江蘇省泰州市智堡中學(xué)2021-2022學(xué)年高二物理上學(xué)期期末試卷含解析

江蘇省泰州市智堡中學(xué)2021-2022學(xué)年高二物理上學(xué)期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.在下圖的閉合電路中，當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，兩電表讀數(shù)的變化是()A.變大，變大B.變小，變大C.變大，變小D.變小，變小參考答案：B2.（4分）關(guān)于氣體，下列說(shuō)法中正確的是

A．溫度相同的氫氣和氧氣，分子平均動(dòng)能可能不相同B．一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變的條件下吸收熱量，壓強(qiáng)一定減小C．一定質(zhì)量的理想氣體，壓強(qiáng)不變時(shí)，溫度越高，單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)越少D．氣體分子能充滿(mǎn)任何容器是因?yàn)榉肿娱g的斥力大于引力參考答案：C解：A、溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度相同的氫氣和氧氣，分子平均動(dòng)能相同．故A錯(cuò)誤；B、一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變的條件下吸收熱量，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體的內(nèi)能增大，溫度升高，由理想氣體的狀態(tài)方程可得，氣體的壓強(qiáng)一定增大．故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)氣體壓強(qiáng)的解釋?zhuān)欢ㄙ|(zhì)量的理想氣體，壓強(qiáng)不變時(shí)，溫度越高，單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)越少．故C正確；D、氣體分子能充滿(mǎn)任何容器是因?yàn)榉肿拥淖杂蓴U(kuò)散．故D錯(cuò)誤．故選：C3.如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的A、B兩物塊用輕彈簧相連，放在光滑水平面上，A靠緊豎直墻．現(xiàn)用力F向左緩慢推物塊B壓縮彈簧，當(dāng)力F做功為W時(shí)，突然撤去F，在A物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)以后，彈簧彈性勢(shì)能的最大值是（）A． B． C． D．W參考答案：A【考點(diǎn)】機(jī)械能守恒定律．【分析】A物體剛運(yùn)動(dòng)時(shí)，力F做的功轉(zhuǎn)化為B的動(dòng)能，當(dāng)彈性勢(shì)能最大時(shí)，兩物體的速度相等，根據(jù)動(dòng)量守恒定律及機(jī)械能守恒定律列式，聯(lián)立方程即可求解．【解答】解：設(shè)A物體剛運(yùn)動(dòng)時(shí)，B物體的速度為v0，則當(dāng)彈性勢(shì)能最大時(shí)，兩物體的速度相等，設(shè)為v，則有動(dòng)量守恒得：2mv0=3mv再由機(jī)械能守恒定律得：由以上三式解得：故選A4.如圖所示，在2010年2月溫哥華冬奧會(huì)自由式滑雪比賽中，我國(guó)某一運(yùn)動(dòng)員從弧形雪坡上沿水平方向飛出后，又落回到斜面雪坡上，如圖所示，若斜面雪坡的傾角為θ，飛出時(shí)的速度大小為v0，不計(jì)空氣阻力，運(yùn)動(dòng)員飛出后在空中的姿勢(shì)保持不變，重力加速度為g，則（

）A.

如果v0不同，則該運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度方向也就不同B.

不論v0多大，該運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度方向都是相同的C.

運(yùn)動(dòng)員落到雪坡時(shí)的速度大小是D.

運(yùn)動(dòng)員在空中經(jīng)歷的時(shí)間是參考答案：BD5.（多選）豎直放置的一對(duì)平行金屬板的左極板上用絕緣線(xiàn)懸掛了一個(gè)帶正電的小球，將平行金屬板按圖所示的電路圖連接.絕緣線(xiàn)與左極板的夾角為θ.當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片在a位置時(shí)，電流表的讀數(shù)為I1，夾角為θ1；當(dāng)滑片在b位置時(shí)，電流表的讀數(shù)為I2，夾角為θ2，則（

