湖南省怀化市2021-2022学年高二物理上学期期末试卷（Word版附解析）

怀化市中小学课程改革教育质量监测试卷2021年下期期末考试高二物理注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号写在答题卡和该试题卷的封面上，并认真核对条形码上的姓名、准考证号和科目。2.考生作答时，选择题和非选择题均做在答题卡上，在本试题卷上答题无效。考生在答题卡上按答题卡中注意事项的要求答题。3.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。4.本试题卷共6页，如缺页，考生须声明，否则后果自负。命审题：怀化三中陈锋怀化铁一中陈斌湖天中学王跃军怀化一中黄雨松芷江一中江山一、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.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。下列说法正确的是（　　）A.先闭合S2，在闭合和断开S1的瞬间，电流计指针会发生偏转B.先闭合S1，把线圈A插入线圈B中，S2开关闭合和断开的瞬间，电流计指针均不会偏转C.S1和S2开关都闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转D.S1和S2开关都闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度【答案】C【解析】 【详解】A．先闭合S2，在闭合和断开S1的瞬间，线圈A中的电流不变，线圈B中的磁通量不变，在线圈B中不能产生感应电流，故电流计指针不会发生偏转，故A错误；B．先闭合S1，把线圈A插入线圈B中，S2开关闭合和断开的瞬间，线圈A中电流变化，线圈B中磁通量变化，产生感应电流，电流计指针均会偏转，故B错误；C．S1和S2开关都闭合后，线圈A插入或拔出，线圈B中的磁通量都变化，产生感应电流，电流计指针均会偏转，故C正确；D．S1和S2开关都闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，滑动变阻器所在电路中电流变化，线圈B中磁通量变化，产生感应电流，电流计指针偏转，故D错误。故选C。2.如图所示，A、B两物体的质量比∶=3∶2，它们原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑。当弹簧突然释放后，若A、B两物体分别向左、右运动，则有（　　）A.A、B系统动量守恒B.A、B、C系统动量守恒C.小车向右运动D.小车保持静止【答案】B【解析】【详解】A．当弹簧释放后，A、B两物体分别向左、右运动，A受C向右的摩擦力，B受C向左的摩擦力，因两物体质量不相等，滑动摩擦力大小为，所以两物体受摩擦力大小不相等，因此A、B系统受合外力不等于零，A、B系统动量不守恒，A错误；B．由于地面光滑，A、B、C系统受合外力等于零，系统动量守恒，B正确；CD．因A的质量大于B的质量，则有A对C的摩擦力向左大于B对C向右的摩擦力，所以小车受合外力向左，则小车向左运动，CD错误。故选B。3.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（　　） A.带电粒子在R点时的加速度大于在Q点时的加速度B.带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大C.带电粒子在R点时的速度小于在Q点时的速度D.带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大【答案】A【解析】【详解】A．电场线的疏密表示电场强度的大小，因此R点的场强大于Q点的场强，带电粒子在R点受电场力大于在Q点受电场力，所以带电粒子在R点时的加速度大于在Q点时的加速度，A正确；B．带电粒子做曲线运动，受电场力指向曲线内侧，所以电场力的方向沿电场线向右，粒子带负电，电场线方向向左，由沿电场线方向电势降低的方向可知，P点电势高于Q点电势，带负电粒子在电势高的地方电势能小，所以带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能小，B错误；C．若粒子从P点经R点运动到Q点，电场力做负功，电势能增大，动能减小，速度减小，所以带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度，C错误；D．由能量守恒定律可知，带电粒子只在电场力作用下运动，运动中，带电粒子的动能与电势能之和一直不变，所以带电粒子在R、Q、P点时的动能与电势能之和都相等，D错误。