1、江苏省南通中学 2020-2021 学年第一学期期中考试（高二物理）一、单选题（共 8 题，每题 3 分，共 24 分）1.我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子 3000m 接力三连冠。如图所示，观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则（）A.甲对乙的冲量一定与乙对甲的冲量相同B.甲、乙的动量变化一定大小相等、方向相反C.甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D.甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功2.如图所示，A 为电磁铁，C 为胶
2、木秤盘。A 和 C（包括支架）的总质量为 M，B 为铁片、质量为 m。当电磁铁通电时，在铁片被吸引上升的过程中，轻绳 OO的拉力 F 的大小为（）A.FMgB.()MgFMm gC.()FMm gD.()FMm g3.质量和电荷量都相等的带电粒子 M 和 N,以不同的速率经小孔 S 垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示。下列表述正确的是（）A.M 带负电，N 带正电B.M 的速率小于 N 的速率C.洛伦兹力对 M、N 做正功D.M 的运行时间大于 N 的运行时间4.在匀强磁场中的某一位置放置一条直导线,导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流,导线所受的力也不同。以下图象
3、描述的是导线受力的大小 F 与通过导线的电流 I 的关系,a、b 两点各代表一组 F.I 的数据。其中正确的是（）A.B.C.D.5.两个完全相同的灵敏电流计改装成两个不同量程的电压表 V1、V2，如将两表串联起来后去测某一线路的电压，则两只表（）A.读数相同B.指针偏转的角度相同C.量程大的电压表角度大D.量程大的电压表读数小6.两根材料相同的均匀导线 A 和 B,其长度分别为 L 和 2L,串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示,则 A 和 B 导线的横截面积之比为（）A.2:3B.1:3C.1:2D.3:17.如图所示,平行金属板中带电质点 P 处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电
4、路的影响,当滑动变阻器 R4 的滑片向 b 端移动时（）A.电压表读数减小B.电流表读数减小C.质点 P 将向上运动D.R3 上消耗的功率增大8.穿着溜冰鞋的人，站在光滑的冰面上，沿水平方向举枪射击。设第一次射出子弹后，人后退的速度为 v，则（设每颗子弹射出时对地面的速度相同）（）A.无论射出多少颗子弹，人后退的速度为 v 保持不变B.射出 n 颗子弹后，人后退的速度为 nvC.射出 n 颗子弹后，人后退的速度大于 nvD.射出 n 颗子弹后，人后退的速度小于 nv二、多项选择题（共 4 题，每题 4 分，共 16 分）9.关于动量的变化,下列说法中正确的是（）A.做直线运动的物体速度增大时，
5、动量的增量p 的方向与运动方向相同B.做直线运动的物体速度减小时，动量的增量p 的方向与运动方向相反C.物体的速度大小不变时，动量的增量p 一定为零D.物体做平抛运动时，动量的增量一定不为零10.如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。速度选择器内存在相互正交的匀强磁场和匀强电场。匀强磁场的磁感应强度为 B,匀强电场的电场强度为 E.平板 S 上有可让粒子通过的狭缝 P 和记录粒子位置的胶片 A1A2.平板 S下方有强度为 B0 的匀强磁场。下列表述正确的是（）A.质谱仪是分析同位素的重要工具B.EB 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C.能通过狭缝 P 的带电
6、粒子的速率等于 BED.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的比荷越小11.如图所示,子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块后不再穿出,此时木块动能增加了 6J,那么此过程产生的内能可能为（）A.6JB.4JC.10JD.8J12.标有“8V 6.4W”和“8V 20W”字样的 L1、L2 两只灯泡连接在如图所示的电路中，C 点接地。如果将电路中 L1、L2 两灯的位置互换，则（）A.B 点电势升高B.B 点电势降低C.两灯的亮度不变D.L1 灯变暗，L2 灯变亮三、实验题（两小题，共 14 分）13.如图所示是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球 1用细线悬挂于 O 点，O 点下方桌子的
