浙江省嘉兴市海盐第二高级中学2022-2023学年高二物理下学期期中试题（Word版附解析）

2022-2023第二学期海盐第二高级中学高二物理期中考试卷满分100分，考试时间90分钟。考生注意：1.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答。在试题卷上的作答一律无效。3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内，作图时，先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑，答案写在本试题卷上无效。4.可能用到的相关公式或参数：重力加速度均取。选择题部分一、选择题Ⅰ（本题共3小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1.下列属于国际单位制中基本单位符号的是（　　）A.JB.KC.WD.【答案】B【解析】【详解】国际单位制中的七个基本单位是千克、米、秒、安培、开尔文、坎德拉、摩尔，符号分别是kg、m、s、A、K、cd、mol，其余单位都属于导出单位。故选B。2.如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点，轻绳的拉力为，墙壁对足球的支持力为，则（　　）A.B.C.D. 【答案】C【解析】【详解】对网兜和足球受力分析，设轻绳与竖直墙面夹角为θ，由平衡条件可知，故选C。3.今年珠海航展共设三天公众日（11月11日至13日），每天开放时间为9:00—17:00，本届航展安排精彩的飞行表演及地面装备动态演示，观众须提前30min进场。下列表述正确的是（　　）A.飞行表演时，分析飞机的飞行姿势，可以将飞机看作质点B.观众提前30min入场，“30min”指的是时刻C.9:00，17:00指的是时刻D.飞行表演时，几架飞机正在并排飞行，以地面观众为参考系，飞机是静止的【答案】C【解析】【详解】A．因为要分析飞机的飞行姿势，所以不可以将飞机看作质点，A错误；B．观众提前30min入场，“30min”指的是时间间隔，B错误；C．9:00、17:00指的是指的是时间轴上的那一刻，代表时刻，C正确；D．飞行表演时，几架飞机正在并排飞行，以地面观众为参考系，飞机是运动的，D错误。故选C。4.下列实例中,机械能守恒的是（）A.气球匀速上升B.物体沿光滑斜面自由下滑C.物体在竖直面内做匀速圆周运动D.汽车沿斜坡匀速向下行驶【答案】B【解析】 【详解】气球匀速上升，动能不变，重力势能增大，机械能增加，故A错误物体沿光滑斜面自由下滑，仅有重力做功，机械能守恒，故B正确物体在竖直面内做匀速圆周运动，动能不变，重力势能变化，机械能变化，所以机械能不守恒，故C错误汽车沿斜坡匀速向下行驶，动能不变，重力势能减少，机械能减少，故D错误故选B5.甲、乙两小车沿同一直线运动的位移—时间图像如图所示，已知甲车自t＝0时起做初速度为零的匀变速直线运动，加速度大小为2m/s2，则乙车的速度大小为（　　）A.1m/sB.2m/sC.5m/sD.10m/s【答案】C【解析】【详解】由图像可知，甲车在t1时间内的位移为25m，则由即解得t1=5s则乙车的速度故选C。6.一列简谐波在初始时刻的全部波形如图所示，质点a、b、c、d对应x坐标分别为1m、1.5m、3m、4m。从此时开始，质点d比质点b先到达波谷。下列说法正确的是（　　） A.波源的起振方向沿y轴向上B.振动过程中质点a、c动能始终相同C.波沿x轴负方向传播D.此时b点加速度沿y轴正方向【答案】B【解析】【详解】AC．质点d比质点b先到达波谷，则此时质点d正在沿y轴向下振动，所以波源的起振方向沿y轴向下，根据质点振动方向与波的传播方向的关系，可知波沿x轴正方向传播，故AC错误；B．质点a、c的平衡位置之间相差半个波长，振动速度方向总是相反，大小总是相等，所以振动过程中质点a、c动能始终相同，故B正确；D．此时b点偏离平衡位置的位移方向为正方向，恢复力方向指向平衡位置，所以加速度沿y轴负方向，故D错误。故选B。7.如图所示是地球的两颗卫量a和b，其中b是地球的同步卫星，下列说法正确的是（　　）A.卫星a所受的向心力大于b所受的向心力B.卫星a运行周期小于24hC.在地面附近发射卫星b的速度为D.