湖南省五市十校教育联合体2022-2023学年高二年级下册期末物理试题含解析

五市十校教研教改共同体、湖湘名校教育联合体三湘名校教育联

盟2023年上学期

高二期末考试物理

本试卷共6页。全卷满分100分，考试时间75分钟。

注意事项：

1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡

上的指定位置。

2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非

答题区域均无效。

3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上

作答；字体工整，笔迹清楚。

4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。

一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项

是符合题目要求的。

1.如图是沿x轴传播的一列横波的波形图，实线表示某时刻的波形，虚线表示0.2s后的波形，则下列说法

正确的是（）

A.若波沿x轴负方向传播，它传播的距离可能是1m

B.若波沿x轴负方向传播，它传播的距离可能是5m

C.若波沿x轴正方向传播，它的周期可能是0.08s

D.若波沿x轴正方向传播,它的周期可能是0.16s

2.城市中许多停车场出入口都设立了智能道闸，有车辆出入时能实现自动抬杆，其简化模型如图所示。初

始时闸门。MN处于静止状态，当有车辆靠近时，M点即绕。点做匀速圆周运动，运动过程中M、N始终

保持在同一高度，段和段的杆长相同，匀速率抬杆的过程中，下列说法正确的是（）

N

A.M点的加速度不变B.N点在竖直方向做匀速运动

C.M,N点的加速度相等D.M,N点的速度大小不相等

3.光电效应中，原子的内、外层电子都可能被激发而产生光电效应。多电子原子核外电子的分布可以分为

若干壳层，由内到位依次是Is、2s、2p....相比于外层电子，内层电子离原子核更近，电离能更大，如果

要激发内层电子，需要更大能量的高能粒子流或者高能光子。实验中用能量为20keV的高能光子照射某原

子，致使1s能级上的一个电子被击出，该能级中出现一个空穴（如图甲），来自2s能级上的电子跃迁到1s

能级填充空穴，相应地将能量转移给2P能级上的电子，使这个电子脱离原子束缚跑到真空中去，这个电

子被称为俄歇电子。已知该元素Is、2s和2P能级电子的电离能分别为5.60keV、0.70keV和0.58keV,假

设2P能级上电子的初动能为0,那么成为俄歇电子后其动能为（）

A.4.32keVB.13.70keVC.13.82keVD.13.12keV

4.极轨卫星是围绕地球南北极运行的卫星，风云三号E和风云三号G是我国正在运行的两颗极轨卫星，

二者沿同一方向飞行，运行轨道近似为共面的同心圆，如图所示。风云三号E的轨道半径为r,某时刻风

云三号G恰好在其上方高度处，风云三号E恰好运行一周时，下列说法正确的是（）

B.风云三号G在其后方，二者对地心的张角为2兀

r+h

C.风云三号G在其前方，二者对地心的张角为2兀

r+h

D.风云三号G在其前方，二者对地心的张角为2兀

r+h

5.如图，队b,c三个带电小球用绝缘细线悬挂在同一点。，平衡时三者恰好处于同一竖直平面内且构成

一个等边三角形，。、6等高。下列说法正确的是（）

O

A.a、b小球的质量一定相等

B.a、6小球的带电量不一定相等

C.若c球质量是a球的2倍，那么c球的电荷量应为a球的2G倍

D.若c球的质量是。球的2倍，那么Oc段绳的拉力是。。段绳拉力的26倍

6.如图，光滑绝缘水平桌面xOy的第一象限存在匀强磁场8,方向垂直桌面向内.从尸点垂直3轴滚入

一个带电小球甲，随后沿着轨迹6离开磁场，在磁场中经历的时间为人现在。点放置一个不带电的同种

小球乙，再次从尸点垂直Ox轴滚入一个带电小球甲，二者发生碰撞后结合在一起，贝屋）

档

XXXX

XX

/b

，女

A.二者将继续沿着轨迹6离开磁场，经历的时间同样为r

B.二者将继续沿着轨迹6离开磁场，经历的时间大于1

C.二者将沿着轨迹。离开磁场，经历的时间大于f

D.二者将沿着轨迹c离开磁场，经历的时间小于r

二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符

合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7.如图，OMN是截面为扇形的柱状透明介质，圆心角NNOM=60°。a、6两种单色光从中轴线上的C

