湖南省长沙市宁乡县第十三高级中学2022年高二物理上学期期末试卷含解析

湖南省长沙市宁乡县第十三高级中学2022年高二物理上学期期末试卷含解析 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. （多选）用相同的灵敏电流计作表头改装成电流表A和电压表V，分别将其串联和并联在一起，然后接入电路中。通电后关于指针的偏角情况的叙述正确的是（    ） A、图甲中电压表的指针偏角比电流表的大 B、图甲中电压表的指针偏角比电流表的小 C、图乙中电压表的指针偏角比电流表的大 D、图乙中电压表的指针偏角比电流表的小 参考答案： AD 2. (多选题)如图所示,电场中一条竖直的电场线上有C、D两点,将某带电微粒从C点由静止释放,微粒沿电场线下落,到达D点时速度为零,下列说法正确的是 （    ） A.沿电场线由C到D,电场强度可能逐渐减小 B.沿电场线由C到D,电场强度可能逐渐增大 C.C点电势可能比D点电势高,也可能比D点电势低 D.微粒从C运动到D的过程中,先是电势能的增量小于重力势能的减小量,然后是重力势能的减小量小于电势能的增加量 参考答案： BCD 3. （多选题）两个可视为质点的小球a和b，用质量可忽略的刚性细杆相连并放置在光滑的半球面内，如图所示。已知细杆长度是球半径的倍，当两球处于静止状态时，细杆与水平面的夹角θ＝15°，则（       ）    A．杆对a、b球作用力大小相等且方向沿杆方向    B．小球a和b的质量之比为∶1    C．小球a和b的质量之比为∶1    D．半球面对a、b球的弹力之比为∶3 参考答案： AC 4. 如图所示，虚线框abcd内为一矩形匀强磁场区域，ab＝2bc，磁场方向垂直于纸面向里，实线a′b′c′d′是正方形导线框，a′b′和ab边平行，若将导线框匀速地拉离磁场区域，以W1表示沿平行于ab的方向拉出过程中外力所做的功，W2表示以同样速率沿平行于bc的方向拉出过程中外力所做的功，则 A．W1＝W2　　　　　　　        B．W2＝2W1 C．W1＝2W2                                    D．W2＝4W1 参考答案： C 5. （多选）如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中该粒子（    ） A．所受重力与电场力平衡 B．电势能逐渐增加 C．动能逐渐增加 D．做匀变速直线运动 参考答案： BD 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 光纤通信中,光导纤维传递光信号的物理原理是利用光的 全反射   现象，发生这种现象，必须满足的条件是：光从   光密介质       射向 光疏介质       ，且  入射角大于等于临界角            参考答案： 7. （3分）把电容器的一个极板与电池的正极相连，另一个极板与电池的负极相连，两个极板上就分别带上了等量的异号电荷，这个过程叫电容器的_________________________。 参考答案： 充电 8. 用如图所示的装置可以测定玻璃的折射率．在光具盘上固定一块半圆柱形新型玻璃砖，使二者的圆心重合．让激光束从玻璃砖圆弧面一侧射入，光束垂直玻璃砖底面并通过圆心O.保持入射光束方向不变，以圆心为轴逆时针方向缓慢转动光具盘，同时发现有两束光在光具盘上移动，当光具盘转过θ＝30°角时，发现其中一束光恰好消失，求新型玻璃砖的折射率n=____________。 参考答案： 2    9. 在相对地面以0．8c匀速飞行的飞船中，激光炮向前发射一束强激光，激光对飞船的速率是              ；飞船中静质量为lkg的物体，质量是 kg。 参考答案： C，5/3  10. 如图为某一电源的U-I图象，由图可知，该电源的电动势为_______V，内阻为_______Ω。 参考答案： 1.5   2.0 11. 长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示。当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小等于_________，方向为_________。 参考答案： ， 沿pq连线且指向+q． 水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小与一带电量为Q的点电荷在该处产生的电场强度大小相等，则有： 由于该处的电场强度为零，所以方向与一带电量为Q的点电荷在该处产生的电场强度的方向相反，即沿pq连线且指向+q。 12. （4分）初看起来全反射棱镜仅仅相当于一个平面镜，使用全反射棱镜的地方完全可以由平面镜替代，但实际上却不是这样．一般的平面镜都是在玻璃的后表面镀银而成，一般讨论平面镜成像时，都是只考虑这个银面的反射．实际上，平面镜的前表面即玻璃表面也反射光线．如图所示，从发光点S发出的光线，要经过玻璃表面和银面多次反射，所以点S会生成多个像．其中第一次被银面反射所生成的像（主像）最明亮，而其他的像则越来越暗，如图所示，在、、中最亮的是_________。 参考答案：   13. 某交变电流的电压随时间的变化规律如图所示，则此交变电流的频率为    ，如将该电压加在10μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于      。         如将该电压加在一阻值为1kΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避意外，该电路中保险丝的额定电流不能低于        ，如将该电压加在辉光电压(电压达到或高于该电压值,氖管才会发光。)为100V的氖管上，则每分钟内氖管发光时间为       。 参考答案： 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中（实验装置如图甲所示，且实验装置已经完全调试好） （1）下列说法中错误的是　AD　．（填选项前的字母） A．