卫星a的运行速度可能大于【答案】B【解析】【详解】据，由于不知道ab两颗卫星的质量，故仅根据r的大小不能判定向心力的大小，故A错误；据可得卫星的周期，所以a的半径小于b的半径，故a的周期小于b的周期24h，故B正确；11.2km/s是发射脱离地球束缚航天器的最小发射速度，同步卫星仍围绕地球圆 周运动，故其发射速度小于11.2km/s，故C错误；7.9km/s是第一宇宙速度是围绕地球圆周运动的最大速度，故卫星a的运行速度小于7.9km/s，故D错误．8.霍尔元件广泛应用于测量和自动控制等领域，霍尔元件一般用半导体材料制成，有的半导体中的载流子（自由电荷）是自由电子，有的半导体中的载流子是空穴（相当于正电荷）。如图所示为用半导体材料制成的霍尔元件的工作原理示意图，厚度为h，宽度为d，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体上下表面会产生电势差，下列说法正确的是（　　）A.若元件的载流子是自由电子，上表面的电势低于下表面电势B.若元件的载流子是空穴，上表面的电势低于下表面电势C.保持电流I不变，仅增大h时，上下表面的电势差增大D.保持电流I不变，仅增大d时，上下表面的电势差增大【答案】A【解析】【分析】【详解】A．若元件的载流子是自由电子，根据左手定则，自由电子向上表面聚集，则上表面的电势低于下表面电势，A正确；B．若元件的载流子是空穴，根据左手定则，空穴相当于正电荷向上表面聚集，则上表面的电势高于下表面电势，B错误；CD．电流I不变时，则有又则上下表面的电势差与h无关，仅增大d时，上下表面的电势差减小，CD错误。故选A。9.2020年1月1日至3月23日，500米口径球面射电望远镜（中国天眼）发现并认证的脉冲星达到114 颗。假设某脉冲星为质量均匀分布的球体，已知脉冲星稳定自转的周期为，星体半径为，离该脉冲星中心距离为的空中有一星体碎片，与该脉冲星自转同步，引力常量为，关于该脉冲星的质量和密度说法正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】AB．脉冲星对碎片的万有引力提供碎片圆周运动向心力有由此解得脉冲星的质量故AB均错误；CD．由上面分析知，脉冲星的质量由题意知，脉冲星的体积代入密度公式故C正确，D错误。故选C。10.如图是“中国天眼”口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远镜球面，质量为m的工作人员被悬在空中的氦气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时，氦气球对其有大小为、方向竖直向上的拉力作用，使其有“人类在月球上行走”的感觉，若将人视为质点，此时工作人员（　　） A.受到的重力大小为B.受到的合力大小为C.对球面的压力大小为D.对球面的作用力大小为【答案】D【解析】【详解】A．工作人员的质量为，则工作人员受到的重力A错误；B．工作人员在球面上缓慢行走，处于平衡状态，合力为0，B错误；C．工作人员站在的球面位置不水平，对球面的压力不等于，C错误；D．由平衡条件可得球面对工作人员的作用力满足再由牛顿第三定律可得，工作人员对球面的作用力大小为D正确。故选D。11.示波管是示波器核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（　　）A.极板X应带负电，极板Y应带负电B.极板X′应带负电，极板Y应带正电C.极板X应带负电，极板Y′应带负电D.极板X′应带负电，极板Y′应带正电 【答案】B【解析】【详解】电子受的电场力方向与电场方向相反，如果在荧光屏上P点出现亮斑，故电子要向X和Y，则极板X和极板Y应带正电，X′和Y′应带负电，所以B正确，ACD错误。故选B。12.在如图所示的电路中，C为一平行板电容器,闭合开关S,给电容器充电，当电路中电流稳定之后，下列说法正确的是()A.保持开关S闭合，把滑动变阻器R1的滑片向上滑动，电流表的示数变大，电压表的示数变大B.保持开关S闭合，不论滑动变阻器R1的滑片是否滑动，都有电流流过R2C.保持开关S闭合，将电容器上极板与下极板距离稍微拉开一些的过程中，R2中有由b到a的电流D.断开开关S，若此时刚好有一带电油滴P静止在电容器两平行板之间，将电容器上极板与下极板稍微错开一些的过程中，油滴将向上运动【答案】AD【解析】【详解】A.