）A.I1<I2

B.I1=I2

C.θ1=θ2

D.θ1<θ2參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.（2分）圖中實(shí)線(xiàn)表示勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)，虛線(xiàn)A、B、C表示等勢(shì)面，相鄰兩等勢(shì)面間的距離相等。有一正電荷在等勢(shì)面A上的動(dòng)能為4.0×10J，只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)面C上時(shí)動(dòng)能為0，若取B為零電勢(shì)面，當(dāng)此電荷的電勢(shì)能為5.0×10J時(shí)，電荷的動(dòng)能為_(kāi)____________J。參考答案：1.5×107.（5分）如圖所示，小球位于豎直墻壁OA和水平地面OB等距離處P點(diǎn)，且P到OA和OB的垂直距離均為L(zhǎng)，緊靠小球（小球視為質(zhì)點(diǎn)）左側(cè)有一固定點(diǎn)光源S，當(dāng)小球以某一初速水平拋出，恰好落在墻角O處，則小球經(jīng)時(shí)間______________落在墻角O處，小球在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中其影子沿墻面運(yùn)動(dòng)時(shí)任意點(diǎn)的瞬時(shí)速度為_(kāi)_____________。參考答案：；8.光滑絕緣的水平地面上有相距為L(zhǎng)的點(diǎn)電荷A、B，帶電荷量分別為+4Q和-Q，今引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，由靜止釋放后使三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)，則C的電荷量

和放置的位置距B點(diǎn)電荷

處．

參考答案：L9.（5分）將一帶電荷量為×的試探電荷放入點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中的點(diǎn)時(shí)，受到的電場(chǎng)力為2×，則點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為_(kāi)________N/C；如果撤走，將另一電荷量為×C的試探電荷放在點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為_(kāi)_________。參考答案：

1000；100010.右表為某品牌微波爐的部分技術(shù)參數(shù)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可知該微波爐所用微波的波長(zhǎng)為（保留兩位小數(shù)）。若微波爐工作電流為額定電流，加熱食品，消耗的電能為。（注：）參考答案：11.（填空）（2012秋?銅官山區(qū)校級(jí)期中）自然界只存在電和電兩種電荷．用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶電，用毛皮摩擦過(guò)的膠木棒帶電．電荷既不能被消滅，也不能創(chuàng)生，它們只能是

，或者是

．這個(gè)結(jié)論叫作電荷守恒定律．參考答案：正，負(fù)，正，負(fù)，從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分．電荷守恒定律自然界只存在正電和負(fù)電兩種電荷．用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電，用毛皮摩擦過(guò)的膠木棒帶負(fù)電．電荷既不能被消滅，也不能創(chuàng)生，它們只能是從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者是從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分．這個(gè)結(jié)論叫作電荷守恒定律．故答案為：正，負(fù)，正，負(fù)，從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分．12.如圖所示，將截面為正方形的真空腔abcd放置在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．若有一束具有不同速率的電子由小孔a沿ab方向射入磁場(chǎng)，打在腔壁上被吸收，則由小孔c和d射出的電子的速率之比

；通過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間之比為

．參考答案：2：1，1：2．【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．【分析】電子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，由洛倫茲力提供向心力，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出電子圓周運(yùn)動(dòng)的速率與半徑的關(guān)系．根據(jù)幾何知識(shí)確定電子從c孔和b孔時(shí)半徑關(guān)系，求解速率之比．根據(jù)時(shí)間與周期的關(guān)系，求解時(shí)間之比．【解答】解：①設(shè)電子的質(zhì)量為m，電量為q，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，速率為v，由牛頓第二定律得：evB=m，解得：v=，r與v成正比．由圖看出，從c孔和d孔射出的電子半徑之比rc：rd=2：1，則速率之比vc：vd=rc：rd=2：1．②電子圓周運(yùn)動(dòng)的周期為：T=，所有電子的周期相等，從c孔和d孔射出的電子在盒內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為：tc=T，td=，所以從c孔和d孔射出的電子在盒內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比：tc：td=1：2；故答案為：2：1，1：2．13.在豎直向下、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)質(zhì)量為m的帶點(diǎn)液滴，沿著水平方向做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則該液滴帶

電，電荷量大小為

。參考答案：負(fù)mg/E三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋涸凇坝脝螖[測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)出單擺擺角小于5°時(shí)，完成次全振動(dòng)的時(shí)間為，用毫米刻度尺測(cè)得擺線(xiàn)長(zhǎng)為L(zhǎng)，用游標(biāo)卡尺測(cè)得擺球直徑為。（1）由圖可知：擺球直徑的讀數(shù)為：d=

cm。

（2）實(shí)驗(yàn)中，有個(gè)同學(xué)發(fā)現(xiàn)他測(cè)得的當(dāng)?shù)刂亓铀俣瓤偸瞧?，其原因可能?/p>

。A．實(shí)驗(yàn)室處在高山上，距離水平面太高B．單擺所用的擺球太重了C．測(cè)出次全振動(dòng)的時(shí)間，誤作為次全振動(dòng)的時(shí)間進(jìn)行計(jì)算

