湖北省荊州市四機(jī)中學(xué)2022年高二物理上學(xué)期期末試卷含解析

湖北省荊州市四機(jī)中學(xué)2022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.對(duì)同一質(zhì)點(diǎn)，下面說法中不正確的是（

）A．勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，動(dòng)量是不變的B．勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，在相等的時(shí)間內(nèi)，動(dòng)量的改變量大小相等C．平拋運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)，在相等的時(shí)間內(nèi)，動(dòng)量的改變量相等D．只要質(zhì)點(diǎn)的速度不變，則它的動(dòng)量就一定不變參考答案：A2.如圖所示，汽車以某一速率通過半圓形拱橋頂點(diǎn)，下列關(guān)于汽車在該處受力的說法中正確的是：A．汽車受重力、支持力、向心力B．汽車受重力、支持力、牽引力、摩擦力、向心力C．汽車的向心力就是重力D．汽車受的重力和支持力的合力充當(dāng)向心力參考答案：D3.如圖所示，豎立在水平地面上的輕彈簧，下端固定在地面上，將一個(gè)金屬球放置在彈簧頂端，并向下壓球，使彈簧壓縮，用細(xì)線把彈簧栓牢，如圖a．燒斷細(xì)線，球?qū)⒈粡椘?，且脫離彈簧后能繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，如圖b．忽略空氣阻力，從細(xì)線被燒斷到剛脫離彈簧的運(yùn)動(dòng)過程中錯(cuò)誤的是（

）A．球的動(dòng)能在剛脫離彈簧時(shí)最大

B．球剛脫離彈簧時(shí)彈簧的彈性勢能最小C．球受到的合力最大值大于小球的重力D．球和彈簧組成系統(tǒng)的機(jī)械能不變參考答案：A4.汽車?yán)宪囋谒降缆飞涎刂本€加速行駛，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知A.汽車?yán)宪嚨牧Υ笥谕宪嚴(yán)嚨牧?/p>

B.汽車?yán)宪嚨牧Φ扔谕宪嚴(yán)嚨牧.汽車?yán)宪嚨牧π∮谕宪囀艿降淖枇?/p>

D.汽車?yán)宪嚨牧Φ扔谕宪囀艿降淖枇⒖即鸢福築5.關(guān)于物體內(nèi)能的改變，下列說法中正確的是(

)A.只有做功才能改變物體的內(nèi)能

B.外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能一定增加C.物體放出熱量，它的內(nèi)能一定減少

D.做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示為玻璃厚度檢測儀的原理簡圖，其原理是：固定一束激光AO以不變的入射角θ1照到MN表面，折射后從PQ表面射出，折射光線最后照到光電管C上，光電管將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，依據(jù)激光束在C上移動(dòng)的距離，可以確定玻璃厚度的變化。設(shè)θ1＝45°，玻璃對(duì)該光的折射率為，C上的光斑向左移動(dòng)了Δs，則可確定玻璃的厚度比原來變________(填“厚”或“薄”)了________。參考答案：厚Δs7.光纖通信中,光導(dǎo)纖維遞光信號(hào)的物理原理是利用光的現(xiàn)象，要發(fā)生這種現(xiàn)象，必須滿足的條件是：光從光密介質(zhì)射向，且入射角等于或大于.參考答案：全反射

光疏介質(zhì)

臨界角8.（4分）兩塊帶電的平行金屬板相距10㎝，兩板之間的電勢差為U=9.0×103V。在兩板之間與兩板等距離處有一帶電的塵埃，帶有q=－1.6×10-7C的電荷，這顆塵埃受到的電場力為

