精品解析：广东省汕头市潮南区2021-2022学年高二（上）期末物理试题

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潮南区2021-2022学年度第一学期期末考试高二物理试题Ⅰ选择题一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。1. 曹冲称象故事讲的是曹冲巧妙地用石头总的重量称出了大象的重量，下列物理学习或研究中用到的方法与曹冲称象的方法相同的是（　　）A. 牛顿的人造卫星发射设想B. 测静电力常量C. 探究二力合成的规律D. 研究电场中某一位置电场强度【答案】C【解析】【详解】A．曹冲称象故事讲的是曹冲巧妙地用石头总的重量代替等重量的大象，是等效替代的思想，牛顿的人造卫星发射设想是：由已知现象，经逻辑推理和数学工具验证，再合理延伸的科学思维思想，A错误；B．测静电力常量是用放大的思想，不是等效替代的思想，B错误；C．探究二力合成的规律是等效替代的思想，C正确；D．研究电场中某一位置电场强度是用比值定义的思想，不是等效替代的思想，D错误。故选C2. 某小组的同学到劳动实践基地进行劳动锻炼，任务之一是利用石碾将作物碾碎，如图所示。两位男同学通过推动碾杆，可使碾杆和碾轮绕碾盘中心的固定竖直轴转动，同时碾轮在碾盘上滚动，将作物碾碎。已知在推动碾轮转动的过程中，两位男同学的位置始终关于竖直轴对称，则下列选项中两男同学一定相同的是（　　）
 A. 线速度 B. 角速度 C. 向心加速度 D. 向心力的大小【答案】B【解析】【分析】【详解】AC．线速度、向心加速度都是矢量，两同学的线速度和向心加速度的大小相等，但方向相反，所以不相同，故A、C错误；B．两同学的运动为同轴传动，故两者的角速度一定相同，故B正确；D．两同学的质量大小未知，所以无法判断两者所受向心力的大小关系，故D错误。故选B。3. 如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a，b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是（　　）A. a，b、c的N极都向纸里转B. b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转C. b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转D. b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转【答案】B【解析】【分析】【详解】圆环带有负电荷，圆环顺时针转动时，产生的等效电流方向沿逆时针方向；由安培定则可知，a、c所在处磁场方向垂直于纸面向里，b处磁场方向垂直于纸面向外，则a、c处的小磁针的N极朝纸里转动，S极朝纸外转动，b处小磁针的N极朝纸外转动S极朝纸里转动，故B正确，A、C、D错误。故选B。4. 蹦极是一项极限运动，在做好充足的防护措施的情况下，人们可以感受完全失重的刺激。蹦极所用的绳索可看成弹性绳，人蹦极下降过程中的加速度随下降位移变化的图像如图所示，忽略空气阻力以及绳索的重力，g为重力加速度，则下列说法正确的是（　　）A. 下降x2时，人的速度达到最大B. 从x1到x2，人处于减速状态C 下降x1开始，人将处于超重状态D. 由于有绳索的拉力，所以加速度a0小于g【答案】A【解析】【分析】【详解】A．人下降到x2时，人的加速度为0，处于平衡状态，则速度达到最大，故A正确；B．从x1到x2，人的加速度向下，人在做加速度减小的加速运动，故B错误；C．从x1到x2，人的加速度向下，人处于失重状态，x2后，人的加速度向上，处于超重状态，故C错误；D．从0到x1，人做自由落体运动，加速度等于重力加速度，所以a0等于g，故D错误。故选A故选5. 