广东省名校联盟2022-2023学年高二上学期物理期末联考试卷
一、单选题
1．（2023高二上·广东期末）下列四种情境中，不能产生感应电流的是（ ）
A． 导体棒正在切割磁感线
B． 条形磁铁向下插入螺线管
C． 开关闭合瞬间
D．开关闭合瞬间
【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】产生感应电流的条件是闭合电路中的磁通量发生变化，C项中，开关闭合后B线圈回路中的磁通量不变，故无法产生感应电流。
故答案为：C。
【分析】利用线圈中磁通量是否变化可以判别感应电流是否产生。
2．（2023高二上·广东期末）某次百米比赛中，甲、乙两位同学从同一起跑线同时出发做直线运动，他们在开始运动阶段的图像如图所示，图中阴影面积，则下列说法正确的是（ ）
A．乙同学起跑时的加速度较大
B．时间内，乙同学领先于甲同学
C．时刻，乙同学刚好从后面追上甲同学
D．时刻，乙同学刚好从后面追上甲同学
【答案】D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A． 图像的斜率表示加速度，由图可知甲同学起跑时的加速度较大，A不符合题意；
B． 图像与坐标轴围成的面积表示位移， 时间内，甲图线与t轴围成的面积较大，因此甲同学领先于乙同学，B不符合题意；
C． 时刻，甲同学领先乙同学的距离最大，C不符合题意；
D．由于图中阴影面积 ，则 时间内两图线与t轴围成的面积相等，故在 时刻，乙同学恰好从后方追上甲同学，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用图象斜率可以比较加速度的大小，利用图象面积可以比较运动的位移；利用共速的时刻可以判别间距最大；利用面积相等可以判别相遇的时刻。
3．（2023高二上·广东期末）引体向上是中学生体能测试的常规项目之一，某高中生在一分钟内做了9个标准动作，每次引体向上的高度均约为50cm，则此过程中（ ）
A．该高中生始终处于超重状态
B．杆对该高中生的支持力始终做正功
C．该高中生克服重力做功的平均功率约为45W
D．该高中生克服重力做功的平均功率约为450W
【答案】C
【知识点】功的计算；重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】A．做引力向上时，高中生应先向上做加速度后向上做减速，则此过程中该高中生先处于超重状态后得处于失重状态，A项错误；
B．由于杆对该高中生的作用力没有位移，不做功，B项错误；
CD．该高中生克服重力做功的平均功率 ，C项正确，D项错误。
故答案为：C。
【分析】利用加速度的方向可以判别超重与失重；由于杆对高中生没有位移所以做功等于0；利用重力做功及时间可以求出平均功率的大小。
4．（2023高二上·广东期末）2022年11月29日晚，长征二号运载火箭将神舟十五号载人飞船精准送入预定轨道，并于11月30日7时33分对接天和核心舱，形成三舱三船组合体，这是中国太空站目前最大的构型。如图所示为“神舟十五号”对接前变轨过程的简化示意图，AC是椭圆轨道Ⅱ的长轴，“神舟十五号”从圆轨道Ⅰ先变轨到椭圆轨道Ⅱ，再变轨到圆轨道Ⅲ，与在圆轨道Ⅲ运行的天和核心舱实施对接。下列说法正确的是（ ）
A．“神舟十五号”两次变轨过程中均需要点火减速
B．“神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上运行的周期小于天和核心舱运行的周期
C．“神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上经过C点时的速率大于天和核心舱经过C点时的速率
D．“神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上C点时的加速度大于天和核心舱在C点时的加速度
【答案】B
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A．卫星从低轨道变轨到高轨道需要在变轨处点火加速，故“神舟十五号”两次变轨过程中均需要点火加速，A不符合题意；
B．根据开普勒第三定律 ，由于“神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上运行的半长轴小于天和核心舱的轨道半径，可知“神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上运行的周期小于天和核心舱运行的周期，B符合题意；
C．“神舟十五号”从椭圆轨道Ⅱ变轨到圆轨道Ⅲ需要在C处点火加速，故“神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上经过C点时的速率小于天和核心舱经过C点时的速率，C不符合题意；
D．由 可知，“神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上C点时的加速度等于天和核心舱在C点时的加速度，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】卫星从低轨道到高轨道做离心运动需要进行加速；利用开普勒第三定律结合半径的大小可以比较周期的大小；飞船在椭圆轨道II经过C点时到轨道III要做加速离心运动，所以小于核心舱经过C点的速度；利用牛顿第二定律可以判别同一点加速度相等。
