2022-2023学年甘肃省金昌市永昌重点中学高二（上）期末物理试卷
1. 年月日，我国成功将北京三号卫星送入预定轨道，如图卫星两翼的太阳能电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。关于太阳能等能源与可持续发展，以下说法正确的是( )
A. 利用太阳能、风能和氢能等能源替代化学能源可以改善空气质量
B. 人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造
C. 水电站里的发电机装置可以将水库中储存的水的机械能全部转化为电能
D. 核能对环境的污染比常规能源对环境的污染大
2. 如图所示，、、为一负点电荷电场中一条电场线上的三点，为的中点。、两点的电势分别为，，则( )
A. 点的电势为
B. 、两点的电势差大于、两点的电势差
C. 点的电场强度一定比点的电场强度大
D. 一正点电荷从点沿直线移到点的过程中，电场力做负功
3. 消防演练中，一个质量为的消防队员从一个高台无初速度跳下，落到一个厚软垫上，高台和厚软垫之间的高度差为，若消防员从接触软垫到陷至最低点经历的时间为，规定竖直向下为正方向，忽略空气阻力，则在这段时间内，软垫对消防员的冲量为取( )
A. B. C. D.
4. 如图所示，带电球置于铁架台旁，系在绝缘丝线上的带电小球挂在铁架台的点。小球静止时与带电球处于同一水平线上，与带电球的距离为，丝线与竖直方向的夹角为。已知球的质量为，电荷量为，重力加速度为静电力常量为，两球可视为点电荷，则带电球在小球所在处产生的电场的场强的大小和带电球所带的电荷量分别为( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
5. 如图所示，在相距的、两地之间沿直线架设了两条输电线，两条输电线的总电阻为。现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，检修员进行了如下操作：在地接上电源，测得电压表示数为，电流表示数为。则地到短路处两根输电线的总电阻和地到短路处的距离分别为( )
A. ； B. ； C. ； D. ；
6. 如图，是组成电容器的两块水平放置的平行金属极板，下极板接地，为直流电源，内阻不计。为其中一个定点。将开关闭合，电路稳定后，带电油滴位于两板中央的点且恰好处于平衡状态。将板向上平移一小段距离( )
A. 电容器的带电量将增大
B. 在板上移过程，电阻中有向左的电流
C. 带电油滴将沿竖直方向向上运动
D. 点电势将降低
7. 如图所示，、、、、，个小球并排放置在光滑的水平面上，球以速度向球运动，其中、两球质量为，、、、四个小球质量为，所发生的碰撞均为弹性碰撞，则碰撞之后( )
A. 共有个小球运动，方向均向右
B. 共有个小球运动，方向既有向左又有向右
C. 共有个小球运动，方向均向右
D. 共有个小球运动，方向既有向左又有向右
8. 如图所示的电路中，电流表为理想电表，电源的电动势为、内阻为，闭合开关，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，下列说法正确的是( )
A. 两端的电压增大
B. 的功率增大
C. 电流表的示数变大
D. 通过的电流增大
9. 一些材料的电阻随温度的变化而变化．如图甲是由某金属材料制成的电阻随摄氏温度变化的图像，若用该电阻与电池电动势，内阻不计、电流表量程为，内阻不计、电阻箱串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。以下有关判断正确的是( )
A. 温度升高，电路中电流增大
B. 电流刻度较大处对应的温度刻度较小
C. 电流为时，电阻
D. 电流为时，对应的温度数值为