如果把该装置中的单缝去掉，通过目镜一样可以观察到明暗相间的条纹 B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划中心刻线与该亮纹的中心对齐 C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距为△x= D、如果把该装置中的双缝去掉，通过目镜就观察不到任何条纹 （2）测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图乙，其示数为　1.970　mm． 参考答案： 解：①A、调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝．故A错误． B、测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐．故B正确． C、n条亮纹之间有n﹣1个间距，相邻条纹的间距△x=．故C正确． D、如果把该装置中的双缝去掉，变成单缝衍射，通过目镜就观察能看到明暗相间的条纹，故D错误； 本题选错误的，故选：AD． ②螺旋测微器的读数等于：1.5mm+0.01×47.0mm=1.970mm． 故答案为：AD，1.970． 15. 在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，算出金属丝的横截面积，如图所示，金属丝的直径是________  ___mm， 参考答案： 1.602mm 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 已知两个点电荷Q1、Q2的电量分别为-9×10-10C和+4×10-10C,都固定在光滑水平面上，他们之间的距离是r=2m，（静电力常量k=9.0×109N·m2/C2） （1）求 Q1、Q2连线中点的场强； （2）若放入第三个电荷Q3，要使Q3平衡，应将它放在什么位置 参考答案： 17. 在光滑的水平面上放着ABC三个物体，ABC的质量分别为3m、m、2m．现在让A物块以初速度v0向B物体运动，AB相碰后不再分开，共同向C运动；它们与C相碰后也不再分开，ABC共同向右运动；求： （1）ABC共同向右运动的速度大小； （2）AB与C碰撞过程中，B对C物块的冲量大小． （3）AB碰撞过程中的动能损失． 参考答案： 解：（1）以ABC为分析对象，全过程动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得：   3mv0=（m+2m+3m）v   得 v=v0． （2）AB与C碰撞过程中，对C，运用动量定理得    I=2mv    得 I=mv0 （3）AB相互作用的过程，由动量守恒定律得   3mv0=（3m+m）v1      得 v1=v0 由能量守恒定律知：△Ek=×3mv02﹣×4mv12 解得：△Ek=mv02． 答：（1）ABC共同向右运动的速度大小是v0； （2）AB与C碰撞过程中，B对C物块的冲量大小是mv0． （3）AB碰撞过程中的动能损失是mv02． 【考点】动量守恒定律；动量定理． 【分析】（1）由于水平面光滑，物体在碰撞过程中符合动量守恒的条件：合外力为零，系统的动量守恒，根据动量守恒定律求解ABC共同向右运动的速度大小； （2）AB与C碰撞过程中，对C物块，运用动量定理求C所受的冲量大小． （3）先由动量守恒定律求出AB碰后的共同速度，再由能量守恒定律求AB碰撞过程中的动能损失． 18. 如图甲所示，表面绝缘、倾角q=30°的斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行。 斜面所在空间有一宽度D=0.40m的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离s=0.55m。 一个质量m=0.10kg、总电阻R=0.25W的单匝矩形闭合金属框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L=0.50m。 从t=0时刻开始，线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不计，且碰撞前后速度大小相等，方向相反。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数m=/3，重力加速度g取10 m/s2。 （1）求线框受到的拉力F的大小； （2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小； （3）已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足v＝v0-（式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小，x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小），求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q。 参考答案： （1）由v-t图象可知，在0～0.4s时间内线框做匀加速直线运动------------------- 进入磁场时的速度为v1=2.0m/s，所以在此过程中的加速度  a==5.0m/s2--------------（1分） 由牛顿第二定律     F-mgsinq -m mgcosq=ma -------------------------------------------------（2分） 解得  F=1.5 N ----------------------------------------------------------------------------------------- （1分） （2）由v-t图象可知，线框进入磁场区域后以速度v1做匀速直线运动， 产生的感应电动势   E=BLv1---------------------------------------------------------------------------（1分） 通过线框的电流   I==-----------------------------------------------------------------------（1分）线框碰档板后速度大小仍为v2，线框下滑过程中，由于重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力大小