5．（2023高二上·广东期末）如图所示为我国少数民族地区使用的一种舂米装置。以O点为支点，人用脚踩踏板A，另一端的装置B会上升，松开脚后，装置B会撞击谷槽里面的谷米等。已知，若忽略一切摩擦阻力，关于舂米装置，下列说法正确的是（ ）
A．踏板A的线速度小于装置B的线速度
B．踏板A的线速度大于装置B的线速度
C．装置B下降时减小的重力势能全部转化为装置B的动能
D．踩下踏板A的过程，人做的功全部转化为装置B的重力势能
【答案】A
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】AB．踏板A、装置B的角速度相同，由 可知踏板A的线速度小于装置B的线速度，A符合题意，B不符合题意；
C．装置B下降时减小的重力势能全部转化为装置B的动能和踏板A的动能和重力势能，C不符合题意；
D．根据功能关系，踩下踏板A的过程，人做的功转化为舂米装置的机械能，不仅仅是装置B的重力势能，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用角速度相等结合半径大小可以比较线速度的大小；利用机械能守恒定律可以判别装置B减小的重力势能转化装置B的动能和踏板A的动能和重力势能；人踩下踏板A的过程，人做的功转化为舂米装置的机械能。
6．（2023高二上·广东期末）如图所示为滚筒式静电分选器的示意图，由料斗A，导板B，导体滚筒C，刮板D，料槽E、F和放电针G等部件组成。滚筒C、放电针G分别接直流高压电源的正、负极，并令滚筒C接地，放电针G与转轮间施加高压并电离空气，颗粒经过电离空气后都带上电荷。现将金属和塑料碎成粉粒后加入滚筒，由于塑料及金属导电性能不同，最终可完成分离，并通过料槽E、F进行回收，则下列说法正确的是（ ）
A．经过电离空气后，金属带正电，塑料带负电
B．金属粉粒会落入料槽F
C．塑料粉粒会落入料槽F
D．金属粉粒吸附滚筒的能力更强
【答案】B
【知识点】电场及电场力
【解析】【解答】A.放电针G附近的空气受高压电场作用而电离，在电场力作用下，大量的电子或负离子被喷射在粉粒上，两种粉粒均带负电，A项错误；
BCD.带负电的金属粉粒因具有良好的导电性，所以在与带正电的滚筒C接触后，其上的负电被滚筒C上的正电中和，在重力作用下落于料槽F；绝缘性能良好的塑料粉粒，其所带负电不容易传给滚筒C，在滚筒C的静电吸引力作用下，附着于滚筒C的表面并随滚筒C转动，最后粉粒较大者在重力作用下掉入料槽E，粉粒较小者由刮板将其刮入料槽E，B项正确，C，D项错误。
故答案为：B。
【分析】由于空气电能所以粉粒都会带上负电荷；由于两种粉粒导电性不同，金属粉粒电量容易转移，所以在重力作用下落入F中，塑料粉粒由于静电力的吸引下回落入E中。
7．（2023高二上·广东期末）如图所示为一电容式位移传感器，其原理是电介质板和物体固定在一起，当物体发生一小段位移时，插入两极板间的电介质的长度发生变化，导致电容发生变化。电介质板向右平移进入电容器一小段距离过程，则下列说法正确的是（ ）
A．平行板电容器的电容变小
B．平行板电容器的带电量变小
C．通过灵敏电流计的电流方向从a到b
D．当电介质板停止运动后，电路中仍有电流通过
【答案】C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】AB．电介质板向右平移进入电容器一小段距离过程，电容器间的介电常数 增大，由电容的决定式 可知电容增大；因U不变，由电容的定义式 可知，电容器的带电量Q增大，AB项错误；
C．电容器的带电量增大，则电源对电容进行充电，故通过灵敏电流计的电流方向从a到b，C项正确；
D．当电介质板停止运动后，电容无充放电，故电路中无电流，D项错误。
故答案为：C。
【分析】利用电容的决定式可以判别电容的大小变化，结合电压不变可以判别电荷量的大小变化；利用电荷量的变化可以判别电流的方向；当电介质停止运动时，电容器不再放电和充电所以电路中无电流。
二、多选题
8．（2023高二上·广东期末）如图所示，在正方体的一个顶点固定着电荷量为Q的正点电荷，a、b、c为与该点电荷相邻的顶点，则下列说法正确的是（ ）
A．a、b、c三点的电势相等
B．a、b、c三点的电场强度相同
C．a、b两点连线上的电势先升高后降低
D．带负电的试探电荷沿ab连线运动时电势能始终不变
【答案】A,C
【知识点】电场线
【解析】【解答】A．由题可知，a、b、c三点到场源电荷Q的距离相等，A、b、c三点的电势相等，A项正确；
B．a、b、c三点的电场强度大小相等，方向不同，B项错误；
C．a、b两点连线上的点离场源电荷先近后远，故电势先升高后降低，C项正确；
D．带负电的试探电荷沿ab连线运动时电势能先减小后增大，D项错误。
故答案为：AC。
【分析】利用电场线的分布可以比较电势和场强的大小；利用距离的变化可以判别电势的大小变化，利用电势的变化结合电性可以判别电势能的大小变化。
9．（2023高二上·广东期末）如图所示，有一易爆物静止放在离地面高为h的小平台上，某时刻该物体爆炸裂开成甲、乙两块物体，甲物体获得的初速度大小为v0，方向水平向左，若甲物体的质量为2m，乙物体的质量为m，摩擦阻力和空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A．爆炸后瞬间，甲、乙两物体的总动量为零
B．甲、乙两物体同时落地且落地时速率相等
C．两物体下落过程，甲物体的动量变化量是乙物体的两倍
D．爆炸过程中释放的总能量为
【答案】A,C
【知识点】动量守恒定律；平抛运动
【解析】【解答】A．根据动量守恒可得爆炸前后瞬间，动量矢量和均为零，A项正确；
