山西省太原市師愛(ài)中學(xué)2022-2023學(xué)年高二物理期末試題含解析

山西省太原市師愛(ài)中學(xué)2022-2023學(xué)年高二物理期末試題含解析一、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.（單選）地球同步衛(wèi)星“靜止”在赤道上空的某一點(diǎn)，它繞地球的運(yùn)行周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同。設(shè)地球同步衛(wèi)星運(yùn)行的角速度為ω1，地球自轉(zhuǎn)的角速度為ω2，則ω1和ω2的關(guān)系是A．ω1＞ω2

B．ω1＝ω2

C．ω1＜ω2

D．無(wú)法確定參考答案：B2.質(zhì)量為m，電量為q的帶正電小物塊在磁感強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，沿動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的絕緣水平面以初速度v0開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，如圖所示．物塊經(jīng)時(shí)間t移動(dòng)距離S后停了下來(lái)，設(shè)此過(guò)程中，q不變，則A．S>

B．S<C．t＞

D．t＜參考答案：BC3.下列哪種力是洛倫茲力A．電荷間的相互作用力

B．電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力C．磁鐵對(duì)小磁針的作用力

D．磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力參考答案：D4.如圖所示，是兩人合作模擬振動(dòng)曲線的記錄裝置。先在白紙中央畫(huà)一條直線OO1使它平行于紙的長(zhǎng)邊，作為圖象的橫坐標(biāo)軸。一個(gè)人用手使鉛筆尖在白紙上沿垂直于OO1的方向振動(dòng)，另一個(gè)人沿OO1的方向勻速拖動(dòng)白紙，紙上就畫(huà)出了一條描述筆尖振動(dòng)情況的x-t圖象。下列說(shuō)法中正確的是CA．白紙上OO1軸上的坐標(biāo)代表速度B．白紙上與OO1垂直的坐標(biāo)代表振幅C．勻速拖動(dòng)白紙是為了保證時(shí)間均勻變化D．拖動(dòng)白紙的速度增大，可使筆尖振動(dòng)周期變長(zhǎng)參考答案：C5.關(guān)于加速度，下列說(shuō)法中正確的是---------------------------------------------（

）A．加速度越大，表示物體的速度變化越大B．加速度越大，表示物體的速度變化越快C．物體運(yùn)動(dòng)的加速度為零，它的速度也一定為零D．加速度的方向和速度方向一定在同一直線上參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.兩質(zhì)量均為M的冰船A、B靜止在光滑冰面上，軸線在一條直線上，船頭相對(duì)，質(zhì)量為m的小球從A船跳入B船，又立刻跳回，A、B兩船最后的速度之比是_______________。參考答案：；

提示：根據(jù)，∴7.如圖是一電熱水壺的銘牌，由銘牌可知，該電熱水壺在額定電壓下工作時(shí)，所使用的交流電壓的最大值為_(kāi)________V，交流電的周期為_(kāi)________s．

電器名稱：電熱水壺型

號(hào)：WK﹣9016B額定電壓：220V工作頻率：50Hz額定功率：2200W參考答案：220

0.02解：由圖知電水壺的額定電壓為220V，頻率為50Hz，則所使用的交流電壓的最大值，周期T===0.02s；故答案為：220，0.028.如圖3所示，M為重物質(zhì)量，F(xiàn)是外力，p0為大氣壓，S為活塞面積，活塞重忽略不計(jì)，求氣缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)。

參考答案：9.（1）如圖所示為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整。（2）電鍵閉合，電路穩(wěn)定時(shí)，右側(cè)電流表示數(shù)應(yīng)該

(填為零或不為零)。（3分）參考答案：（1）（3分）

（2）

為零

（3分）10.（4分）電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)是φA=-800V，φB=-200V。則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB=

V；把電荷q=-1.5×10-8C由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功為W=

J，電勢(shì)能

（填增加或減少）了

J。參考答案：-600；9×10-6；減少；9×10-6J11.根據(jù)下圖中的位移-時(shí)間（s-t）圖線填空。(1)物體在0s－4s內(nèi)速度是______m/s(2)物體在4s－8s內(nèi)速度是______m/s(3)物體在8s－10s內(nèi)作______運(yùn)動(dòng)；(4)物體在0s－12s內(nèi)的位移是______mC參考答案：12.如圖7所示，S為波源，M、N為兩塊擋板，其中M板固定，N板可上下移動(dòng)，兩板中間有一狹縫，此時(shí)測(cè)得A點(diǎn)沒(méi)有振動(dòng)，為了使A點(diǎn)能發(fā)生振動(dòng)，可采用的方法是_____(填“增大”或“減小”)波源的頻率，也可以將N板____(填“向上”或“向下”)移動(dòng)一些。

參考答案：13.