7、边缘有一竖直立柱。实验时，调节悬点，使弹性球 1 静止时恰与立柱上的球 2 接触且两球等高。将球 1 拉到 A 点，并使之静止，同时把球 2 放在立柱上。释放球 1，当它摆到悬点正下方时与球 2 发生对心碰撞。碰后球 1 向左最远可摆到 B 点，球 2 落到水平地面上的 C 点。测出有关数据即可验证 1、2 两球碰撞时动量守恒。现已测出弹性球1 和 2 的质量 m1、m2，立柱高 h 和桌面高 H，此外：（1）还需要测量的量是、和。（2）根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为。14.在“测电源电动势和内阻”的实验中，某实验小组同学根据图甲电路进行测量实验。（1）根据图甲电路，请在乙图中用笔
8、画线代替导线，完成实物电路的连接。（2）实验小组同学操作正确，记录下几组电压表和电流表示数，并在坐标系内作出电压表示数 U 和对应的电流表示数 I 的图象，如图丙所示，由图象可测得 E 测和 r 测，则 E 测_E真；r 测_r 真（选填“”、“=”、“”）。（3）为了克服系统误差，同学们又根据图丁电路进行测量。同样作出 U-I 图象，如图戊所示。经过讨论发现，利用图丙和图戊可以消除系统误差得出电源的电动势和内阻的真实值，则 E 真=_，r 真=_。四、计算题（本大题四小题，共 46 分）15.质量 m=0.60kg 的篮球从距地板 H=0.80m 高处由静止释放,与水平地板撞击后反弹上升的最
9、大高度 h=0.45m,从释放到弹跳至 h 高处经历的时间 t=1.1s,忽略空气阻力,重力加速度 g=10m/s2，求：(1)篮球与地板撞击过程中损失的机械能；(2)篮球对地板的平均撞击力。16.如图所示，无重力空间中有一恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于 xOy 平面向外，大小为 B，沿 x 轴放置一个垂直于 xOy 平面的较大的荧光屏，P 点位于荧光屏上，在 y 轴上的 A 点放置一放射源，可以不断地沿平面内的不同方向以大小不等的速度放射出质量为 m、电荷量+q 的同种粒子，这些粒子打到荧光屏上能在屏上形成一条亮线，P 点处在亮线上，已知 OA=OP=l，求：(1)若能打到 P 点，
10、则粒子速度的最小值为多少?(2)若能打到 P 点，则粒子在磁场中运动的最长时间为多少?17.如图所示,A 为电解槽,M 为电动机,N 为电炉子,恒定电压 U=12V,电解槽内阻 rA=2.当 S1 闭合,S2、S3 断开时,电流表 A 示数为 6A;当 S2 闭合,S1、S3 断开时,A 示数为 5A,且电动机输出功率为 35W;当 S3 闭合,S1、S2 断开时，A 示数为 4A.求：(1)电炉子的电阻及发热功率各多大?(2)电动机的内阻是多少?(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少?18.如图所示，在竖直平面内建立平面直角坐标系 xOy，y 轴正方向竖直向上。在第一、第四象限内
11、存在沿 x 轴负方向的匀强电场，其大小13mg3Eq；在第二、第三象限内存在着沿 y 轴正方向的匀强电场和垂直于 xOy 平面向外的匀强磁场，电场强度大小2mgEq，磁感应强度大小为 B现将一质量为 m、电荷量为 q 的带正电小球从 x 轴上距坐标原点为 d 的 P 点由静止释放。（1）求小球从 P 点开始运动后，第一次经过 y 轴时速度的大小；（2）求小球从 P 点开始运动后，第二次经过 y 轴时的坐标；（3）若小球第二次经过 y 轴后，第一、第四象限内的电场强度变为13mgEq，求小球第三次经过 y 轴时的坐标。江苏省南通中学 2020-2021 学年第一学期期中考试（高二物理）（答案解析
12、）一、单项选择题12345678BDABBBAC二、多项选择题9101112ABDABCDAC三、实验题13、（1）A 点离水平桌面的距离 a，B 点离水平桌面的距离 b，C 点与桌子边沿间的水平距离 c（2）11222cmahmbhmHh14、（1）实物电路图如图所示；（2）；（3）BU；BAUI四、计算题15、（1）篮球与地板撞击过程中损失的机械能为 2.1J。（2）篮球对地板的平均撞击力为16.5N，方向向下。16、（1）若能打到 P 点，则粒子速度的最小值为度22qBlvm。（2）若能打到 P 点，则粒子在磁场中运动的最长时间为间32mtqB。17、（1）电炉子的电阻为 2，发热功率为