D．以擺線(xiàn)長(zhǎng)與擺球直徑之和作為擺長(zhǎng)來(lái)計(jì)算參考答案：15.（8分）甲、乙兩同學(xué)分別用不同的方法測(cè)定一半圓柱形玻璃磚的折射率。（1）甲同學(xué)先在白紙上作兩條互相垂直的直線(xiàn)MN和QO，交點(diǎn)為O，再以O(shè)為圓心畫(huà)一與玻璃磚相同的半圓，將玻璃磚平放在白紙上，使其與所畫(huà)的半圓重合，在玻璃磚外的PO上插兩枚大頭針P1和P2，在另一側(cè)先后插兩枚大頭針P3和P4，使從另一側(cè)隔著玻璃磚觀(guān)察時(shí)，大頭針P4、P3和P2、P1的像恰在一直線(xiàn)上，移去玻璃磚和大頭針后，在白紙上得到圖甲所示的圖。①在圖中畫(huà)出沿P1、P2連線(xiàn)方向的入射光線(xiàn)通過(guò)玻璃磚以及在MN面發(fā)生折射后的傳播方向；標(biāo)出入射角θ1和折射角θ2。②寫(xiě)出計(jì)算玻璃折射率的表達(dá)式：_______________。（2）乙同學(xué)則是在QO上插上兩根大頭針P1和P2，然后緩慢讓玻璃磚繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并且在直徑AB這一側(cè)不斷觀(guān)察，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)動(dòng)到一定的位置時(shí)突然發(fā)現(xiàn)在這一側(cè)任何位置都看不到P1和P2的像，記下這時(shí)玻璃磚的位置如圖乙所示，然后移去玻璃磚，問(wèn)：①需要測(cè)出的物理量及符號(hào)：

。②計(jì)算折射率的表達(dá)式：________________。參考答案：四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（25分）如圖所示，在半徑為的圓柱空間中（圖中圓為其橫截面）充滿(mǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的均勻磁場(chǎng)，其方向平行于軸線(xiàn)遠(yuǎn)離讀者．在圓柱空間中垂直軸線(xiàn)平面內(nèi)固定放置一絕緣材料制成的邊長(zhǎng)為的剛性等邊三角形框架，其中心位于圓柱的軸線(xiàn)上．邊上點(diǎn)（）處有一發(fā)射帶電粒子的源，發(fā)射粒子的方向皆在圖中截面內(nèi)且垂直于邊向下．發(fā)射粒子的電量皆為（＞0），質(zhì)量皆為，但速度有各種不同的數(shù)值．若這些粒子與三角形框架的碰撞均為完全彈性碰撞，并要求每一次碰撞時(shí)速度方向垂直于被碰的邊．試問(wèn)：1．帶電粒子速度的大小取哪些數(shù)值時(shí)可使點(diǎn)發(fā)出的粒子最終又回到點(diǎn)？2.這些粒子中，回到點(diǎn)所用的最短時(shí)間是多少？參考答案：解析：帶電粒子（以下簡(jiǎn)稱(chēng)粒子）從點(diǎn)垂直于邊以速度射出后，在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其圓心一定位于邊上，其半徑可由下式求得

（1）1.要求此粒子每次與的三條邊碰撞時(shí)都與邊垂直，且能回到點(diǎn)，則和應(yīng)滿(mǎn)足以下條件：（?。┡c邊垂直的條件．由于碰撞時(shí)速度與邊垂直，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡圓的圓心一定位于的邊上，粒子繞過(guò)頂點(diǎn)、、時(shí)的圓弧的圓心就一定要在相鄰邊的交點(diǎn)（即、、）上．粒子從點(diǎn)開(kāi)始向右作圓周運(yùn)動(dòng)，其軌跡為一系列半徑為的半圓，在邊上最后一次的碰撞點(diǎn)與點(diǎn)的距離應(yīng)為，所以的長(zhǎng)度應(yīng)是的奇數(shù)倍。粒子從邊繞過(guò)點(diǎn)轉(zhuǎn)回到點(diǎn)時(shí)，情況類(lèi)似，即的長(zhǎng)度也應(yīng)是軌道半徑的奇數(shù)倍．取，則當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度被奇數(shù)除所得的也滿(mǎn)足要求，即