在校园冬季安全大检查中，某学习小组发现学校宿舍楼的火警报警装置的电路如图所示，R1为热敏电阻，温度升高时，R1急剧减小，当电铃两端电压达到一定值时，电铃会响，则下列说法正确的是(　　)A. 若报警器的电池老化(内阻变大，电动势不变)，不会影响报警器的安全性能B. 若试验时发现当有火时装置不响，应把R2的滑片P向下移C. 若试验时发现当有火时装置不响，应把R2的滑片P向上移D. 增大电源的电动势，会使报警的临界温度升高【答案】C【解析】【详解】A．设电铃工作电压为U，当IR2＝U时报警，若电池内阻较大，同一温度时，R2上电压较小，可能不会报警，选项A错误；BC．R2减小时，R1上电压增大，R2上电压减小，可能不报警；反之，R2上电压增大，易报警，选项B错误，选项C正确；D．电源电动势增大时，R2上电压增大，报警临界温度降低，选项D错误．6. 如图所示，在同一铁芯上有A和C两个线圈，其中A线圈与滑动变阻器、电源、开关相连，C线圈两端与灵敏电流计相连，在以下采取的做法中，不能使灵敏电流计指针偏转的是(     )A. 开关S闭合的瞬间B. 开关S闭合后，变阻器滑片P向右滑动C. 开关S闭合后，变阻器滑片P保持不动D. 开关S断开的瞬间【答案】C【解析】【详解】闭合开关S的瞬间，穿过线圈C的磁通量增加，产生感应电流，电流表指针偏转，故A不符合题意；开关S闭合后，变阻器滑片P向右滑动，A线圈中电流增大，产生的磁场增强，穿过线圈C的磁通量增加，产生感应电流，电流表指针偏转，故B不符合题意；开关S闭合后，变阻器滑片P保持不动，A线圈中电流不变，产生的磁场稳定，穿过线圈C的磁通量不变，不产生感应电流，电流表指针不偏转，故C符合题意．将开关断开的瞬间，穿过线圈C的磁通量减小，产生感应电流，电流表指针偏转，故D不符合题意．故选C.【点睛】解决本题的关键是掌握产生感应电流的条件：闭合电路的磁通量发生变化，通过分析线圈A中电流变化，分析即可．7. 如图所示为某电场中x轴上电势随x变化的图像，一个带电粒子仅受电场力作用在处由静止释放沿x轴正向运动，且以一定的速度通过处，则下列说法正确的是（   ）
 A. 和处的电场强度均为零B. 和之间的场强方向不变C 粒子从到过程中，电势能先减小后增大D. 该粒子带正电【答案】C【解析】【分析】电势随x变化的图像的斜率的物理意义为电场强度，沿着电场线的方向电势降低；根据电势的定义判断电势能的变化。【详解】AB．图像的斜率的物理意义为场强，根据图像可知两处的斜率大小不同、方向相反，所以两处的场强大小不为零且方向相反，故AB错误；CD．沿着电场线方向电势降低，说明处的电场线沿着x轴的负方向，粒子能够从静止出发，说明粒子带负电，根据电势的定义式：可知，粒子从粒子从到过程中，电势能先减小后增大，故C正确，D错误。【点睛】注意利用电势的定义式计算时，因为电势的选取是相对的，所以公式中的物理量的正负需要代入，这样才能准确判断电势能的变化。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8. 2021年6月17日，中国神舟十二号载人飞船成功发射升空，将聂海胜、刘伯明和汤洪波三名航天员送入太空。神州十二号飞船在入轨后，与天和核心舱进行自主快速交会对接。与天和核心舱、天舟二号货运飞船形成组合体后，组合体围绕地球做匀速圆周运动。已知引力常量为，组合体轨道半径为，组合体绕地球转圈的时间为，下列物理量可求的是（　　）A. 地球表面重力加速度 B. 地球质量C. 组合体所在轨道的重力加速度 D. 地球的密度【答案】BC【解析】【分析】【详解】AD．由于不知道地球半径，所以无法计算地球表面重力加速度和地球的密度。故AD错误；BC．飞船周期为根据万有引力提供向心力得联立解得，故BC正确。故选BC。9. 向空中发射一枚炮弹，不计空气阻力，当炮弹的速度v0恰好沿水平方向时，炮弹炸裂成a、b两块，若质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向，则(　　)A. b的速度方向一定与原来速度方向相反B. 