；這顆塵埃在電場力的作用下運(yùn)動(dòng)到帶正電的金屬板上，電場力所做的功為

。參考答案：1.44×10-2N

；7.2×10-4J9.如圖所示，某同學(xué)在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm，則A點(diǎn)處瞬時(shí)速度的大小是

m/s，小車運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為

，加速度的大小是

m/s2（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．參考答案：0.86，a=，0.64．【考點(diǎn)】探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律．【分析】紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度．【解答】解：利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得：vA==0.80m/s．由于相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移之差不等，故采用逐差法求解加速度．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：s4﹣s1=3a1T2s5﹣s2=3a2T2s6﹣s3=3a3T2為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)三個(gè)加速度取平均值，得：a=（a1+a2+a3）小車運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為a=代入數(shù)據(jù)得：a=0.64m/s2．故答案為：0.86，a=，0.64．10.將一帶電量為2×10－８Ｃ的檢驗(yàn)電荷放入點(diǎn)電荷Ｑ的電場中的ｐ點(diǎn)時(shí)，受到的電場力為2×10－２Ｎ，則ｐ點(diǎn)的電場強(qiáng)度為N/C，如果移走檢驗(yàn)電荷，則ｐ點(diǎn)的電場強(qiáng)度為N/C。參考答案：1×106；1×10611.(4分)甲圖和乙圖分別是做簡諧運(yùn)動(dòng)的甲音叉和乙音叉的振動(dòng)圖象，已知這兩個(gè)音叉形成的機(jī)械波(甲波和乙波)在同種介質(zhì)中的傳播速度大小相同。則：①甲、乙兩波比較，在同種介質(zhì)中，

波更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象；②圖丙中，在甲音叉和乙音叉振動(dòng)的過程中，虛線框所示區(qū)域內(nèi)，

(填“能夠”或“不能”)發(fā)生明顯的干涉現(xiàn)象。參考答案：乙

不能12.平行板電容器所帶量Q=4×l0-8C，它的兩極板之間電壓U=2v如果兩板電量各減少一半，則兩板間電勢差變?yōu)?/p>

V，兩板間的電場強(qiáng)度將變?yōu)樵瓉淼?/p>

。參考答案：1，1/213.有一個(gè)未知電阻R，用圖中P和Q兩種電路分別對(duì)它進(jìn)行測量，用P圖電路測量時(shí)，兩表讀數(shù)分別為5.5V，0.49A，用Q圖電路測量時(shí)，兩表讀數(shù)分別為4.4V，0.50A，則用

圖所示電路測該電阻的阻值誤差較小，測量值Rx=

，測量值比真實(shí)值偏

（填“大”或“小”）．參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.分子勢能隨分子間距離r的變化情況可以在如圖所示的圖象中表現(xiàn)出來，就圖象回答：（1）從圖中看到分子間距離在r0處分子勢能最小，試說明理由．（2）圖中分子勢能為零的點(diǎn)選在什么位置？在這種情況下分子勢能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，對(duì)嗎？（3）如果選兩個(gè)分子相距r0時(shí)分子勢能為零，分子勢能有什么特點(diǎn)？參考答案：解：（1）如果分子間距離約為10﹣10m數(shù)量級(jí)時(shí)，分子的作用力的合力為零，此距離為r0．當(dāng)分子距離小于r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，要減小分子間的距離必須克服斥力做功，因此，分子勢能隨分子間距離的減小而增大．如果分子間距離大于r0時(shí)，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，要增大分子間的距離必須克服引力做功，因此，分子勢能隨分子間距離的增大而增大．從以上兩種情況綜合分析，分子間距離以r0為數(shù)值基準(zhǔn)，r不論減小或增大，分子勢能都增大．所以說，分子在平衡位置處是分子勢能最低點(diǎn)．（2）由圖可知，分子勢能為零的點(diǎn)選在了兩個(gè)分子相距無窮遠(yuǎn)的位置．因?yàn)榉肿釉谄胶馕恢锰幨欠肿觿菽茏畹忘c(diǎn)，據(jù)圖也可以看出：在這種情況下分子勢能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零是正確的．（3）因?yàn)榉肿釉谄胶馕恢锰幨欠肿觿菽艿淖畹忘c(diǎn)，最低點(diǎn)的分子勢能都為零，顯然，選兩個(gè)分子相距r0時(shí)分子勢能為零，分子勢能將大于等于零．答案如上．【考點(diǎn)】分子勢能；分子間的相互作用力．【分析】明確分子力做功與分子勢能間的關(guān)系，明確分子勢能的變化情況，同時(shí)明確零勢能面的選取是任意的，選取無窮遠(yuǎn)處為零勢能面得出圖象如圖所示；而如果以r0時(shí)分子勢能為零，則分子勢能一定均大于零．15.（6分）（1）開普勒第三定律告訴我們：行星繞太陽一周所需時(shí)間的平方跟橢圓軌道半長徑的立方之比是一個(gè)常量。如果我們將行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)簡化為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，請你運(yùn)用萬有引力定律，推出這一規(guī)律。

