2023年湖南省郴州市车头中学高二物理下学期期末试题含解析

2023年湖南省郴州市车头中学高二物理下学期期末试题含解析 一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意 1. 介质中有一列横波，对此列波下列说法正确的是（　　） A．波的传播方向与质点的振动方向平行 B．波的传播速度等于振源的振动速度 C．波的频率等于振源的振动频率 D．任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长 参考答案： C 【考点】波长、频率和波速的关系． 【分析】横波的传播方向与质点的振动方向垂直．波的传播速度与振源的振动速度是不同的．波的频率等于振源的振动频率．质点不随波向前移动．根据这些知识分析． 【解答】解：A、在横波中，波的传播方向与质点的振动方向垂直，故A错误． B、波的传播速度与振源的振动速度不同，波的传播速度是振动状态在介质中传播的速度，在同一均匀介质中波是匀速传播的，而振源的速度是周期性变化的，故B错误． C、波在传播过程中，各个质点的振动频率等于振源的振动频率，所以波的频率等于振源的振动频率，故C正确． D、任一振动质点只在自己平衡位置附近振动，不沿波的传播方向移动．故D错误． 故选：C 2. (单选)如右图所示，A、B均为半个绝缘正方体，质量均为m，在A、B内部各嵌入一个带电小球，A中小球带电量为＋q，B中小球带电量为－q，且两个小球的球心连线垂直于AB接触面．A、B最初靠在竖直的粗糙墙上．空间有水平向右的匀强电场，场强大小为E，重力加速度为g.现将A、B无初速度释放，下落过程中始终相对静止，忽略空气阻力，则下列说法中正确的是(　　) A．A、B下落的加速度大小均为g B．A、B下落的加速度大小应小于g C．A、B之间接触面上的弹力为零 D．B受到A的摩擦力作用，方向沿接触面向下 参考答案： A 3. （多选）半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F. 今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开．这时，A、B两球之间的相互作用力的大小是（     ） A．F/8       B．F/4          C．3F/8            D．3F/4 参考答案： AC 试题分析：若两球带等量的同种电荷，电量都为Q，有：．则让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A，B两球接触后移开．两球所带的电量大小分别为，则库仑力．若两球带等量的异种电荷，电量大小都为Q，有：．则让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A，B两球接触后移开．两球所带的电量大小分别为，则库仑力，故AC正确， 4. 要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法中可行的是 A．每个点电荷的带电量都增大到原来的2倍，电荷间的距离不变 B．保持点电荷的带电量不变，使两个电荷间的距离增大到原来的2 倍 C．使一个点电荷的电荷量加倍，另一个点电荷的电荷量保持不变，同时将两个点电荷间的距离减小为原来的 D．保持点电荷的电荷量不变，将两个点电荷的距离减小到原来的 参考答案： AD 5. 如下图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线分别为等势线1、2、3，已知MN＝NQ，a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出．仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如下图所示，则(　　)  A．a一定带正电，b一定带负电     B．a加速度减小，b加速度增大 C．MN电势差|UMN|等于NQ两点电势差|UNQ| D．a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小 参考答案： B 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 交变电压u=20sin50πt(V)，加在阻值为10Ω的电阻两端，该交流的周期是________，电阻消耗的电功率是_______________。 参考答案： 7. 如图所示，质量为m的木箱在推力F的作用下在水平面上运动，F与水平方向的夹角为θ，木箱与水平面间的动摩擦因数为μ，则水平面给木箱的支持力大小为　     　，木箱受到的摩擦力大小为　      　． 参考答案： mg+Fsinθ；μ（mg+Fsinθ）． 【考点】牛顿第二定律． 【分析】对物块进行受力分析，物块受重力、支持力、摩擦力及F；正交分解列方程式即可． 【解答】解：对物块进行受力分析，如图 有竖直方向合力为0，即FN=mg+Fsinθ； 又有f=μFN=μ（mg+Fsinθ）； 故答案为：mg+Fsinθ；μ（mg+Fsinθ）． 8. 如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒，一匀强磁场垂直于斜面，当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上。则匀强磁场的方向为垂直斜面_______（填向上或向下），匀强磁场的磁感应强度的大小为B＝______。（重力加速度为g） 参考答案： 9. 在学习了光的衍射现象后，徐飞同学回家后自己设置了一个小实验。在一个发光的小电珠和光屏之间放一个大小可以调节的圆形孔屏，在圆孔从较大调至完全闭合的过程中，他在屏上看到的现象是：先是________，再是________，最后________. 参考答案： 圆形亮斑   圆形亮环（衍射图样）   完全黑暗 10. （4分） 如图所示为理想变压器，三个灯泡L1、L2、L3都标有“5V，5W”，L4标有“5V，10W”，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1：n2 =____，ab间电压应为____ V。 参考答案： 2：1；25 11. 电阻A，B的伏安曲线如图所示，A，B电阻阻值之比为__________。 两电阻并联后总电阻的伏安曲线在__________内（填“区域 I”、“区域 II”或“区域 III”内） 参考答案：   3:1 ；   区域Ⅲ    12. 