＝1，2，3，…因此為使粒子與各邊發(fā)生垂直碰撞，必須滿(mǎn)足下面的條件

（2）此時(shí)為的奇數(shù)倍的條件自然滿(mǎn)足．只要粒子繞過(guò)點(diǎn)與邊相碰，由對(duì)稱(chēng)關(guān)系可知，以后的碰撞都能與的邊垂直．（ⅱ）粒子能繞過(guò)頂點(diǎn)與的邊相碰的條件．由于磁場(chǎng)局限于半徑為的圓柱范圍內(nèi)，如果粒子在繞點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)圓軌跡與磁場(chǎng)邊界相交，它將在相交點(diǎn)處以此時(shí)的速度方向沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)而不能返回．所以粒子作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不能太大，由圖可見(jiàn)，必須（的頂點(diǎn)沿圓柱半徑到磁場(chǎng)邊界的距離，時(shí)，粒子圓運(yùn)動(dòng)軌跡與圓柱磁場(chǎng)邊界相切），由給定的數(shù)據(jù)可算得

（3）將1，2，3，…，分別代入（2）式，得

由于，，≥，這些粒子在繞過(guò)的頂點(diǎn)時(shí)，將從磁場(chǎng)邊界逸出，只有≥4的粒子能經(jīng)多次碰撞繞過(guò)、、點(diǎn)，最終回到點(diǎn)．由此結(jié)論及（1）、（2）兩式可得與之相應(yīng)的速度

（4）這就是由點(diǎn)發(fā)出的粒子與的三條邊垂直碰撞并最終又回到點(diǎn)時(shí)，其速度大小必須滿(mǎn)足的條件．2.這些粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為

將（1）式代入，得

（5）可見(jiàn)在及給定時(shí)與無(wú)關(guān)。粒子從點(diǎn)出發(fā)最后回到點(diǎn)的過(guò)程中，與的邊碰撞次數(shù)愈少，所經(jīng)歷的時(shí)間就愈少，所以應(yīng)取，如圖所示（圖中只畫(huà)出在邊框的碰撞情況），此時(shí)粒子的速度為，由圖可看出該粒子的軌跡包括3×13個(gè)半圓和3個(gè)圓心角為300°的圓弧，所需時(shí)間為

（6）以（5）式代入得

（7）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：本題25分第一問(wèn)15分；第二問(wèn)10分。第一問(wèn)中：（1）式2分；（2）式5分；分析出≥4的結(jié)論給4分；（4）式4分。第二問(wèn)中：（5）式1分；（6）式7分；（7）式2分。17.如圖所示，在y＞0的空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)沿y軸負(fù)方向；在y＜0的空間中，存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直xy平面（紙面）向外。一電量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子，經(jīng)過(guò)y軸上y＝h處的點(diǎn)P1時(shí)速率為v0，方向沿x軸正方向；然后，經(jīng)過(guò)x軸上x(chóng)＝2h處的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，并經(jīng)過(guò)y軸上y＝處的P3點(diǎn)。不計(jì)重力。求：（l）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。（2）粒子到達(dá)P2時(shí)速度的大小和方向。（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。參考答案：解：（1）粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示。設(shè)粒子從P1到P2的時(shí)間為t，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，粒子在電場(chǎng)中的加速度為a，由牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有qE＝ma①v0t＝2h②③由①、②、③式解得④（2）粒子到達(dá)P2時(shí)速度沿x方向的分量仍為v0，以v1表示速度沿y方向分量的大小，v表示速度的大小，θ表示速度和x軸的夾角，則有⑤⑥⑦由②、③、⑤式得v1＝v0⑧由⑥、⑦、⑧式得⑨⑩18.一小汽車(chē)從靜止開(kāi)始以3m/s2的勻加速度行駛，恰有一自行車(chē)以6m/s的速度從汽車(chē)邊勻速駛過(guò)，求（1）汽車(chē)什么時(shí)候追上自行車(chē)，此時(shí)汽車(chē)的速度是多少？（2）汽車(chē)從開(kāi)始起動(dòng)后到追上自行車(chē)之前經(jīng)多少時(shí)間后兩者相距最遠(yuǎn)？此時(shí)距離是多少？參考答