10. 如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为和的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上。现使瞬间获得水平向右的速度，以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得( )
A. 在、时刻弹簧处于原长状态
B. 时刻两物体达到共速，弹簧被压缩到最短
C. 两物块的质量之比为：：
D. 在时刻两物块的动能大小之比为：：
11. 某中学的物理兴趣小组计划测量一组旧蓄电池的电动势和内阻。实验的电路图如图甲所示，实验操作过程如下：闭合开关，读出电流表的示数和电阻箱的阻值，记录多组、的值，根据实验数据在图乙中作图，回答下列问题：
根据乙图，可知电池的电动势______，内阻______。计算结果均保留三位有效数字
分析实验方案发现，电流表内阻对实验精确度有较大影响，测得电流表内阻为，则电源内阻的精确值为______。
12. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：
用多用电表粗测金属丝的阻值：该同学选择倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太大，为了较准确地进行测量，应该选择______ 填“”“”或“”倍率，并重新欧姆调零，正确操作测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如下图中实线所示，测量结果是______ 。
为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下，为了测多组实验数据，则下列器材中的滑动变阻器应选用______ 填“”或“”；电压表应选用______ 填“”或“”；电流表应选用______ 填“”或“”。
A.电压表：量程，内阻约为；：量程，内阻约为
B.电流表：量程，内阻约为；：量程，内阻约为
C.滑动变阻器
D.滑动变阻器
E.的干电池两节，内阻不计
F.电阻箱
G.开关
。导线若干
请设计合理的实验电路，将电路图完整地画在虚线框中。______
用测得的金属导线长度、直径和电阻，可根据电阻率的表达式 ______ ，算出所测金属的电阻率。
13. 在如图所示的电路中，电源电动势为，内阻为，为定值电阻，当滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。不考虑电表对电路的影响，求：
电源内阻和电动势；
定值电阻的最大电功率。
14. 如图所示，内壁光滑、内径很小的圆弧管固定在竖直平面内，圆弧的半径为，质量为，带电荷量为，略小于圆弧截面的带电小球，从与点等高的点沿圆管内由静止运动到最低点，然后从点进入板距的两平行板电容器后刚好能在水平方向上做匀速直线运动，且此时电路中的电动机刚好能正常工作。已知电源的电动势为，内阻为，定值电阻的阻值为，电动机的内阻为求取
小球到达点时的速度；
电容器两端电压为多大；
电动机的机械功率。
15. 如图所示，是光滑水平轨道，是半径为、质量为的光滑的固定圆弧轨道，两轨道恰好相切质量为的小木块静止在点，一个质量为的子弹以某一初速度水平向右射入小木块内，并留在其中和小木块一起运动，且恰能到达圆弧轨道的最高点木块和子弹均可以看成质点。求：
子弹射入木块前的速度；
若每当小木块返回到点，立即有相同的子弹射入小木块，并留在其中，则第颗子弹射入小木块前后，小木块的动量变化量；
在的条件下，第颗子弹射入小木块时，立即解除圆弧轨道的锁定，小木块沿圆弧轨道上升的最大高度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、改善空气质量，就应该从根本上减少碳排放量，用新能源代替传统的化石能源，节能减排，故A正确；
B、能量是守恒的，既不能创造也不可能消失，但能量品质会下降，故要节约能源，故B错误；
C、由于水下落过程以及发电机装置都有摩擦，故该装置不可能将水库中储存的水的机械能全部转化为电能，故C错误；