点以不同角度射向界面ON,二者的折射光均平行于C。。其中。光的入射光恰好与平行，图中所有的

点都处于同一水平面内，下列说法正确的是（）

M

A.改变NOC4的大小，。的折射光仍然会平行于C。

B.该介质中。光折射率为出

C.该介质中。光的光速大于b光的光速

D.用同一装置进行双缝干涉实验，。光的条纹间距小于6光的条纹间距

8.如图，轨道abed各部分均平滑连接，其中"、cd段为光滑的工圆弧，半径均为Im。be段是粗糙水平

4

直轨道，长为2m。质量为2kg、可视为质点的物块从。端静止释放，已知物块与儿轨道间的动摩擦因数

为0.1,g=10m/s2o下列说法正确的是（）

bc

A.物块第一次沿cd轨道上升的最大高度为0.8m

B.物块第一次沿cd轨道上升到最高点时对轨道的压力为20N

C.物块最终将停在轨道上的6点

D.物块最终将停在轨道上的c点

9.如图甲，某型号的发电机产生的电动势e随时间/呈正弦规律变化，发电机线圈电阻为10。。将一个电

阻为100。的小灯泡接入其中，并且与一个理想电压表并联，如图乙。不考虑小灯泡电阻随温度的变化，

下列说法正确的是（）

甲

A.电压表示数为220VB.小灯泡消耗的功率为440W

C.电路中的电流方向每秒改变100次D.发电机线圈每秒产生的焦耳热40J

10.如图，一个开有气孔的竖直绝缘玻璃管，质量忽略不计。管中塞有质量分别为机、2m的两个小球0、

b,其中小球。带电荷量为-4。。、6两球与玻璃管之间的最大静摩擦力分别为%g和2:咫，两球的中心距

离为在小球。下方设置一个竖直向下的匀强电场区域ABC，匀强电场上下界的高度差为d,已知

r>2d,重力加速度为g。现在让小球。、。以及玻璃管三者从距离上方d处静止释放，下列说法正确

-21ng

人若八°间始终无相对运动，则电场强度心后

「3mg

B.若以b间始终无相对运动，则电场强度£4:一

2q

3m23

C.若旧=二，小球〃达至|J下边界8时，两球中心距离为r一一d

Q2

3mg2

D.若E=」，小球。达到下边界时，两球中心距离为厂--d

Q3

三、非选择题：本题共5小题，共56分。

11.如图甲是小明同学设计的验证机械能守恒定律的实验装置。两个支柱垂直于底板，将顶板支撑住。木

板的长度略长于支柱间距，用四根细线悬挂在顶板上。木板中央固定一个小圆筒，其轴线垂直于木板，在

底板上铺上复写纸和白纸，侧视图如图乙所示。

实验步骤：

①木板处于最低位置时，测量木板上沿与底板的高度差将小钢球置于圆筒内；

②将木板拉起一定的高度，测出此位置与最低位置的高度差〃；

③释放木板，当其运动到最低点时与支柱碰撞，小球垂直木板水平飞出后落在底板上，记录小球离开圆筒

后的水平位移S；

④重复上述步骤，在表格中记录数据。

实验次序H(cm)/z(cm)5(cm)

120.007.0023.40

220.0080026.00

320.009.0026.60

420.0010.0028.00

甲乙

(1)下列操作中，必要是;

A.调整顶板上细线悬挂的位置，确保木板运动过程中保持水平

B.测量小钢球的质量

C.测量或者查询当地的重力加速度g

D.测量H时要确保从小钢球的球心开始测量

(2)若机械能守恒，H、//和s三者之间需要满足的关系是；

(3)四次实验中有一组数据存在问题，需要重测，这一组数据是(填序号);

