福建省福州市私立啟明中學2022-2023學年高二物理期末試題含解析

福建省福州市私立啟明中學2022-2023學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.（多選）如圖所示，在兩個等量異種點電荷的連線和其中垂線上有a、b、c三點，則A．a(chǎn)、b兩點電勢相等B．a(chǎn)、b兩點的場強方向相同，a點場強比b點場強大C．b點電勢比c點電勢低，b、c兩點場強方向相同D．電子僅在電場力作用下可沿圖中的曲線從a點運動到c點參考答案：AC2.(多選)質(zhì)量為1.0kg的小鐵球從某一高度自由落下，當下落到全程中點位置時，具有36J的動能，如果空氣阻力不計，取地面為零勢能面，g取10m/s2，則下列說法正確的是()A．鐵球在最高點時的重力勢能為36J

B．鐵球在全程中點位置時具有72J機械能C．鐵球落到地面時速度大小為12m/s

D．鐵球開始下落時的高度為7.2m參考答案：BCD3.如圖所示，兩光滑且平行的固定水平桿位于同一豎直平面內(nèi)，兩靜止小球m1、m2分別穿在兩桿上，兩球間連接一個保持原長的豎直輕彈簧，現(xiàn)給小球m2一個水平向右的初速度v0．如果兩桿足夠長，則在此后的運動過程中（）A．m1、m2組成的系統(tǒng)動量守恒B．m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒C．彈簧最長時，其彈性勢能為m2v02D．當m1速度達到最大時，m2速度最小參考答案：A【考點】動量守恒定律；功能關系．【分析】分析兩球的受力情況，根據(jù)合外力是否為零判斷系統(tǒng)動量是否守恒．對于彈簧、m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒．彈簧最長時，m1、m2的速度相同，根據(jù)系統(tǒng)的動量守恒和機械能守恒列式求彈簧的彈性勢能．【解答】解：A、由于兩球豎直方向上受力平衡，水平方向所受的彈力的彈力大小相等，方向相反，所以兩球組成的系統(tǒng)所受的合外力為零，系統(tǒng)的動量守恒，故A正確．B、對于彈簧、m1、m2組成的系統(tǒng)，只有彈力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，由于彈性勢能是變化的，所以m1、m2組成的系統(tǒng)機械能不守恒．故B錯誤．C、當兩球的速度相等時，彈簧最長，彈簧的彈性勢能最大，以向右為正方向，由動量守恒定律得：m2v0=（m1+m2）v，解得：v=；由系統(tǒng)的機械能守恒得：m2v02=（m1+m2）v2+EP，解得：EP=，故C錯誤．D、若m1＞m2，當彈簧伸長時，m1一直在加速，當彈簧再次恢復原長時m1速度達到最大．彈簧伸長時m2先減速后，速度減至零向左加速，最小速度為零．所以m1速度達到最大時，m2速度不是最小，故D錯誤．故選：A4.放在水平地面上的物塊,受到一個與水平方向成θ角斜向下方的力F的作用,物塊在水平地面上始終靜止,如圖所示,如果保持力F的大小不變,而使力F與水平方向的夾角θ變小,那么,地面受到物塊的壓力N和物塊受到的摩擦力f的變化情況是

A．N變小

B．N變大

C．f變小

D．f變大參考答案：AD5.下面關于加速度的描述中正確的是A.加速度描述了物體速度變化的多少B.勻速行駛的磁懸浮列車，由于其速度很大，所以加速度很大C.物體的速度變化越快，則加速度越大D.列車加速度逐漸減小時，一定在做減速運動參考答案：C【詳解】加速度是反映速度變化快慢的物理量，故A錯誤；勻速行駛的磁懸浮列車，速度很大，加速度為零，故B錯誤；加速度是反映速度變化快慢的物理量，速度變化越快，加速度越大，故C正確；當加速度的方向與速度方向相同，加速度減小，速度增大，故D錯誤。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（6分）正電子發(fā)射計算機斷層顯像（PET）：它的基本原理是將放射性同位素15O注入人體，參與人體的代謝過程．15O在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子，被探測器探測到，經(jīng)計算機處理后產(chǎn)生清晰的圖象．根據(jù)PET原理，回答下列問題：①寫出15O的衰變的方程式______________________。②設電子質(zhì)量為m，電荷量為q，光速為c，普朗克常數(shù)為h，則探測到的正負電子湮滅后生成的光子的波長λ=

