上海市建平中学2024-2025学年高二下学期6月期末物理试题

1 / 6 建平中学 2024 学年第二学期期末教学质量检测 高二物理（B）试卷 考生注意： 1.本场考试时间 60 分钟，满分 100 分。 2.本试卷标注“ 多选“的试题，每小题有 2至 3 个正确选项，漏选给部分分，错选不给 分；未特别标注的选择性试题，每小题只有 1个正确选项。 3.在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演 算等。 4.本卷所用重力加速度 g大小取 9.8 m/s 。 一、转盘餐桌（19 分） 如图，餐厅中常见的旋转餐桌是由圆形餐桌和圆形转盘叠合组 成，圆心均位于中心转轴。忽略桌面、转盘盘面间的间隙，视为在同 一水平面内。 如图，转盘上的 A、B、C三处由同一种材料制成的小物块（均可视为质点），B、C 处物 块的质量相等为 m，A处物块的质量为 2m；A、B 与轴 O 的距离均为 0.5r， C 到轴 O的距离为 r。A、B、C处的物块随转盘一起以角速度 𝜔 匀速转动。 1. （4 分）A处物块的周期为_________， 线速度的大小为________。 2. （3 分）A、B、C处的物块所受向心力之比𝐹 ：𝐹 ：𝐹 为( ) A．2：1：1 B．1：1：2 C．1：2：1 D．2：1：2 3. （3 分）C处的物块转过 120°的过程中，物块所受摩擦力的冲量大小为________。 4．（5分）（多选）一小物块放在转盘上随转盘一起逆时针转动（俯视），物块所受摩擦力 F的方向（俯视图）可能是( ) 5. （4 分）在半径为 r的转盘边缘放有一质量为 m的小物块，随着转盘角速度由零缓慢增 加到某一值时，物块从转盘边缘滑离。已知物块与转盘间的动摩擦因数为 μ，重力加速度 为 g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则从转盘开始转动到物块从转盘边缘滑离过程中，转 盘对小物块做的功为( ) A．0 B． mgrμ 2 1 C． mgrμ D． r mgμ 2 E． r mgμ 转盘 桌面 O A B C 批注 [A1]: ; 𝜔 𝑟 批注 [A2]: D 批注 [A3]: √3𝑚𝜔 𝑟 批注 [A4]: BCD 批注 [A5]: B 2 / 6 二、常见的振动(18 分) 振动是自然界中普遍存在的运动形式。简谐运动是最基本、最简单的振动。例如，最 常见的水平方向弹簧振子的振动形式就是简谐运动，能量在振子动能和弹性势能相互转 换。弹簧振子的弹性势能公式为𝐸 = 𝑘𝑥 ，其中𝑘为弹簧劲度系数，𝑥为振子偏离平衡位 置位移。 1. （4 分）一个弹簧振子的周期为 2s，则其振动频率为_______ Hz。从其离开平衡位置开 始计时，第一次回到平衡位置需_____ s。 2. （3 分）做简谐运动的单摆，其摆长不变，若摆球的质量增加为原来的 2倍，摆球经过 平衡位置的速度减为原来的 4/5，则单摆振动的( ) A. 周期不变，振幅不变 B. 周期改变，振幅不变 C. 周期不变，振幅变小 D. 周期改变，振幅变大 3. （3 分）对于下面甲、乙、丙、丁四种情况，不是简谐运动的是（ ） A．如甲图：倾角为𝜃的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离，然后松开（忽略空气阻 力） B．