(4)实验中发现动能的增加量总是略小于势能的减少量，可能的原因是o

A.重力加速度g的测量值偏大

B.小球质量的测量值偏小

C.木板的质量有影响

D.小钢球没有放在圆筒外侧与木板边缘平齐，导致s的测量值偏小

12.为了比较精确地测定未知电阻段的大小，小明同学设计了如图所示的电路。G为灵敏电流计，Ar

A2为电流表，用为电阻箱，4与&均为滑动变阻器，?为已知的定值电阻。具体的实验操作如下：

①按照电路图连接好实验器材；

②将滑动变阻器段的滑片、滑动变阻器&的滑片均调至适当位置，闭合开关S；

③调整耳，并反复调整与和&，使灵敏电流计G的示数为零，测得此时A1的示数为A?的示数为

12,电阻箱的示数为与；

④重复实验，记录数据。

⑴本次实验需要量程为3.0A的电流表，但实验室只有量程为0.5A、电阻为10.0。的微安表，那么需要给

微安表并联一个阻值为Q的电阻（保留2位有效数字）；

（2）待测电阻尺的阻值为（用题中所给的字母表示）；

（3）实验中发现G的示数始终无法调到零，为正值（电流上进下出为正），可能是（用题中所给的字

母表示）发生了断路导致。

13.如图甲是家庭种植盆栽经常会用到的喷壶，它的结构可以简化为乙图.喷壶的容积为％，一开始装入

0.6%的水，此时壶内气压与大气压P。相等。出水阀关闭，按压一次打气筒可以把体积为卷，压强为外

的气体压入其中，单向阀门1只能向筒内进气，单向阀门2只能向筒外出气。多次按压后打开出水阀，会

有水喷洒而出。所有的过程中气体都可以近似认为温度不变，不考虑出水管中液体重力的影响。

⑴通过多次打气使得壶内气压为1.2为，然后打开出水阀让水流出，求最终壶中剩余水体积；

（2）保持⑴中的水量不变，打气让壶内气压再次超过1.2%,至少需要打多少次?

14.如图，竖直平面内的两个边长为L的正方形区域ABC。和斯G8区域分布有匀强磁场I和匀强磁场

II,磁场强度大小均为瓦竖直光滑导轨AHG8中AB、BC、D4和GH部分的电阻均为R,其余部分的电

阻忽略不计。金属棒油质量为杨，长为d,电阻忽略不计。将金属棒从顶端AB静止释放，下滑过程中接

触良好且始终水平。已知金属棒下落距离人时速度为匕，下落距离L时速度为？2。求:

2

⑴金属棒湖下落距离-时产生的电动势E的大小；

2

⑵金属棒油下落距离人时的加速度。的大小;

