2021-2022年度江西省景德镇第二学期高二期末考试

2021-2022年度江西省景德镇第二学期高二期末考试物理试卷I一、选择题（共十小题，6--10题为多选题，每小题4分，共40分）1.如图所示，在绝缘的水平面上，一带正电的滑块以5m/s的速度从A点经时间t1到达B点时的速度为3m/s，再经时间t2到达C点时的速度为0，平面上方的空间有水平向左的匀强电场，下列说法正确的是（）A.A、B间的距离与B、C间的距离之比为5:3B.A、B间的距离与B、C间的距离之比为3:1C.t1与t2之比为2:3D.t1与t2之比为3:2【答案】C【解析】【详解】由题意可知滑块做匀减速运动，根据运动学公式可得故ABD错误，C正确。故选C。2.2020年12月17日凌晨2点左右，经过23天的太空之旅后，嫦娥五号返回器携带1731克月壤样品成功着陆，这标志着我国首次月球采样返回任务圆满完成。已知月球的质量为。月球的半径为，引力常量，则月球的第一宇宙速度约为（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】近月球表面的卫星运行速度即第一宇宙速度，由万有引力提供向心力可得解得故选C。3.如图所示，质量为M的物块A置于水平桌面上，绕过定滑轮的细线一端连接物块A，另一端连接物块B，将物块B拉至与定滑轮等高的位置由静止释放，当物块B运动到最低点时，物块A刚好要滑动，已知物块A与桌面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，不计物块B的大小，连接物块A的细线与水平方向的夹角θ=37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则当物块B静止在最低点时，物块摩擦力大小为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】物块A刚好要滑动时，平衡条件得联立解得对B由合力提供向心力得物块B运动到最低点过程中，动能定理得联立解得当物块B静止在最低点时，对A平衡条件得又联立解得故选C。4.不等量异种电荷的电场线如图所示，a、b为同一电场线上的两点，以下说法正确的是（）A.a点场强小于b点场强B.两电荷连线上场强为零的点在-q电荷的右边，此处电势必为零C.一负电荷从a点移到b点，电势能增大D.将一正电荷从a点静止释放，仅在电场力作用下能沿电场线从a点运动到b点【答案】C【解析】【详解】A．电场线的疏密表示电场强度的相对大小，由图可知，a点场强大于b点场强，故A错误；B．由于场强与电势无关，场强为零的点电势不一定为零，电势为零的点是人为选择的，故B错误；C．沿着电场线方向电势降低，负电荷在电势低处电势能大，负电荷从a点移到b点，电势能增大，故C正确；D．正电荷所受电场力沿电场线切线方向，若将一正试探电荷由a点静止释放，电荷将离开原电场线，不可能沿电场线运动到b点，故D错误。故选C。5.某音乐广场喷泉如图所示，喷嘴方向可任意调节，喷出水柱最高可达30多米，喷泉管口直径约为。则喷泉电动机的输出功率约为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】喷出的水柱最高达，可得最大速度根据能量转化，输出功率转化为动能，有故选C。6.如图所示，滑块穿在粗糙水平横杆上，它的下端通过一根细线与小球相连，现用方向始终水平的拉力F将小球向右缓慢拉起，细线偏离竖直方向的角度将增大，这一过程中滑块始终保持静止，则（）A.滑块对杆的压力变大 B.滑块受到杆的摩擦力变大C.小球受到细线的拉力变大 D.小球所受合力变大【答案】BC【解析】【详解】对小球单独进行受力分析，如图所示，可知小球受到细线的拉力变大，水平拉力变大。小球处于动态平衡状态，所受合力始终为零。对滑块和小球整体进行受力分析，可知整体在竖直方向受力情况不变，所以滑块对杆的压力不变，在水平方向上，滑块所受杆的摩擦力与F大小相等，所以摩擦力变大。综上所述可知AD错误，BC正确。故选BC。7.如图所示，质量为的长木板放在光滑的水平面上，质量为的滑块（可视为质点）放在长木板的左端，两者之间的动摩擦因数为。某时刻用的水平恒力作用在长木板上，经后撤去力，最终滑块恰好没有滑离长木板。重力加速度，则下列说法正确的是（）A.撤去力时长木板的速度为B.撤去力时滑块的速度为C.滑块最终的速度为D.长木板的长度为【答案】BC【解析】【详解】AB．力F作用在长木板上后，由牛顿第二定律可得解得滑块和长木板的加速度分别为撤去力F时滑块和长木板的速度分别为故A错误，B正确；C．撤去力F后．由动量守恒定律可得解得滑块最终的速度为故C正确；D．撤去力F前．