河南省郑州市2022-2023学年高二物理上学期期末试题（Word版附解析）

高一物理本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。考试时间90分钟，满分100分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息，然后在答题卡上作答，在试题卷上作答无效。交卷时只交答题卡。第I卷（选择题共48分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第小题只有一个选项符合题目要求，第小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。）1.如图所示，将带正电荷Q的导体球丙靠近不带电的椭球形导体。若沿虚线将椭球形导体分成大小不同的甲、乙两部分,这两部分所带电荷量分别为Q甲、Q乙。下列关于电性和电荷量大小的比较正确的是（　　）A.甲带负电，乙带正电，B.甲乙都带负电，C.甲带正电，乙带负电，D.甲带正电，乙带负电，【答案】C【解析】【详解】当导体处于静电平衡状态时，沿虚线将导体分开时，两部分所带异种电荷量的大小相等，即由于虚线左侧距正电荷较远，甲部分感应出的正电荷，乙部分感应出的负电荷。故选C。2.如图所示，半径均为r的两个金属球，其球心相距为3r，现使两球带上等量的同种电荷，电荷量都为q，设静电力常量为k。则对两球间的静电力F的判断正确的是（　　）A.B.C.D.第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 【答案】D【解析】【详解】带同种电荷的两金属球，由于同种电荷相互排斥，所带电量集中在两球的外侧，两带电金属球等效的点电荷间距离大于3r，故由库仑定律可知，库仑力一定小于距离是3r时的库仑力，即故选D。3.把一个试探电荷q放在某点电荷Q产生的电场中的a点，测得它所受的静电力为F；再把该试探电荷q放在电场中的b点，测得它所受的静电力为3F；在电场中另有一点c，c点处于a点和点电荷Q的中点。则a、b、c三点电场强度之比为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】根据点电荷场强公式可知，a点的场强为b点的场强为c点的场强则a、b、c三点电场强度之比为。故选A。4.试探电荷带的电荷量为，把该试探电荷放在电场中的点，具有的电势能，把同样的试探电荷放在电场中的点，具有的电势能。下列说法正确的是（　　）A.电场中点的电势为B.电场中两点间的电势差C.如果用带负电的试探电荷放入电场，点的电势将低于点的电势第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 D.把该试探电荷从点移到点的过程中，克服电场力做功【答案】B【解析】【详解】A．试探电荷带的电荷量为，在电场中的点具有的电势能，电场中点的电势A错误；B．电场中点的电势电场中两点间的电势差B正确；C．电势大小与试探电荷无关，如果用带负电的试探电荷放入电场，点的电势仍高于点的电势。C错误；D．把该试探电荷从点移到点的过程中，静电力做功D错误。故选B。5.研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。首先使电容器a板带正电、b板带负电。下列说法正确的是（）A实验中，只将电容器b板向左平移少许，静电计指针张角变大B.实验中，只将电容器b板向上平移少许，静电计指针的张角变小C.实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D.实验中，保持极板不动，继续给电容器充电，发现静电计指针的张角变大，表明电容增大第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 【答案】A【解析】【详解】平行板电容器电容的定义式和决定式为A．实验中，b板向左平移，则两极板间距d增大，C减小，而Q不变，所以U增大，静电计指针的张角变大，A正确；B．实验中，只将电容器b板向上平移，则两极板正对面积S减小，C减小，而Q不变，所以U增大，静电计指针张角变大，B错误；C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，则两极板间介电常数εr增大，C增大，而Q不变，所以U减小，静电计指针的张角变小，C错误；D．电容与极板所带电量无关，实验中，继续给电容器充电，只增加极板带电量Q，C不变，则U增大，所以静电计指针的张角变大，D错误。故选A。6.在如图所示的电路中，电源的电动势，内阻为。定值电阻的阻值为，滑动变阻器的最大阻值为。闭合电键后，将滑动变阻器的滑片从最右端缓慢滑向最左端，在此过程中（　　）A.滑片在的最左端时，路端电压为最大值B.和上的电压之和越大，流经电源的电流越大C.