河南省焦作市武陟县兴华中学2022-2023学年高二物理上学期期末试题含解析

河南省焦作市武陟县兴华中学2022-2023学年高二物理上学期期末试题含解析一、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）2013年9月10日是中国就daoyudiao及其附属岛屿的领海基点、基线发表声明一周年．当天，中国海警7艘舰船编队在我钓鱼岛领海内巡航．编队分为两个组，一组顺时针，一组逆时针，从9点18分开始绕岛巡航，假设每个小组的巡航时间为4个小时，航程为60海里．其中海警“2112”号和海警“2350”号被编在同一个组．若所有舰船行驶速率相同，则下列说法正确的有（）A.“60海里”指的是编队的位移大小B.海警“2112”号和“2350”号运动过程中的加速度都为0C.研究其中一艘舰船编队的平均速度时可将其看作质点D.由题中条件可求出此次巡航过程中海警“2112”的平均速度大小参考答案：解：A、“60海里”是运动轨迹的长度，指的是编队的路程，A错误；B、绕岛巡航都是曲线运动，都有加速度，都不为零，B错误；C、研究其中一艘舰船编队的平均速度时可将其看作质点，因为船的大小相当于路程来讲可以忽略，C正确；D、平均速度是位移与时间的比值，由题中条件不能求出此次巡航过程中海警“2112”的平均速度，D错误；故选：C2.（计算）如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L。导轨上端接有一平行板电容器，电容为C。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求:

(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。参考答案：（1）Q=CBLv

（2）3.（单选）有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子的定向移动速度为v，在t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（）A．nvtB．nvstC．D．参考答案：解：A、在△t时间内，以速度v移动的电子在铜导线中经过的长度为v△t，由于铜导线的横截面积为S，则在△t时间内，电子经过的导线体积为v△tS．又由于单位体积的导线有n个自由电子，在△t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为N=nvSt．故B正确；A错误；B、由于流经导线的电流为I，则在t时间内，流经导线的电荷量为It，而电子的电荷量为q，则△t时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为N=；故CD错误；故选：B．4.（单选）电场中有a、b两点，a点电势为4V，带电量为C的负离子仅在电场力作用下从a运动到b的过程中，电场力做正功J，则：()A．b点电势是2V B．a、b两点中，b点电势较高C．此电荷的电势能增加 D．该电荷速度可能减小参考答案：B5.在利用丝绸摩擦玻璃棒使玻璃棒带电的实验中，如果丝绸和玻璃棒原来均不带电，则通过摩擦后（）A．丝绸的带电量等于玻璃棒的带电量B．丝绸的带电量大于玻璃棒的带电量C．丝绸的带电量小于玻璃棒的带电量D．无法确定参考答案：A【考点】电荷守恒定律．【分析】丝绸与玻璃棒摩擦，玻璃棒的一些电子转移到丝绸上，玻璃棒因失去电子而带正电，根据电荷守恒定律得丝绸因得到等量的电子而带负电．【解答】解：玻璃棒对电子的束缚能力弱，摩擦后，电子容易从玻璃棒转移到丝绸上，所以玻璃棒带正电，丝绸带负电．根据电荷守恒定律得丝绸的带电量等于玻璃棒的带电量．故A正确，BCD错误；故选：A．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（5分）如图所示，小球位于竖直墙壁OA和水平地面OB等距离处P点，且P到OA和OB的垂直距离均为L，紧靠小球（小球视为质点）左侧有一固定点光源S，当小球以某一初速水平抛出，恰好落在墙角O处，则小球经时间______________落在墙角O处，小球在空中运动过程中其影子沿墙面运动时任意点的瞬时速度为______________。参考答案：；7.如图1所示为研究光电效应的电路图．（1）对于某金属用紫外线照射时，电流表指针发生偏转．将滑动变阻器滑动片向右移动的过程中，电流表的示数不可能

（选填“减小”、“增大”）．如果将电源正负极对换，电流表

（选填“一定”、“可能”或“一定没”）有示数．（2）当用光子能量为5eV的光照射时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图2所示．则光电子的最大初动能为