故选A。4.如图所示，、、、为矩形各边中点，为、的交点，边的长度为。、两点分别固定一等量正点电荷，另一电荷量为的负点电荷置于点时，点处的电场强度恰好为零。若将点的负点电荷移到点，则点处电场强度的大小和方向为（静电力常量为）（　　） A.，方向向右B.，方向向左C.，方向向右D.，方向向左【答案】D【解析】【分析】【详解】当负点电荷在点时，点处电场强度恰好为零，根据公式可得负点电荷在点产生的电场强度大小为，方向水平向左，故两个正点电荷在点产生的合电场强度大小为，方向水平向右；负点电荷移到点，在点产生的电场强度大小为，方向水平向左，所以点的合电场强度为方向水平向左，故D正确，A、B、C错误。故选D。5.下图所示的彼此绝缘且相互交叉的两根通电直导线与闭合线圈共面，则穿过线圈的磁通量可能为零的是（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】A．根据安培定则，电流、在第四象限磁场方向均是垂直纸面向里，所以穿过线圈的磁通量不可能为零，A错误；B．电流在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，在第一象限磁场方向是垂直纸面向里，所以穿过线圈磁通量可能为零，B正确；C．电流在第一象限磁场方向垂直纸面向外，在第一象限的磁场方向垂直纸面向外， 所以穿过线圈磁通量不可能为零，C错误；D．电流在第二、三象限的磁场方向是垂直纸面向外，在此处磁场方向是上半部垂直纸面向里，下半部分垂直纸面向外，所以穿过线圈的磁通量不可能为零，D错误。故选B。6.电容器在调谐、旁路、耦合、滤波等电路中起着重要的作用。如图所示的电路中，当开关闭合后，一带电小油滴在平行板电容器间恰好处于静止状态，则下列说法不正确的是（　　）A.小油滴带负电B.仅把电阻箱R1的阻值增大，油滴将上升C.仅把电容器上极板略微竖直上移，油滴仍静止不动D.仅把电容器上极板略微水平右移，油滴仍静止不动【答案】C【解析】【详解】A．带电小油滴处于静止状态，受力平衡，重力和电场力平衡，所以电场力一定竖直向上，电容器上极板带正电，所以油滴带负电，A正确；B．仅把电阻箱R1的阻值增大，R1的分得的电压变大，电容器的电压变大，电容器之间电场强度变大，油滴受到的电场力变大，油滴将上升，B正确；C．在电容器上极板稍稍上移的过程中，d增大，又U不变，根据可知，电场强度E减小，油滴受到的电场力减小，油滴将下降，C错误；D．把电容器上极板略微水平右移，电容器的电容改变，但是极板之间的距离d没有改变，又U不变，根据可知，电场强度E不变，油滴受到的电场力不变，油滴受力情况不变，油滴静止，D正确。 故选C。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。7.如图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置为处的质点，Q是平衡位置为处的质点；图乙为质点Q的振动图像。则下列说法正确的是（　　）A.该波沿x轴正方向传播B.该波沿x轴负方向传播C.从到，质点P通过的路程等于D.从到，该波沿x轴方向传播了【答案】BD【解析】【详解】AB．在t=0.1s时，由乙图知质点Q正向下运动，根据波形可知该波沿x轴负方向传播。选项A错误、B正确；C．在t=0.1s时，质点P沿y轴正方向运动。由图乙可知周期为T=0.2s,从t=0.1s到t=0.25s，质点P经历了四分之三个周期，质点初始位置不在平衡位置或最大位移处，其通过的路程不是三个振幅30cm，选项C错误；D．由图甲可知波长为8m，则波速为40m/s，在t=0.1s到t=0.25s的时间内，波沿x轴方向传播的距离为选项D正确。故选BD。8.图甲是用光的干涉法来检查物体平面平整程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查其平面的物体，C为入射光，图乙和图丙分别为两次观察到的干涉条纹，下列说法正确的是（　　） A.图示条纹是由A的下表面反射光和B的上表面反射光发生干涉形成的B.当A、B之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，对应条纹是暗条纹C.若所观察的条纹是图乙，被检查表面上有洞状凹陷D.若所观察的条纹是图丙，被检查表面上有沟状凹陷【答案】AD【解析】【分析】【详解】A．薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的发射光干涉产生，A正确；B．