精品解析：上海市建平中学2024-2025学年高二下学期6月期末物理试题

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。 转盘餐桌 如图甲，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，如图乙转盘上的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. A处物块的周期为________，线速度的大小为________。 2. 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. 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. 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（　　） A. B. C. D. 5. 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. C. μmgr D. E. 常见的振动 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。 6. 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。 7. 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，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 8. 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 9. 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（　　） A. B. C. D. 10. 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”）。 冰壶运动 冰壶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。 11. 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”）。 12. 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 13. 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） 14. 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___________。 15. 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） 电场 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。 16. 电场线可以形象地描述电场分布。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。 17. 人们通过电场线、等势线来描绘电场。某电场电场线分布如图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（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 18. 如图2所示，虚线a、b、c是某电场的一组等势线，相邻等势线之间的电势差相等，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、aQ，则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 19. 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 20. 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（　　） A. B. C. D. 21. 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。 机械能的转化 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。 22. 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_______。 23. 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。 24. 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。 25. 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（　　） A. B. C. D. 26. 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？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 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。 转盘餐桌 如图甲，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，如图乙转盘上的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. A处物块的周期为________，线速度的大小为________。 2. 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. 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. 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（　　） A. B. C. D. 5. 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. C. μmgr D. E. 【答案】1. ①. ②. 2. D 3. 4. BCD 5. B 【解析】 【1题详解】 [1]根据题意，A处物块的周期为 [2]A处物块的线速度 【2题详解】 根据向心力 可知 故选D。 【3题详解】 C处的物块 根据平行四边形定则，可知C处的物块转过120°的过程中速度变化量大小为，分析知物块所受摩擦力就是物块的合力，根据动量定理可知，物块所受摩擦力的冲量大小为 【4题详解】 分析可知物块所受的摩擦力F为物块的合力，物块放在转盘上随转盘做曲线运动，合力一定在轨迹凹侧，可知BCD符合题意。 故选BCD 【5题详解】 物块从转盘边缘刚要滑离时有 解得 根据动能定理可知，转盘对小物块做的功为 故选B。 常见的振动 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。 6. 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。 7. 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，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 8. 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 9. 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（　　） A. B. C. D. 10. 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”）。 【答案】6. ①. 0.5 ②. 1 7. C 8. D 9. B 10. ①. 5 ②. 先增大后减小 【解析】 【6题详解】 [1][2] 一个弹簧振子的周期为2s，则其振动频率为，从其离开平衡位置开始计时，第一次回到平衡位置需 【7题详解】 做简谐运动的单摆，其摆长L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，由单摆振动的周期得，周期不变； 由知 上升的高度h和质量无关，速度减小了，上升的高度减小，所以振幅减小了。 