D、核能属于新能源，是一种清洁能源，故D错误。
故选：。
改善空气质量，就应该从根本上减少碳排放量，用新能源代替传统的化石能源；
能量不能被创造；
机械能不能全部转化为电能，在转化过程中必然有能量损失；
核能是一种清洁能源。
明确清洁能源的概念，明确能量守恒定律的定义是解决问题的关键。
2.【答案】
【解析】解：在、、所在的电场线上，离负电荷越近，场强越大，相同距离的电势差越大，故、两点的电势差大于、两点的电势差，即点的电势高于，故A错误，B正确；
C.该电场是由负电荷形成的，由点电荷场强公式可知，点离场源电荷较远，场强较小，即点的电场强度一定比点的电场强度小，故C错误；
D.一正点电荷从点沿直线移到点的过程中，电场力做正功，故D错误。
故选：。
在、、所在的电场线上，离负电荷越近，场强越大，相同距离的电势差越大；该电场是由负电荷形成的，由点电荷场强公式可知，点离场源电荷较远，场强较小，即点的电场强度一定比点的电场强度小；正点电荷从点沿直线移到点的过程中，电场力做正功。
解决本题需要知道在负点电荷激发的电场中，离负电荷越近，场强越大，相同距离的电势差越大，且离场源电荷越远，场强越小。
3.【答案】
【解析】解：设消防员自由下落的时间为，根据，解得
设为软垫对消防员的冲量，则对消防员整个运动过程，规定竖直向下为正方向，由动量定理有，解得，故ABC错误，D正确。
故选：。
根据自由落体规律求出消防员自由下落的时间，对消防员整个运动过程，由动量定理求出软垫对消防员的冲量。
本题考查了自由落体和动量定理的相关知识，难度不大，解决本题的关键是选择正方向。
4.【答案】
【解析】解：小球受力如图所示：
根据平衡条件可知小球受到的库仑力为：，
根据电场强度的定义式可得，带电球在小球所在处产生的电场的场强：，方向水平向左；
根据库仑定律可得小球受到的库仑力：，解得，故D正确、ABC错误。
故选：。
对进行受力分析，根据平衡条件得出带电球对小球的静电力的大小，根据电场强度的定义式分析求解电场强度的大小；根据库仑定律求出带电球所带的电荷量。
本题主要是考查库仑力作用下的带电球平衡问题，解答此类问题要明确小球的受力情况，结合平衡条件列方程解答。
5.【答案】
【解析】解：设发生短路处到处距离为，据题意知，、两地间的距离，电压表的示数，电流表的示数，．
根据欧姆定律可得，端到短路处的两根输电线的总电阻
代入数据解得：；
根据电阻定律可知：，设、两地输电线的电阻为，，得，
解得．
故C正确，ABD错误．
故选：。
根据闭合电路欧姆定律解得端到短路处的两根输电线的总电阻，结合电阻定律可解得地到短路处的距离。
本题考查闭合电路欧姆定律，解题关键掌握电路的认识，由电阻定律可知电阻与长度成比例关系。
6.【答案】
【解析】解：、将板向上平移一小段距离，电容器板间距离增大，根据电容的决定式分析可知，电容减小。电容器的电压不变，由电容的定义式分析可知，电容器的带电量将减小，故A错误；
B、在板上移过程中，电容器的带电量将减小即放电，则电阻中有向右的电流，故B错误；
C、电容器板间电压不变，板间距离增大，根据分析可知电容器板间场强减小，带电油滴受到的电场力减小，则带电油滴将沿竖直方向向下运动，故C错误；
D、电容器板间场强减小，由分析可知，点与下极板间电势差减小，因为点电势比下极板电势高，下极板电势为零，则点电势将降低，故D正确。
故选：。
将板向上平移一小段距离，根据电容的决定式分析电容的变化，抓住电压不变，由电容的定义式分析电容器的带电量变化，从而确定电阻中电流方向。根据分析电容器板间场强的变化，判断带电油滴受到的电场力变化，从而判断油滴的运动方向。由分析点与下极板间电势差的变化，判断点电势的变化。
解决电容器动态分析问题，要灵活运用电容器决定式、定义式和匀强电场中场强和电势差的关系分析，同时要注意分析电容器是电压不变还是电荷量不变。
7.【答案】
