1、 1 / 11 北师大附属实验中学 2021-2022 学年度第一学期期末试卷 高二年级物理 班级 姓名 学号 成绩 考 生 须 知 1. 本卷共 11 页，共四道大题，21 道小题；答题纸共 2 页，满分 100分。考试时间 90 分钟。 2在试卷和答题卡上准确填写班级、姓名、学号。 3试卷答案一律填写在答题卡上，在试卷上作答无效。 4在答题卡上，选择题须用 2B 铅笔将选中项涂黑涂满，其他试题用黑色字迹签字笔作答。 命题人：严为军 审题人：李宇炜 一、 单项选择题（本题共 10 小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项最符合题意。每小题 3 分，共 30 分） 1一根粗细均匀的弹性绳子，右
2、端固定，S 点上下振动，产生向右传播的机械波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是 A波源振动的周期逐渐减小 B波的传播速度逐渐减小 C各处的波长都相等 D此时刻质点 P 的速度方向向上 2 如图所示，在一根张紧的水平绳上挂 a、b、c、d 四个摆球，其中摆长关系为 lcla=ld23 D1=23 5 某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程，他按如图 1 所示连接电路。先使开关 S 接 1，电容器很快充电完毕。然后将开关掷向 2，电容器通过 R 放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的 I-t 曲线如图 2 所示。他进一步研究滑动变阻器的阻值大小对曲线的影响。先断开
3、 S，将滑片 P 向右移动一段距离，再重复以上充、放电操作，又得到一条 I-t 曲线。关于这条曲线，下列判断正确的是 A曲线与坐标轴所围面积将增大 B曲线与坐标轴所围面积将减小 C曲线与纵轴交点的位置将向上移动，放电时间变短 D曲线与纵轴交点的位置将向下移动，放电时间变长 6 如图所示，两根平行直导轨 MN、PQ 固定在同一水平面内，间距为 L。导轨的左端接有电源 E 和开关 S， 导体棒 ab 垂直于导轨放置。 空间存在斜向右上方的匀强磁场，其方向与轨道平面成 角，且与导体棒 ab 垂直。闭合开关 S，导体棒 ab 仍保持静止。已知通过导体棒的电流为 I，则闭合开关 S 后，下列说法正确的是
4、 图 1 12SREC电 流传 感 器接 计 算 机P 图 2 3 / 11 A 导体棒所受的安培力等于 ILBsin，方向水平向左 B 导体棒所受的安培力等于 ILBcos， 方向水平向右 C导体棒所受的摩擦力等于 ILBsin，方向水平向左 D 导体棒所受的摩擦力等于 ILBcos， 方向水平向右 7 用图所示装置探究感应电流产生的条件，线圈 A通过滑动变阻器和开关 S1连接到电源上，线圈B 通过开关 S2连到电流表上，把线圈 A 装在线圈 B 的里面。下列说法中不正确的是 A当 S2处于闭合状态，在 S1闭合瞬间，电流表的指针会发生偏转 B当 S2处于闭合状态，在 S1断开瞬间，电流表的
5、指针会发生偏转 C当 S1处于闭合状态，电路稳定后，再闭合 S2瞬间，电流表的指针会发生偏转 D当 S1、S2均处于闭合状态，匀速移动滑动变阻器的滑片，电流表的指针会发生偏转 8 如图所示，摩天轮是游乐园中常见的大型游乐设施之一。当摩天轮绕中心轴在竖直平面内匀速转动时，将某一座舱及其乘客组成的系统作为研究对象，下列说法正确的是 A转动过程中，系统的机械能守恒 B转动过程中，系统的动量守恒 C从最高点转动到最低点，合力的冲量为零 D从最高点转动到最低点，合力做功为零 9. 用实验研究两个小球 a、b 的碰撞。如图所示，将斜槽固定在平台上， 使斜槽的末端水平。 让质量较大的小球 a (入射小球)
6、从斜槽上滚下， 跟放在斜槽末端的大小相同、 质量较小的小球 b (被碰小球)发生正碰。将两个金属小球的碰撞视为弹性碰撞。下列说法正确的是 A碰后小球 b 的动量等于碰前小球 a 的动量 B可能出现 C 为 a 球碰前的初始落点，B 为碰后 b 球的落点 C只增大入射小球 a 的质量，碰后两球落点到 O 的距离均增大 D如果碰撞过程是非弹性碰撞，则碰撞过程两球动量不守恒 A B + S1 S2 0 5 5 4 / 11 10如图所示，一轻质弹簧上端固定，下端悬挂一物块，取物块静止时所处位置为坐标原点 O，向下为正方向，建立 Ox 坐标轴。现将物块竖直向下拉到 A 位置后由静止释放，不计空气阻力。
7、已知物块的质量为 m，弹簧的劲度系数为 k，A 位置的坐标为 x1，重力加速度为 g（已知弹簧的形变量为 x 时的弹性势能为212kx） 。下列说法正确的是 A该物块做简谐运动，振幅为 2x1 B在任意 1/4 周期内物块通过的路程都等于 x1 C物块在 A 位置时的回复力大小为 D物块到 O 位置时的动能最大为 二、 不定项选择题（本题共 4 小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题意。每小题 4 分，不全对得 3 分，共 16 分） 11如图所示为密立根油滴实验示意图。实验中要设法使带负电的油滴悬浮在电场之中。若在实验中观察到某一个带负电的油滴向下加速运动。在该油滴向下运动的过