B．爆炸后，两物体从同一高度做平抛运动，由 可知甲、乙两物体同时落地；由动量守恒定律可得 ，解得 ，再分别根据动能定理得 ， ，解得 ， ，可知甲、乙两物体落地时速率不同，B项错误；
C．根据动量定理，两物体在落地的过程中，动量变化量等于重力的冲量大小，即 ，甲物体的质量是乙物体质量的两倍，故甲物体的动量变化量是乙物体的两倍，C项正确；
D．根据能量守恒定律可得爆炸过程中释放的总能量为两个物体的总动能 与爆炸产生的热量的总和，D项错误。
故答案为：AC。
【分析】利用动量守恒定律可以判别爆炸过程动量矢量和等于0；利用动量守恒定律可以求出竖直方向速度的大小，结合速度的合成可以求出落地速率的大小；利用重力的大小及时间可以比较动量变化量的大小；利用能量守恒定律可以求出爆炸过程释放的能量大小。
10．（2023高二上·广东期末）如图所示为某款无人机铭牌上标注的各项参数，则下列说法正确的是（ ）
工作额定电压 20V 工作额定电流 1A
电池容量 2250mA·h锂电池 电池能量 45Wh
整机质量 250g 主摄像素数 4800万
A．电池充满电后储存的总电荷量为2.250C
B．该无人机的额定功率为20W
C．该无人机内部电路的总电阻一定为
D．无人机电池充满电后最多可持续飞行约为2.25小时
【答案】B,D
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】A．无人机电池充满电后储存的总电荷量为 ，A项错误；
B．无人机的额定功率 ，B项正确；
C．无人机电路为非纯电阻电路，由无人机铭牌数据不能得出无人机内部电路的电阻，C项错误；
D．无人机电池充满电后，可供无人机持续飞行时间 ，D项正确。
故答案为：BD。
【分析】利用电流的定义式可以求出电荷量的大小；利用电功率的表达式可以求出额定功率的大小；无法利用欧姆定律求出无人机内部电路的电阻；利用电能的表达式可以求出飞行时间的大小。
三、实验题
11．（2023高二上·广东期末）某同学采用手机的连续拍摄功能，拍下了小球自由下落的过程。该同学找出连续拍摄的五张清晰照片，合成到同一张图中打印出来（如图所示），测得小球各点相邻位置间的距离为工、、、，经过测量知实际下落距离是图中距离的k倍，连续拍摄每张照片间隔为T。
（1）小球在位置B时的速度表达式 。
（2）充分利用测量数据，写出小球运动过程中重力加速度表达式 。
（3）在测量小球相邻位置间距时由于实验者读数产生的误差是 （填“偶然”或“系统”）误差。
【答案】（1）
（2）
（3）偶然
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】（1）根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，则小球在位置B时的速度为
（2）根据逐差法，可得小球的加速度为
（3）测量小球相邻位置间距时由于实验者读数可能大于真实值，也可能小于真实值，因此读数产生的误差是偶然误差。
【分析】（1）利用平均速度公式可以求出小球瞬时速度的大小；
（2）利用逐差法可以求出小球加速度的大小；
（3）由于测量的读数会比真实值存在一定的误差，偏大或偏小，所以属于偶然误差。
12．（2023高二上·广东期末）2022年北京冬奥会室内赛场利用温度传感器实时监控赛场温度，而温度传感器的主要部件是热敏电阻。某探究小组网购了一个热敏电阻，设计了一个简易的“过热自动报警电路”。
（1）为了测量热敏电阻的阻值随温度变化的关系，该小组设计了如图甲所示的电路，他们的实验步骤如下：
①先将单刀双掷开关S掷向1，调节热敏电阻的温度，记下电流表的相应示数；
②然后将单刀双掷开关S掷向2，调节电阻箱R使电流表的读数为 ，记下电阻箱相应的示数；
③逐步升高温度的数值，每一温度下重复步骤①②；
④根据实验测得的数据，作出了热敏电阻的阻值随温度t变化的图像如图乙所示。
（2）该小组设计的“过热自动报警电路”如图丙所示，电源的电动势为E＝3V，电源内阻可忽略，继电器线圈用漆包线绕成，阻值为。将热敏电阻安装在需要探测温度的地方，当线圈中的电流大于等于60mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响起，同时指示灯熄灭。
图丙中警铃的接线柱C应与接线柱 （填“A”或“B”）相连，指示灯的接线柱D应与接线柱 （填“A”或“B”）相连；请计算说明，环境温度超过 ℃时，警铃响起报警；若电源有一定的内阻，则警铃报警时对应的温度将 （填“升高”“降低”或“不变”）。
【答案】（1）I1
（2）B；A；40；升高
【知识点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性
【解析】【解答】（1）②实验采用替代法﹐将单刀双掷开关S掷向2，调节电阻箱R使电流表的读数为 。
（2）温度升高时，热敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律，热敏电阻的阻值减小，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增大。当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响，所以警铃的接线柱C应与接线柱B相连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。当线圈中的电流 时，继电器的衔铁将被吸合，警铃报警控制电路的总电阻 ，热敏电阻 ，由图乙可知，此时t＝40℃；所以当温度 时，警铃报警。当考虑电源内阻时，线圈中的电流大于等于60mA，则 ，不变，但热敏电阻 ，热敏电阻的阻值变小，温度升高。