2

⑶若金属棒ab进入磁场II区域后电流大小始终不变，求DE的长度h以及8G段的电功率P。

L

15.光滑半圆环质量为半径为R,上面套着一个质量为机的小珠子。半圆环竖立在光滑的地面上，运

动过程中半圆环总能保持竖立.回答以下问题：

(1)如图甲，小珠子静止在最高点，轻微扰动一下小球，使其从最高点下落，求出小珠子落到最低点时半

圆环横向移动的距离x以及小珠子落地的速度v的大小；

(2)如图乙，将半圆环固定在地面，给小珠子一个初速度?(%＜布八)，小珠子的位置用对应的圆心角。

表示，求出小珠子与圆环间弹力恰好为0时对应的角度。(可用。的余弦值表示)；

(3)如图丙，取消半圆环与地面的固定，在其顶端静置两个相同的小珠子。让这两个小珠子从静止释放，

二者会沿着相反的方向下滑。为确保半圆环总是不离开地面，求出小珠子与半圆环质量之比一的取值范

M

围。

丙五市十校教研教改

共同体、湖湘名校教育联合体三湘名校教育联盟2023年上学期

高二期末考试物理

本试卷共6页。全卷满分100分，考试时间75分钟。

注意事项：

1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡

上的指定位置。

2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非

答题区域均无效。

3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上

作答；字体工整，笔迹清楚。

4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。

一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项

是符合题目要求的。

1.如图是沿x轴传播的一列横波的波形图，实线表示某时刻的波形，虚线表示0.2s后的波形，则下列说法

正确的是（）

A.若波沿x轴负方向传播，它传播的距离可能是1m

B.若波沿无轴负方向传播，它传播的距离可能是5m

C.若波沿x轴正方向传播，它的周期可能是0.08s

D.若波沿x轴正方向传播，它的周期可能是0.16s

【答案】D

【解析】

【详解】由图可知波长为4m,若波沿x轴负方向传播，传播的距离

3一

Ax=—2+“2(0,1,2,3…)