保持开关S闭合，把滑动变阻器R1的滑片向上滑动，接入电路的电阻减小，根据欧姆定律可知电路中电流增大，R2的电压增大，则电流表的示数变大，电压表的示数变大，故A正确；B.保持开关S闭合，不论滑动变阻器R1的滑片是否滑动，电容器相当于开关断开，都没有电流流过R2，故B错误；C.保持开关S闭合，将电容器上极板与下极板距离稍微拉开一些的过程中，极板的正对面积减小，电容减小，由知，U不变，Q减小，电容器放电，则R2中有由a到b的电流，故C错误；D.断开开关S，将电容器上极板与下极板稍微错开一些的过程中，极板的正对面积减小，电容减小，由知，电量Q不变，则板间电压U增大，板间场强增大，油滴所受的电场力增大，则油滴将向上运动，故D正确；13.如图所示，质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，当轻杆绕轴OO′以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，a绳与水平面成θ角，b绳平行于水平面且长为l，重 力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）A.a绳与水平方向夹角θ随角速度ω的增大而一直减小B.a绳所受拉力随角速度的增大而增大C.当角速度ω>时，b绳将出现弹力D.若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化【答案】C【解析】【详解】A．当b绳绷紧后，角速度ω增大，a绳与水平方向夹角不变，故A错误；B．当b绳绷紧后，对小球受力分析，竖直方向根据平衡条件可得解得a绳所受拉力不变，故B错误；C．当b绳刚要绷紧时，水平方向根据牛顿第二定律联立解得ω=若角速度大于该值，则b绳将出现弹力，故C正确；D．由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变，故D错误。故选C。二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分） 14.如图为氢原子的能级图，现有大量的氢原子处于的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时（　　）A.能辐射出6种不同频率的光子B.能辐射出4种不同频率的光子C.由跃迁到时辐射出的光子的频率最大D.由跃迁到时辐射出的光子可使逸出功为的金属钾发生光电效应【答案】AC【解析】【详解】ABC．从n=4能级向低能级跃迁能放出种不同频率的光子，其中从n=4直接跃迁到n=1放出光子的能量最大，为频率最大，故AC正确；B错误；D．从n=3直接跃迁到n=2放出光子的能量为该光子的能量小于金属钾的逸出功，所以不能使钾发生光电效应，故D错误。故选AC。15.某半圆形玻璃砖横截面如图所示，AB为直径，O点为圆心。在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相等。两束光在半圆边界上反射和折射，则a、b两束光（　　）A.在同种均匀介质中传播，b光的传播速度较大 B.以相同的入射角从空气斜射入水中，a光的折射角大C.若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能D.分别通过同一双缝干涉装置，b光相邻亮纹的间距大【答案】BC【解析】【分析】【详解】A．由图知，b光发生了全反射，a光未发生全反射，说明b光全反射临界角较小，根据得知，b光折射率较大，根据知，在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大，b的传播速度较小，A错误；B．b光的折射率较大，由折射定律知以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角小，a光的折射角大，B正确；C．b光的折射率大，则b光的频率大，若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能，C正确；D．b光的折射率大，频率大，则b光的波长小，根据知，a光的条纹间距大，D错误。故选BC。非选择题部分三、非选择题（本题共5小题，共55分）16.在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时，采用了如图甲所示的实验方案。