滑片在的最右端时，电源的工作效率最高D.滑片在的最右端时，外电路消耗的功率最大【答案】C【解析】【详解】A．滑片在的最右端时，外电路电阻最大，此时路端电压为最大值，选项A错误；B．和上的电压之和越大，则内阻上的电压越小，此时流经电源的电流越小，选项B错误；第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 C．滑片在的最右端时，外电路电阻最大，此时电源的工作效率则电源效率最高，选项C正确；D．因当外电路电阻等于电源内阻时外电路消耗功率最大；滑片在的最右端时，外电路电阻为则此时外电路消耗的功率不是最大，选项D错误。故选C。7.滑板运动是青少年比较喜欢的一种户外运动。现有一个质量为的小孩站在一辆质量为的滑板车上，小孩与滑板车一起在光滑的水平路面上以速度匀速运动，突然发现前面有一个小水坑，由于来不及转向和刹车，该小孩立即以相对地面的速度向前方跳离滑板车，滑板车的速度大小将变为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】设向右为正方向，则由动量守恒定律可知解得故选B。8.下列关于电磁波、能量子和热辐射的说法正确的是（　　）A.在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大B.麦克斯韦提出变化的电场产生磁场C.频率越高的电磁波传播的能量子的能量越低D.高温物体会发生热辐射，低温物体不会热辐射【答案】B第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 【解析】【详解】A．真空中，所有电磁波的传播速度都相同，故A错误；B．变化的电场产生磁场是麦克斯韦提出的，故B正确；C．由其中是定值，可得频率越高电磁波传播的能量子的能量越高，故C错误；D．高温低温物体都会发生热辐射，不过是辐射强度不同。故D错误。故选B。9.一个质量为0.18kg的垒球以的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，反向水平飞回，速度的大小为45m/s。球棒与垒球的作用时间为0.002s。则（　　）A.垒球的动量变化量大小为3.6kg⋅m/sB.垒球的动量变化量大小为12.6kg⋅m/sC.球棒对垒球的平均作用力大小为6300ND.球棒对垒球的平均作用力大小为1800N【答案】BC【解析】【详解】设垒球的初速度v0=25m/s的方向为正方向，则末速度为v1=−45m/s。AB．动量的变化量为矢量，有Δp=mv1−mv0=−12.6kg⋅m/s即垒球的动量变化量大小为12.6kg·m/s，负号表示方向与初速度方向相反，故A错误，B正确；CD．由I=Ft=Δp可知，球棒对垒球的平均作用力F=-6300N负号表示方向与初速度方向相反，故C正确，D错误。故选BC。10.下列四个选项分别对以下四幅图中的物理量的方向给予了说明，其中正确的有（　　）第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 A.甲图长直导线中通有竖直向下的电流，周围激发出的磁场方向如图中同心圆环的箭头所示B.乙图中倾斜导体棒受到的安培力的方向如图所示C.丙图中的导体棒在静止的磁场中向右运动，产生的感应电流方向如图中导体棒内箭头所示D.丁图中磁感应强度在增大，在金属圆环中产生的感应电流的方向如图中箭头所示【答案】CD【解析】【详解】A．根据右手定则，甲图长直导线中通有竖直向下的电流，周围激发出的磁场方向从上向下看，应该是是顺时针方向的，与甲图相反，故A错误；B．根据左手定则，乙图中倾斜导体棒受到的安培力的方向应该与导体棒垂直，指向右下角方向。故B错误；C．根据右手定则，导体棒中电动势方向沿着导体棒竖直向上，故感应电流方向也竖直向上，与图中相同。故C正确；D．根据电磁感应规律，金属圆环中磁感应强度增大，电流方向应该是逆时针方向。故D正确。故选CD。11.如图所示，一个弹簧振子在竖直方向做简谐振动。以其平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立坐标轴，振子的位移随时间的变化如图所示，下列说法正确的是（　　）A.该弹簧振子的振幅为B.在0到内弹簧振子做了2次全振动C.时，振子的速度为正向最大值D.在0到内弹簧振子的动能先减小后增大【答案】CD【解析】【详解】A．由振动图像可知，该弹簧振子的振幅为故A错误；B．由振动图像可知，该弹簧振子的周期为第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 在0到内弹簧振子做了1次全振动，故B错误；C．时，振子在平衡位置，向y轴正向运动，速度最大，故C正确；D．在0到内，弹簧振子由平衡位置运动到最大位移处，再由最大位移处运动回平衡位置，速度先减小后增大，所以弹簧振子的动能先减小后增大，故D正确。故选CD。