重庆市城口中学2022-2023学年高二物理下学期期末试题（Word版附解析）

这是一份重庆市城口中学2022-2023学年高二物理下学期期末试题（Word版附解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。

2022-2023学年重庆市城口中学高二（下）期末物理试卷
一、单选题
1. 关于点电荷和元电荷，下列说法正确的是（　　）
A. 自然界把电荷按不同属性分成两类：正电荷、负电荷或点电荷、元电荷
B. 因为电子很小，所以电子在任何时候都可以看作点电荷
C. 当带电体的大小对静电作用力的影响能够忽略不计时可视为点电荷
D. 元电荷就电子和质子
【答案】C
【解析】
【详解】A．自然界只存在二种电荷：正电荷、负电荷，元电荷是电荷量单位，点电荷是理想化模型，故A错误；
BC．带电体看作点电荷的条件，当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系，故B错误，C正确；
D．由元电荷定义：将电子或质子子所带电量的绝对值称为元电荷，而不是把质子或电子叫元电荷，故D错误。
故选C。
2. “跳马”是集技术、力量、勇气于一体的高难度竞技体操项目，体操运动员在落地时总要屈腿，这样做可以（　　）

A. 减小地面对脚的冲击力 B. 使地面对于脚的冲量为零
C. 减小人的动量变化量 D. 减小人的动能变化量
【答案】A
【解析】
【详解】落地时屈腿，这样可以增加脚与地接触的时间，根据动量定理得

得

当时间增大时，冲量和动量的变化量都不变且不为零，动能的变化量也不变；动量的变化率减小，即地面对脚的作用力减小.
故选A。
3. 两个相同的带同种电荷的导体小球所带电荷量的比值为1∶3，相距为r（r远大于小球半径）时库仑力的大小为F，今使两小球接触后再分开放回原处，此时库仑力的大小为（　　）
A. F B. F C. F D. F
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】若其中一个小球带的电荷量为Q，则另一个小球带的电荷量为3Q，根据库仑定律有
F = k
今使两小球接触后，由于两小球带同种电荷，则二者带的电荷量分别为2Q，根据库仑定律有
F′ = k
则可得出
F′ =
故选C
4. 如图所示，在半径为R的半球形碗的光滑内表面上，一质量为m的小球在距碗口高度为h的水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g，则小球做匀速圆周运动的线速度大小为（　　）

A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设支持力与竖直方向上的夹角为θ，小球靠重力和支持力的合力提供向心力，小球做圆周运动的半径为
r=Rsinθ
根据几何关系

竖直方向根据平衡条件

水平方向根据牛顿第二定律

解得

故选D。
5. 如图示，10匝矩形线框处在磁感应强度B=T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度=10rad/s在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为0.4m2，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（规格为“1.0W，0.1A”）和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列说法正确的是（　　）

A. 当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为1∶2
B. 若将滑动变阻器滑片P向上移动，则电流表示数减小
C. 若将自耦变压器触头向上滑动，灯泡会变暗
D. 若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为40sin（10t）V
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．输入电压的最大值为

变压器输入电压的有效值为

当灯泡正常发光时，灯泡的电压为

根据理想变压器变压比得

故A错误；
B．滑动变阻器滑片P向上移动，连入电路的电阻变大，负载等效电阻变大，输入电压不变，线圈匝数比不变，则不变，所以变压器副线圈的功率减小，原线圈功率也减小，由

可得原线圈的电流减小，则电流表示数减小，故B正确；
C．将自耦变压器触头向上滑动，副线圈匝数变大，根据理想变压器的变压比可知输出电压增大，所以灯泡变亮，故C错误；
D．输入电压的最大值为，图中位置穿过线圈的 磁通量为0，感应电动势最大，所以从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为

故D错误。
故选B。
6. 如图所示，一横截面为直角三角形的玻璃砖，，一细光束平行边从边上的O点由空气射入玻璃砖。已知玻璃砖对该光束的折射率，真空中光速为c，则光束（ ）

A. 在边会发生全反射
B. 在边会发生全反射
C. 在玻璃砖中的波长为空气中的倍
D. 该光束在玻璃中发生全反射的临界角为
【答案】A
【解析】
【详解】ABD．通过折射定律知

可得

到达AC边，由几何关系可知

得

故能发生全反射，根据几何知识，反射光平行BC，由于对称型，在边会发生全反射，在边不会发生全反射，A正确，BD错误；
C．由折射率公式

得

C错误。
故选A。
二、多选题（16分）
7. 如图所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n:1，原线圈接电压为u=U0sinωt的正弦交流电，输出端接有一个交流电流表和一个电动机，电动机的线圈电阻为R．当输入端接通电源后，电动机带动一质量为m的重物匀速上升，此时电流表的示数为I，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）