【分析】（1）实验使用等效替换法，所以开关S打向2时，调节电阻箱R使电流表的读数为I；
（2）温度升高时热敏电阻的阻值减小，结合欧姆定律回路中电流就会增大，磁性就会增大吸引磁铁警铃报警，所以接线柱C与B接线柱相连；利用闭合电路的欧美定律可以求出报警时的热敏电阻的阻值大小，结合图象可以判别报警的温度；当电源存在内阻会导致电流比较慢到达报警电流，所以对应的温度比较高。
四、解答题
13．（2023高二上·广东期末）如图所示，一电荷量为q、质量为m的带正电粒子从靠近加速器正极板M处由静止释放，并从负极板N射出；接着该粒子从P点进入一分布有匀强电场的圆形区域中，粒子在P点时的速度方向恰好指向该区域的圆心O，在电场作用下恰好从Q点离开，P、Q为圆形区域上两点，且。已知加速器两极板间的电势差为，圆形区域的半径为R，圆形区域内电场方向与OQ平行，不计粒子的重力，求：
（1）该粒子从极板N射出时的速度大小；
（2）圆形区域内匀强电场的电场强度大小。
【答案】（1）解：粒子在加速器内电场力作用下从极板M，加速运动到极板N过程，由动能定理可得
解得
（2）解：设圆形区域内匀强电场的电场强度大小为E，该粒子在圆形电场区域内做类平抛运动
粒子沿初速度方向做匀速直线运动，通过电场的时间
粒子沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度
由于粒子恰好从Q点离开，故穿过电场的位移侧移量
联立解得
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）粒子在电场中加速，利用动能定理可以求出加速获得的速度大小；
（2）粒子在电场中做类平抛运动，利用位移公式结合牛顿第二定律可以求出电场强度的大小。
14．（2023高二上·广东期末）美国科学家密立根用如图所示的装置测量出了微小带电油滴所带的电荷量，从而发现了自然界的电荷量都是某一最小电荷量（元电荷）的整数倍。图中，平行板电容器的两极板与电压为U的恒定电源相连，两板间的距离为d，在两极板中喷入一些带电油滴，其中质量为m的油滴A恰好能悬停在板间，已知油滴运动时受到的空气阻力大小跟速率成正比，重力加速度为g，求：
（1）油滴A所带的电荷量大小；
（2）若电容器两极板电压突变为0.8U，则此瞬间油滴A的加速度多大？当油滴A匀速下落时，它受到的空气阻力有多大？
（3）若在两极板电压0.8U时，质量也为m的油滴B以油滴A匀速时速率的2倍匀速上升，求油滴B的电荷量为多少？
【答案】（1）解：油滴A处于静止状态，则
又 ，可得油滴A所带的电荷量为
（2）解：当电容器两极板电压突然变为0.8U时
由牛顿第二定律可得
联立解得
油滴A很快变为匀速下降，此时它受到的空气阻力设为f，由平衡条件可得
解得
（3）解：油滴B在两极板电压0.8U时以油滴A速率的2倍匀速上升，阻力大小跟速率成正比，故油滴B受到的空气阻力为
对油滴B有 ，
解得
【知识点】共点力的平衡；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）当油滴处于静止时，利用平衡方程可以求出油滴所带电荷量的大小；
（2）已知板间电压的大小，结合牛顿第二定律可以求出油滴加速度的大小；结合平衡方程可以求出油滴受到的阻力大小；
（3）当油滴B做匀速上升时，利用平衡方程结合阻力的大小可以求出油滴B电荷量的大小。
15．（2023高二上·广东期末）如图所示，半径为m的光滑竖直半圆轨道固定在水平面上，轨道与水平面相切于c点，水平面ab段和bc段长度均为m，质量均为kg的小滑块甲、乙分别静置在a，b两点，现给小滑块甲一水平向左的瞬时冲量，小滑块甲获得8m/s的速度后开始向左运动，并与小滑块乙发生弹性碰撞，碰后小滑块乙继续滑行经c点进入半圆轨道。已知两小滑块与水平面间的动摩擦因数均为，重力加速度为m/s2，求：
（1）小滑块甲获得瞬时冲量大小为多少？两小滑块碰撞后瞬间，两小滑块的速度分别为多大？
（2）小滑块乙滑至半圆轨道的最高点d时，对轨道的压力是多大？
（3）若使碰后小滑块乙能通过半圆轨道的最高点d，则需给滑块甲至少多大瞬时冲量？
【答案】（1）解：对小滑块甲，获得瞬时冲量过程，有 ，可得
对小滑块甲，从a点到b点过程，由动能定理可得
解得 m/s
对小滑块甲﹑乙相碰过程满足机械能守恒和动量守恒，有 ，
解得 ， m/s
（2）解：对小滑块乙，从碰后到d点过程，由动能定理可得
解得 m/s
对小滑块乙，在d处有
解得N＝7N
根据牛顿第三定律可得小滑块乙滑至半圆轨道的最高点d时，对轨道的压力为
（3）解：设给小滑块甲的冲量为 后小滑块甲获得的速度为 ，要使得小滑块甲、乙碰后小滑块乙能通过半圆轨道的最高点d，在d点处，要求半圆轨道对其的支持力 ，联立以上各式得 ，
故要使碰后小滑块乙能通过半圆轨道的最高点d，需给小滑块甲至少0.6kg·m/s的瞬时冲量。
【知识点】动量守恒定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）对于滑块甲，利用动量定理可以求出瞬时冲量的大小；利用滑块甲从a到b的过程中，利用动能定理可以求出碰前速度的大小，结合动量守恒定律及能量守恒定律可以求出碰后两个滑块速度的大小；
（2）当滑块乙上滑到最高点的过程中，利用动能定理可以求出滑到最高点的速度大小，结合牛顿第二定律可以求出对轨道压力的大小；
（3）当滑块乙恰好通过最高点时，利用牛顿第二定律可以求出通过最高点的速度大小，结合动量守恒定律及动能定理可以求出滑块甲冲量的大小。
