山西省太原市师爱中学2022-2023学年高二物理期末试题含解析

山西省太原市师爱中学2022-2023学年高二物理期末试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（单选）地球同步卫星“静止”在赤道上空的某一点，它绕地球的运行周期与地球的自转周期相同。设地球同步卫星运行的角速度为ω1，地球自转的角速度为ω2，则ω1和ω2的关系是A．ω1＞ω2

B．ω1＝ω2

C．ω1＜ω2

D．无法确定参考答案：B2.质量为m，电量为q的带正电小物块在磁感强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为μ的绝缘水平面以初速度v0开始向左运动，如图所示．物块经时间t移动距离S后停了下来，设此过程中，q不变，则A．S>

B．S<C．t＞

D．t＜参考答案：BC3.下列哪种力是洛伦兹力A．电荷间的相互作用力

B．电场对电荷的作用力C．磁铁对小磁针的作用力

D．磁场对运动电荷的作用力参考答案：D4.如图所示，是两人合作模拟振动曲线的记录装置。先在白纸中央画一条直线OO1使它平行于纸的长边，作为图象的横坐标轴。一个人用手使铅笔尖在白纸上沿垂直于OO1的方向振动，另一个人沿OO1的方向匀速拖动白纸，纸上就画出了一条描述笔尖振动情况的x-t图象。下列说法中正确的是CA．白纸上OO1轴上的坐标代表速度B．白纸上与OO1垂直的坐标代表振幅C．匀速拖动白纸是为了保证时间均匀变化D．拖动白纸的速度增大，可使笔尖振动周期变长参考答案：C5.关于加速度，下列说法中正确的是---------------------------------------------（

）A．加速度越大，表示物体的速度变化越大B．加速度越大，表示物体的速度变化越快C．物体运动的加速度为零，它的速度也一定为零D．加速度的方向和速度方向一定在同一直线上参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.两质量均为M的冰船A、B静止在光滑冰面上，轴线在一条直线上，船头相对，质量为m的小球从A船跳入B船，又立刻跳回，A、B两船最后的速度之比是_______________。参考答案：；

提示：根据，∴7.如图是一电热水壶的铭牌，由铭牌可知，该电热水壶在额定电压下工作时，所使用的交流电压的最大值为_________V，交流电的周期为_________s．

电器名称：电热水壶型

号：WK﹣9016B额定电压：220V工作频率：50Hz额定功率：2200W参考答案：220

0.02解：由图知电水壶的额定电压为220V，频率为50Hz，则所使用的交流电压的最大值，周期T===0.02s；故答案为：220，0.028.如图3所示，M为重物质量，F是外力，p0为大气压，S为活塞面积，活塞重忽略不计，求气缸内封闭气体的压强。

参考答案：9.（1）如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置，请将图中所缺的导线补接完整。（2）电键闭合，电路稳定时，右侧电流表示数应该

(填为零或不为零)。（3分）参考答案：（1）（3分）

（2）

为零

（3分）10.（4分）电场中A、B两点的电势是φA=-800V，φB=-200V。则A、B两点间的电势差UAB=

V；把电荷q=-1.5×10-8C由A点移到B点，电场力做的功为W=

J，电势能

（填增加或减少）了

J。参考答案：-600；9×10-6；减少；9×10-6J11.根据下图中的位移-时间（s-t）图线填空。(1)物体在0s－4s内速度是______m/s(2)物体在4s－8s内速度是______m/s(3)物体在8s－10s内作______运动；(4)物体在0s－12s内的位移是______mC参考答案：12.如图7所示，S为波源，M、N为两块挡板，其中M板固定，N板可上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A点没有振动，为了使A点能发生振动，可采用的方法是_____(填“增大”或“减小”)波源的频率，也可以将N板____(填“向上”或“向下”)移动一些。

参考答案：13.

一个元电荷的电荷量为

，某带电体所带电荷量是，此带电

体所带的电荷量是元电荷的

倍。参考答案：

，

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（9分）在《探究单摆周期与摆长的关系》实验中,要注意以下几点(1)摆的振幅不要太大.这是因为单摆只有当摆的振幅不大时,才能认为摆的振动是___________运动.(2)摆线要尽量选择__________、____________,并尽可能_____(填“长”、“短”)一些(3)摆球要尽量选择质量_____(填“大”、“小”)、体积小些的。(4)测量摆的振动周期时,在_________(填“摆球到达最高点”、“摆球经过平衡位置”)作为计时的开始与终止更好些。参考答案：(1)简谐（2分）(2)细一些、伸缩性小些，长（3分）（3）大（2分）（4）摆球经过平衡位置（2分）15.（5分）电磁波是一个大家族，请说出这个家族中的几个成员（至少说出3个）参考答案：红外线、紫外线、X射线等。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(6分)2008年北京奥运会期间，在鸟巢上空燃放的“脚印”、“未来”焰火给世人留下了深刻的印象。按照设计要求，装有焰火的礼花弹从专用炮筒中竖直向上射出后，在3s末到达离地面67.5m的最高点，随即炸开，构成各种美丽的图案。假设礼花弹上升过程中只受重力和空气阻力，且空气阻力大小不变，g取10m／s2。求：(1)礼花弹从炮筒中射出时的初速度大小v0；(2)礼花弹上升过程中的加速度大小；(3)阻力大小与自身重力大小的比值。参考答案：（1）依题意由