A. 电动机两端电压为IR
B. 原线圈中的电流为nI
C. 电动机消耗的电功率为
D. 重物匀速上升的速度为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．变压器原线圈输入电压为

副线圈输出电压为

即电动机两端电压为，电动机不是纯电阻电路，则两端的电压不等于IR ，选项A错误；
B．根据变压器原副线圈电流关系得，原线圈中电流为，B错误；
C．电动机消耗电功率为

选项C正确；
D．电动机输出功率为mgv，线圈发热功率为I2R，电动机消耗电功率等于输出机械功率与线圈热功率之和，即

可得重物上升速度为

D正确．
故选CD。
8. 下列说法中正确的是（　　）
A. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动
B. 牛顿通过万有引力定律测算出了地球的质量
C. 开普勒第三定律也适用于围绕地球运行的所有卫星
D. 物体做圆周运动，它所受的合外力不一定指向圆心
【答案】CD
【解析】
【详解】A．匀速圆周运动的加速度是不断变化的，是非匀变速曲线运动，选项A错误；
B．牛顿发现了万有引力定律，但没有测出引力常量，卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常量，从而可以根据万有引力定律计算出地球的质量，故B错误；
C．开普勒第三定律也适用于围绕地球运行的所有卫星，故C正确；
D．只有匀速圆周运动的时候，合力才指向圆心。非匀速的圆周运动，合力不指向圆心，故D正确。
故选CD。
9. 对于光的衍射现象，下列说法正确的是（　　）
A. 只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比，甚至比光波波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象
B. 衍射现象是光特有的现象，只有光才会发生衍射
C. 光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论
D. 光的衍射现象说明了光具有波动性
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】光的衍射现象说明了光具有波动性，在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象比较明显，在光的波长比障碍物的尺寸小的情况下，衍射现象不明显，可以认为光是沿直线传播的，所以光的衍射现象和光沿直线传播是不矛盾的，它们是光在不同条件下产生的两种现象，衍射现象是波特有的现象，不是光特有的现象。
故选AD。
10. 如图所示，质量为3m，长度为L木块置于光滑的水平面上，质量为m的子弹以初速度v0水平向右射入木块，穿出木块时速度为，设木块对子弹的阻力始终保持不变，则下列说法正确的有（ ）

A. 子弹穿透木块后，木块速度为
B. 子弹和木块增加的内能为
C. 若将木块固定，子弹仍以相同速度水平射向木块，子弹穿出时速度为
D. 若将木块固定，子弹仍以相同速度水平射向木块，系统产生的内能为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．设向右方向为正方向，由动量守恒定律得

解得

故A正确；
B．由能量守恒定律得，子弹和木块增加的内能

故B正确；
C．设子弹和木块的加速度分别为、 ，相互之间的摩擦力为，则由牛顿第二定律

相对位移

若将木块固定，子弹仍以相同速度水平射向木块，子弹穿出时速度为，有

联立解得

故C错误；
D．若将木块固定，子弹仍以相同速度水平射向木块，由于摩擦力和相对位移不变，所以系统产生的内能仍为。故D正确。
故选ABD。
三、填空题（12分）
11. 甲、乙两汽车在同一平直公路上行驶，其速度—时间图像如图所示．甲车所做的运动是_____运动，在t=0到t=25s的时间内，甲车运动的加速度为___，乙车在前10s内速度为__，在t=10s到t=25s的时间内，乙车运动的加速度为___．

【答案】 ①. 匀加速直线 ②. 0.4m/s2 ③. 0 ④. 2m/s2
【解析】
【详解】甲车所做的运动是匀加速直线运动．根据速度时间图象的斜率表示加速度，由图象可得：甲车的加速度 a甲=m/s2=0.4m/s2；乙车在前10s内速度为0．在t=10到t=25s的时间内，乙车的加速度 a乙=m/s2=2m/s2；
【点睛】解答本题的关键应抓住速度图象的斜率表示加速度，倾斜的直线表示匀变速直线运动．
12. 一圆盘边缘缠有足够长的细线，细线下端栓有重锤，释放重锤，圆盘绕固定轴在竖直平面内转动。用频闪仪拍下重锤从A到D竖直下落的频闪照片，如图所示。已知频闪仪每隔0.04s闪光一次，图中s1＝16.63cm，s2＝17.92cm，s3＝19.20cm，s1、s2、s3为实际下落的数值。
（1）判断重锤由A运动到D是不是匀加速运动的依据是__________；
（2）重锤运动到C点的速度为_________m/s，若要得到此时圆盘的角速度，还应测量的物理量是__________。