13、 72W；（2）电动机的内阻是1；（3）在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为16W。18、（1）小球从 P 点开始运动后，第一次经过 y 轴时速度的大小为8 33gd；（2）小球从 P 点开始运动后，第二次经过 y 轴时的坐标为8 333mgddqB；（3）小球第三次经过 y 轴时的坐标为8 325 339mgddqB。部分解析：1、【分析】本题主要考查能量（做功正负判断）、动量（动量定理、动量守恒）相关知识，结合弹性碰撞和非弹性碰撞的动量和能量关系展开讨论。【解答】解：A、因为冲量是矢量，甲对已的作用力与乙对甲的作用力大小相等方向相反，故冲量大小相等方向相反，故 A 错误。BCD、设甲乙
14、两运动员的质量分别为 m甲、m乙，追上之前的瞬间甲、乙两运动员的速度分别是 v甲，v乙，根据题意整个交接棒过程可以分为两部分：完全非弹性碰撞过程 “交棒”；m vm vmmv乙 乙乙甲 甲甲共向前推出（人船模型）“接棒”mmvm v乙甲甲共 _甲 _乙由上面两个方程联立可以解得：m甲 vm 乙甲 v乙，即 B 选项正确。经历了中间的完全非弹性碰撞过程 会有动能损失，C、D 选项错误。故选：B。【点评】掌握碰撞的分类：弹性碰撞和非弹性碰撞的相关知识是解决本题的关键。2、【分析】通电后，铁片被吸引上升。常识告诉我们，铁片被吸引，向电磁体运动靠近，其运动情况是变加速运动，即越靠近电磁铁，吸力越大，加
15、速度越大，根据 Fma可知，此过程中超重。【解答】解：当电磁铁通电前，绳的拉力应为()Mm g；当电磁铁通电后，铁片被吸引上升。常识告诉我们，铁片被吸引，向电磁体运动靠近，其运动情况是变加速运动，即越靠近电磁铁，吸力越大，加速度越大。根据 Fma可知，此过程中超重，吸引力大于铁片重力。由于磁力，将整个电磁铁装置与铁片联系到一起。因为电磁铁吸引铁片的吸引力大于铁片的重力，则根据作用力与反作用力原理，铁片吸引电磁铁的力 F 为 F 的反作用力，大小相等、方向相反，且作用在两个不同的物体上。所以，绳的拉力大于()Mm g所以选项 D 正确，ABC 错误。故选：D。【点评】本题考查了物体的超重和失重，
16、记住要点：加速度向上超重，加速度向下失重。6、【分析】串联电路中电流相等，根据电势差的大小，通过欧姆定律得出电阻的大小关系，再根据电阻定律得出 A 和 B 导线的横截面积之比。【解答】解：由图知，A、B 导线两端的电势差分别为 3V，2V，电流相等，根据欧姆定律URI得电阻之比32AABBRURU。根据电阻定律得：LRS则有：LSR则横截面积之比121233AABBBASLRSLR故 B 正确。故选：B。【点评】解决本题时，要掌握欧姆定律、电阻定律以及串并联电路的特点，并能灵活运用。8、【分析】人与子弹组成的系统都动量守恒，由动量守恒定律可以求出射出子弹后人的速度。【解答】解：设人的质量为 M
17、，每颗子弹的质量为 m，射出子弹的速度为0v，共有 k 颗子弹，以人与子弹组成的系统为研究对象，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：0(1)0mvMkv，得：0(1)mvvMkm，射第二颗子弹过程：01(2)(1)mvMkvMkv，得：012(2)mvvMkm，同理可得：00(1)(1)(1)(1)nnmvnmvvMknmMkm，故 C 正确；故选：C。【点评】本题考查了求射出子弹后的速度，应用动量守恒定律即可正确解题。11、【分析】子弹射入木块过程中，系统所受合外力，动量守恒，由动量守恒定律和功能关系求出木块增加的动能范围，再进行选择。【解答】解：设子弹的初速度为V，射入木块后子弹
18、与木块共同的速度为 v，木块的质量为M，子弹的质量为 m。根据动量守恒定律得：()mVMm v得，mVvmM木块获得的动能为22222122()2()kMm VMmVmEMvMmMmMm系统产生的内能为22211()222()MmVQmVMm vMm可得 Q 6kEJ，故 CD 正确。故选：CD。【点评】本题是子弹射入木块类型，是动量守恒与能量守恒的综合应用，属于基本题。12、【分析】首先由额定功率和额定电压求出灯泡的电阻。将电路中两灯的位置互换，根据串联电路电压与电阻成正比的特点求出两灯的电压，结合在外电路中顺着电流方向电势降低，分析电势的变化。由欧姆定律分析灯泡亮度变化。【解答】解：1L