【解析】解：根据题意可知，由于、两球质量不等，且，则球与球相碰后，球向左运动，球向右运动，、、、，个小球的质量相等，弹性碰撞后，不断交换速度，最终球有方向水平向右的速度，、、个小球均静止，、两球质量不等，且，，则、两球碰撞后都向右运动，所以、、个小球均静止，球向左运动，、两球都向右运动，故B正确，ACD错误。
故选：。
对于两球发生弹性碰撞过程，遵守动量守恒和机械能守恒，根据结论可确定碰后的速度方向，注意若两球质量相等，会交换速度。
本题关键要掌握弹性碰撞中若两球相等，会交换速度，同时掌握弹性碰撞的性质，根据质量的大小关系，判断碰后两小球速度的方向。
8.【答案】
【解析】解：、闭合开关，当滑动变阻器 的滑片向右滑动时，其接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则干路电流减小，路端电压增大，两端的电压等于路端电压，则两端的电压增大，故AC正确；
B、通过的电流增大，通过的电流，减小，增大，则减小，故的功率减小，故B错误；
D、电压也减小，、的并联电压，增大，减小，则增大，故通过电流表的电流
增大，电流表的示数变大，通过 的电流，减小，增大，则减小，故D错误．
故选：。
根据滑动变阻器的滑动情况分析总电阻的变化、总电流的变化、内电压的变化、路端电压的变化，再根据电路串并联的特点进行解答。
本题考查欧姆定律中的动态分析，解题方法一般是先分析总电阻的变化、再分析总电流的变化、內电压的变化、路端电压的变化。
9.【答案】
【解析】解：、由题图甲可知，温度升高，电阻阻值增大，根据闭合电路欧姆定律，可知电路中电流减小，因此电流刻度较大处对应的温度刻度较小，故A错误，B正确；
、电流为时，电路总电阻为，电阻箱阻值，则，由题图甲得对应的温度为，故C错误，D正确．
故选：。
根据闭合电路欧姆定律可知电阻阻值增大，电路中电流减小，根据电流值计算电路中总电阻，从而计算电阻的阻值，可知对应的温度。
本题考查闭合电路欧姆定律，解题关键掌握的应用，当电路电阻增大时，电流减小。
10.【答案】
【解析】解：图乙可知，时刻二者速度相同，弹簧被压缩至最短，系统动能最小，弹性势能最大，然后弹簧逐渐恢复原长，时刻，弹簧恢复原长状态，此时两物块速度相反，弹簧的长度逐渐增大，时刻，两物块速度相等，弹簧最长，系统动能最小，因此从到过程中弹簧由伸长状态恢复原长，故A正确，B错误；
C.系统动量守恒，从开始到时刻，以为正方向，根据动量守恒定律有，其中根据图像，，
解得：：
故C错误；
D.在时刻，根据图像，和的速度大小分别为，
又有：：
则动能大小之比为：：
故D正确。
故选：。
本题根据图像分析不同时刻物块速度，根据动量守恒定律求质量关系和动能关系。
本题考查学生对图像和运动过程的分析能力，解题关键是分析出：时刻二者速度相同，弹簧被压缩至最短，系统动能最小，弹性势能最大，时刻，弹簧恢复原长状态，时刻，两物块速度相等，弹簧最长，系统动能最小。
11.【答案】
【解析】解：根据闭合电路欧姆定律得：
，
整理得：
，
结合图像得：
，
；
测定的内阻是电源和电流表的总电阻，所以电源的内阻为：
。
故答案为：均正确，均正确均正确
根据闭合电路欧姆定律结合图像求解电池电动势和内阻；实验测定的内阻是电源和电流表的总电阻。
根据根据闭合电路欧姆定律结合图像求解电池电动势和内阻是测定电源电动势和内阻实验常用方法，必须熟练掌握。
12.【答案】 见解析
【解析】解：选择倍率测电阻，指针偏转角度太大，说明指针所指示数过小，根据电阻的测量值欧姆表指针所指示数倍率可知，要增大指针所指示数，必须减小倍率，应该选择挡位；
由题图所示可知，电阻的测量
由于待测电阻大约，根据方便调节和保证电路安全的原则，滑动变阻器应选择；
两节干电池电动势为，所以电压表应选量程；
电路中的最大电流约为
所以电流表量程应选量程；
为了测多组实验数据，滑动变阻器应用分压接法；由于待测电阻，因此电流表采用外接法，根据以上分析所画的电路图如图所示：
金属导线的横截面积
根据电阻定律
代入数据联立解得