。參考答案：①ON+e(3分)；②=

(3分)7.如圖所示，AB兩端接直流穩(wěn)壓電源，UAB＝100V，R0＝40W，滑動變阻器總電阻R＝20W，當滑動片處于變阻器中點時，C、D兩端電壓UCD為___________V，通過電阻R0的電流為_____________A。參考答案：80，28.一水平放置的矩形線圈abcd，在條形磁鐵S極附近下落，在下落過程中，線圈平面保持水平，如右上圖所示，位置l和3都靠近位置2，則線圈從位置1到位置2的過程中，線圈內(nèi)

感應電流，如有，從上往下看，電流方向為______

,線圈從位置2到位置3的過程中，線圈內(nèi)

感應電流,如有，從上往下看，電流方向為______

,(填“有”或“無",”順時針”或“逆時針”)參考答案：9.如圖甲所示，在一條張緊的繩子上掛幾個擺．當a擺振動的時候，通過張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動力，使其余各擺也振動起來，此時b擺的振動周期

（選填“大于”、“等于”或“小于”）d擺的周期．圖乙是a擺的振動圖象，重力加速度為g，則a的擺長為

．參考答案：等于；．【考點】產(chǎn)生共振的條件及其應用．【分析】受迫振動的頻率等于驅(qū)動率的頻率，當驅(qū)動力的頻率接近物體的固有頻率時，振幅最大，即共振；再利用單擺的周期公式求擺長．【解答】解：a擺擺動起來后，通過水平繩子對b、c、d三個擺施加周期性的驅(qū)動力，使b、c、d三擺做受迫振動，三擺做受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，由于驅(qū)動力頻率相同，則三擺的周期相同．據(jù)乙圖可知：T=2t0，再據(jù)T=可知，a的擺長L=故答案為：等于；．10.我國第一艘超導電磁推進船HEMS—1已下水試驗，它取消了傳統(tǒng)的螺旋槳，是船舶推進的重大革新，其原理如圖所示，安裝在靠近船底部的超導磁體在海水中產(chǎn)生磁場，海水中含有豐富的NaCl成分，導電正負離子Na+、Cl－較多，電導率較高.當電流在垂直于磁場的方向上流過時，就會在與電流方向、磁場方向都垂直的方向上產(chǎn)生推力。強磁場方向豎直向下，在垂直于船身方向，兩邊安裝正負電極，電極浸在海水里，當電源接通時，海水中產(chǎn)生垂直于船體方向的強電流，推動船體運動。如磁感強度為5T，（可看作勻強）水通道寬為1m，產(chǎn)生推動為100N，則船上的電池中，電流為______A。參考答案：20A11.(1分)電閃雷鳴是自然界常見的現(xiàn)象，古人認為那是“天神之火”，是天神對罪惡的懲罰，直到1752年，偉大的科學家

冒著生命危險在美國費城進行了著名的風箏實驗，把天電引了下來，發(fā)現(xiàn)天電和摩擦產(chǎn)生的電是一樣的，才使人類擺脫了對雷電現(xiàn)象的迷信。參考答案：富蘭克林12.利用單擺測量某地的重力加速度，現(xiàn)測得擺球質(zhì)量為m，擺長為L，通過傳感器測出擺球運動時位移隨時間變化的規(guī)律為，則該單擺的振動周期為

，該處的重力加速度g=

；若減小振幅A，則周期

（選填“增大”、“減小”或“不變”）．

參考答案：

（2分），

（2分），

不變13.如圖所示，光滑水平導軌向有方向豎直向下的勻強磁場，質(zhì)量為1kg的導體棒放在導軌上，在電動機牽引下運動。當導體棒運動了一段時間后，獲得穩(wěn)定的速度為2m/s。牽引導體棒的過程中，電動機兩端的理想電壓表和理想電流表的讀數(shù)分別為7V和1A，電動機內(nèi)阻為1Ω，不計框架電阻及一切摩擦，則電動機的輸出功率為