滑块在长木板上移动的距离为撤去力F后，由能量守恒定律可得解得则长木板的长度为故D错误。故选BC。8.如图为“子母球”表演的示意图，弹性小球A和B叠放在一起，从距地面高度为h处自由落下，h远大于两小球直径，小球B的质量是A质量的3倍，假设所有的碰撞都是弹性碰撞，且都发生在竖直方向，不考虑空气阻力。则下列判断正确的是（）A.下落过程中两个小球之间没有力作用B.A与B第一次碰后小球B的速度为零C.A与B第一次碰后小球A弹起的最大高度是2hD.A与B第一次碰后小球A弹起的最大高度是4h【答案】ABD【解析】【分析】【详解】A．不考虑空气阻力，下落过程是自由落体运动，完全失重状态，则两个小球之间没有力的作用，A正确；B．下降过程为自由落体运动，由匀变速直线运动的速度位移公式得解得触地时两球速度相同，为碰撞地之后，速度瞬间反向，大小相等，选与碰撞过程为研究过程，碰撞前后动量守恒，设碰后、速度大小分别为v1、v2，选向上方向为正方向，由动量守恒定律得由能量守恒定律得解得B正确；CD．碰后小球A弹起的最大高度C错误D正确。故选ABD。9.在图甲所示的电路中，电源电压的最大值为，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1、R2和R3均为定值电阻，R2=R3=20Ω，各电表均为理想电表。图乙中正弦曲线为R1两端的电压u1随时间t变化关系的图像。则下列说法正确的是（）A.交流电频率为50HzB.电压表的示数为：20VC.电流表的示数为1.0AD.R1的阻值为200Ω【答案】AC【解析】【分析】【详解】A．分析图乙可知，交流电的周期为T=0.02s，则频率为A正确；B．电阻R1两端电压的有效值故电压表的示数为20V，B错误；C．电源电压的有效值为故变压器原线圈两端的电压为根据解得故流过电流表的示数为C正确；D．根据串并联电路特点可知流过副线圈中的电流根据解得故D错误。故选AC。10.B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图象，t=0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107Hz，下列说法正确的是（）A.0～1.25×10-7s内质点M运动的路程为2mmB.质点M第一次位移为0.2mm的时刻是×10-7sC.超声波在血管中传播速度为1.4×103m/sDt=1.5×10-7s时质点N恰好处于波谷【答案】ACD【解析】【详解】A．由题可知，质点M运动的路程为A正确；BC．超声波在血管中的传播速度为根据传播方向可知，质点M开始振动的方向沿y轴负方向，当坐标为的质点的振动形式传到M点时，质点M第一次位移为0.2mm，此时波向前传播所用时间B错误，C正确；D．质点N第一次到达波谷的时间为D正确；故选ACD。二、实验题（共15分）11.某同学利用如图甲所示的装置验证动能定理。固定并调整斜槽，使它的末端O点的切线水平，在水平地面上依次铺放好木板、白纸、复写纸。将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H，并根据落点位置测量出小球平抛的水平位移x。已知斜槽倾角为，小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ，斜槽底端离地面的高度为y，不计小球与水平槽之间的摩擦及弯道处的能量损失。改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下表。高度H（h为单位长度）h2h3h4h5h6h7h8h9h水平位移x（cm）5.59.111.714.215.917.619.020.621.7（1）本实验是否需要测量小球的质量m？___________（填“是”或“否”）。（2）以H为横坐标，以___________为纵坐标，在坐标纸上描点作图，如图乙所示。（3）球从斜槽上滚下的过程中，如果动能定理成立，则图乙的斜率应为______。（用题干所给物理量表示）【答案】①.否②.③.【解析】【详解】（1）[1]设小球离开斜槽时的速度为，根据平抛运动的规律得联立解得小球在斜槽上滚下的过程中，重力和摩擦力做功，则合力做的功为小球动能的变化量则小球从斜槽上滑下的过程中，动能定理若成立应满足的关系式是等式两边的消去后可得因此小球质量不需要测量。（2）[2]根据以上分析可知，若以H为横坐标，则应该以x2为纵坐标，在坐标纸上描点作图，如题图乙所示。（3）[3]根据以上分析，结合图象可得因此图象的斜率12.某实验兴趣小组为了研究电表的改装原理和练习使用多用电表，设计了如下实验。