广东省名校联盟2022-2023学年高二上学期物理期末联考试卷
一、单选题
1．（2023高二上·广东期末）下列四种情境中，不能产生感应电流的是（ ）
A． 导体棒正在切割磁感线
B． 条形磁铁向下插入螺线管
C． 开关闭合瞬间
D．开关闭合瞬间
2．（2023高二上·广东期末）某次百米比赛中，甲、乙两位同学从同一起跑线同时出发做直线运动，他们在开始运动阶段的图像如图所示，图中阴影面积，则下列说法正确的是（ ）
A．乙同学起跑时的加速度较大
B．时间内，乙同学领先于甲同学
C．时刻，乙同学刚好从后面追上甲同学
D．时刻，乙同学刚好从后面追上甲同学
3．（2023高二上·广东期末）引体向上是中学生体能测试的常规项目之一，某高中生在一分钟内做了9个标准动作，每次引体向上的高度均约为50cm，则此过程中（ ）
A．该高中生始终处于超重状态
B．杆对该高中生的支持力始终做正功
C．该高中生克服重力做功的平均功率约为45W
D．该高中生克服重力做功的平均功率约为450W
4．（2023高二上·广东期末）2022年11月29日晚，长征二号运载火箭将神舟十五号载人飞船精准送入预定轨道，并于11月30日7时33分对接天和核心舱，形成三舱三船组合体，这是中国太空站目前最大的构型。如图所示为“神舟十五号”对接前变轨过程的简化示意图，AC是椭圆轨道Ⅱ的长轴，“神舟十五号”从圆轨道Ⅰ先变轨到椭圆轨道Ⅱ，再变轨到圆轨道Ⅲ，与在圆轨道Ⅲ运行的天和核心舱实施对接。下列说法正确的是（ ）
A．“神舟十五号”两次变轨过程中均需要点火减速
B．“神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上运行的周期小于天和核心舱运行的周期
C．“神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上经过C点时的速率大于天和核心舱经过C点时的速率
D．“神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上C点时的加速度大于天和核心舱在C点时的加速度
5．（2023高二上·广东期末）如图所示为我国少数民族地区使用的一种舂米装置。以O点为支点，人用脚踩踏板A，另一端的装置B会上升，松开脚后，装置B会撞击谷槽里面的谷米等。已知，若忽略一切摩擦阻力，关于舂米装置，下列说法正确的是（ ）
A．踏板A的线速度小于装置B的线速度
B．踏板A的线速度大于装置B的线速度
C．装置B下降时减小的重力势能全部转化为装置B的动能
D．踩下踏板A的过程，人做的功全部转化为装置B的重力势能
6．（2023高二上·广东期末）如图所示为滚筒式静电分选器的示意图，由料斗A，导板B，导体滚筒C，刮板D，料槽E、F和放电针G等部件组成。滚筒C、放电针G分别接直流高压电源的正、负极，并令滚筒C接地，放电针G与转轮间施加高压并电离空气，颗粒经过电离空气后都带上电荷。现将金属和塑料碎成粉粒后加入滚筒，由于塑料及金属导电性能不同，最终可完成分离，并通过料槽E、F进行回收，则下列说法正确的是（ ）
A．经过电离空气后，金属带正电，塑料带负电
B．金属粉粒会落入料槽F
C．塑料粉粒会落入料槽F
D．金属粉粒吸附滚筒的能力更强
7．（2023高二上·广东期末）如图所示为一电容式位移传感器，其原理是电介质板和物体固定在一起，当物体发生一小段位移时，插入两极板间的电介质的长度发生变化，导致电容发生变化。电介质板向右平移进入电容器一小段距离过程，则下列说法正确的是（ ）
A．平行板电容器的电容变小
B．平行板电容器的带电量变小
C．通过灵敏电流计的电流方向从a到b
D．当电介质板停止运动后，电路中仍有电流通过
二、多选题
8．（2023高二上·广东期末）如图所示，在正方体的一个顶点固定着电荷量为Q的正点电荷，a、b、c为与该点电荷相邻的顶点，则下列说法正确的是（ ）
A．a、b、c三点的电势相等
B．a、b、c三点的电场强度相同
C．a、b两点连线上的电势先升高后降低
D．带负电的试探电荷沿ab连线运动时电势能始终不变
9．（2023高二上·广东期末）如图所示，有一易爆物静止放在离地面高为h的小平台上，某时刻该物体爆炸裂开成甲、乙两块物体，甲物体获得的初速度大小为v0，方向水平向左，若甲物体的质量为2m，乙物体的质量为m，摩擦阻力和空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A．爆炸后瞬间，甲、乙两物体的总动量为零
B．甲、乙两物体同时落地且落地时速率相等
C．两物体下落过程，甲物体的动量变化量是乙物体的两倍
D．爆炸过程中释放的总能量为
10．（2023高二上·广东期末）如图所示为某款无人机铭牌上标注的各项参数，则下列说法正确的是（ ）
工作额定电压 20V 工作额定电流 1A
电池容量 2250mA·h锂电池 电池能量 45Wh
整机质量 250g 主摄像素数 4800万
A．电池充满电后储存的总电荷量为2.250C
B．该无人机的额定功率为20W
C．该无人机内部电路的总电阻一定为
D．无人机电池充满电后最多可持续飞行约为2.25小时
三、实验题
11．（2023高二上·广东期末）某同学采用手机的连续拍摄功能，拍下了小球自由下落的过程。该同学找出连续拍摄的五张清晰照片，合成到同一张图中打印出来（如图所示），测得小球各点相邻位置间的距离为工、、、，经过测量知实际下落距离是图中距离的k倍，连续拍摄每张照片间隔为T。
（1）小球在位置B时的速度表达式 。
（2）充分利用测量数据，写出小球运动过程中重力加速度表达式 。