得m/s（2分）（2）由得（m/s2）故加速度大小为15m/s2（2分）（3）由牛顿第二定律得，（2分）17.如图甲所示是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置．设摆球向右方向运动为正方向．图乙所示是这个单摆的振动图象．根据图象回答：（π2=10）(1)单摆振动的频率是多大？(2)若当地的重力加速度为10m/s2，试求这个摆的摆长是多少？(3)如果摆球在B处绳上拉力F1=1.01N，在O处绳上拉力F2=0.980N，则摆球质量是多少？参考答案：(1)1.25Hz（3分）(2)0.16m（3分）(3)m=0.1kg18.（21分）嫦娥1号奔月卫星与长征3号火箭分离后，进入绕地运行的椭圆轨道，近地点离地面高，远地点离地面高，周期约为16小时，称为16小时轨道（如图中曲线1所示）。随后，为了使卫星离地越来越远，星载发动机先在远地点点火，使卫星进入新轨道（如图中曲线2所示），以抬高近地点。后来又连续三次在抬高以后的近地点点火，使卫星加速和变轨，抬高远地点，相继进入24小时轨道、48小时轨道和地月转移轨道（分别如图中曲线3、4、5所示）。已知卫星质量，地球半径，地面重力加速度，月球半径。1．试计算16小时轨道的半长轴a和半短轴b的长度，以及椭圆偏心率。2．在16小时轨道的远地点点火时，假设卫星所受推力的方向与卫星速度方向相同，而且点火时间很短，可以认为椭圆轨道长轴方向不变。设推力大小，要把近地点抬高到600，问点火时间应持续多长？3．试根据题给数据计算卫星在16小时轨道的实际运行周期。4．卫星最后进入绕月圆形轨道，距月面高度约为200，周期分钟，试据此估算月球质量与地球质量之比值。参考答案：解析：1.椭圆半长轴a等于近地点和远地点之间距离的一半，亦即近地点与远地点矢径长度（皆指卫星到地心的距离）与的算术平均值，即有

(1)

代入数据得

km

(2)

椭圆半短轴b等于近地点与远地点矢径长度的几何平均值，即有

(3)

代入数据得

(4)

椭圆的偏心率

(5)代入数据即得

(6)2.当卫星在16小时轨道上运行时，以和分别表示它在近地点和远地点的速度，根据能量守恒，卫星在近地点和远地点能量相等，有

(7)式中是地球质量，是万有引力常量.因卫星在近地点和远地点的速度都与卫星到地心的连线垂直，根据角动量守恒，有

(8)

注意到

(9)

由(7)、(8)、(9)式可得

(10)

(11)当卫星沿16小时轨道运行时，根据题给的数据有

由(11)式并代入有关数据得km/s

(12)依题意，在远地点星载发动机点火，对卫星作短时间加速，加速度的方向与卫星速度方向相同，加速后长轴方向没有改变，故加速结束时，卫星的速度与新轨道的长轴垂直，卫星所在处将是新轨道的远地点.所以新轨道远地点高度km，但新轨道近地点高度km.由(11)式，可求得卫星在新轨道远地点处的速度为

km/s

(13)卫星动量的增加量等于卫星所受推力F的冲量，设发动机点火时间为?t，有

(14)由(12)、(13)、(14)式并代入有关数据得

t=

(约2.5分)

(15)这比运行周期小得多.3.当卫星沿椭圆轨道运行时，以r表示它所在处矢径的大小，v表示其速度的大小，表示矢径与速度的夹角，则卫星的角动量的大小

(16)

其中

（17）是卫星矢径在单位时间内扫过的面积，即卫星的面积速度.由于角动量是守恒的，故是恒量.利用远地点处的角动量，得

(18)又因为卫星运行一周扫过的椭圆的面积为

(19)所以卫星沿轨道运动的周期

(20)由(18)、(19)、(20)式得

(21)代入有关数据得

s(约15小时46分)

(22)注：本小题有多种解法.例如，由开普勒第三定律，绕地球运行的两亇卫星的周期T与T0之比的平方等于它们的轨道半长轴a与a0之比的立方，即

若是卫星绕地球沿圆轨道运动的轨道半径，则有

得