故答案为：；；；；；电路图见解析；。
欧姆表测电阻时，电阻的测量值欧姆表指针所指示数倍率，选择倍率测电阻，指针偏转角度太大，说明指针所指示数过小，据此选择挡位并进行读数；
根据待测电阻值及方便调节和保证安全的原则选择滑动变阻器，根据电源电动势的大小选择电压表的量程，根据欧姆定律求解通过待测电阻的电流选择电流表的量程；
为了测多组实验数据，滑动变阻器应用分压接法，根据待测电阻与电压表、电流表内阻的关系确定电流表的内外接法，然后画实验电路图；
根据电阻定律求金属丝的电阻率。
本题考查了欧姆表挡位的选择和读数，“伏安法”测电阻中实验器材的选择依据电路的设计，明确滑动变阻器的连接方式和电流表的内外接法是画电路图的关键。
13.【答案】解：根据正相关的直线的斜率可得：
根据闭合电路欧姆定律可得：负相关的直线的纵截距表示电动势，图像的斜率的绝对值得出电源的内阻，则
哟崔可知，电动势；电源内阻
当滑动变阻器连入电路中的电阻为零时，定值电阻消耗的功率最大，根据功率的计算公式可得：
代入数据解得：
答：电源内阻为，电动势为；
定值电阻的最大电功率为。
【解析】根据图像的斜率得出定值电阻的大小，结合另一图线的斜率和纵截距得出电动势和内阻的大小；
根据电路构造，结合功率的计算公式得出定值电阻的最大电功率。
本题主要考查了闭合电路的欧姆定律，熟悉电路构造，结合欧姆定律和图像的物理意义即可完成分析。
14.【答案】解：由机械能守恒得：
代入数据得：
设电容器两端电压为，由二力平衡得：，
解得
由欧姆定律得：
所以电动机两端电压：
根据解得：
答：小球到达点时的速度为；
电容器两端电压为；
电动机的机械功率为。
【解析】小球从运动到过程，受重力、电场力和弹力，只有重力做功，机械能守恒，根据守恒定律列式求解点速度；
球在电场中做匀速直线运动，受重力和电场力平衡，根据平衡条件求解出电压；
球在电场中做匀速直线运动，受重力和电场力平衡，根据平衡条件求解出电压，然后根据欧姆定律求解干路电流，最后结合闭合电路欧姆定律求解电动机的输入电压；电动机的机械功率等于电功率减去热功率。
本题是力电综合问题，关键明确粒子的运动规律，根据机械能守恒定律和平衡条件求解电容器的电压，然后结合闭合电路欧姆定律列式求解电动机的输入电压和电流。
15.【答案】解：根据题意可知，子弹射入木块的过程，系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得
系统由到的运动过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得
由以上两式解得
即子弹射入木块前的速度为。
射入第颗子弹前，木块和第颗子弹的总动量为，方向向左，第颗子弹射入木块的过程中，该子弹和第颗子弹以及木块组成的系统动量守恒，以子弹方向为正方向，由动量守恒定律有
解得
即第颗子弹射入木块后，小木块的速度为零，动量为，则小木块动量变化量为
方向向右。
以后当偶数子弹射中木块时，木块和子弹恰好静止，奇数子弹射中木块时，向右运动，第颗子弹射中时，由动量守恒定律，以向右为正方向，得
木块以速度与轨道产生相互作用，水平方向的动量守恒，以向右为正方向
根据该过程系统机械能守恒，有
联立解得
答：子弹射入木块前的速度；
第颗子弹射入小木块前后，小木块的动量变化量，方向向右；
第颗子弹射入小木块时，立即解除圆弧轨道的锁定，小木块沿圆弧轨道上升的最大高度。
【解析】根据题意可知，由动量守恒定律、机械能守恒定律联立，求子弹射入木块前的速度；
子弹和第颗子弹以及木块组成的系统动量守恒，由动量守恒定律，求速度，再求动量变化量；
第颗子弹射中时，由动量守恒定律列式，木块以速度与轨道产生相互作用，水平方向的动量守恒，由动量守恒定律列式，该过程系统机械能守恒列式，联立求小木块沿圆弧轨道上升的最大高度。
本题综合性较强，难度较高，考查学生对碰撞过程的分析，以及对每个过程中的动量守恒规律、能量守恒规律的掌握，需要仔细分析碰撞过程。
第1页，共1页