故选C。 【8题详解】 A．甲图小球沿斜面方向受到的合力是弹力与重力的分力，当小球在平衡位置上方时，合力方向沿斜面向下，当在平衡位置下方时合力沿斜面向上，弹力与重力的分力的合力与位移成正比，其特点符合简谐振动物体的动力学特征，小球做简谐振动，故A错误； B．乙图木筷在水中受浮力和重力作用，当木筷在平衡位置上方时，合力向下，当木筷在平衡位置下方时，合力向上，重力和浮力的合力与位移成正比，其特点符合简谐振动物体的动力学特征，木筷做简谐振动，故B错误； C．丙图小球离开最低点受到重力沿切线方向的分力与位移成正比，方向与小球位移方向相反，为小球提供回复力，小球在最低点附近左右振动属于简谐振动，故C错误； D．丁图斜面光滑，重力沿斜面的分力提供小球做机械振动的回复力，但该力大小不变，不与位移成正比，故小球的运动不是简谐振动，故D正确。 故选D。 【9题详解】 简谐运动过程中，根据能量守恒有  （常数） 整理得 即满足 所以图线为椭圆。 故选B。 【10题详解】 [1]该棒做受迫振动，所以该棒振动频率等于5Hz； [2]在受迫振动中，驱动力频率越接近物体固有频率，物体振动幅度越大，该棒固有频率为4Hz，手晃动的频率从2Hz逐渐增大到5Hz的过程中，该棒振动的幅度先增大后减小。 冰壶运动 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。 11. 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”）。 12. 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 13. 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） 14. 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___________。 15. 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） 【答案】11. ①. 不守恒 ②. 不守恒 12. BC 13. 40.0 14. 10m 15. 【解析】 【11题详解】 [1][2] 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，冰壶甲和冰壶乙发生碰撞前后，冰壶甲的动量都一直改变，其动量不守恒； 【12题详解】 若加速度为0，则有 若做匀减速运动时到B点时，速度恰为0，则有 解得 由题知可知，冰壶甲运动过程中是匀减速直线运动，且到B点速度不为零，所以冰壶甲的初速度应大于3m/s小于6m/s，故其初速度可能为4m/s，5m/s。 故选BC。 【13题详解】 根据匀变速直线运动规律可知 解得v=4m/s 根据动量定理可知，规定向右为正方向，该过程冰面对冰壶甲作用力的冲量大小为 14题详解】 甲与乙发生的是弹性碰撞，由于两物体质量相等，碰后速度互换，则乙的速度为 甲、乙动摩擦因数保持不变且相同，对甲有 对乙有 联立解得 【15题详解】 甲、乙两冰壶碰后最终停止的合理位置如图所示，甲、乙停在BD之间，甲在B点右侧，乙在D点左侧，如图所示 电场 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。 16. 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。 17. 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（　　） A ， B. ， C. ， D. ， 18. 如图2所示，虚线a、b、c是某电场的一组等势线，相邻等势线之间的电势差相等，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、aQ，则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 19. 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 20. 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（　　） A. B. C. D. 21. 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。 【答案】16. ①. 疏密程度 ②. 切线 17. A 18. D 19. E 20. A 21. ①. 20 ②. -2 【解析】 【16题详解】 [1][2]电场线可以形象地描述电场的分布。电场线的疏密程度反映电场的强弱，电场线的方向方向表示该点的场强方向，即电场方向。 【17题详解】 电场线的疏密程度反映电场的强弱，根据图示可知 由于沿电场线方向电势降低，根据图示可知 故选A。 【18题详解】 由于电场线垂直于等势线，则电场力方向垂直于等势线，由由于点电荷做曲线运动，电场力方向指向轨迹内侧，可知，若电荷从P运动到Q，则电场力方向与速度方向夹角为锐角，可知，速度增大，若电荷从Q运动到P，则电场力方向与速度方向夹角为钝角，可知，速度减小，即有 等差等势线分布的密集程度表示电场强弱，根据图示可知P位置的电场强度大于Q位置的电场强度，则P位置的电场力大于Q位置的电场力，根据牛顿第二定律有 故选D。 【19题详解】 [1]y轴上某点到左右两个点电荷的间距相等，令间距为，则该点的电势 可知，从a点移动到b的过程中，电势先增大后减小，且有 则有， 将一负电荷从a点移动到b的过程中，根据电场力做功与电势差的关系有 ， 可知，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大。 故选E。 【20题详解】 由于沿电场线方向电势降低，电场强度方向为电势降落最快的方向，题中电势随着高度的增加而升高，在低层大气中升高得最快，可知，电场线方向竖直向下，又由于低空中正离子多，高空中正离子少，则靠近地面的电场强度大一些，电场线分布也密集一些。综合上述可知，第一个选项满足要求。 故选A。 【21题详解】 [1]根据图（b）可知，当时，P点位于P1电势为1V，当时，P点位于P2的电势为3V，当时，P点位于P3的电势为5V，根据夹角关系可知，在同一条直线上，则有 解得 则为一条等势线，根据夹角关系可知，与垂直，即为一条电场线，方向由指向，与水平向右的反向成夹角，则匀强电场的电场强度大小为 [2]结合上述，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 结合上述解得 机械能的转化 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。 22. 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_______。 23. 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。 24. 某型号风力发电机叶片长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。 25. 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（　　） A. B. C. D. 26. 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？ 【答案】22. ①. 焦耳 ②. 23. ①. 空气（风） ②. 叶片 24. 25. B 26. 【解析】 【22题详解】 [1][2]机械能的国际单位为焦耳，它是一个导出单位。如果用国际单位的基本单位表示为； 【23题详解】 [1][2]风经过发电机的叶片时，叶片会将风的机械能转化成叶片的机械能； 【24题详解】 输出的电功率约为 代入数据解得P≈1.76×105W。 【25题详解】 当该重轮被加速至200r/min时，其储存的动能约为Ek=mv2 而 代入数据解得Ek≈4.4×106J 故选B。 【26题详解】 设轮子的半径为r，根据功能关系有 解得重轮在停止前转动的圈数 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$