，金属的逸出功为

．参考答案：（1）减小，可能；（2）2eV，3eV．【考点】光电效应．【分析】（1）当滑动变阻器向右移动时，正向电压增大，光电子做加速运动，需讨论光电流是否达到饱和，从而判断电流表示数的变化．发生光电效应的条件是当入射光的频率大于金属的极限频率时，会发生光电效应．（2）该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于﹣2V时，电流表示数为0，知道光电子点的最大初动能为2eV，根据光电效应方程EKm=hγ﹣W0，求出逸出功．【解答】解：（1）AK间所加的电压为正向电压，发生光电效应后的光电子在光电管中加速，滑动变阻器滑动片向右移动的过程中，若光电流达到饱和，则电流表示数不变，若光电流没达到饱和电流，则电流表示数增大，所以滑动变阻器滑动片向右移动的过程中，电流表的示数不可能减小．紫光的频率小于紫外线，紫外线照射能发生光电效应，但是紫光照射不一定能发生光电效应．所以电流表可能有示数．（2）由图2可知，当该装置所加的电压为反向电压，当电压是﹣2V时，电流表示数为0，知道光电子点的最大初动能为：EKm=2eV，根据光电效应方程有：EKm=hγ﹣W0，W0=3eV．故答案为：（1）减小，可能；（2）2eV，3eV．8.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一负电荷（电荷量很小）固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器两板间的电压，EP表示电荷在P点的电势能。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（

）A．U变小，E不变

B．E变小，EP变大C．U变大，EP不变

D．E不变，EP不变参考答案：9.某同学用图甲的实验装置探究小车的加速度a与小车所受合力F及质量M的关系．打点计时器所用交变电流的频率为50Hz．（1）某次实验中得到的纸带如图乙所示，每两个点间还有四个计时点未画出．则小车在五个点的中央点的瞬时速度为

m/s，加速度大小为

m/s2；（2）该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力

砝码和盘的总重力（选填“大于”“小于”或“等于”），为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足

的条件．参考答案：（1）0.696（或0.6955），0.51；（2）小于，M?m（或M远大于m）．【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．【分析】（1）小车做匀加速直线运动，利用匀变速直线运动的两个推论：中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，来求中央点的瞬时速度．由△x=aT2可计算出加速度．（2）根据牛顿第二定律分析拉力与砝码和盘的总重力的关系．当砝码和盘的总质量远小于小车及砝码总质量时，可以认为小车受到的拉力等于砝码和盘的总重力．【解答】解：（1）小车在五个点的中央点的瞬时速度等于相邻两段位移内的平均速度，为：v===0.6955m/s由图乙可知，相邻相等时间内位移之差均相等，大小为：△x=0.51cm=0.0051m；根据△x=aT2得：a===0.51m/s2（3）砝码和盘向下做匀加速运动，处于失重状态，则砝码和盘所受的拉力小于砝码和盘的总重力．结合定滑轮的特点可知：小车在运动过程中所受的拉力与砝码和盘所受的拉力大小相等，所以小车在运动过程中所受的拉力小于砝码和盘的总重力．当砝码和盘的总质量m远小于小车的质量M时，砝码和盘的加速度很小，可以认为小车受到的拉力等于砝码和盘的总重力，即有M?m．故答案为：（1）0.696（或0.6955），0.51；（2）小于，M?m（或M远大于m）．10.（9分）如图所示，在足够长的斜面上有一质量为m的长方形木板A，木板上表面光滑.当木板获得初速υ0后正好能匀速下滑。在木板匀速下滑时将一质量也为m的滑块B轻轻地放在木板表面上。当木块B在木板上动量为mυ0时，木板A的动量为

；当木块B在木板上动量为mυ0时，木板A的动量为

；当木块B在木板上动量为2mυ0时，木板A的动量为

。参考答案：mυ0；mυ0；011.如图所示的电路中，R1=4Ω，R2=9Ω，R3=18Ω。通电后，流经R2-和R3的电流之比

，流经R1-和R3的电流之比

，R1两端的电压和R3两端的电压之比

。参考答案：2∶1

3∶1

2∶3由并联电路的特点可知，U2=U3，即I2R2=I3R3，所以=；流经R1-和R3的电流之比；由可知，。12.一列简谐波在x轴上传播，图中实线为t=0时刻的波形，虚线为t=0.05s时刻的波形，若波沿﹣x方向传播，在0.05s内波形传播的距离为