8、程中，下列说法正确的是 A电场力做正功 B重力和电场力的合力做正功 C电势能逐渐增大 D 重力势能的减少量小于动能的增加量 12 一列简谐横波在 t=0 时刻的波形图如图甲所示，P 是介质中 x=2m 处的一个质点，图乙是质点 P 的振动图像。下列说法中正确的是 A该波的波速为 2m/s B该波沿 x 轴负方向传播 Ct=1s 时，质点 P 的速度最大，加速度最小 D在 t=0 到 t=1s 的时间内，质点 P 沿传播方向移动了 2m 1kx21112kxmgxO x x1 A U E E 油滴 喷雾 - - - - + + + + + + + + x/m 0 4 P 4 y/cm -4 甲
9、2 y/cm 4 t/s 1 0 -4 乙 5 / 11 13. 某同学用如图甲所示的电路做“测定电源电动势和内电阻”的实验，并根据测得的数据作出了如图乙所示的 UI 图象，利用图像回答下列问题。 A电源的电动势为 0.40V，内电阻 r 为 3.5 B电源的电动势为 1.40V，内电阻 r 为 1 C由于电压表的分流作用，造成了本实验的系统误差 D由于电流表的分压作用，造成了本实验的系统误差 14. 如图甲所示，把两个质量相等的小车A和B静止地放在光滑的水平地面上。它们之间装有被压缩的轻质弹簧，用不可伸长的轻细线把它们系在一起。如图 9 乙所示，让B紧靠墙壁，其他条件与图 9 甲相同。烧断细
10、线后，下列说法中正确的是 A.当弹簧的压缩量减小到原来一半时， 甲图中小车A和B组成的系统的动量为零 B.当弹簧的压缩量减小到原来一半时， 乙图中小车A和B组成的系统的动量为零 C.当弹簧恢复原长时，乙图中A车速度是甲图中A车速度的 2 倍 D.从烧断细线到弹簧恢复原长的过程中，乙图中弹簧对B车的冲量是甲图中弹簧对 B车的冲量的2倍 6 / 11 三、 实验填空题（本题共 2 小题，共 16 分） 15指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。 如图 1 所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中 S 为一个单刀多掷开关， 通过操作开关， 接线柱 B可以分别与触点 1、2、3 接通，从而实
11、现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是 。 （选填选项前面的字母） A当 S 接触点 1 时，多用电表处于测量电流的挡位，其中 接线柱 B 接的是黑表笔 B当 S 接触点 2 时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱 B 接的是黑表笔 C当 S 接触点 2 时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱 B 接的是黑表笔 D当 S 接触点 3 时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱 B 接的是红表笔 用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图 2 所示。 A若所选挡位为直流 50mA 挡，则示数为_mA。 B若所选挡位为电阻10 挡，则示数为_
12、； 用表盘为图 2 所示的多用电表正确测量了 一个约 15 的电阻后， 需要继续测量一个阻值约 2k 的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号： 。 A将红表笔和黑表笔接触 B把选择开关旋转到“100”位置 C把选择开关旋转到“1k”位置 D调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 某小组同学们发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一挡位下通过待测电阻的电流 I和它的阻值 Rx关系， 他们分别画出了如图 3 所示的几种图像，其中可能正确的是 。 （选填选项下面的字母） E 1 2 3 G R1 R0 R3 S A B 图 1 图 3 1I O
13、Rx A 1I O Rx B I O Rx C I O Rx D 图 2 7 / 11 图 1 16用图 1 所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。 （1）组装单摆时，应该选用_。 （用器材前的字母表示） A长度为 1m 左右的细线 B长度为 30cm 左右的细线 C直径约为 1.8cm 的塑料球 D直径约为 1.8cm 的钢球 （2）如图 2 所示，用游标卡尺测量摆球直径。摆球直径 d =_cm。 （3）甲同学测量了 6 组数据，在坐标纸上描点作图得到了如图 3 所示的图像，其中T 表示单摆的周期，L 表示单摆的摆长。用 g 表示当地的重力加速度，图线的数学表达式可以写为 T 2 = _