4

所以传播距离不可能是1m或者5m,A、B均错；若波沿x轴正方向传播，传播时间

A?=—T+nT=0.2s（n=0,1,2,3■■）

所以其周期可能是0.8s、0.16s……，所以C错，D对。

故选D。

2.城市中许多停车场出入口都设立了智能道闸，有车辆出入时能实现自动抬杆，其简化模型如图所示。初

始时闸门OMN处于静止状态，当有车辆靠近时，M点即绕。点做匀速圆周运动，运动过程中M、N始终

保持在同一高度，。加段和MN段的杆长相同，匀速率抬杆的过程中，下列说法正确的是（）

A.M点的加速度不变B.N点在竖直方向做匀速运动

C.M,N点的加速度相等D.M,N点的速度大小不相等

【答案】C

【解析】

【详解】A.M绕。做匀速圆周运动，M点加速度大小不变，方向变化指向圆心，A错；

BCD.M、N始终保持水平，所以N在复制〃的运动轨迹（即绕M的初始位置做匀速率圆周运动，作图可验

证），所以N的加速度大小和M相等，方向也始终和M的加速度方向共线，C正确，BD错误；

故选C。

3.光电效应中，原子的内、外层电子都可能被激发而产生光电效应。多电子原子核外电子的分布可以分为

若干壳层，由内到位依次是Is、2s、2p....相比于外层电子，内层电子离原子核更近，电离能更大，如果

要激发内层电子，需要更大能量的高能粒子流或者高能光子。实验中用能量为20keV的高能光子照射某原

子，致使1s能级上的一个电子被击出，该能级中出现一个空穴（如图甲），来自2s能级上的电子跃迁到1s

能级填充空穴，相应地将能量转移给2P能级上的电子，使这个电子脱离原子束缚跑到真空中去，这个电

子被称为俄歇电子。已知该元素Is、2s和2P能级电子的电离能分别为5.60keV、0.70keV和0.58keV,假

设2P能级上电子的初动能为0,那么成为俄歇电子后其动能为（）

A.4.32keVB.13.70keVC.13.82keVD.13.12keV

【答案】A

【解析】

【详解】根据光电效应的知识可知，高能光子（抵消1s电离能后）剩下的能量被第一个电子以动能的形式带

走。故俄歇电子的总能量来自于2s上的电子掉落到1s上所释放的能量，则有

5.60keV-0.70keV=4.9keV

则成为俄歇电子后其动能为

Ek=4.9keV-0.58keV=4.32keV

故选A„

4.极轨卫星是围绕地球南北极运行的卫星，风云三号E和风云三号G是我国正在运行的两颗极轨卫星，

二者沿同一方向飞行，运行轨道近似为共面的同心圆，如图所示。风云三号E的轨道半径为广，某时刻风

云三号G恰好在其上方高度处，风云三号E恰好运行一周时，下列说法正确的是（）

3

B.风云三号G在其后方，二者对地心的张角为2兀11信j

C.风云三号G在其前方，二者对地心的张角为2兀11篇j

3

r2

D.风云三号G在其前方，二者对地心的张角为2兀1-

r+h

【答案】B

【解析】

【详解】风云三号G恰好在风云三号E的轨道上方高度〃处，后风云三号E恰好运行一周时，因风云三号

G位于更高轨道，角速度更慢，所以必然处于风云三号E的后方。由万有引力提供向心力，对风云三号E,

可得

G粤=7那

r

-Mm47r之

G下”干「

解得

r3

T=2加

GM

同理可得风云三号G的角速度为

GM

(r+/z)3

风云三号E运行一周时，二者对地心的张角为

ACD错误，B正确。

故选Bo

5.如图，a、氏c三个带电小球用绝缘细线悬挂在同一点。，平衡时三者恰好处于同一竖直平面内且构成

一个等边三角形，a,6等高。下列说法正确的是（）

A.a、小球的质量一定相等

B.〃、人小球的带电量不一定相等

C.若C球的质量是a球的2倍，那么C球的电荷量应为a球的20倍

D.若c球的质量是。球的2倍，那么Oc段绳的拉力是0a段绳拉力的2G倍

【答案】A

【解析】

【详解】B.受力分析如图，先对。球分析，若a、b两球给予c的为斥力，且斥力的水平分量必然相等，

考虑到对称性，Fg=Fbc，故a、b带电量相等，选项B错误；

A.再分别对a、b球做受力分析，不难发现二者的受力是对称的，故服b两球质量一定相等，选项A正

确；

CD.由于1与c球重力加送之间的关系无法从对称性获得，所以c球质量与电荷量以及c球所受拉力之

间的关系无法判定，选项CD错误。

6.如图，光滑绝缘水平桌面尤0y的第一象限存在匀强磁场2,方向垂直桌面向内.从尸点垂直3轴滚入

一个带电小球甲，随后沿着轨迹6离开磁场，在磁场中经历的时间为心现在。点放置一个不带电的同种

小球乙，再次从尸点垂直。龙轴滚入一个带电小球甲，二者发生碰撞后结合在一起，则（）

A.二者将继续沿着轨迹b离开磁场，经历的时间同样为f

B.二者将继续沿着轨迹6离开磁场，经历的时间大于，

C.二者将沿着轨迹。离开磁场，经历的时间大于t

D.二者将沿着轨迹c离开磁场，经历的时间小于r

【答案】B

【解析】

【详解】二者结合在一起，总动量不变，故轨迹半径

/二9

q忌B

大小不变，轨迹依旧沿着6,周期

T=2吸

q总B

变大，故经历的时间增加。

故选B。

二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符

合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7.如图，OMN是截面为扇形的柱状透明介质，圆心角NNQ0=6O°。a、6两种单色光从中轴线上的C

点以不同角度射向界面ON,二者的折射光均平行于C。。其中a光的入射光恰好与平行，图中所有的

点都处于同一水平面内，下列说法正确的是（）

A.改变NOC4的大小，。的折射光仍然会平行于C。

B.该介质中。光的折射率为6

C.该介质中。光的光速大于6光的光速

D.用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距小于6光的条纹间距

【答案】BD

【解析】

【详解】A.改变N0C4的大小，入射角变化，折射角也随之变化，a的折射光不会平行于CO,故A错误;

B.由几何关系可得a折射率为

n=sin60：=^

sin30°

故B正确；

由于丫=£,所以光在介质中的光速更大，故错误;