（1）图甲为某同学设计的电流表、电压表两用表的电路图，已知电流计G的量程是300mA，内阻是220Ω，电阻R1=11Ω，R2=100Ω，则选择开关接到___________（填“1”或“2”）时是电流表，电流表、电压表的量程分别是___________A、___________V；（2）某同学用多用电表测量电阻时采用“×100”倍率，结果多用电表表盘指针位置如图乙中虚线所示，为了测量更加准确，这时应该采用_________（填“×10”或“×1k”）倍率，正确操作后读数如实线所示，则读数是________Ω；（3）一个多用电表的电池用久了，电动势由1.5V降成1V，内阻r由1.5Ω变成5Ω，现用此电表欧姆调零后测量一未知电阻，测得Rx=240Ω，则其真实值为___________Ω。【答案】①.1②.6.3③.696④.×10⑤.120⑥.160【解析】【详解】（1）[1][2][3]当为电流表时，电表应该与电阻并联，此时电表起到分流作用；此时通过R1的电流为电路中的总电流为电流表的量程为0~6.3A；电压表的最大电压为（2）[4][5]电表指针指在表盘靠中间位置时所测结果较准确，虚线所指位置靠右，所测电阻较小，应该采用较小的倍率，采用×10；根据万用表读数规则可知，指针指在12位置，所测电阻为12Ω×10=120Ω（3）设满偏时电流为Ig，240Ω时电流为I，调零后的电阻为R0，则由题意可得带入数据解得三、解答题（共45分）13.某透明均匀介质的截面图如图所示，直角三角形的直角边BC与半圆形直径重合，∠ACB=30°，半圆形的半径为R，一束光线从E点射入介质，其延长线过半圆形的圆心O，且E、O两点距离为R，已知光线在E点的折射角θ2=30°。求：（1）介质折射率为多少；（2）与射入介质前相比，光线射出介质后的偏转角是多少。【答案】（1）；（2）0【解析】【分析】【详解】（1）由题，则：为等腰三角形，所以入射角：，由折射定律（2）由几何关系：，折射光平行于的方向，如图由题，则：为等腰三角形，由折射定律由得偏转角度为14.现将等宽双线在水平面内绕制成如图所示轨道，两段半圆形轨道半径均为R=m，两段直轨道AB、A′B′长度均为l=1.35m。在轨道上放置一个质量m=0.1kg的小圆柱体，如图所示，圆柱体与轨道两侧相切处和圆柱截面圆心O连线的夹角θ为120°，如图所示。两轨道与小圆柱体的动摩擦因数均为μ=0.5，小圆柱尺寸和轨道间距相对轨道长度可忽略不计。初始时小圆柱位于A点处，现使之获得沿直轨道AB方向的初速度v0.求：（1）小圆柱沿AB运动时，内外轨道对小圆柱的摩擦力f1、f2的大小；（2）当v0=6m/s，小圆柱刚经B点进入圆弧轨道时，外轨和内轨对小圆柱的压力N1、N2的大小；（3）为了让小圆柱不脱离内侧轨道，v0的最大值，以及在v0取最大值情形下小圆柱最终滑过的路程s。【答案】（1）0.5N，0.5N；（2）；（3），2.85m【解析】【详解】（1）圆柱体与轨道两侧相切处和圆柱截面圆心O连线的夹角θ为120°，根据对称性可知，两侧弹力大小均与重力相等为1N，内外轨道对小圆柱的摩擦力（2）当v0=6m/s，小圆柱刚经B点进入圆弧轨道时在B点，解得（3）为了让小圆柱不脱离内侧轨道，v0最大时，在B点，且解得v0的最大值为，在圆弧上受摩擦力仍为所以解得15.如图所示，O为固定在水平面的转轴，小球A、B的质量均为m，A与B、O间通过铰链用轻杆连接，杆长均为L，B球置于水平地面上，B、O之间用一轻质弹簧连接。现给A施加一竖直向上的力F，此时两杆夹角θ=60°，弹簧处于原长。改变F使A球缓慢运动，当θ=106°时力F恰好为零。A、B始终在同一竖直平面，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，sin53°=0.8，cos53°=0.6，重力加速度为g。（1）求弹簧的劲度系数k。（2）若A球自由释放时加速度为a，此时B球加速度多大？（3）在（2）情况下当θ=90°时，B的速度大小为v，求此时弹簧的弹性势能。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）对A球受力分析如图所示有对B球受力分析如图所示有其中且F1=F解得（2）自由释放时A的加速度方向垂直于AO杆，由牛顿第二定律得对B解得（3）当θ=90°时对系统由机械能能守恒定律得解得16.如图（a），倾角为θ=37°、间距为l=0.1m的足够长的平行金属导轨底端接有阻值为R=0.16Ω的电阻，一质量为m=0.1kg的金属棒ab垂直于导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5。建立原点位于导轨底端、方向沿导