空气层厚度相同的地方，两列光波的路程差相同，当AB之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，则两列光波的光程差为半波长的偶数倍，所以对应条纹是明条纹，故B错误；C．薄膜干涉是等厚干涉，即亮条纹处空气膜的厚度相等，亮条纹右偏说明被检查表面上有凸起，C错误；D．图丙中亮条纹左偏说明被检查表面上有沟状凹陷，D正确。故选AD。9.如图所示，A、B、C三个带电离子（不计重力）以相同的初速度沿水平金属板M、N间的中心线射入匀强电场中，两极板间的距离为d。A离子落在N板的中点；B离子落在N板的边缘；C离子飞出极板时，沿电场方向的位移为。已知它们带电量比值为，则下列说法中正确的是（　　）A.离子A、B在极板间的运动时间之比为1：1B.离子A、B的加速度之比为4：1C.离子B、C的质量之比为1：2D.离子B、C的动能增加量之比为1：1【答案】BD【解析】 【详解】A．根据可知离子A、B在极板间的运动时间之比为A错误；B．根据可知离子A、B的加速度之比为B正确；C．易知离子在B、C在极板间的运动时间之比为1：1，根据牛顿第二定律有联立可得可得离子B、C的质量之比为C错误；D．根据动能定理可得离子B、C的动能增加量之比为D正确。故选BD。10.如图所示，匀强电场中有一固定斜面，电场方向平行斜面向下，一带正电的物体以初动能从斜面底端向上运动，第一次经斜面点时动能减少了，机械能减少了，电势能增加了，则有（　　） A.返回斜面底端时的动能为B.返回斜面底端时的动能为C.从底端到第一次经过点摩擦力对物体做功为D.返回斜面底端时克服摩擦阻力做的功为【答案】AC【解析】【分析】【详解】ABC．根据功能关系，电势能增加了80J，电场力做的功为机械能减小了100J，则有动能减少了，则有联立解得，根据动能定理，合外力做的功等于动能的变化量，又因为上升过程中，重力，摩擦力，电场力为恒力，则上升过程位移相同，则各力做的功之比为则上升到最高点过程中，摩擦力做功为从斜面底端向上运动，返回斜面底端时，由动能定理可得解得所以AC正确；B错误； D．返回斜面底端时克服摩擦阻力做功为所以D错误；故选AC。三、非选择题：共56分。11.在用单摆测定重力加速度的实验中（1）实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图甲所示，该摆球的直径d=________mm；（2）接着测量了摆线的长度为l0，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，则重力加速度的表达式g=_______（用题目中的物理量表示）；（3）某小组改变摆线长度l0，测量了多组数据。在进行数据处理时，甲同学把摆线长l0作为摆长，直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值；乙同学作出T2-l0图象后求出斜率，然后算出重力加速度。两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲________，乙________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。【答案】①.14.15②.③.偏小④.无影响【解析】【详解】（1）[1]摆球的直径（2）[2]单摆摆长等于摆线长度与摆球半径之和，则单摆摆长为由图乙所示图象可知，单摆的周期由单摆周期公式 重力加速度（3）[3]摆长应该是摆线长度与摆球半径之和，甲同学把摆线长l0作为摆长，摆长小于实际摆长，根据单摆周期公式重力加速度可知，重力加速度的测量值小于真实值[4]乙同学由可知可知，T2-l0图象的斜率把摆线长度当作摆长作出的T2-l0图象的斜率不受影响，所测重力加速度g不受影响12.连续两年春节，太原市用112.6万件LED点亮了龙城.拆下一组LED，发现它由三个相同的LED灯珠和一个定值电阻R0串联而成（图甲中虚线框内部分），供电电压为12V，由理论分析可知，每个小灯珠的工作电压应在3V~4V之间．为研究LED灯珠的伏安特性并测量R0的值，小亮同学设计了图甲的电路进行实验．图中电源电压恒为12V，电压表的量程为2V、内阻为4.0kΩ；电流表量程为30mA、内阻很小可忽略．完成下列操作中的要求或填空： (1)为使电路能正常工作，a端应接电源的__________（选填“正极”或“负极”）；(2)为完成实验并准确测量，定值电阻Rx应该选择的是__________；A.l.0kΩB.4.0kΩC.8.0kΩD.20.0kΩ(3)正确选择Rx后接通电源，将R的滑动触头从M端向N端滑动，记录多组电压表的示数U和电流表的示数I，并在图乙中绘出了灯珠D的图线.其中，当R的滑动触头移动到N端时，电压表的示数为1.80V、电流表的示数为25.0mA.