m；若波沿着+x方向传播，波速的大小是

m/s．参考答案：（8n+6）m，其中n=0，1，2，3，…；m/s，其中n=0，1，2，3，…【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．【分析】若波沿﹣x方向传播，传播的最短距离是6m，结合波的周期性写出波传播的距离与波长的关系式，同理，求波沿着+x方向传播时传播的距离，再求波速．【解答】解：从图中可知波长λ=8m若波沿﹣x方向传播，传播的距离为：x1=（nλ+6）m=（8n+6）m，其中n=0，1，2，3，…；若波沿+x方向传播，传播的距离为：x2=（nλ+2）cm=（8n+2）m，其中n=0，1，2，3，…；故波速为：v2===m/s，其中n=0，1，2，3，…故答案为：（8n+6）m，其中n=0，1，2，3，…；m/s，其中n=0，1，2，3，…13.为了测量子弹射出枪口的速度，两人用如图所示的装置进行测量，重木板用细线悬于高处，甲同学持枪在距板水平距离100m的地方射击，枪口水平并瞄准木板的中心O，乙同学用剪刀剪断细线后，甲立即开枪，设两人总的反应时间为0.1s（即剪断细线到子弹射出的时间），结果木板上的弹孔在O点正上方的A点，测得OA距离为15cm，则子弹离开枪口的速度为_________m/s。参考答案：1000m/s三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的纯油膜的形状如图所示．若每一个小方格的边长为25mm，试问：（1）这种估测方法是将每个油酸分子视为

模型，根据上述数据，估测出油酸分子的直径是

m．（结果保留两位有效数字）（2）在实验过程中，在距水面约2cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么？请分析写出原因：

．参考答案：（1）球体，2.7×10﹣10；（2）①油酸分子是极性分子，遇水后迅速展开成油酸单分子膜，在此过程中油膜面积会扩张；②油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩．【考点】用油膜法估测分子的大小．【分析】（1）掌握该实验的原理是解决问题的关键，该实验中以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度，从而求出分子直径，不满足半格，则去除，超过半格，当作一格来处理，从而求得面积．（2）油酸酒精溶液中的酒精容易挥发，使液面收缩．【解答】解：（1）这种估测方法是将每个分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油分子的直径．油膜的面积可从方格纸上得到，所围成的方格中，面积超过一半按一半算，小于一半的舍去，图中共有70个方格，故油膜面积为：S=70×25mm×25mm=42500mm2=4.4×10﹣2m2每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是：V=×10﹣6×m3=1.2×10﹣11m3油酸分子的直径：d===2.73×10﹣10m题要求保留2个有效数字，所以油酸分子的直径为：2.7×10﹣10m．（2）油膜收缩的主要原因：：①水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张②油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩．故答案为：（1）球体，2.7×10﹣10；（2）①油酸分子是极性分子，遇水后迅速展开成油酸单分子膜，在此过程中油膜面积会扩张；②油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩．15.若用打点计时器做探究碰撞中的不变量实验，下列说法是正确的是A．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量B．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起C．本实验中不需测量小车的质量D．对于实验最终的结论：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，式中的v1、v2、v1′、v2′都是速度的大小

参考答案：B四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，水平的平行虚线间距d=10cm，其间有磁感应强度B=1.0T的匀强磁场．一个正方形线圈ABCD的边长l=10cm，质量m=100g，电阻R=0.04W．开始时，线圈的下边缘到磁场上边缘的距离h=80cm．将线圈由静止释放，取g=10m/s2，求：（1）线圈下边缘刚进入磁场时，CD两端的电势差（2）线圈下边缘刚进入磁场时加速度的大小（3）整个线圈穿过磁场过程中产生的电热Q．参考答案：解：（1）设线框进入磁场的速度为v，根据动能定理可得：mgh=，解得：v=4m/s；根据法拉第电磁感应定律可得产生的感应电动势为：E=BLv=0.4V，CD两端电压为路端电压，则有：UCD==0.3V；（2）根据闭合电路的欧姆定律可得感应电流为：I==10A，此时的安培力大小为F=BIL=1N，方向向上，重力为：G=mg=1N，所以加速度为：a==0；（3）根据功能关系可知，产生的热量等于重力势能减少量，则哟：Q=2mgd=0.2J．答：（1）线圈下边缘刚进入磁场时，CD两端的电势差为0.3V；（2）线圈下边缘刚进入磁场时加速度的大小为0；（3）整个线圈穿过磁场过程中产生的电热为0.2J．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；牛顿第二定律；闭合电路的欧姆定律；电磁感应中的能量转化．【分析】（1）根据动能定理求解速度，根据法拉第电磁感应定律求解产生的感应电动势，由此得到CD两端电压；（2）根据闭合电路的欧姆定律和安培力计算公式求解安培力，根据牛顿第二定律求解加速度；（3）根据功能关系求解产生的热量．17.（8分）如图所示，两个质量相等的弹性小球A和B分别挂在L1=1m，L2=0.25m的细线上(小球可视为质点)，两球重心等高且互相接触，现将B球拉离平衡位置与竖直方向夹角小于5°后由静止开始释