（2）太陽系只是銀河系中一個(gè)非常渺小的角落，銀河系中至少還有3000多億顆恒星，銀河系中心的質(zhì)量相當(dāng)于400萬顆太陽的質(zhì)量。通過觀察發(fā)現(xiàn)，恒星繞銀河系中心運(yùn)動(dòng)的規(guī)律與開普勒第三定律存在明顯的差異，且周期的平方跟圓軌道半徑的立方之比隨半徑的增大而減小。請你對(duì)上述現(xiàn)象發(fā)表看法。

參考答案：（1）

（4分）

（2）由關(guān)系式可知：周期的平方跟圓軌道半徑的立方之比的大小與圓心處的等效質(zhì)量有關(guān)，因此半徑越大，等效質(zhì)量越大。

（1分）

觀點(diǎn)一：銀河系中心的等效質(zhì)量，應(yīng)該把圓形軌道以內(nèi)的所有恒星的質(zhì)量均計(jì)算在內(nèi)，因此半徑越大，等效質(zhì)量越大。

觀點(diǎn)二：銀河系中心的等效質(zhì)量，應(yīng)該把圓形軌道以內(nèi)的所有質(zhì)量均計(jì)算在內(nèi)，在圓軌道以內(nèi)，可能存在一些看不見的、質(zhì)量很大的暗物質(zhì)，因此半徑越大，等效質(zhì)量越大。

說出任一觀點(diǎn)，均給分。

（1分）

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.在某介質(zhì)中形成一列簡諧波，t=0時(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線所示。(1)若波向右傳播，零時(shí)刻剛好傳到B點(diǎn)，且再經(jīng)過0.6s，P點(diǎn)也開始起振，求：①該列波的周期T；②從t=0時(shí)刻起到P點(diǎn)第一次達(dá)到波峰時(shí)止，O點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移y0及其所經(jīng)過的路程S0各為多少？(2)若該列波的傳播速度大小為20m/s，且波形中由實(shí)線變成虛線需要經(jīng)歷0.525s時(shí)間，則該列波的傳播方向如何？參考答案：由圖象知，λ=2m，A=2cm。（1）若波向右傳播，則①波速，由得：。②由t=0到P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰為止，經(jīng)歷的時(shí)間。O點(diǎn)在t=0時(shí)的振動(dòng)方向沿y軸正方向，經(jīng)過時(shí)間，O點(diǎn)振動(dòng)到波谷。17.（10分）如圖所示的電路，電源電動(dòng)勢E＝9V，電阻R1＝2.5Ω，R2＝3Ω，當(dāng)變阻器R3調(diào)到3Ω時(shí)，電流表示數(shù)為2A。試求：（1）電源的內(nèi)阻；（2）調(diào)節(jié)變阻器，使電流表示數(shù)為2.5A時(shí)變阻器R3上的電壓；（3）電阻R1上消耗最大的電功率。參考答案：解析：（1）當(dāng)R3＝3Ω時(shí)，外電路總電阻R＝R1＋R23＝R1＋＝2.5＋＝4（Ω）

2分

由，內(nèi)阻r＝－R＝－4＝0.5（Ω）

2分

（2）由E＝U3＋I(xiàn)(R1+r)