14、（用题目所给的字母表示） 。由图像可计算出当地的重力加速度g = _m/s2 (取3.14， 计算结果保留两位有效数字)。 （4）乙同学在实验中操作不当，使得摆球没有在一个竖直平面内摆动。他认为这种情况不会影响测量结果，所以他仍然利用所测得的运动周期根据单摆周期公式 0 10 5 图 2 0 10 5 0.1mm 0 1 2 3 4 2 3 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.0 2.0 3.0 4.0 T 2/s2 L/m 图 3 8 / 11 计算重力加速度。若将小球的实际运动看作是在水平面内的圆周运动，请通过推导，分析乙同学计算出的重力加速度与真实值相比是偏大还是偏小。
15、四、 论述计算题（本题共 5 小题，共 38 分.写明必要的公式、原理和分析推导过程） 17图甲为匀强电场，电场强度为 E，电场中沿电场线方向上有 A、B 两点，距离为 d，设 A、B 两点间的电势差为 UAB （1） 一个点电荷 q 从 A 点移动到 B 点， 请利用功的定义式以及电场力做功与电势差的关系式证明：ABUEd= （2）图乙是某一正点电荷周围的电场线分布图，M、N、P 为其中一条电场线上的三点，N 是 MP 的中点。 请判断电势差 UMN与 UNP的大小关系 如果把一个带负电的试探电荷由 M 点移到 P 点，请问它的电势能是增加还是减小？说明你的理由。 d q A B E 甲 M
16、 N P 乙 9 / 11 18 直流电动机是一个把电能转化为机械能的装置， 其结构由永磁铁和矩形线圈构成， 如图 1 所示， 通电后， 线圈中的电流在磁场中受到安培力的作用而转动。 现将标有“3V，3W”的直流电动机，串联一个滑动变阻器接在电动势为 E=4.0v、内阻为 r=0.40 的电源的两端，如图 2 所示。已知电动机线圈的电阻 R0=0.10，不计其它电阻。 (1)若滑动变阻器接入电路的阻值 R1 =3.5， 且电动机卡住不转， 求此时电路中的电流 I1。 (2)调节滑动变阻器接入电路的阻值或改变电动机工作时的负载，都会导致回路中的电流I 及电源的输出功率发生变化。 .请写出电源的输
17、出功率 P 与电流 I 的函数式， 并在图3 中定性画出 P-I 图像； (3) 调节滑动变阻器使电动机转动起来，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 R，请写出电动机的机械输出功率 P机与电流 I 的关系式（用题中字母表达） 。如果某时电动机突然卡住无法转动，请问电路中的电流将变大还是变小？分析并说明你的理由。 10 / 11 19如图所示，木板 A 静止在光滑水平面上，一小滑块 B（可视为质点）以某一水平初速度从木板的左端冲上木板。 （1）若木板 A 的质量为 M，滑块 B 的质量为 m，初速度为 v0，且滑块 B 没有从木板 A 的右端滑出，求木板 A 的最终速度 v。 （2） 若滑块 B 以
18、 v1=3.0m/s 的初速度冲上木板 A， 木板 A 最终速度的大小为 v=1.5m/s；若滑块 B 以初速度 v2=7.5m/s 冲上木板 A，木板 A 的最终速度大小也为 v=1.5m/s。此时滑块从木板上飞出。已知滑块 B 与木板 A 间的动摩擦因数 =0.3，g 取 10m/s2。 求： 木板的质量 M 与滑块 B 的质量 m 之比 木板 A 的长度 L 20. 如图 1 所示，绝缘细线的一端系一带正电小球，另一端固定在 O 点，整个装置处于光滑绝缘水平面上，空间存在一水平向右的匀强电场，电场强度大小为 E，小球静止时处于 A 点，图 2 为俯视图。已知细线长度为 L，小球质量为 m
19、，带电量大小为 q，重力加速度为 g，不计空气阻力，细线的长度不变。 （1）在水平面上将小球拉至位置 O，OO垂直于电场线，使细线刚好伸直，然后将小球由静止释放。求小球到达 A 点时速度的大小； （2）保持细线伸直，将小球在水平面上拉离 A 点一个很小的距离，由静止释放，小球将做简谐运动，类比单摆的周期公式求出小球做简谐运动的周期； （3）在小球处于 A 点静止的情况下，突然撤掉水平面，O 点位置不变，小球将在竖直面内运动。 若qmgE =， 不计空气阻力， 求小球在之后运动过程中细线拉力的最大值。 图 1 图 2 11 / 11 21高压水枪是世界上公认的最科学、经济、环保的清洁工具之一。如
20、图所示为某高压水枪工作时的场景。 考虑能量损耗， 可近似认为高压水枪工作时电动机所做功的 80%转化为喷出水的动能，已知水枪出水口直径为 d，水从枪口喷出时的速度为 v，水的密度为 ，求： （1）单位时间从枪口喷出的水的质量； （2）这个水枪工作时电动机做功的功率； （3）用高压水枪冲洗物体时，在物体表面将产生一定的压力。若水从枪口喷出时的速度大小 v =100m/s，近距离垂直喷射到物体表面，水枪出水口直径 d =5mm。忽略水从枪口喷出后的发散效应， 水喷射到物体表面时速度在短时间内变为零。由于水柱前端的水与物体表面相互作用时间很短， 因此在分析水对物体表面的作用力时可忽略这部分水所受的重力。 已知水的密度=1.0103kg/m3， g=10m/s2，估算水枪在物体表面产生的冲击力的大小。