【答案】 ①. 在误差允许范围内，与是否相等 ②. 4.64 ③. 圆盘的半径
【解析】
【详解】（1）[1]已知频闪仪每隔0.04s闪光一次，且s1＝16.63cm，s2＝17.92cm，s3＝19.20cm，则有

而

匀变速直线运动连续相同时间内的位移差值相等，在误差允许范围内，s2﹣s1与s3﹣s2是相等的，因此重锤由A运动到D是不是匀加速运动的依据是在误差允许范围内，s2﹣s1与s3﹣s2是否相等；
（2）[2]根据中时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，则有

[3]若要得到此时圆盘的角速度，依据角速度与半径的关系式
ω＝vr
还应测量的物理量是圆盘的半径。
四、计算题（52分）
13. 国内最壮观的音乐喷泉——太原晋阳湖音乐喷泉，拥有面积高达182m×80m的喷泉矩阵，是晋阳湖公园中最大的亮点，它的主喷口喷出的水柱高度达到80m。忽略空气阻力，取，求：
(1)水从最高点落回到水面时的速度；
(2)水从最高点落回到水面的时间。

【答案】(1)；(2)
【解析】
【详解】(1)设落回水面时的速度为

解得

(2)从最高点落回水面时间

14. 当平行板电容器两极板间是真空时，电容C与极板的正对面积S、极板间距离d的关系为，k为静电力常量。对给定的平行板电容器充电，当该电容器极板所带电荷量Q变化时，两极板间的电势差U也随之变化。
（1）在如图所示的坐标系中画出电容器极板间电势差U与带电量Q的关系图像。电容器储存的电能等于电源搬运电荷从一个极板到另一个极板过程中，克服电场力所做的功。这一过程与克服弹力做功等于弹性势能增量类似，与之类比，推导电容器储存的电能表达式。
（2）若保持平行板电容器带电量Q、极板正对面积S不变，两极板间为真空，将板间距离由增大到，需要克服电场力做多少功？
（3）如果我们把单位体积内的电场能定义为电场能量密度，用表示。试证明真空中平行板电容器的电场能量密度和两板间的电场强度平方成正比。（忽略两板外的电场）

【答案】（1），；（2）；（3）证明见解析
【解析】
【详解】（1）根据电容定义式

得

所以电容器极板间电势差U与带电量Q的关系图像，如下图

类比弹力与形变量图像的面积表示弹性势能可得，电容器极板间电势差U与带电量Q的关系图像与横轴所围面积为对电容器充电过程中电容器储存的电能，即

又因为

所以

（2）因为板间距为d时，电容为

又因为

所以

则将板间距离由增大到，则

所以需要克服电场力做功为

（3）因为电容器的体积为

则电场能量密度为

又由得

整理得

又因为电场强度

所以

即真空中平行板电容器的电场能量密度和两板间的电场强度平方成正比。
15. 如图所示，质量为在足够长的木板A静止在水平地面上，其上表面水平，木板A与地面间的动摩擦因数为，一个质量为的小物块B（可视为质点）静止于A的左端，小物块B与木板A间的动摩擦因数为．现给小物块B一个水平向右的初速度，大小为．求：木板A与小物块B在整个运动过程中位移大小之比（最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力的大小，取）。

【答案】
【解析】
【详解】分别以A、B为研究对象，受力分析，木板和物块的加速度大小分别为，
由牛顿第二定律得


假设经过秒A、B共速，共同速度设为，由匀变速直线运动的规律得

解得：




共速过程中，A的位移大小设为，B的位移大小设为，则


解得


假设共速之后，A、B一起向右匀减速运动，木板和物块间的静摩擦力大小为，木板和物块的加速度大小分别为，由牛顿第二定律得


解得

假设成立，故

设共速之后至A、B均静止，A的位移设为，B的位移设为，则

整个过程中A的位移大小

B的位移大小

则