一個(gè)元電荷的電荷量為

，某帶電體所帶電荷量是，此帶電

體所帶的電荷量是元電荷的

倍。參考答案：

，

三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（9分）在《探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系》實(shí)驗(yàn)中,要注意以下幾點(diǎn)(1)擺的振幅不要太大.這是因?yàn)閱螖[只有當(dāng)擺的振幅不大時(shí),才能認(rèn)為擺的振動(dòng)是___________運(yùn)動(dòng).(2)擺線要盡量選擇__________、____________,并盡可能_____(填“長(zhǎng)”、“短”)一些(3)擺球要盡量選擇質(zhì)量_____(填“大”、“小”)、體積小些的。(4)測(cè)量擺的振動(dòng)周期時(shí),在_________(填“擺球到達(dá)最高點(diǎn)”、“擺球經(jīng)過(guò)平衡位置”)作為計(jì)時(shí)的開(kāi)始與終止更好些。參考答案：(1)簡(jiǎn)諧（2分）(2)細(xì)一些、伸縮性小些，長(zhǎng)（3分）（3）大（2分）（4）擺球經(jīng)過(guò)平衡位置（2分）15.（5分）電磁波是一個(gè)大家族，請(qǐng)說(shuō)出這個(gè)家族中的幾個(gè)成員（至少說(shuō)出3個(gè)）參考答案：紅外線、紫外線、X射線等。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.(6分)2008年北京奧運(yùn)會(huì)期間，在鳥(niǎo)巢上空燃放的“腳印”、“未來(lái)”焰火給世人留下了深刻的印象。按照設(shè)計(jì)要求，裝有焰火的禮花彈從專用炮筒中豎直向上射出后，在3s末到達(dá)離地面67.5m的最高點(diǎn)，隨即炸開(kāi)，構(gòu)成各種美麗的圖案。假設(shè)禮花彈上升過(guò)程中只受重力和空氣阻力，且空氣阻力大小不變，g取10m／s2。求：(1)禮花彈從炮筒中射出時(shí)的初速度大小v0；(2)禮花彈上升過(guò)程中的加速度大??；(3)阻力大小與自身重力大小的比值。參考答案：（1）依題意由

得m/s（2分）（2）由得（m/s2）故加速度大小為15m/s2（2分）（3）由牛頓第二定律得，（2分）17.如圖甲所示是一個(gè)單擺振動(dòng)的情形，O是它的平衡位置，B、C是擺球所能到達(dá)的最遠(yuǎn)位置．設(shè)擺球向右方向運(yùn)動(dòng)為正方向．圖乙所示是這個(gè)單擺的振動(dòng)圖象．根據(jù)圖象回答：（π2=10）(1)單擺振動(dòng)的頻率是多大？(2)若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?0m/s2，試求這個(gè)擺的擺長(zhǎng)是多少？(3)如果擺球在B處繩上拉力F1=1.01N，在O處繩上拉力F2=0.980N，則擺球質(zhì)量是多少？參考答案：(1)1.25Hz（3分）(2)0.16m（3分）(3)m=0.1kg18.（21分）嫦娥1號(hào)奔月衛(wèi)星與長(zhǎng)征3號(hào)火箭分離后，進(jìn)入繞地運(yùn)行的橢圓軌道，近地點(diǎn)離地面高，遠(yuǎn)地點(diǎn)離地面高，周期約為16小時(shí)，稱為16小時(shí)軌道（如圖中曲線1所示）。隨后，為了使衛(wèi)星離地越來(lái)越遠(yuǎn)，星載發(fā)動(dòng)機(jī)先在遠(yuǎn)地點(diǎn)點(diǎn)火，使衛(wèi)星進(jìn)入新軌道（如圖中曲線2所示），以抬高近地點(diǎn)。后來(lái)又連續(xù)三次在抬高以后的近地點(diǎn)點(diǎn)火，使衛(wèi)星加速和變軌，抬高遠(yuǎn)地點(diǎn)，相繼進(jìn)入24小時(shí)軌道、48小時(shí)軌道和地月轉(zhuǎn)移軌道（分別如圖中曲線3、4、5所示）。已知衛(wèi)星質(zhì)量，地球半徑，地面重力加速度，月球半徑。1．試計(jì)算16小時(shí)軌道的半長(zhǎng)軸a和半短軸b的長(zhǎng)度，以及橢圓偏心率。2．在16小時(shí)軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)點(diǎn)火時(shí)，假設(shè)衛(wèi)星所受推力的方向與衛(wèi)星速度方向相同，而且點(diǎn)火時(shí)間很短，可以認(rèn)為橢圓軌道長(zhǎng)軸方向不變。設(shè)推力大小，要把近地點(diǎn)抬高到600，問(wèn)點(diǎn)火時(shí)間應(yīng)持續(xù)多長(zhǎng)？3．試根據(jù)題給數(shù)據(jù)計(jì)算衛(wèi)星在16小時(shí)軌道的實(shí)際運(yùn)行周期。4．衛(wèi)星最后進(jìn)入繞月圓形軌道，距月面高度約為200，周期分鐘，試據(jù)此估算月球質(zhì)量與地球質(zhì)量之比值。參考答案：解析：1.橢圓半長(zhǎng)軸a等于近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)之間距離的一半，亦即近地點(diǎn)與遠(yuǎn)地點(diǎn)矢徑長(zhǎng)度（皆指衛(wèi)星到地心的距離）與的算術(shù)平均值，即有