如乙图：粗细均匀的木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的杯中。把木 筷往上提起一段距离后放手，木筷就在水中上下振动 C．如丙图：小球在半径为 R的光滑球面上的 A、B（R远大于弧长 AB）之间来回运动 D．如丁图：小球在光滑固定的斜面上来回运动 4. （4 分）简谐运动是一种简单、协调、自洽的运动，拥有完美的对称性。它的速度随位 移变化图线应为（ ） D． A B C D 批注 [A6]: 0.5； 1 批注 [A7]: C 批注 [A8]: D 批注 [A9]: B 3 / 6 5. （4 分）如图所示，“飞力士棒”是具有弹性且两端带有负重的健身器械。 健身爱好者小幅度晃动固有频率为 4Hz 的“飞力士棒”使其发生受迫振动。当 手晃动的频率为 5Hz 时，该棒振动频率等于________Hz，手晃动的频率从 2Hz 逐渐增大到 5Hz 的过程中，该棒振动的幅度________（选填“一直增大”“一 直减小”或“先增大后减小”）。 三、冰壶运动（19分） 冰壶的一次投掷过程可简化为图 1 所示模型：在水平冰面上，运动员将冰壶甲推到 A 点放手，甲以速度𝑣 从 A 点沿直线 ABC 滑行，10 s 后与静止在 B 点的冰壶乙发生正碰，将 冰壶乙撞开。已知两冰壶的质量均为 20 kg，冰面与两冰壶间的动摩擦因数保持不变且相 同，AB = L = 30m，重力加速度为 g，冰壶可视为质点，不计空气阻力。 1.（4分）冰壶甲从 A点滑行到 B点和冰壶乙发生碰撞的这段过程中，冰壶甲的动量_____ （选填“守恒”或者 “不守恒”）。冰壶甲和冰壶乙发生碰撞前后，冰壶甲的动量_____ （选填“守恒”或者 “不守恒”）。 2.（5分）（多选）冰壶甲出手时速度 𝑣 的大小可能为（ ） A. 3m/s B. 4m/s C. 5m/s D. 6m/s E. 7m/s 3.（3 分）若冰壶甲滑行到 B点时的速度大小 𝑣 减为初速的一半，则该过程冰面对冰壶甲作 用力的冲量大小为 N·s；（精确到小数点后一位） 4. （4分）在第 3问中，若甲与乙发生的是弹性碰撞，碰后乙停在 B点右侧某点 D。请通过 分析，计算 D 距 B点的距离。 5. （3 分）在实际情景中，两冰壶发生的为非弹性碰撞。请在图 2中画出甲、乙两冰壶实 际碰后停止的位置。（画出两冰壶的位置即可，不必说明理由。D点为上一问中乙停止的 位置） 批注 [A10]: 5 先增大后减小 批注 [A11]: 不守恒； 不守恒 批注 [A12]: 1.BC 2.1960.4 N·s 3. 10 m 4. 4 / 6 四、电场（24 分） 电场是一种看不见摸不着的物质，然而却无处不在，几乎弥漫于整个宇宙。我们把相对 于观察者静止的电荷产生的电场称为静电场。 1.（4 分）电场线可以形象地描述电场的分布。电场线的_________ 反映电场的强弱，电场 线的________方向表示该点的场强方向,即电场方向。 2.（4分）人们通过电场线、等势线来描绘电场。某电场的电场线分布如图1所示，𝑃、𝑄 两 点的场强大小为𝐸 、𝐸 ，𝑃、𝑄两点的电势为𝜑 、𝜑 ，则（ ） A.𝐸 > 𝐸 ，𝜑 > 𝜑 B.𝐸 > 𝐸 ，𝜑 < 𝜑 C.𝐸 < 𝐸 ，𝜑 < 𝜑 D.𝐸 < 𝐸 ，𝜑 > 𝜑 3. （4分）如图 2所示，虚线 𝑎、𝑏、𝑐是某电场的一组等势线，实线是电荷仅在电场力作用 下的运动轨迹，𝑃、𝑄是轨迹上的两点。