（3）在测量小球相邻位置间距时由于实验者读数产生的误差是 （填“偶然”或“系统”）误差。
12．（2023高二上·广东期末）2022年北京冬奥会室内赛场利用温度传感器实时监控赛场温度，而温度传感器的主要部件是热敏电阻。某探究小组网购了一个热敏电阻，设计了一个简易的“过热自动报警电路”。
（1）为了测量热敏电阻的阻值随温度变化的关系，该小组设计了如图甲所示的电路，他们的实验步骤如下：
①先将单刀双掷开关S掷向1，调节热敏电阻的温度，记下电流表的相应示数；
②然后将单刀双掷开关S掷向2，调节电阻箱R使电流表的读数为 ，记下电阻箱相应的示数；
③逐步升高温度的数值，每一温度下重复步骤①②；
④根据实验测得的数据，作出了热敏电阻的阻值随温度t变化的图像如图乙所示。
（2）该小组设计的“过热自动报警电路”如图丙所示，电源的电动势为E＝3V，电源内阻可忽略，继电器线圈用漆包线绕成，阻值为。将热敏电阻安装在需要探测温度的地方，当线圈中的电流大于等于60mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响起，同时指示灯熄灭。
图丙中警铃的接线柱C应与接线柱 （填“A”或“B”）相连，指示灯的接线柱D应与接线柱 （填“A”或“B”）相连；请计算说明，环境温度超过 ℃时，警铃响起报警；若电源有一定的内阻，则警铃报警时对应的温度将 （填“升高”“降低”或“不变”）。
四、解答题
13．（2023高二上·广东期末）如图所示，一电荷量为q、质量为m的带正电粒子从靠近加速器正极板M处由静止释放，并从负极板N射出；接着该粒子从P点进入一分布有匀强电场的圆形区域中，粒子在P点时的速度方向恰好指向该区域的圆心O，在电场作用下恰好从Q点离开，P、Q为圆形区域上两点，且。已知加速器两极板间的电势差为，圆形区域的半径为R，圆形区域内电场方向与OQ平行，不计粒子的重力，求：
（1）该粒子从极板N射出时的速度大小；
（2）圆形区域内匀强电场的电场强度大小。
14．（2023高二上·广东期末）美国科学家密立根用如图所示的装置测量出了微小带电油滴所带的电荷量，从而发现了自然界的电荷量都是某一最小电荷量（元电荷）的整数倍。图中，平行板电容器的两极板与电压为U的恒定电源相连，两板间的距离为d，在两极板中喷入一些带电油滴，其中质量为m的油滴A恰好能悬停在板间，已知油滴运动时受到的空气阻力大小跟速率成正比，重力加速度为g，求：
（1）油滴A所带的电荷量大小；
（2）若电容器两极板电压突变为0.8U，则此瞬间油滴A的加速度多大？当油滴A匀速下落时，它受到的空气阻力有多大？
（3）若在两极板电压0.8U时，质量也为m的油滴B以油滴A匀速时速率的2倍匀速上升，求油滴B的电荷量为多少？
15．（2023高二上·广东期末）如图所示，半径为m的光滑竖直半圆轨道固定在水平面上，轨道与水平面相切于c点，水平面ab段和bc段长度均为m，质量均为kg的小滑块甲、乙分别静置在a，b两点，现给小滑块甲一水平向左的瞬时冲量，小滑块甲获得8m/s的速度后开始向左运动，并与小滑块乙发生弹性碰撞，碰后小滑块乙继续滑行经c点进入半圆轨道。已知两小滑块与水平面间的动摩擦因数均为，重力加速度为m/s2，求：
（1）小滑块甲获得瞬时冲量大小为多少？两小滑块碰撞后瞬间，两小滑块的速度分别为多大？
（2）小滑块乙滑至半圆轨道的最高点d时，对轨道的压力是多大？
（3）若使碰后小滑块乙能通过半圆轨道的最高点d，则需给滑块甲至少多大瞬时冲量？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】产生感应电流的条件是闭合电路中的磁通量发生变化，C项中，开关闭合后B线圈回路中的磁通量不变，故无法产生感应电流。
故答案为：C。
【分析】利用线圈中磁通量是否变化可以判别感应电流是否产生。
2．【答案】D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A． 图像的斜率表示加速度，由图可知甲同学起跑时的加速度较大，A不符合题意；
B． 图像与坐标轴围成的面积表示位移， 时间内，甲图线与t轴围成的面积较大，因此甲同学领先于乙同学，B不符合题意；
C． 时刻，甲同学领先乙同学的距离最大，C不符合题意；
D．由于图中阴影面积 ，则 时间内两图线与t轴围成的面积相等，故在 时刻，乙同学恰好从后方追上甲同学，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用图象斜率可以比较加速度的大小，利用图象面积可以比较运动的位移；利用共速的时刻可以判别间距最大；利用面积相等可以判别相遇的时刻。
3．【答案】C
【知识点】功的计算；重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】A．做引力向上时，高中生应先向上做加速度后向上做减速，则此过程中该高中生先处于超重状态后得处于失重状态，A项错误；
B．由于杆对该高中生的作用力没有位移，不做功，B项错误；
CD．该高中生克服重力做功的平均功率 ，C项正确，D项错误。
故答案为：C。
【分析】利用加速度的方向可以判别超重与失重；由于杆对高中生没有位移所以做功等于0；利用重力做功及时间可以求出平均功率的大小。
4．【答案】B
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A．卫星从低轨道变轨到高轨道需要在变轨处点火加速，故“神舟十五号”两次变轨过程中均需要点火加速，A不符合题意；