(1)

代入數(shù)據(jù)得

km

(2)

橢圓半短軸b等于近地點(diǎn)與遠(yuǎn)地點(diǎn)矢徑長(zhǎng)度的幾何平均值，即有

(3)

代入數(shù)據(jù)得

(4)

橢圓的偏心率

(5)代入數(shù)據(jù)即得

(6)2.當(dāng)衛(wèi)星在16小時(shí)軌道上運(yùn)行時(shí)，以和分別表示它在近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度，根據(jù)能量守恒，衛(wèi)星在近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)能量相等，有

(7)式中是地球質(zhì)量，是萬(wàn)有引力常量.因衛(wèi)星在近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度都與衛(wèi)星到地心的連線垂直，根據(jù)角動(dòng)量守恒，有

(8)

注意到

(9)

由(7)、(8)、(9)式可得

(10)

(11)當(dāng)衛(wèi)星沿16小時(shí)軌道運(yùn)行時(shí)，根據(jù)題給的數(shù)據(jù)有

由(11)式并代入有關(guān)數(shù)據(jù)得km/s

(12)依題意，在遠(yuǎn)地點(diǎn)星載發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，對(duì)衛(wèi)星作短時(shí)間加速，加速度的方向與衛(wèi)星速度方向相同，加速后長(zhǎng)軸方向沒(méi)有改變，故加速結(jié)束時(shí)，衛(wèi)星的速度與新軌道的長(zhǎng)軸垂直，衛(wèi)星所在處將是新軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn).所以新軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)高度km，但新軌道近地點(diǎn)高度km.由(11)式，可求得衛(wèi)星在新軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)處的速度為

km/s

(13)衛(wèi)星動(dòng)量的增加量等于衛(wèi)星所受推力F的沖量，設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)間為?t，有

(14)由(12)、(13)、(14)式并代入有關(guān)數(shù)據(jù)得

t=

(約2.5分)

(15)這比運(yùn)行周期小得多.3.當(dāng)衛(wèi)星沿橢圓軌道運(yùn)行時(shí)，以r表示它所在處矢徑的大小，v表示其速度的大小，表示矢徑與速度的夾角，則衛(wèi)星的角動(dòng)量的大小

(16)

其中

（17）是衛(wèi)星矢徑在單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積，即衛(wèi)星的面積速度.由于角動(dòng)量是守恒的，故是恒量.利用遠(yuǎn)地點(diǎn)處的角動(dòng)量，得

(18)又因?yàn)樾l(wèi)星運(yùn)行一周掃過(guò)的橢圓的面積為

(19)所以衛(wèi)星沿軌道運(yùn)動(dòng)的周期

(20)由(18)、(19)、(20)式得

(21)代入有關(guān)數(shù)據(jù)得

s(約15小時(shí)46分)

(22)注：本小題有多種解法.例如，由開(kāi)普勒第三定律，繞地球運(yùn)行的兩亇衛(wèi)星的周期T與T0之比的平方等于它們的軌道半長(zhǎng)軸a與a0之比的立方，即

若是衛(wèi)星繞地球沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的軌道半徑，則有

得