从炸裂到落地的这段时间内，a飞行的水平距离一定比b的大C. a、b一定同时到达水平地面D. 在炸裂过程中，a、b受到的爆炸力的大小一定相等【答案】CD【解析】【详解】A.炮弹炸裂前后动量守恒，选定v0的方向为正方向，则mv0＝mava＋mbvb，显然vb>0、vb<0、vb＝0都有可能，A错误；BC.由以上分析可知，vb>va、vb<va、vb＝va也都有可能，爆炸后，a、b都做平抛运动，由平抛运动规律知，下落高度相同则运动的时间相等，则同时到达地面，落地时飞行的水平距离与速度大小成正比，则a飞行的水平距离不一定比b的大，故B错误，C正确；D.炸裂过程中，a、b之间力为相互作用力，则a、b受到的爆炸力的大小一定相等，故D正确．10. 如图甲所示为某景区内的高空滑索运动，游客可利用轻绳通过轻质滑环悬吊下滑。假设某段下滑过程中钢索与水平方向的夹角为，轻绳始终保持竖直，示意图如图乙所示，以游客、滑环、轻绳为整体，不计空气阻力，在这一阶段下滑过程中（　　）
 A. 整体的机械能守恒B. 游客重力的功率一定增大C. 整体增加的动能与整体所受合外力做的功相等D. 整体损失的机械能与系统摩擦产生的热量相等【答案】CD【解析】【详解】A．以游客为研究对象，受到重力和轻绳的拉力，由于轻绳始终保持竖直，则拉力和重力平衡，整体匀速下滑，整体的重力势能减少、动能不变，所以机械能减少，机械能不守恒，故A错误；
B．游客做匀速直线运动，速度v不变、重力mg不变、速度方向与重力方向夹角α不变，重力的功率P=mgvcosα不变，故B错误；
C．根据动能定理可知，整体增加的动能与整体所受合外力做的功相等，故C正确；
D．由功能关系可知，整体损失的机械能与系统摩擦产生的热量相等，故D正确。
故选CD。Ⅱ非选择题三、实验题：本题共2小题，共16分。11. 某同学利用滑块在气垫导轨上的运动测量当地的重力加速度，如图（a）所示，所用器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、数字计时器、光电门等。导轨下方两支点间的距离为l。实验步骤如下：（1）开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当光电门A记录的遮光时间______（填“大于”“小于”或“等于”）光电门B记录的遮光时间时，认为气垫导轨水平；（2）用游标卡尺测量遮光片宽度d、如图（b）所示，d=______cm；（3）在导轨左支点下加一高度为h的垫块，让滑块从导轨顶端滑下，记录遮光片经过A、B两处光电门的光时间△t1、△t2及遮光片从A运动到B所用的时间t12，可求出重力加速度g=______（用题中给出的物理量符号表示）。【答案】    ①. 等于    ②. 0.304    ③. 【解析】【分析】【详解】（1）[1]调节气垫导轨水平后，轻推滑块能做匀速直线运动，则滑块通过两光电门的时间应相等；（2）[2]20分度的游标卡尺精确度为0.05mm，则遮光片宽度为（3）[3]滑块经过两光电门的时间较短，其平均速度可认为是经过两位置的瞬时速度，有，滑块做匀加速直线运动，有而对滑块由牛顿第二定律有联立各式解得重力加速度为12. 某实验小组测定一节新型干电池的电动势和内阻，为防止电流过大而损坏器材，电路中加了一个保护电阻（阻值，额定功率5W）（1）请用铅笔代替导线，补充且完成图中实验器材的连接___________。