电荷在𝑃、𝑄两点速率分别为𝑣 、𝑣 ，加速度大小分 别为 𝑎 、𝑎 ，则( ) A.𝑣 > 𝑣 ，𝑎 > 𝑎 B. 𝑣 > 𝑣 ，𝑎 < 𝑎 C.𝑣 < 𝑣 ，𝑎 < 𝑎 D. 𝑣 < 𝑣 ，𝑎 > 𝑎 4. （4 分）如图3所示，𝑂为直角坐标系的原点，电荷量为+9𝑄的点电荷固定在𝑥 = −𝑟处， 电荷量为−𝑄的点电荷固定在 𝑥 = 𝑟 处。𝑦轴上𝑎、𝑏两点的纵坐标分别为𝑦 = 𝑟 和 𝑦 = −𝑟。 沿𝑦轴方向将一负电荷从𝑎点移动到𝑏的过程中，该负电荷的电势能将（ ）。 A.逐渐增大 B.先增大后减小 C.保持不变 D.逐渐减小 E.先减小后增大 批注 [A13]: 疏密程度；切线 批注 [A14]: 根据电场线疏密程度表示电场强度大小，沿 电场线方向电势降低可知 𝐸 > 𝐸 ，𝜑 > 𝜑 ，故 A 正确，BCD 错误。 批注 [A15]: 由于点电荷做曲线运动，电场力必然指向轨 迹弯曲的内侧，若电荷从𝑃到𝑄，则电场力与电荷运动方 向成锐角，速度增大，若电荷从𝑄到𝑃，则电场力与电荷 运动方向成钝角，速度减小。则在𝑃点的速率一定比它在 𝑄点的小；电场线密集的区域电场强度大，电场力就大， 加速度大小也大，故点电荷在𝑃点的加速度大小一定比它 在𝑄点的大，故 ABC 错误，D 正确。 批注 [A16]: 根据题意分析可知 𝜑 = 𝜑 < 𝜑 根据电场力做功与电势差的关系，可知 𝑊 = 𝑞𝑈 > 0，𝑊 = 𝑞𝑈 < 0 即负电荷从𝑎点移动到𝑏的过程中电场力先做正功后做负 功，因此电势能先减小后增加，故 ABCD 错误，E 正确。 故选：𝐸。 5 / 6 5. （4 分）研究表明，地球是一个表面带有大量负电荷的导体，晴天时大气中有很多带正 电的离子，低空中正离子多，高空中正离子少。这使得大气中的电场分布有如下特点：电势 随着高度的增加而升高，在低层大气中升高得最快。由此可知大气中的电场线分布可能是 （ ）。 6.（4 分） 如图 4(𝑎)所示，𝑂为圆心，半径𝑅 = 0.1𝑚 的圆处在平行于纸面的匀强电场中。 𝐴、𝐵、𝐶、𝐷、𝑃为圆周上的点。𝑃𝑂连线逆时针转动，𝜃为𝑃𝑂连线从𝐴𝑂位置开始旋转的角度。 𝑃点的电势随角度 𝜃 的变化关系如图 4(𝑏) 所示，为正余弦函数图像。该匀强电场的场强大小 𝐸 = ______𝑉/𝑚。将电子沿圆弧从𝐶移动到𝐴的过 程中，电场力对电子所做的功 𝑊 = ______𝑒𝑉。 五、机械能的转化（20分） 机械能是生活中最常见的一种能量，在一些场景下也能和其他形式的能量相互转化。 1.（4分）机械能的国际单位为______（选填“焦耳”、“牛顿”或者“库伦”），它是 一个导出单位。如果用国际单位的基本单位表示为_______。 2.（4分）风力发电是一种常见的清洁能源发电方式，风经过发电机的叶片时， 叶片会将______的机械能转化成_______的机械能；其内部的发电机再将机械能 转化成电能。 3.（3 分） 某型号风力发电机的叶片长 10m，转轴半径可忽略不计，发电效率为 10%（即能 将经过风力发电机的风能的 10% 转化成电能）。已知空气的密度约为 1.4kg/m 。则该风 力发电机在 20 m/s的风速下，输出的电功率约为__________ W。（保留三位有效数字） 人类目前掌握了较多的发电方式，但通常都不会将产生的电能马上用完。因此，科学家 研究了许多种储能方式。飞轮储能是一种将能量以机械能的形式储存在高速转动的重轮中。 