少 B、把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加 C、把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷电势能增加 D、把负电荷从b移到a，电场力做负功，电荷的电势能增加

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7. 在如图所示的电路中，电源电动势为 $6 V$ ，电源内阻为 $2 Ω$ 。四个电阻的阻值已在图中标出，电容器的电容 $C = 4 μ F$ 。闭合开关 $S_{1} 、 S_{2}$ ，电路稳定后，则（　　）

A、电源的输出功率为 $3 W$ B、电容器所带电荷量为 $1.0 \times 1 0^{- 5} C$ C、断开开关 $S_{2}$ ，稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为 $2.64 \times 1 0^{- 5} C$ D、断开开关 $S_{2}$ ，电源的输出功率增大

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二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 如下图所示有一边长为L的正方形线框abcd，从某高度处自由下落，在其下方有一个宽度大于L的匀强磁场，下列过程中产生感应电流的是（　　）

A、线框进入磁场的过程 B、线框全部进入磁场到开始出磁场的过程 C、线框出磁场的过程 D、运动的整个过程

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9. 我国计划在2030年前实现载人登陆月球开展科学探索，其后将探索建造月球科研试验站，开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。若已知月球质量为M，半径为R，引力常量为G，以下说法正确的是（）

A、如果在月球上以初速度 $v_{0}$ 竖直上抛一个物体，则物体上升的最大高度为 $\frac{R^{2} v_{0}^{2}}{2 G M}$ B、如果在月球上以初速度 $v_{0}$ 竖直上抛一个物体，则物体落回到抛出点所用时间为 $\frac{R^{2} v_{0}}{G M}$ C、如果有一颗卫星绕月球做匀速圆周运动，则最大环绕运行速度为 $\sqrt{\frac{G M}{R}}$ D、如果在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最小周期为 $2 π \sqrt{\frac{R}{G M}}$

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10. 如图所示，倾角为30°的斜面放置在水平地面上，平行于斜面的轻弹簧左端拴接在质量为3m的物块上，轻弹簧右端连接一轻质细绳，细绳跨过光滑定滑轮连接质量为m的小球，小球上端细绳竖直时，整个系统处于静止状态。对小球施加水平拉力F，使小球缓慢移动至细绳与竖直方向的夹角为60°，此过程中物块及斜面始终静止，弹簧始终在弹性限度内，则

A、细绳上的弹力先增大后减小 B、水平拉力F逐渐增大 C、物块对斜面的摩擦力先减小后增大 D、地面对斜面的摩擦力先增大后减小

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三、非选择题（本题共5小题，共54分。考生根据要求作答。）

11. 如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。有一直径为 $d$ 、质量为 $m$ 的金属小球由 $A$ 处静止释放，下落过程中能通过 $A$ 处正下方、固定于 $B$ 处的光电门，测得 $A$ 、 $B$ 间的距离为 $H$ ，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为 $t$ ，当地的重力加速度为 $g$ 。则：

(1)、如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径 $d =$ cm。

(2)、多次改变高度 $H$ ，重复上述实验，作出 $\frac{1}{t^{2}}$ 随 $H$ 的变化图像如图丙所示，当图中已知量 $t_{0}$ 、 $H_{0}$ 和重力加速度 $g$ 及小球的直径 $d$ 满足以下表达式：时，可判断小球下落过程中机械能守恒。

(3)、某次实验发现动能增加量 $Δ E_{k}$ 总是大于重力势能减少量 $Δ E_{p}$ ，则可能原因是____（多选）

A、金属球从 $A$ 点下落时初速度不为零 B、小杰测量的高度 $H$ 为金属球在 $A$ 点时球底与光电门 $B$ 点的高度差 C、小球下落的高度太高，以致下落过程中空气阻力的影响比较大

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12. 有一圈使用了一部分的导线，某同学想测量其长度，进行了如下实验：

(1)、在说明书上查到该导线用合金材料制成，所用合金材料的电阻率 $ρ = 1 \times 1 0^{- 6} Ω \cdot m$ ，该导线的横截面积为 $1 m m^{2}$ 。

(2)、该同学用多用电表粗测该导线的电阻，当用“ $\times 10$ ”倍率时，多用电表指针如图甲所示，则该导线电阻的测量值为 $Ω$ （结果保留两位有效数字）。

(3)、为了较精确地测量该导线的电阻，某同学设计了如图乙所示的电路，图中滑动变阻器有下面两种规格可以选择，则该实验中，应选择________（填“A”或“B”）更合理。

A、 $R_{1} (0 \sim 10 Ω)$ B、 $R_{2} (0 \sim 2000 Ω)$

(4)、若实验中测得电压表示数为 $U = 4.50 V$ 时，电流表示数为 $I = 50.0 m A$ ，可得待测导线的电阻为 $R_{x} =$ $Ω$ 。

(5)、结合相关数据，可得待测导线的长度为 $L =$ $m$ （计算结果保留两位有效数字）。

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13. 如图，在倾角 $37 °$ 、足够长的斜面上有一个质量为 $1 k g$ 的物体，物体与斜面之间的动摩擦因数为0.5，今给物体以沿斜面向上的初速度 $v_{0} = 10 m / s$ 使其从斜面底端向上滑行（已知 $g = 10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ ，计算结果可以保留根号。）

(1)、画出物体上滑过程中的受力分析图；

(2)、求物体向上滑行的加速度；

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14. 如图所示，质量m＝1kg的小物块A先固定在压缩的弹簧右端，质量m＝1kg的小物块B静止放置在水平光滑轨道右侧。长为10米的传送带与轨道等高且无阻碍连接。传送带顺时针转动，速度大小为 $8 m / s$ ，小物块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，传送带右侧等高的平台上固定一半径R＝1m的光滑圆轨道。现静止释放小物块A，离开弹簧后与B碰撞并粘在一起形成新的小物块，速度大小为6m/s。经传送带后运动到圆轨道最高点C。（g＝10 m/s²）

(1)、求压缩弹簧的弹性势能；

(2)、求物块运动到最高点时，轨道受到的压力。

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15. 如图所示，电场强度大小为 $E = \frac{3 m g}{4 q}$ 、方向水平向左的匀强电场充满整个空间，电场中有一个与水平方向成θ=53°的光滑斜面与一个光滑的半径R=1m的竖直圆轨道在A点相切，B点为圆轨道的最低点，C点为圆轨道的最高点。一质量为m=1kg，电荷量为-q（q>0）的带电小球从斜面上静止释放，已知重力加速度大小g=10m/s² ， sin53°=0.8，cos53°=0.6，若小球能通过C点，则其会被其它装置取走。

(1)、若运动过程中小球对轨道的最大压力大小为67.5N，求小球释放点与A的距离；

(2)、若将电场方向反向，场强大小不变，小球恰能到达C点，求小球运动在过程中对轨道最大压力大小。

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