B．根据开普勒第三定律 ，由于“神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上运行的半长轴小于天和核心舱的轨道半径，可知“神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上运行的周期小于天和核心舱运行的周期，B符合题意；
C．“神舟十五号”从椭圆轨道Ⅱ变轨到圆轨道Ⅲ需要在C处点火加速，故“神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上经过C点时的速率小于天和核心舱经过C点时的速率，C不符合题意；
D．由 可知，“神舟十五号”在椭圆轨道Ⅱ上C点时的加速度等于天和核心舱在C点时的加速度，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】卫星从低轨道到高轨道做离心运动需要进行加速；利用开普勒第三定律结合半径的大小可以比较周期的大小；飞船在椭圆轨道II经过C点时到轨道III要做加速离心运动，所以小于核心舱经过C点的速度；利用牛顿第二定律可以判别同一点加速度相等。
5．【答案】A
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】AB．踏板A、装置B的角速度相同，由 可知踏板A的线速度小于装置B的线速度，A符合题意，B不符合题意；
C．装置B下降时减小的重力势能全部转化为装置B的动能和踏板A的动能和重力势能，C不符合题意；
D．根据功能关系，踩下踏板A的过程，人做的功转化为舂米装置的机械能，不仅仅是装置B的重力势能，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用角速度相等结合半径大小可以比较线速度的大小；利用机械能守恒定律可以判别装置B减小的重力势能转化装置B的动能和踏板A的动能和重力势能；人踩下踏板A的过程，人做的功转化为舂米装置的机械能。
6．【答案】B
【知识点】电场及电场力
【解析】【解答】A.放电针G附近的空气受高压电场作用而电离，在电场力作用下，大量的电子或负离子被喷射在粉粒上，两种粉粒均带负电，A项错误；
BCD.带负电的金属粉粒因具有良好的导电性，所以在与带正电的滚筒C接触后，其上的负电被滚筒C上的正电中和，在重力作用下落于料槽F；绝缘性能良好的塑料粉粒，其所带负电不容易传给滚筒C，在滚筒C的静电吸引力作用下，附着于滚筒C的表面并随滚筒C转动，最后粉粒较大者在重力作用下掉入料槽E，粉粒较小者由刮板将其刮入料槽E，B项正确，C，D项错误。
故答案为：B。
【分析】由于空气电能所以粉粒都会带上负电荷；由于两种粉粒导电性不同，金属粉粒电量容易转移，所以在重力作用下落入F中，塑料粉粒由于静电力的吸引下回落入E中。
7．【答案】C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】AB．电介质板向右平移进入电容器一小段距离过程，电容器间的介电常数 增大，由电容的决定式 可知电容增大；因U不变，由电容的定义式 可知，电容器的带电量Q增大，AB项错误；
C．电容器的带电量增大，则电源对电容进行充电，故通过灵敏电流计的电流方向从a到b，C项正确；
D．当电介质板停止运动后，电容无充放电，故电路中无电流，D项错误。
故答案为：C。
【分析】利用电容的决定式可以判别电容的大小变化，结合电压不变可以判别电荷量的大小变化；利用电荷量的变化可以判别电流的方向；当电介质停止运动时，电容器不再放电和充电所以电路中无电流。
8．【答案】A,C
【知识点】电场线
【解析】【解答】A．由题可知，a、b、c三点到场源电荷Q的距离相等，A、b、c三点的电势相等，A项正确；
B．a、b、c三点的电场强度大小相等，方向不同，B项错误；
C．a、b两点连线上的点离场源电荷先近后远，故电势先升高后降低，C项正确；
D．带负电的试探电荷沿ab连线运动时电势能先减小后增大，D项错误。
故答案为：AC。
【分析】利用电场线的分布可以比较电势和场强的大小；利用距离的变化可以判别电势的大小变化，利用电势的变化结合电性可以判别电势能的大小变化。
9．【答案】A,C
【知识点】动量守恒定律；平抛运动
【解析】【解答】A．根据动量守恒可得爆炸前后瞬间，动量矢量和均为零，A项正确；
B．爆炸后，两物体从同一高度做平抛运动，由 可知甲、乙两物体同时落地；由动量守恒定律可得 ，解得 ，再分别根据动能定理得 ， ，解得 ， ，可知甲、乙两物体落地时速率不同，B项错误；
C．根据动量定理，两物体在落地的过程中，动量变化量等于重力的冲量大小，即 ，甲物体的质量是乙物体质量的两倍，故甲物体的动量变化量是乙物体的两倍，C项正确；
D．根据能量守恒定律可得爆炸过程中释放的总能量为两个物体的总动能 与爆炸产生的热量的总和，D项错误。
故答案为：AC。
【分析】利用动量守恒定律可以判别爆炸过程动量矢量和等于0；利用动量守恒定律可以求出竖直方向速度的大小，结合速度的合成可以求出落地速率的大小；利用重力的大小及时间可以比较动量变化量的大小；利用能量守恒定律可以求出爆炸过程释放的能量大小。
10．【答案】B,D
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】A．无人机电池充满电后储存的总电荷量为 ，A项错误；
B．无人机的额定功率 ，B项正确；
C．无人机电路为非纯电阻电路，由无人机铭牌数据不能得出无人机内部电路的电阻，C项错误；
D．无人机电池充满电后，可供无人机持续飞行时间 ，D项正确。
故答案为：BD。