重轮是一种将轮子质量均匀分布在轮子外边缘的理想化模型。 批注 [A17]: 根据沿着电场线电势逐渐降低，可知电场线 方向竖直向下，在低层大气中升高得最快，根据 𝐸 = 可知越靠近地面电场强度越大，电场线越密，故 A 正 确，BCD 错误。 故选：𝐴。 批注 [A18]: 根据图像可知，当𝜃 = 𝜋时，𝑃点位于𝑃 的 电势为1𝑉，当𝜃 = 𝜋时，𝑃点位于𝑃 的电势为3𝑉，当𝜃 = 𝜋时，𝑃点位于𝑃 的电势为5𝑉，根据夹角关系，可知 𝑃 𝑂𝑃 位于同一条直线上，则有 1𝑉 − 𝜑 = 𝜑 − 5𝑉 代入数据解得 𝜑 = 3𝑉 可知，𝑃 𝑂线为一条等势线，根据夹角关系可知，𝑃 𝑂𝑃 与𝑃 𝑂垂直，即𝑃 𝑂𝑃 为一条电场线，方向由𝑃 指向𝑃 ， 与水平向右的方向成夹角 匀强电场的场强大小为 𝐸 = = = × . 𝑉/𝑚 = 20𝑉/𝑚； 电子从𝐶点沿圆弧运动到𝐴点，有 𝑊 = −𝑒𝐸 ⋅ 2𝑅𝑐𝑜𝑠 ； 代入数据解得 𝑊 = −2𝑒𝑉； 批注 [A19]: 焦耳；kg•m2•s-2 批注 [A20]: 空气分子（风）； 叶片 批注 [A21]: 1.76×105 6 / 6 4. （4 分）某重轮结构类似于自行车的车轮，其质量约为 20t（1t = 1000kg）， 重轮半径约为 1m，沿半径方向的辐条质量可以忽略不计。当该重轮被加速至 200r/min 时，其储存的动能约为（ ） A. 4.4 × 10 𝐽 B. 4.4 × 10 𝐽 C. 1.6 × 10 𝐽 D. 1.6 × 10 𝐽 5. （5 分）在转动过程中轮子边缘会受到一个与速度方向相反，大小成正比的空气阻力𝑓 = 𝑘𝑣。一质量为𝑚的重轮以 𝜔 的角速度开始无动力转动，过程中仅受空气阻力𝑓 影响，则重 轮在停止前转动的圈数 n为多少？ 批注 [A22]: B 批注 [A23]: 建平中学2024学年第二学期期末教学质量检测 高二物理 (B)试卷 考生注意： 1.本场考试时间60分钟，满分100分。 2.本试卷标注“多选“的试题，每小题有2至3个正确选项，漏选给部分分，错选不给分；未特别标注的选择性试题，每小题只有1个正确选项。 3.在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 4.本卷所用重力加速度g大小取9.8m/s²。 一、转盘餐桌 (19分) 如图，餐厅中常见的旋转餐桌是由圆形餐桌和圆形转盘叠合组成，圆心均位于中心转轴。忽略桌面、转盘盘面间的间隙，视为在同一水平面内。 如图，转盘上的A、B、C三处由同一种材料制成的小物块(均可视为质点)，B、C处物块的质量相等为m，A处物块的质量为2m；A、B与轴O的距离均为0.5r，C到轴O的距离为 r。A、B、C处的物块随转盘一起以角速度ω₀匀速转动。 1. (4分)A处物块的周期为 ， 线速度的大小为 。 2. (3分) A、B、C处的物块所受向心力之比FA: FB: Fc为( ) A. 2: 1: 1 B. 1: 1: 2 C. 1: 2: 1 D. 2: 1: 2 3. (3分)C处的物块转过120°的过程中，物块所受摩擦力的冲量大小为 。 4. (5分)(多选)一小物块放在转盘上随转盘一起逆时针转动(俯视)，物块所受摩擦力F的方向(俯视图)可能是() 5. (4分)在半径为r的转盘边缘放有一质量为m的小物块，随着转盘角速度由零缓慢增加到某一值时，物块从转盘边缘滑离。