19、的电阻为221118106.4URP，2L 的电阻为2222283.220URP ，根据串联电路电压与电阻成正比得知，1L 灯两端的电压大于2L 灯两端的电压，将电路中两灯的位置互换后，电路中总电阻不变，电流不变，两灯消耗的实际功率不变，亮度不变。B、C 间电势差增大，而 B 的电势高于零，则 B 点电势提高。故 A、C 正确。故选：AC。【点评】本题是简单的电路分析和计算问题。电路中电势要根据电势差和电势高低确定。13、【分析】要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量 12 两个小球的质量，1 球下摆过程机械能守恒，根据守恒定律列式求最低点速度；球 1 上摆过程机械能 再次守恒，
20、可求解碰撞后速度；碰撞后小球 2 做平抛运动，根据平抛运动的分位移公式求解碰撞后 2 球的速度，然后验证动量是否守恒即可。【解答】解：要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量 A 点离水平桌面的距离 a，B 点离水平桌面的距离 b，C 点与桌子边沿间的水平距离 c；1 小球从 A 处下摆过程只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律，有211 11()2m g ahm v碰 撞 后 1 小 球 上 升 到 最 高 点 的 过 程 中，机 械 能 守 恒，根 据 机 械 能 守 恒 定 律，有211 21()2m g bhm v所以该实验中动量守恒的表达式为：1 1231 2m v
21、m vm v联立解得11222cmahmbhmHh。故答案为：（1）弹性球 1、2 的质量1m、2m立柱高 h桌面高 H（2）11222cmahmbhmHh【点评】本题考查动量守恒定律的实验验证，在验证动量守恒定律中，要学会在相同高度下，水平射程来间接测出速度的方法，明确实验原理即可准确求解。14、【分析】（1）根据图甲所示电路图连接实物电路图。（2）根据图甲所示电路图分析实验误差。（3）根据图甲与图丙所示电路图与图示图线求出电源电动势与内阻。【解答】解：（1）根据图甲所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示；（2）由图甲所示电路图可知，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于流过电源的电流
22、，当外电流短路时电流测量值与流过电源的电流相等，电源的UI图象如图所示，电源UI图象与纵轴交点坐标值等于电源电动势，图象斜率的绝对值等于电源内阻，由图示图象可知：EE测真，rr测真；（3）图丁所示电路图，可把电流表与电源看做一个等效电源，根据闭合电路欧姆定律 EU断 可知电动势测量值等于真实值，由图戊所示UI图线可知，电源电动势真实值BEU真；由图甲所示电路图可知，当外电路短路时，流过电源的电流等于电流表示数，由图丙所示UI图线可知：AII真，电源内阻：BAEUrII真真真。故答案为：（1）实物电路图如图所示；（2）；（3）BU；BAUI。【点评】本题考查了测电源电动势与内阻实验，知道实验原理
23、是解题的前提，分析清楚图象电路图与图示图象即可解题；要明确用“等效电源”法分析“测量电源电动势和内阻实验”误差的方法，明确UI图象中纵轴截距与斜率的含义。15、【分析】（1）篮球与地板撞击过程中损失的机械能等于初始时刻机械能减去末时刻机械能，初末位置物体动能为零，只有势能；（2）分别根据自由落体运动求出篮球与地面碰撞前后的速度，再求出下落和上升的时间，根据总时间求出球与地面接触的时间，根据动量定律即可求解。【解 答】解：（1）篮 球 与 地 板 撞 击 过 程 中 损 失 的 机 械 能 为：0.6 10(0.80.45)2.1EmgHmghJJ（2）设篮球从 H 高处下落到地板所用时间为 1
24、t，刚接触地板时的速度为1v；反弹离地时的速度为2v，上升的时间为2t，由动能定理和运动学公式下落过程：2112mgHmv，解得：14/vms，110.4vtsg上升过程：22102mghmv，解得：23/vms，220.3vtsg篮球与地板接触时间为120.4tttts 设地板对篮球的平均撞击力为 F，取向上为正方向，由动量定理得：()Fmg21()tmvmv 解得：16.5FN根据牛顿第三定律，篮球对地板的平均撞击力16.5FFN，方向向下答：（1）篮球与地板撞击过程中损失的机械能为 2.1J。（2）篮球对地板的平均撞击力为16.5N，方向向下。【点评】本题主要考查了自由落体运动的基本规律