12.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　）A.飘在空中的肥皂泡看起来常常是彩色的，这是光的衍射现象B.晴朗的夏天，中午看到远处路面特别明亮，仿佛有水，这是光的衍射现象C.用标准平面样板检查光学平面的平整程度，这是利用了光的干涉D.拍摄池中的游鱼时在照相机前装上偏振滤光片能过滤掉水面反射光，这说明光波是纵波【答案】C【解析】【详解】A．飘在空中的肥皂泡看起来常常是彩色的，这是光的干涉现象，选项A错误；B．晴朗的夏天，中午看到远处路面特别明亮，仿佛有水，这是光的全反射现象，选项B错误；C．用标准平面样板检查光学平面的平整程度，这是利用了光的干涉，选项C正确；D．拍摄池中的游鱼时在照相机前装上偏振滤光片能过滤掉水面反射光，这说明光波是横波，选项D错误。故选C第II卷（非选择题共52分）二、实验题（本题共3小题,共14分。请按题目要求作答。）13.某同学做“用双缝干涉测量光的波长”的实验，装置如图甲所示，双缝到屏的距离为，双缝间距为。（1）测得图乙中两条纹间的距离为，则该单色光的波长________（用表示）；（2）如果想让目镜中看到的条纹间距变宽，下列操作可行的是________。A.把绿色滤光片换成红色滤光片第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 B.将甲图中单缝向左移动少许C.增加光源的亮度D.调节遮光筒长度，增加双缝和屏之间的距离E.调节双缝的方向，使双缝与单缝方向垂直【答案】①.②.AD【解析】【详解】（1）[1]由图乙可知，相邻两条暗条纹间距为根据可得该单色光的波长（2）[2]A．由于绿光波长比红光波长短，根据可知把绿色滤光片换成红色滤光片，条纹间距变宽，故A正确；B．单缝到双缝距离不影响条纹间距，故B错误；C．光源的亮度也不影响条纹间距，故C错误；D．调节遮光筒长度，增加双缝和屏之间的距离，即l增大，根据可知条纹间距将变宽，故D正确；E．若将双缝与单缝方向垂直，会导致光屏得到的不再是亮暗相间的清晰条纹，无法继续测量结果，故E错误。故选AD。14.如图所示为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池，R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻。虚线方框内为换挡开关，P端和Q端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位：直流电压1V挡和6V挡、直流电流1mA挡和2.5mA挡以及欧姆挡。第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 （1）图中的P端与________（填“红”或“黑”）色表笔相连接。（2）虚线框内的________号挡位是直流电流1mA挡，________号挡位是直流电压6V挡。（3）关于R6的使用，下列说法正确的是________（填正确答案标号）。A．在使用多用电表之前，调整R6表指针指在表盘左端电流“0”位置B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端“满偏”位置C．使用电流挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端“满偏”位置D．使用电压挡时，两表笔不接触，调整R6使电表指针指在刻度盘中央，再进行测量【答案】①.黑②.2③.5④.B【解析】【详解】（1）[1]P端与欧姆表内电源正极相连，根据“红进，黑出”，可知P端与黑表笔相连。（2）[2]由图所示电路可知，换挡开关置于“1”时，分流电阻阻值较小，电流表量程大，选择开关置于“2”时分流电阻较大，电流表量程较小，由此可知，换挡开关置与“2”连接时电流表量程为1mA。[3]由图所示电路可知，换挡开关置于“4”时，分压电阻阻值较小，电压表量程小，选择开关置于“5”时分压电阻较大，电压表量程较大，由此可知，换挡开关置与“5”连接时电压表量程为6V。（3）[4]R6是可变电阻，它的作用就是欧姆表调零，也就是使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”即表盘右端“满偏”位置。故选B。15.某同学为研究小灯泡（额定电压，额定电流）的伏安特性，所使用的器材有：A．电压表（，内阻约为）B．电压表（，内阻约为）；C．电流表（，内阻约为）；第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 D．电流表（，内阻约为）；E．滑动变阻器（）；F．滑动变阻器（）；G．直流电源（电动势，内阻不计）；H．开关，导线若干。（1）实验要求能够在的范围内对小灯泡的电压进行测量，并尽可能减小误差。根据要求在图1虚线框中画出实验电路图___________。