1分

變阻器兩端的電壓U3＝E－I(R1+r)＝9－2.5×（2.5＋0.5）＝1.5（V）1分

（3）當(dāng)變阻器R3＝0時(shí)，R1上的電流最大，消耗的功率最大

1分這時(shí)＝＝1.5（A）

2分

R1上消耗的功率P1＝＝1.52×2.5＝5.625（W）

1分18.（18分）近代的材料生長和微加工技術(shù)，可制造出一種使電子的運(yùn)動(dòng)限制在半導(dǎo)體的一個(gè)平面內(nèi)（二維）的微結(jié)構(gòu)器件，且可做到電子在器件中像子彈一樣飛行，不受雜質(zhì)原子射散的影響，這種特點(diǎn)可望有新的應(yīng)用價(jià)值。圖l所示為四端十字形。二維電子氣半導(dǎo)體，當(dāng)電流從l端進(jìn)人時(shí)，通過控制磁場的作用，可使電流從2，3或4端流出。對(duì)下面摸擬結(jié)構(gòu)的研究，有助于理解電流在上述四端十字形導(dǎo)體中的流動(dòng)。在圖2中，a、b、c、d為四根半徑都為R的圓柱體的橫截面，彼此靠得很近，形成四個(gè)寬度極窄的狹縫1、2、3、4，在這些狹縫和四個(gè)圓柱所包圍的空間（設(shè)為真空）存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面指向紙里。以B表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子，在紙面內(nèi)以速度v0沿與a、b都相切的方向由縫1射人磁場內(nèi)，設(shè)粒子與圓柱表面只發(fā)生一次碰撞，碰撞是彈性的，碰撞時(shí)間極短，且碰撞不改變粒子的電荷量，也不受摩擦力作用。試求B為何值時(shí)，該粒子能從縫2處且沿與b、c都相切的方向射出。

參考答案：解析：解法一在圖中紙面內(nèi)取Oxy坐標(biāo)（如圖），原點(diǎn)在狹縫l處，x軸過縫1和縫3。粒子從縫1進(jìn)入磁場，在洛侖茲力作用下作圓周運(yùn)動(dòng)，圓軌道在原點(diǎn)與x軸相切，故其圓心必在y軸上．若以r表示此圓的半徑，則圓方程為

x2+(y－r)2=r2

（1）根據(jù)題的要求和對(duì)稱性可知，粒子在磁場中作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)與d的柱面相碰于縫3、4間的圓弧中點(diǎn)處，碰撞處的坐標(biāo)為

x=2R－Rsin450

（2）

y=R－Rcos450

（3）由（l）、（2）、（3）式得

r=3R

（4）由洛侖茲力和牛頓定律有

（5）由（4）、（5）式得

（6）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：本題18分。（1）、（2）、（3）式各4分，（4）、（5）、（6）式各2分。解法二如圖所示，A為a、b兩圓圓心的連線與縫l的交點(diǎn)，F(xiàn)為c、d兩圓圓心的連線與縫3的交點(diǎn)．從1縫中射人的粒子在磁場作用下與圓柱d的表面發(fā)生彈性碰撞后，反彈進(jìn)人縫2，這個(gè)過程一定對(duì)連結(jié)b、d兩圓圓心的直線OP對(duì)稱，故直線OP與d圓的交點(diǎn)C必是碰度點(diǎn)。由于粒子在磁場中做圓運(yùn)動(dòng)過A點(diǎn)，因此這個(gè)軌道的圓心必在過A點(diǎn)并垂直于AF的直線AE上；同時(shí)這個(gè)軌道經(jīng)過C點(diǎn)，所以軌道的圓心也一定在AC的垂直平分線DE上。這樣AE與DE的交點(diǎn)E就是軌道的圓心，AE就是軌道的半徑r。過C點(diǎn)作AF的垂線與AF交于H點(diǎn)，則 有

（1）由圖可知