不考虑电压表和电流表对电路的影响，则R0的值为__________Ω；(4)灯珠D在通过某一电流时的实际功率__________（选填“大于”、“小于”或“等于”）由图乙得到的测量值；(5)若将这一组LED灯珠直接接到电动势为12V、内电阻为152.0Ω的叠层电池两端，一组LED中三个灯珠的总功率为__________mW.（计算结果保留2位有效数字）【答案】①.负极②.B③.48(48.0)④.大于⑤.1.3×102(1.2×102~1.4×102)【解析】【详解】(1)灯珠正常发光要正向偏压，由图示电路图可知，使电路能正常工作，a端应接电源的负极.(2)由图示电路图可知，三个电珠串联，电源电压为12V，每个电珠两端最大电压约为4V，改装后的电压表量程应为4V，因此串联电阻内阻应与电压表内阻相等，故选B；(3)电压表示数为1.8V，则小电珠两端电压为:1.8×2=3.6V，由图示电路图可知，定值电阻阻值:；(4)由图示电路图可知，由于电压表的分流作用，流过灯珠的电流小于电流表示数，即电流测量值偏小，由P=UI可知，灯珠的实际功率大于测量值；(5)建立三个灯珠串联和电源构成的全电路欧姆定律：，即 ，在灯珠U-I坐标系内过和两个点作出电源的U-I图线,如图所示：由图示图线可知，一个LED灯珠的电压U=1.55V，电流I=14.2mA；而LED灯组的总功率为；代入数据得：..13.光滑水平轨道上放置长板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端，A、B间的动摩擦因数μ=0.5，三者质量分别为mA=2kg，mB=1kg，mC=2kg。开始时C静止，A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间t，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞。求：（1）A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小；（2）时间t。【答案】（1）vA=2m/s；（2）t=0.4s【解析】【详解】解：（1）设A与C发生碰撞后，A的速度为vA，C的速度为vC，B与A发生相互作用后，共同速度为v共，则根据题意和动量守恒定律得代入已知数据联立解得vC=3m/svA=2m/s（2）对滑块B，根据动量定理得 解得t=0.4s14.如图所示，半圆玻璃砖的半径R=12cm，直径AB与光屏MN垂直并接触于A点．一束激光a从半圆弧表面上射向半圆玻璃砖的圆心O，光线与竖直直径AB之间的夹角为60°，最终在光屏MN上出现两个光斑，且A点左侧光斑与A之间距离为4cm．求：①玻璃砖的折射率；②改变激光a的入射方向，使光屏MN上只剩一个光斑，求此光斑离A点的最远距离．【答案】（1）（2）【解析】【分析】（1）根据折射定律和反射定律作出光路图，根据几何关系求出折射角，从而求得玻璃砖的折射率；（2）改变入射角，使屏MN上只剩一个光斑，此光斑离A最远时，恰好发生全反射，入射角等于临界角C，由sinC求得临界角C．再由几何知识求此光斑离A点的最长距离．【详解】（1）由题意可得，激光在AB面上发生折射的入射角，设半圆玻璃砖的折射率为，折射角为，则：；其中：；解得： （2）分析可得，当激光在AB面上恰好发生全反射时，光屏MN上只剩一个光斑且光斑离A点的距离最远，所以：设激光在AB面上恰好发生全反射时的临界角为C，由折射定律可得：光斑离A点的距离最远：由数学知识可得：代入数据可得：15.如图所示，半径为R四分之一光滑绝缘圆弧轨道竖直固定并与粗糙绝缘水平面平滑连接，空间存在着水平向右的匀强电场（图中未画出），一带负电的小滑块（可视为质点）从距离水平面高为的A点以的初速度水平抛出，恰好无碰撞地从B点进入圆弧轨道，且第一次返回时刚好到达B点，重力加速度为g，求（结果可以用根式表示）：（1）小滑块受到的电场力与重力的比值；（2）小滑块与水平面间的动摩擦因数及在水平面上运动的最远距离；（3）足够长时间后小滑块对圆弧轨道压力的最大值。【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】【详解】（1）小滑块从A到B的过程，竖直方向水平方向解得（2）小球从A到B的水平位移为设小滑块在水平面上滑行的最远距离为x，则从抛出小滑块到滑行最远，由能量守恒定律得返回时，由能量守恒定律得联立解得（3）小滑块最后将在如图所示的圆弧所对应的范围内往复运动，重力与电场力的合力为，小滑抉在其中点处E的速度最大，则 小滑块由D到E由动能定理可得小滑块在E点时，由牛顿第二定律可得由牛顿第三定律得，此时小滑块对轨道压力的大小为联立解得小滑块对轨道的压力的最大值为