W；導體棒從開始運動至速度達到穩(wěn)定的過程中產(chǎn)生的熱量為10J，求此過程中電動機對外做功的時間為

s。參考答案：6W

2s

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（5分）某電流表的量程為10mA，當某電阻兩端的電壓為8V時，通過的電流為2mA，如果給這個電阻兩端加上36V的電壓，能否用這個電流表來測量通過該電阻的電流？并說明原因。參考答案：R==4000Ω；=9mA<10mA

所以能用這個電流表來測量通過該電阻的電流。15.（12分）如圖所示，有兩個帶正電的粒子P和Q同時從勻強磁場的邊界上的M點分別以30°和60°（與邊界的交角）射入磁場，又同時從磁場邊界上的同一點N飛出，設邊界上方的磁場范圍足夠大，不計粒子所受的重力影響，則兩粒子在磁場中的半徑之比rp:rQ=____________，假設P粒子是粒子（），則Q粒子可能是________，理由是_______________________________。參考答案：(1)兩粒子在磁場中的半徑之比：（5分）（2）可能是質(zhì)子（3分），質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)之比為1:1（4分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（8分）為了縮短下樓的時間，消防員往往抱著樓房外的豎直桿直接滑下，設消防員先做自由落體運動，再以可能的最大加速度沿桿做勻減速直線運動．一名質(zhì)量m=65kg的消防員，在沿豎直桿無初速度滑至地面的過程中，重心共下降了h=11.4m，該消防員與桿之間的滑動摩擦力最大可達到fm=975N，消防員著地的速度不能超過v=6m/s．（g=10m/s2）求：（1）消防員下滑過程中速度的最大值；（2）消防員下滑過程的最短時間．

參考答案：17.（12分）如圖所示，木板A質(zhì)量mA＝1kg，足夠長的木板B質(zhì)量mB＝4kg，質(zhì)量為mC=2kg的木塊C置于木板B上，水平面光滑，B、C之間有摩擦?，F(xiàn)使A以的初速度向右運動，與B碰撞后以4m/s速度彈回。求：

（1）B運動過程中的最大速度大??；（2）C運動過程中的最大速度大??；（3）若B、C間動摩擦因素＝0.5，則C在B上滑動的距離。參考答案：解析：（1）A與B碰后，B速度最大。由AB系統(tǒng)動量守恒有：（取向右為正方向）（2）B與C共速后，C速度最大，由BC系統(tǒng)動量守恒有：（3）對BC系統(tǒng)由能量轉(zhuǎn)化與守恒有18.如圖所示坐標系中，在第一象限內(nèi)x≤40cm，y≥0的范圍內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度B0=1×10﹣4T．現(xiàn)有一比荷=2×1011C/kg的帶正電粒子（不計重力）從O點沿xOy平面射入磁場，速度方向與y軸夾角α=37°．粒子恰好可通過x軸上磁場邊界處的A點（sin30°=°0.6，cos37°=0.8）．（1）求粒子進入磁場時的速度v0．（2）若當粒子運動到最高點P（即y最大）時，在原來磁場范圍內(nèi)再加上與B0同方向的勻強磁場B1，使粒子還能回到P點，求B1的最小值．（3）若在上述（2）中，加入最小的B1后，當粒子再次回到P時撤去B1，保留B0．粒子仍到達A點，求此過程中粒子從O點到達A點所經(jīng)歷的時間．（不考慮磁場變化時產(chǎn)生的電場，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）．參考答案：解：（1）40cm=0.4m如圖做出粒子運動的軌跡，粒子運動的半徑：r===0.25m由洛倫茲力提供向心力得：代入數(shù)據(jù)得：m/s（2）由圖可知，使粒子還能回到P點的最大半徑：代入數(shù)據(jù)得：rm=0.05m由洛倫茲力提供向心力得：代入數(shù)據(jù)得：T（3）粒子運動的時間由兩部分組成，從O到A：過P點做勻速圓周運動一周的時間：粒子運動的總時間：t=t1+t2聯(lián)立可得：t=1.6×10﹣7s答：（1）粒子進入磁場時的速度是5.0×106m/s．（