C.由图可知，6光的折射率小于a光,bC

n

D.双缝干涉实验中条纹间距

Ax=­A

d

考虑到是同一套装置，所以人的波长更大，条纹间距更大，故D正确。

故选BDO

8.如图，轨道abed各部分均平滑连接，其中浦、cd段为光滑的圆弧，半径均为Im。be段是粗糙水平

4

直轨道，长为2m。质量为2kg、可视为质点的物块从a端静止释放，已知物块与灰轨道间的动摩擦因数

为0.1,g=10m/s2。下列说法正确的是（）

bc

A.物块第一次沿cd轨道上升的最大高度为0.8m

B.物块第一次沿cd轨道上升到最高点时对轨道的压力为20N

C.物块最终将停在轨道上的6点

D.物块最终将停在轨道上的c点

【答案】AD

【解析】

【详解】A.物块开始运动到第一次沿cd轨道上升到最大高度的过程中，由动能定理得

mgR-pimgL—mgh=0

解得

/2=0.8m

A正确；

B.物体的重力为20N,物块第一次沿cd轨道上升到最高点时对轨道的压力为重力沿着半径方向的分力,

小于重力，B错误；

CD.设物体从开始运动到停下在水平直轨道上运动的路程为s,由动能定理得

mgR-"mgs=0

解得

5=10m

灰段粗糙水平直轨道长为2m,可知物块最终将停在轨道上的c点，C错误，D正确;

故选ADo

9.如图甲，某型号的发电机产生的电动势e随时间f呈正弦规律变化，发电机线圈电阻为100。将一个电

阻为100。的小灯泡接入其中，并且与一个理想电压表并联，如图乙。不考虑小灯泡电阻随温度的变化,

A.电压表示数为220VB.小灯泡消耗的功率为440W

C.电路中的电流方向每秒改变100次D.发电机线圈每秒产生的焦耳热40J

【答案】CD

【解析】

【详解】A.由图甲可知，电动势的有效值为220V,由闭合电路欧姆定律可得电路中的电流为

1=工=2A

R+r100+10

输出电压有效值

[/=E-Zr=220-2xl0V=200V

则电压表示数为200V,A错误；

B.由电功率公式可得小灯泡消耗的功率为

2

p=vTJ_=_2v0u02_w=400w

R100

B错误；

C.由图甲可知，交流电的周期为b2'102，可知电路中的电流方向每一个周期改变2次，可得每秒改变

100次,C正确;