已知物块与转盘间的动摩擦因数为 μ，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则从转盘开始转动到物块从转盘边缘滑离过程中，转盘对小物块做的功为() A. 0 C. μmgr 学科网（北京）股份有限公司 二、常见的振动(18分) 振动是自然界中普遍存在的运动形式。简谐运动是最基本、最简单的振动。例如，最常见的水平方向弹簧振子的振动形式就是简谐运动，能量在振子动能和弹性势能相互转换。弹簧振子的弹性势能公式为 其中k为弹簧劲度系数，x为振子偏离平衡位置位移。 1. (4分)一个弹簧振子的周期为2s，则其振动频率为 Hz。从其离开平衡位置开始计时，第一次回到平衡位置需 s。 2. (3分)做简谐运动的单摆，其摆长不变，若摆球的质量增加为原来的2倍，摆球经过平衡位置的速度减为原来的4/5，则单摆振动的( ) A. 周期不变，振幅不变 B. 周期改变，振幅不变 C. 周期不变，振幅变小 D. 周期改变，振幅变大 3. (3分)对于下面甲、乙、丙、丁四种情况，不是简谐运动的是( ) A.如甲图：倾角为θ的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离，然后松开 (忽略空气阻力) B.如乙图：粗细均匀的木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的杯中。把木筷往上提起一段距离后放手，木筷就在水中上下振动 C.如丙图：小球在半径为 R的光滑球面上的A、B(R远大于弧长AB)之间来回运动 D.如丁图：小球在光滑固定的斜面上来回运动 4. (4分)简谐运动是一种简单、协调、自洽的运动，拥有完美的对称性。它的速度随位移变化图线应为( ) 学科网（北京）股份有限公司 5. (4分)如图所示， “飞力士棒”是具有弹性且两端带有负重的健身器械。健身爱好者小幅度晃动固有频率为4Hz的“飞力士棒”使其发生受迫振动。当手晃动的频率为5Hz时，该棒振动频率等于 Hz，手晃动的频率从 2Hz逐渐增大到5Hz的过程中，该棒振动的幅度 (选填“一直增大” “一直减小”或“先增大后减小”)。 三、冰壶运动 (19分) 冰壶的一次投掷过程可简化为图1所示模型：在水平冰面上，运动员将冰壶甲推到A点放手，甲以速度v₀从A点沿直线ABC滑行，10s后与静止在B点的冰壶乙发生正碰，将冰壶乙撞开。已知两冰壶的质量均为20kg，冰面与两冰壶间的动摩擦因数保持不变且相同，AB=L=30m，重力加速度为g，冰壶可视为质点， 不计空气阻力。 1.(4分)冰壶甲从A点滑行到B点和冰壶乙发生碰撞的这段过程中，冰壶甲的动量 (选填“守恒”或者 “不守恒”)。冰壶甲和冰壶乙发生碰撞前后，冰壶甲的动量 (选填“守恒”或者 “不守恒”)。 2.(5分) (多选)冰壶甲出手时速度v₀的大小可能为( ) A. 3m/s B. 4m/s C. 5m/s D. 6m/s E. 7m/s 3.(3分)若冰壶甲滑行到B点时的速度大小v减为初速的一半，则该过程冰面对冰壶甲作用力的冲量大小为 N·s； (精确到小数点后一位) 4. (4分)在第3问中，若甲与乙发生的是弹性碰撞，碰后乙停在B点右侧某点 D。请通过分析，计算D 距B点的距离。 5. (3分)在实际情景中，两冰壶发生的为非弹性碰撞。请在图2中画出甲、乙两冰壶实际碰后停止的位置。 (画出两冰壶的位置即可，不必说明理由。