（2）电路中电压表应选用___________，电流表应选用___________，滑动变阻器应选用___________。（用序号字母表示）（3）测得此灯泡的伏安特性曲线如图2所示，当工作电压是时，此灯泡的电阻为___________。（结果保留3位有效数字）（4）若将此灯泡与输出电压恒为的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为___________的电阻。【答案】①.②.A③.D④.F⑤.5.30##5.31##5.32##5.33##5.34##5.35##5.36##5.37⑥.8.0##8【解析】【详解】（1）（2）[1][2][3][4]因灯泡额定电压，额定电流，可知电压表选择A，电流表选择D；则由于电压表内阻远大于灯泡电阻，可知应该采用电流表外接；滑动变阻器选择阻值较小的F，并接成分压电路，则电路如图；第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 （3）[5]根据灯泡的伏安特性曲线，当工作电压是时，灯泡的电流为300mA=0.3A，则此灯泡的电阻为（4）[6]若将此灯泡与输出电压恒为的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联的阻值为三、计算题（本题共4小题,共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须写出数值和单位。）16.如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，又从点沿中心轴线射人偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量，电荷量，加速电场电压，偏转电场电压，极板的长度，板间距离，（忽略电子所受重力）。求：（1）电子射人偏转电场时的初速度；（2）电子射出偏转电场时的竖直偏移量及速度偏转角的正切值。【答案】（1）；（2），【解析】【详解】（1）电子在加速电场中，由动能定理解得第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 （2）电子在偏转电场中垂直电场方向匀速运动电子在偏转电场中沿电场方向匀加速运动，应有解得由速度关系可知其中解得17.一列简谐横波沿轴正方向传播，振幅。时，波传播到轴上的点，在它左边的质点恰在负向最大位移处，如图所示。在时，质点第一次出现在正向最大位移处。求：（1）该波的传播速度大小；（2）从图示时刻起再经多长时间，处的质点第一次在正向最大位移处。【答案】（1）5m/s；（2）0.9s【解析】【详解】（1）由题意可知该横波周期第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 T=0.4s由图可知波长λ=2m由传播速度，解得v=5m/s（2）x=0.5m处的波峰传播到D点时质点D第一次在正向最大位移处。则解得t=0.9s18.如图1所示，水槽长，高，槽内水深。水槽底部边缘处光源发出的激光束，经过水面中心位置的点从水面出射后恰好从水槽边缘射出。（1）求水槽内水的折射率；（2）如图2，现把光源竖直向上移动到距离水面处，光源发出的激光束仍然射向点，请将光路图补充完整。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）光路图如图第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 由图中几何条件可知根据折射率定义式有解得（2）由于可知光线将会在水面分界处发生全反射，光路图如图19.如图所示，光滑水平面上放置长板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端，滑块B与长板A之间的动摩擦因数,A、B、C三者质量分别为。开始时A、B静止，C以的速度匀速向左运动。C与A发生碰撞（时间极短）后C的速度仍然向左，大小为v；经过一段时间后，A、B达到的共同速度大小恰好也为v。重力加速度。求：第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 （1）最后A与B的共同速度的大小；（2）C与A碰撞后的瞬间的速度的大小；（3）B相对A滑动的距离。【答案】（1）2m/s；（2）3m/s；（3）0.6m【解析】【详解】（1）从C向左运动到最终三者共速，由动量守恒定律得：mCv0=(mA+mB+mC)v解得：v=2m/s（2）C与A碰撞过程动量守恒mCv0=mAvA+mCv解得vA=3m/s（3）B在A上相对运动过程，B与A组成的系统能量守恒解得L=0.6m第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司