25、，在与地面接触的过程中，合外力对物体的冲量等于物体动量的变化量，难度适中。16、【分析】（1）粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，当半径最小时，对应的粒子的速度最小。在各种轨迹中，最小的直径是 AP 再根据牛顿定律求出最小的速度。（2）能打到 P 点，当轨迹所对的圆心角最大时，粒子在磁场中运动的时间最长。当粒子沿y 轴正方向射出，恰好打在 P 点时，时间最长。【解答】解：（1）设粒子的速度大小为 v 时，其在磁场中的运动半径为 R，则由牛顿运动定律有：2vqBvm R若粒子以最小的速度到达 P 点时，其轨迹一定是以 AP 为直径的圆（如图中圆1O 所示）由几何关系知：2APsl22
26、2APsRl则粒子的最小速度22qBlvm（2）粒子在磁场中的运动周期2 mTqB设粒子在磁场中运动时其轨迹所对应的圆心角为 ，则粒子在磁场中的运动时间为：2mtTqB由图可知，在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹如图中圆2O 所示，此时粒子的初速度方向竖直向上，由几何关系有：32则粒子在磁场中运动的最长时间：32mtqB答：（1）若能打到 P 点，则粒子速度的最小值为度22qBlvm。（2）若能打到 P 点，则粒子在磁场中运动的最长时间为间32mtqB。【点评】电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动，关键是画出轨迹，由几何知识求出半径。定圆心角，求时间。17、【分析】（1）电炉子工作时为纯电阻，根据
27、欧姆定律及发热功率公式即可求解；（2）电动机工作时为非纯电阻，由能量守恒定律列式，即可求解电动机的内阻；（3）化学能的功率等于总功率减去内阻消耗的功率，由能量守恒定律求解。【解答】解：（1）当1S 闭合、2S、3S 断开时，只有电炉子接入，因电炉子为纯电阻，由欧姆定律有：电炉子的电阻11226UrI 其发热功率为：1126RPUI72WW。（2）当2S 闭合、1S、3S 断开时，电动机为非纯电阻，由能量守恒定律得：222MUIIrP输出代入数据解得：1Mr（3）当3S 闭合、1S、2S 断开时，电解槽工作，由能量守恒定律得：233APUIIr化代入数据解得：21244216PWW化。答：（1）
28、电炉子的电阻为 2，发热功率为 72W；（2）电动机的内阻是1；（3）在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为16W。【点评】对于电动机电路，要正确区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路：当电动机正常工作时，是非纯电阻电路，当电动机被卡住不转时，是纯电阻电路。18、【分析】（1）由牛顿第二定律求解小球在第一象限中的加速度，根据速度位移关系求解速度；（2）小球第一次经过轴后，在第二、三象限内由2qEmg，电场力与重力平衡，故做匀速圆周运动。根据洛伦兹力提供向心力求解半径，根据几何关系得到小球第二次经过轴的坐标；（3）第二次经过轴后到第三次经过轴过程，小球在第一、四象限内水平方向作向右匀减速运动，求出合
29、加速度大小，根据运动学公式求解时间，根据位移时间关系得到小球第二次经过轴与第三次经过轴的距离，再根据几何关系求出小球第三次经过轴的坐标。【解答】解：（1）设小球在第一象限中的加速度为，由牛顿第二定律得：221()()mgqEma得到2 33ga，方向斜向左下与水平方向成 60第一次达到 y 轴时位移为：2cos60dsd所以有：08 323gdvas；（2）小球第一次经过 y 轴后，在第二、三象限内由2qEmg，电场力与重力平衡，故做匀速圆周运动。设轨迹半径为 R，有：200vqv Bm R得：0mvRqB08 33mvmgdyRqBqB小球第二次经过 y 轴的坐标28 333mgdydqB。
30、（3）第二次经过 y 轴后到第三次经过 y 轴过程，小球在第一、四象限内水平方向作向右匀减速运动。加速度为：222xyaaag 当201322v tgt 得：02 2 3338 33333gdvgdtggg 小球第二次经过 y 轴与第三次经过 y 轴的距离为：02 2 32216 33933gdyv tdg 小球第三次经过 y 轴的坐标为：32yy 8 325 339mgdydqB。答：（1）小球从 P 点开始运动后，第一次经过 y 轴时速度的大小为8 33gd；（2）小球从 P 点开始运动后，第二次经过 y 轴时的坐标为8 333mgddqB；（3）小球第三次经过 y 轴时的坐标为8 325 339mgddqB。【点评】本题主要是考查了带电粒子在复合场中做匀速圆周运动情况分析；解答本题关键是找到向心力来源，并得到重力和电场力平衡，从而判断出电性和转动方向；对于此类问题，要掌握粒子的受力特点，如果粒子在电场、磁场和重力场中做匀速圆周运动，则一定是电场力和重力平衡。