操作如下： （1）平衡摩擦力时，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，应___________（填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹___________为止。（2）已知小车质量为，盘和砝码的总质量为，要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力，应该满足的条件是___________（填“远小于”、“远大于”或“等于”）。（3）图丙为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出，由此可求得小车的加速度的大小是___________，打下点时小车运动的速度大小是___________。（结果均保留两位有效数字）【答案】①.增大②.间距相等③.远小于④.2.0⑤.0.76【解析】【详解】（1）[1][2]从纸带可以得出此时小车做减速运动，说明平衡摩擦力平衡不足，应增大木板的倾角，反复调节，直到到纸带上打出的点迹间距相等为止；（2）[3]要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力，应该满足的条件是远小于；（3）[4][5]相邻计数点间还有四个点，则相邻计数点间的时间间隔，小车的加速度打下点时小车运动的速度大小17.电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。（1）用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示，由图可知其直径为___________，如图乙所示，用游标卡尺测其长度为___________，如图丙所示，用多用电表挡粗测其电阻为___________。（2）为了减小实验误差，需进一步测量圆柱体的电阻，除待测圆柱体外，实验室还备有的实验器材如下，要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大，则电压表应选___________，电流表应选___________，滑动变阻器应选___________。（均填器材前的字母代号） A．电压表（量程，内阻约为）B．电压表（量程，内阻约为）C．电流表（量程，内阻约）D．电流表（量程，内阻约为）E．滑动变阻器（阻值范围）F．滑动变阻器（阻值范围）G．直流电源（电动势为，内阻不计）H．开关S，导线若干（3）若流经圆柱体的电流为，圆柱体两端的电压为，圆柱体横截面的直径和长度分别用表示，则用表示该圆柱体电阻率的关系式为___________。【答案】①.1.844（均可）②.4.240③.6.0##6④.A⑤.C⑥.E⑦.【解析】【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为固定刻度读数+可动刻度读数+估读，由题图甲知，圆柱体的直径为[2]游标卡尺读数为主尺读数+游标尺读数×精度，由题图乙知，长度为[3]多用电表的读数为电阻的粗测值，其电阻为；（2）[4]电源电动势为，所以电压表应选量程的；[5]为了测多组实验数据，滑动变阻器应用分压接法，电压表内电阻较大，待测圆柱体的电阻较小，故采用电流表外接法误差较小；电路中的电流约为所以电流表量程应选量程的；[6]待测电阻大约，若用滑动变阻器（阻值范围）调节非常不方便，且额定电流太小，所以应用滑动变阻器（阻值范围）。（3）[7]由 ，，解得18.某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了。取大气压，求气体。（1）在状态B的温度；（2）在状态C的压强；（3）由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。【答案】（1）330K；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据题意可知，气体由状态A变化到状态B的过程中，封闭气体的压强不变，则有解得（2）从状态A到状态B的过程中，活塞缓慢上升，则 解得根据题意可知，气体由状态B变化到状态C的过程中，气体的体积不变，则有解得（3）根据题意可知，从状态A到状态C过程中气体对外做功为由热力学第一定律有解得19.