D点为上一问中乙停止的位置) 学科网（北京）股份有限公司 四、电场(24分) 电场是一种看不见摸不着的物质，然而却无处不在，几乎弥漫于整个宇宙。我们把相对于观察者静止的电荷产生的电场称为静电场。 1.(4分)电场线可以形象地描述电场的分布。电场线的 反映电场的强弱，电场线的 方向表示该点的场强方向，即电场方向。 2.(4分)人们通过电场线、等势线来描绘电场。某电场的电场线分布如图1所示，P、Q两点的场强大小为 Ep、EQ, P、Q两点的电势为φp、φQ, 则( ) 3. (4分)如图2所示，虚线a、b、c是某电场的一组等势线，实线是电荷仅在电场力作用下的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点。电荷在P、Q两点速率分别为 ，加速度大小分别为 ap、aρ,则( ) 4. (4分)如图3所示，O为直角坐标系的原点，电荷量为- 的点电荷固定在 处，电荷量为-Q的点电荷固定在x=r处。y轴上a、b两点的纵坐标分别为 和 沿y轴方向将一负电荷从a点移动到b的过程中，该负电荷的电势能将( ) 。 A.逐渐增大 B.先增大后减小 C.保持不变 D.逐渐减小 E.先减小后增大 学科网（北京）股份有限公司 5. (4分)研究表明，地球是一个表面带有大量负电荷的导体，晴天时大气中有很多带正电的离子，低空中正离子多，高空中正离子少。这使得大气中的电场分布有如下特点：电势随着高度的增加而升高，在低层大气中升高得最快。由此可知大气中的电场线分布可能是( ) 。 6. (4分) 如图4(a)所示, O为圆心, 半径 的圆处在平行于纸面的匀强电场中。A、B、C、D、P为圆周上的点。PO连线逆时针转动，θ为PO连线从AO位置开始旋转的角度。P点的电势随角度θ的变化关系如图4(b)所示，为正余弦函数图像。该匀强电场的场强大小 将电子沿圆弧从C移动到A的过程中，电场力对电子所做的功 W = eV。 五、机械能的转化 (20分) 机械能是生活中最常见的一种能量，在一些场景下也能和其他形式的能量相互转化。 1.(4分)机械能的国际单位为 (选填“焦耳”、 “牛顿”或者“库伦”)，它是一个导出单位。如果用国际单位的基本单位表示为 。 2.(4分)风力发电是一种常见的清洁能源发电方式，风经过发电机的叶片时，叶片会将 的机械能转化成 的机械能；其内部的发电机再将机械能转化成电能。 3.(3分) 某型号风力发电机的叶片长10m，转轴半径可忽略不计，发电效率为10%(即能将经过风力发电机的风能的10%转化成电能)。已知空气的密度约为 则该风力发电机在20m/s的风速下，输出的电功率约为 W。(保留三位有效数字) 人类目前掌握了较多的发电方式，但通常都不会将产生的电能马上用完。因此，科学家研究了许多种储能方式。飞轮储能是一种将能量以机械能的形式储存在高速转动的重轮中。重轮是一种将轮子质量均匀分布在轮子外边缘的理想化模型。 学科网（北京）股份有限公司 4. (4分)某重轮结构类似于自行车的车轮，其质量约为 重轮半径约为 1m，沿半径方向的辐条质量可以忽略不计。当该重轮被加速至200r/ min时, 其储存的动能约为( ) 5. (5分)在转动过程中轮子边缘会受到一个与速度方向相反，大小成正比的空气阻力 kv。一质量为m的重轮以 的角速度开始无动力转动，过程中仅受空气阻力f 影响，则重轮在停止前转动的圈数n为多少? 学科网（北京）股份有限公司 $$