D.由焦耳定律可得发电机线圈每秒钟发热

Q=/2"=22xi0xij=40J

D正确。

故选CDo

10.如图，一个开有气孔的竖直绝缘玻璃管，质量忽略不计。管中塞有质量分别为根、2根的两个小球°、

b,其中小球。带电荷量为-q。a,6两球与玻璃管之间的最大静摩擦力分别为〃密和2:咫，两球的中心距

离为r。在小球。下方设置一个竖直向下的匀强电场区域ABC。，匀强电场上下界的高度差为d,已知

r>2d,重力加速度为g。现在让小球。、6以及玻璃管三者从距离上方1处静止释放，下列说法正确

的是（）

「2mg

人若“、°间始终无相对运动，则电场强度心后

B.若以b间始终无相对运动，则电场强度石<二一

2q

3m23

C.若E=」，小球q达至IJ下边界c。时，两球中心距离为r一一d

Q2

3帆g2

D.若E=」，小球。达到下边界时，两球中心距离为厂--d

43

【答案】BC

【解析】

【详解】AB.玻璃管为轻质物体（相对两球），运动状态不管是否为平衡态，玻璃管所受外力的合力一定为

0。由于。、b两球与玻璃管之间的最大静摩擦力分别为机g和2/ng,可知b球始终与玻璃管保持相对静止,

由于°、b始终无相对运动，对。、6以及玻璃管整体有

3mg—qE=3ma

对。有

mg+九一qE=ma

其中

力〈机g

则电场强度

E<^-

2q

故A错误，B正确；

CD.小球a达到上边界A8时，根据位移与速度的关系

v2=2gd

解得

匕=均="丁

若E=&空，结合上述可知小球a此后将做匀减速直线运动，根据

Q

qE-mg—mg=max

解得

q=g

令速度减为0,则有

V；=2卬%

解得

xx-d

表明小球a达到下边界CD时速度刚好减到0,则有

%=卬

解得

[2d

此过程中6球受到的摩擦力也为机g（玻璃管所受外力的合力为0）,对6球有

2mg-mg-2ma、

解得

1

a2=-g

。球向下做匀加速直线运动。此过程中小。球距离

Ax=F+<7—[v/+3a1=厂-5d

故C正确，D错误。

故选BC„

三、非选择题：本题共5小题，共56分。

11.如图甲是小明同学设计的验证机械能守恒定律的实验装置。两个支柱垂直于底板，将顶板支撑住。木

板的长度略长于支柱间距，用四根细线悬挂在顶板上。木板中央固定一个小圆筒，其轴线垂直于木板，在

底板上铺上复写纸和白纸，侧视图如图乙所示。

实验步骤：

①木板处于最低位置时，测量木板上沿与底板的高度差将小钢球置于圆筒内；

②将木板拉起一定的高度，测出此位置与最低位置的高度差/I；

③释放木板，当其运动到最低点时与支柱碰撞，小球垂直木板水平飞出后落在底板上，记录小球离开圆筒

后的水平位移s；

④重复上述步骤，在表格中记录数据。

实验次序//(cm)%(cm)s(cm)△Ep

120.0070023.40

220.008.0026.00

320.009.0026.60

420.0010.0028.00

线

木板

支柱

位置

⑴下列操作中，必要的是;

A.调整顶板上细线悬挂的位置，确保木板运动过程中保持水平

B.测量小钢球的质量

C.测量或者查询当地的重力加速度g

D.测量X时要确保从小钢球的球心开始测量

(2)若机械能守恒，H、4和s三者之间需要满足的关系是；

(3)四次实验中有一组数据存在问题，需要重测，这一组数据是(填序号);

(4)实验中发现动能的增加量总是略小于势能的减少量，可能的原因是o

A.重力加速度g的测量值偏大

B.小球质量的测量值偏小

C.木板的质量有影响

D.小钢球没有放在圆筒外侧与木板边缘平齐，导致s的测量值偏小

c2

【答案】①.A②.h=一③.2④.D

【解析】

【详解】(D[1]A.为了确保木板圆周运动过程每一部分的线速度大小相等，则木板任意部分圆周运动的半

径必须相等，则实验时需要调整顶板上细线悬挂的位置，确保木板运动过程中保持水平，故A正确；

B.实验过程对小钢球有

mgh=—mV

小钢球质量可以消去，即实验时不需要测量小钢球的质量，故B错误;

C.对小钢球平抛过程有

s=vt,H=-gt

结合上述有

s1=4Hh

可知实验中不需要测量或者查询当地的重力加速度g,故C错误;

D.由于小钢球在白纸上留下的痕迹是小钢球底部与复写纸撞击时产生，因此测量》时要确保从小钢球的

底部开始测量，故D错误。

故选Ao

(2)[2]若小钢球机械能守恒，根据上述有

1o1o

mgh=—mv,S—Vt,H——gt

解得X、//和s三者之间需要满足的关系是

/?=—

4H

⑶[3]小钢球圆周运动过程中减小的重力势能为

Afi。=mgh

小钢球增加的动能为

A口12mgs2

AE.--mv--------

k24H

通过对四组数据进行运算，发现第2组数据中有

常＞9

而实际上由于空气阻力影响，减小得重力势能一定大于增加的动能，可知四次实验中有一组数据存在问

题，需要重测，这一组数据是2.

(4)[4]A.根据上述可知，重力加速度对实验没有影响，故A错误;

BC.根据

(^m+M^gh=^m+M^v2

可知小钢球与木板的质量可以消去，小钢球与木板的质量对实验没有影响，故BC错误;

D.若小钢球没有放在圆筒外侧与木板边缘平齐，小钢球在飞出过程中需要克服木板阻力做功，导致飞出

速度偏小，导致s的测量值偏小，故D正确。

故选D。

12.为了比较精确地测定未知电阻凡的大小，小明同学设计了如图所示的电路。G为灵敏电流计，A1、

A2为电流表，舄为电阻箱，4与&均为滑动变阻器，综为已知的定值电阻。具体的实验操作如下:

①按照电路图连接好实验器材；

②将滑动变阻器&的滑片、滑动变阻器&的滑片均调至适当位置，闭合开关S；

③调整耳，并反复调整与和耳，使灵敏电流计G的示数为零，测得此时A1的示数为A?的示数为

12,电阻箱的示数为与；

④重复实验，记录数据。

⑴本次实验需要量程为3.0A的电流表，但实验室只有量程为0.5A、电阻为10.0。的微安表，那么需要给

微安表并联一个阻值为Q的电阻(保留2位有效数字)；

(2)待测电阻段的阻值为(用题中所给的字母表示)；

(3)实验中发现G的示数始终无法调到零，为正值(电流上进下出为正)，可能是(用题中所给的字

母表示)发生了断路导致。

【答案】①.2.0②.丁\片③.&或R。

【解析】

【详解】需要给微安表并联一个阻值为

%==0.5x10^=a。。

并/—43-0.5

(2)⑵由电路可知

解得

6=—LR

工

(3)[3]实验中发现G的示数始终无法调到零，电流总是从上边进入，则可能是凡或凡发生了断路导致。

13.如图甲是家庭种植盆栽经常会用到的喷壶，它的结构可以简化为乙图.喷壶的容积为％,一开始装入

0.6%的水，此时壶内气压与大气压P。相等。出水阀关闭，按压一次打气筒可以把体积为卷，压强为外

的气体压入其中，单向阀门1只能向筒内进气，单向阀门2只能向筒外出气。多次按压后打开出水阀，会

有水喷洒而出。所有的过程中气体都可以近似认为温度不变，不考虑出水管中液体重力的影响。

⑴通过多次打气使得壶内气压为1.2%,然后打开出水阀让水流出，求最终壶中剩余水的体积；

(2)保持⑴中的水量不变，打气让壶内气压再次超过L2p。，至少需要打多少次？

打气筒

单向阀门1

、单向阀门2

甲乙

【答案】⑴。52乂；⑵5次

【解析】

【详解】(1)设气体末态体积为匕，根据玻意耳定律

1.2%.0.4匕=。0匕

解得

K=0.48%

剩余水体积为

丫=%_匕=0.52%

(2)打入九次气体，设最后压强为。’，根据玻意耳定律

Po-(0.02叫+0.48%)=/?'-0.48%

题中要求

P'>12Po

解得

H>4.8

考虑到打气一般是整数次打气，所以最少为5次。

14.如图，竖直平面内的两个边长为L的正方形区域ABC。和所G8区域分布有匀强磁场I和匀强磁场

II,磁场强度大小均为瓦竖直光滑导轨AHGB中A3、BC、D4和GH部分的电阻均为R,其余部分的电

阻忽略不计。金属棒油质量为7%长为d,电阻忽略不计。将金属棒从顶端42静止释放，下滑过程中接

触良好且始终水平。已知金属棒下落距离人时速度为匕，下落距离L时速度为打。求：

2一

⑴金属棒H下落距离人时产生的电动势E的大小;

2

(2)金属棒ab下落距离—时的加速度a的大小;

2

⑶若金属棒ab进入磁场II区域后电流大小始终不变，求DE的长度h以及HG段的电功率P。

L

AB

a■■b

DC

EF

HG

R2T29m2gR29m2g2R

【答案】(1)8乙匕；(2)g--；(3)22

mR323乜4—彳16B£

【解析】

【详解】(1)已知金属棒下落距离?时速度为匕，据电磁感应规律可得，其产生的电动势为

E=BLv1

(2)下落到-处对金属棒进行受力分析，由牛顿第二定律可得

2

mg—BIL=ma

其中

/=也

总电阻为

Ra=-2x-2-R=R

总2+2

联立解得

(3)进入II区域后电流不变，总电阻也不变，那么动生电动势也不变，则安培力等于重力，金属棒进入平

衡状态，可得

mg-BI'L

其中

BLv'

4

解得

,3mgR

v---------

4B2L2

金属棒从。C到E尸阶段做匀加速直线运动运动，由位移速度公式可得

v'2-v；=2gh

解得

,9m2gR2v；

n=-------------—

32岁〃2g

根据能量守恒，重力做的功全部转化为电能，重力做功的功率为

3m