如图，质量为m=1kg的小滑块（视为质点）在半径为R的四分之一光滑圆弧的最高点A，由静止开始释放，它运动到B点时速度为v=2m/s。当滑块经过B后立即将圆弧轨道撤去。滑块在光滑水平面上运动一段距离后，通过换向轨道由C点过渡到倾角为θ=37°、长L=1m的斜面CD上，CD之间铺了一层匀质特殊材料，其与滑块间的动摩擦因数可在0≤μ≤1.5之间调节。斜面底部D点与光滑地面平滑相连，地面上一根轻弹簧一端固定在O点，自然状态下另一端恰好在D点。认为滑块在C、D两处换向时速度大小均不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。（1）求光滑圆弧的半径R以及滑块经过圆弧B点时对圆弧的压力大小；（2）若设置μ=0，求滑块从C第一次运动到D的时间及弹簧的最大弹性势能；（3）若最终滑块停在D点，求μ的取值范围。 【答案】（1）0.2m，30N；（2），8J；（3）0.125≤μ<0.75或μ=1【解析】【详解】（1）从A到B，由动能定理得mgR＝mv2代入数据得R＝0.2m滑块在B点，受到重力和支持力，在B点，根据牛顿第二定律有代入数据解得F＝30N由牛顿第三定律得＝30N（2）在CD间运动，有加速度a=gsinθ=6m/s2匀变速运动规律得到D点时滑块速度为在地面上，滑块压缩弹簧，当滑块动能全部转化弹簧弹性势能时弹簧的最大弹性势能（3）最终滑块停在D点有两种可能∶a.滑块恰好能从C下滑到D，则有 得到μ1=1b.滑块在斜面CD间多次反复运动，最终静止于D点，当滑块恰好能返回C得到μ2=0.125当滑块恰好静止在斜面上，则有得到μ3=0.75所以，当0.125≤μ<0.75，滑块在CD间反复运动，最静止于D。综上所，μ的取值范围是0.125≤μ<0.75或μ=120.如图甲为某小组研究电磁感应的实验装置示意图，金属导轨与平行等间距固定放置，间距为与导轨水平放置，斜面导轨与水平面成夹角，在间接电阻。只在与的长方形区间内存在均匀的按同样规律变化的磁场，磁场方向各自与导轨垂直，磁感应强度按图乙所示规律变化，。有一质量为，电阻的导体棒在时刻从处由静止释放，释放处离斜面底端距离。导体棒经过斜面导轨底端进入磁场区（设导体棒经过处无能量损失），导体棒通过磁场区，最后停在离为处的导轨上。导体棒与导轨间的动摩擦因数均为。不计导轨电阻。。求：（1）导体棒经过磁场区的时间；（2）电路中产生的焦耳热。 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）导体棒在斜面上，根据牛顿第二定律根据运动学公式棒到达处的速度得导体棒在处时的速度导体棒经过处时的过程即解得（2）导体棒在斜面上运动的过程导体棒经过处时的过程 解得导体棒出磁场区后又联立可得21.如图所示，半圆有界匀强磁场的圆心O1在x轴上，OO1距离等于半圆磁场的半径，磁感应强度大小为B1．虚线MN平行x轴且与半圆相切与P点．在MN上方是正交的匀强电场和匀强磁场，电场场强大小为E，方向沿X轴负向，磁场磁感应强度大小为B2．B1，B2方向均垂直纸面，方向如图所示．有一群相同的正粒子，以相同的速率沿不同方向从原点O射入第I象限，其中沿x轴正方向进入磁场的粒子经过P点射入MN后，恰好在正交的电磁场中做直线运动，粒子质量为m，电荷量为q（粒子重力不计）．求：（1）粒子初速度大小和有界半圆磁场的半径；（2）若撤去磁场B2，则经过P点射入电场的粒子从y轴出电场时的坐标．（3）若不撤去磁场B2，试着判断题中从原点O与x轴正方向夹角为θ进入第I象限的粒子在正交的电磁中运动情况并进行证明．【答案】(1)；(2)(3)见解析．【解析】【详解】（1）粒子在正交的电磁场做直线运动，有 解得粒子在磁场中匀速圆周运动，有r=R由题意可知粒子在磁场B1中圆周运动半径与该磁场半径相同，即（2）撤去磁场B2，在电场中粒子做类平抛运动，有水平方向匀加速竖直方向匀速从y轴出电场的坐标为（3）证明：设从O点入射任意粒子进入B1磁场时，速度方向与x轴成θ角，粒子出B1磁场与半圆磁场边界交于Q点，找出轨迹圆心O2，可以看出四边形OO1O2Q四条边等长是平行四边形，所以半径O2Q与OO1平行．所以从Q点出磁场速度与O2Q垂直，即与x轴垂直，所以垂直进入MN边界，进入正交电磁场E、B2中都有，故做直线运动．