 （2）电压表量程应选择___________（填“0~3V”或“0～15V”）；（3）在一次测量中电压表的指针位置如图所示，则此时电压为U=___________V；（4）根据实验测得的5组数据画出的图线如图所示，则干电池的电动势E=___________V，内阻r=___________。（结果保留3位有效数字）【答案】    ①.     ②. 0～3V    ③. 1.20（1.19～1.21）    ④. 1.45（1.44~1.46）    ⑤. 1.50（1.47～1.53）【解析】【详解】解：（1）[1]连接电路图，如图所示，（2）[2]测定一节新型干电池的电动势和内阻，所以电压表量程应选择0~3V的。（3）[3] 电压表的指针所指电压为U=1.20V。（4）[4] 由图线可知干电池的电动势E=1.45V。[5]由闭合电路欧姆定律可得由图线可得四、计算题（本题共3小题，共38分）13. 如图所示，质量为m、电荷量为e的电子（初速度为0）经加速电压U1加速后，在水平方向沿O1O2垂直进入偏转电场．已知形成偏转电场的平行板电容器的极板长为L（不考虑电场边缘效应），两极板间距为d，O1O2为两极板的中线，P是足够大的荧光屏，且屏与极板右边缘的距离也为L．（1）求粒子进入偏转电场的速度v的大小；（2）若偏转电场两板M、N间加恒定电压U2时，电子经过偏转电场后正好打中屏上的A点，A点与极板M在同一水平线上，求U2的大小．【答案】（1（2）【解析】【详解】（1）电子经加速电场加速：，解得：（2）由题意知，电子经偏转电场偏转后做匀速直线运动到达A点，设电子离开偏转电场时的偏转角为θ，则由几何关系得：，解得：又解得：【点睛】带电粒子在电场中偏转问题，首先要正确的对带电粒子在这两种情况下进行正确的受力分析，确定粒子的运动类型．解决带电粒子垂直射入电场的类型的题，应用平抛运动的规律进行求解．此类型的题要注意是否要考虑带电粒子的重力，原则是：除有说明或暗示外，对基本粒子（例如电子，质子、α粒子、离子等），一般不考虑重力；对带点微粒，（如液滴、油滴、小球、尘埃等），一般要考虑重力14. 具有我国自主知识产权的“歼­10”飞机的横空出世，证实了我国航空事业在飞速发展，而航空事业的发展又离不开风洞试验，其简化模型如图a所示。在光滑的水平轨道上停放相距x0＝10m的甲、乙两车，其中乙车是风力驱动车。在弹射装置使甲车获得v0＝40m/s的瞬时速度向乙车运动的同时，乙车的风洞开始工作，将风吹向固定在甲车上的挡风板，从而使乙车获得了速度，测绘装置得到了甲、乙两车的v­t图象如图b所示，设两车始终未相撞。（1）若甲车的质量与其加速度的乘积等于乙车的质量与其加速度的乘积，求甲、乙两车的质量比；（2）求两车相距最近时的距离。
 【答案】(1)；(2)4m【解析】【分析】【详解】(1)由图b几何关系可知甲、乙两车的加速度大小分别为由题意可得可得甲、乙两车的质量比为(2)在t1时两车速度相等，相距最近，此时甲、乙两车的位移分别为最近的距离为15. 如图所示，半径为R1＝1.8 m的光滑圆弧与半径为R2＝0.3 m的半圆光滑细管平滑连接并固定，光滑水平地面上紧靠管口有一长度为L＝2.0 m、质量为M＝1.5 kg的木板，木板上表面正好与管口底部相切，处在同一水平线上，木板的左方有一足够长的台阶，其高度正好与木板相同．现在让质量为m2＝2 kg的物块静止于B处，质量为m1＝1 kg的物块从光滑圆弧顶部的A处由静止释放，物块m1下滑至B处和m2碰撞后不再分开，整体设为物块m(m＝m1＋m2)．物块m穿过半圆管底部C处滑上木板使其从静止开始向左运动，当木板速度为2 m/s时，木板与台阶碰撞立即被粘住(即速度变为零)，若g＝10 m/s2，物块碰撞前后均可视为质点，圆管粗细不计．(1)求物块m1和m2碰撞过程中损失的机械能；(2)求物块m滑到半圆管底部C处时所受支持力大小；(3)若物块m与木板及台阶表面间的动摩擦因数均为μ＝0.25，求物块m在台阶表面上滑行的最大距离．【答案】(1)12J；(2)90N；(3)0.8m【解析】【分析】【详解】（1）设物块下滑到B点时的速度为，由机械能守恒可得解得、碰撞满足动量守恒解得则碰撞过程中损失的机械能为（2）物块m由B到C满足机械能守恒：解得在C处由牛顿第二运动定律可得解得（3）设物块m滑上木板后，当木板速度为时，物块速度为，由动量守恒定律得解得设在此过程中物块运动的位移为，木板运动的位移为，由动能定理得对物块m解得对木板M解得此时木板静止，物块m到木板左端的距离为设物块m在台阶上运动的最大距离为，由动能定理得解得