【分析】利用电流的定义式可以求出电荷量的大小；利用电功率的表达式可以求出额定功率的大小；无法利用欧姆定律求出无人机内部电路的电阻；利用电能的表达式可以求出飞行时间的大小。
11．【答案】（1）
（2）
（3）偶然
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】（1）根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，则小球在位置B时的速度为
（2）根据逐差法，可得小球的加速度为
（3）测量小球相邻位置间距时由于实验者读数可能大于真实值，也可能小于真实值，因此读数产生的误差是偶然误差。
【分析】（1）利用平均速度公式可以求出小球瞬时速度的大小；
（2）利用逐差法可以求出小球加速度的大小；
（3）由于测量的读数会比真实值存在一定的误差，偏大或偏小，所以属于偶然误差。
12．【答案】（1）I1
（2）B；A；40；升高
【知识点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性
【解析】【解答】（1）②实验采用替代法﹐将单刀双掷开关S掷向2，调节电阻箱R使电流表的读数为 。
（2）温度升高时，热敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律，热敏电阻的阻值减小，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增大。当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响，所以警铃的接线柱C应与接线柱B相连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。当线圈中的电流 时，继电器的衔铁将被吸合，警铃报警控制电路的总电阻 ，热敏电阻 ，由图乙可知，此时t＝40℃；所以当温度 时，警铃报警。当考虑电源内阻时，线圈中的电流大于等于60mA，则 ，不变，但热敏电阻 ，热敏电阻的阻值变小，温度升高。
【分析】（1）实验使用等效替换法，所以开关S打向2时，调节电阻箱R使电流表的读数为I；
（2）温度升高时热敏电阻的阻值减小，结合欧姆定律回路中电流就会增大，磁性就会增大吸引磁铁警铃报警，所以接线柱C与B接线柱相连；利用闭合电路的欧美定律可以求出报警时的热敏电阻的阻值大小，结合图象可以判别报警的温度；当电源存在内阻会导致电流比较慢到达报警电流，所以对应的温度比较高。
13．【答案】（1）解：粒子在加速器内电场力作用下从极板M，加速运动到极板N过程，由动能定理可得
解得
（2）解：设圆形区域内匀强电场的电场强度大小为E，该粒子在圆形电场区域内做类平抛运动
粒子沿初速度方向做匀速直线运动，通过电场的时间
粒子沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度
由于粒子恰好从Q点离开，故穿过电场的位移侧移量
联立解得
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）粒子在电场中加速，利用动能定理可以求出加速获得的速度大小；
（2）粒子在电场中做类平抛运动，利用位移公式结合牛顿第二定律可以求出电场强度的大小。
14．【答案】（1）解：油滴A处于静止状态，则
又 ，可得油滴A所带的电荷量为
（2）解：当电容器两极板电压突然变为0.8U时
由牛顿第二定律可得
联立解得
油滴A很快变为匀速下降，此时它受到的空气阻力设为f，由平衡条件可得
解得
（3）解：油滴B在两极板电压0.8U时以油滴A速率的2倍匀速上升，阻力大小跟速率成正比，故油滴B受到的空气阻力为
对油滴B有 ，
解得
【知识点】共点力的平衡；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）当油滴处于静止时，利用平衡方程可以求出油滴所带电荷量的大小；
（2）已知板间电压的大小，结合牛顿第二定律可以求出油滴加速度的大小；结合平衡方程可以求出油滴受到的阻力大小；
（3）当油滴B做匀速上升时，利用平衡方程结合阻力的大小可以求出油滴B电荷量的大小。
15．【答案】（1）解：对小滑块甲，获得瞬时冲量过程，有 ，可得
对小滑块甲，从a点到b点过程，由动能定理可得
解得 m/s
对小滑块甲﹑乙相碰过程满足机械能守恒和动量守恒，有 ，
解得 ， m/s
（2）解：对小滑块乙，从碰后到d点过程，由动能定理可得
解得 m/s
对小滑块乙，在d处有
解得N＝7N
根据牛顿第三定律可得小滑块乙滑至半圆轨道的最高点d时，对轨道的压力为
（3）解：设给小滑块甲的冲量为 后小滑块甲获得的速度为 ，要使得小滑块甲、乙碰后小滑块乙能通过半圆轨道的最高点d，在d点处，要求半圆轨道对其的支持力 ，联立以上各式得 ，
故要使碰后小滑块乙能通过半圆轨道的最高点d，需给小滑块甲至少0.6kg·m/s的瞬时冲量。
【知识点】动量守恒定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）对于滑块甲，利用动量定理可以求出瞬时冲量的大小；利用滑块甲从a到b的过程中，利用动能定理可以求出碰前速度的大小，结合动量守恒定律及能量守恒定律可以求出碰后两个滑块速度的大小；
（2）当滑块乙上滑到最高点的过程中，利用动能定理可以求出滑到最高点的速度大小，结合牛顿第二定律可以求出对轨道压力的大小；
（3）当滑块乙恰好通过最高点时，利用牛顿第二定律可以求出通过最高点的速度大小，结合动量守恒定律及动能定理可以求出滑块甲冲量的大小。