如图所示的电路中，电池的电动势E=9.0 V，内电阻r=2.0Ω，固定电阻R1=1.0Ω，R2为可变电阻，其阻值在0～10Ω范围内调节，问：取R2=_______Ω时，R1消耗的电功率最大.取R2=________Ω时，R2消耗的电功率最大. 参考答案： 13. 如图所示的理想变压器,它的初级线圈接在交流电上,次级线圈接一个标有“10 V  10W”的灯泡,已知变压器初、次级线圈的匝数比为10∶1,那么小灯泡正常工作时,图中的电压表的读数为__________ V,电流表的读数为__________ A． 参考答案： 100   0.1 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 研究小车匀变速直线运动的实验装置如右图所示，其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50 Hz，纸带上计数点的间距如图所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出． ⑴ 部分实验步骤如下： A．测量完毕，关闭电源，取出纸带． B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车． C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连． D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔． 上述实验步骤的正确顺序是：____________(用字母填写)． ⑵ 图纸带中标出的相邻两个计数点的时间间隔T＝________s. ⑶ 计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5＝___________． ⑷ 为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a＝______________。 参考答案： (1)①DCBA　　② 0.1　　　③　　　④ 15. 为观察电磁感应现象，某学生将电流表、螺线管A和B、电池组、滑动变阻器、电键接成如图所示的实验电路： （1）（单选）该同学将线圈B放置在线圈A中，闭合、断开电键时，电流表指针都没有偏转，其原因是　 　 （A）电键的位置接错 （B）电流表的正、负接线柱上导线接反 （C）线圈B的两个接线柱上导线接反 （D）蓄电池的正、负极接反 （2）电路连接的错误改正后，该同学在闭合电键时发现电流表指针向右偏转，则如果向右移动滑动变阻器的滑片（滑动变阻器接入电路的方式仍然如图中所示），则电流表的指针向　   （选填“左”或“右”）偏转． 参考答案： （1）A；（2）右． 【考点】研究电磁感应现象． 【分析】（1）该同学将线圈B放置在线圈A中，线圈A中产生感应电动势；再闭合电键，磁通量不变，无感应电动势，故电流表指针不偏转； （2）闭合电键时，磁通量增加，电流表指针向右偏转；向右移动滑动变阻器的滑片，电阻变小，电路电流变大，磁通量也增加，故感应电流相同． 【解答】解：（1）该同学将线圈B放置在线圈A中，线圈A中产生感应电动势；再闭合电键，磁通量不变，无感应电动势，故电流表指针不偏转；应改为电键闭合后，再将线圈B放置在线圈A中；或者将电键接在B线圈所在回路中，故选A． （2）闭合电键时，磁通量增加，电流表指针向右偏转；向右移动滑动变阻器的滑片，电阻变小，电路电流变大，磁通量也增加，故感应电流相同，即电流表指针也向右偏转； 故答案为：（1）A；（2）右． 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，半径为r =10cm的圆形匀强磁场区域边界跟y轴相切于坐标原点O，磁感应强度为B=0.332T，方向垂直纸面向里。在O处有一放射源，可沿纸面向各个方向射出速率为v=3.2 ×106m/s的带正电粒子，已知该粒子的质量m=6.64 ×10-27kg,电量为q=3. 2 ×10-19C。不计重力。   （1）沿半径OC方向射出的粒子，穿过磁场时方向偏转角度θ是多大？(结果可用thθ表示) （2）在磁场中运动时间最长的粒子运动时间是多少？ 参考答案： 17. 如图所示，带电平行金属板相距为2R，在两板间半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，两板及其左侧边缘连线均与磁场边界刚好相切。一质子（不计重力）沿两板间中心线O1O2从左侧O1点以某一速度射入，沿直线通过圆形磁场区域，然后恰好从极板边缘飞出，在极板间运动时间为t0。若仅撤去磁场，质子仍从O1点以相同速度射入，经时间打到极板上。 ⑴求两极板间电压U； ⑵求质子从极板间飞出时的速度大小； ⑶若两极板不带电，保持磁场不变，质子仍沿中心线O1 O2从O1点射入，欲使质子从两板左侧间飞出，射入的速度应满足什么条件？ 参考答案： （1）设质子从左侧O1点射入的速度为，极板长为 在复合场中作匀速运动：                （2分） 在电场中作类平抛运动：     （2分） 又                                         （1分） 撤去磁场，仅受电场力，有：          （1分） 解得                 （2分） （2）质子从极板间飞出时的沿电场方向分速度大小（1分） 从极板间飞出时的速度大小             （1分） （3）设质子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r，质子恰好从上极板左边缘飞出时速度的偏转角为，由几何关系可知：，    （2分） 因为，所以                        （1分） 根据向心力公式  ，解得r=  （1分） 所以，质子两板左侧间飞出的条件为                 （1分） 18. (15分)如下图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘间距为h，磁感应强度为B。有一个边长为L（L＜h）、质量为m、电阻为R的正方形导线框紧贴磁场区域的上边缘从静止起竖直下落，当线圈的下边到达磁场下边缘时，刚好开始匀速运动。若不计其他阻力，求： （1）线框穿越磁场区域过程中产生的电热Q； （2）线框穿越磁场区域所经历的时间t。 参考答案： （1）设线圈做匀速运动的速度为，则有：  ①