湖南省怀化市2022-2023学年高二物理下学期期末考试试题（Word版附解析）

这是一份湖南省怀化市2022-2023学年高二物理下学期期末考试试题（Word版附解析），共19页。试卷主要包含了 有一边长l=0，2Ω等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。
怀化市2023年上期高二年级期末考试试题
物理
时量：75分钟 满分：100分
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列关于物理思想、物理方法、物理学史，说法正确的是（　　）
A. 奥斯特首先发现了电磁感应现象
B. 牛顿是最早提出力不是维持物体运动的原因
C. 在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各个小段的位移相加，这应用了“微元法”
D. 麦克斯韦建立了电磁场理论，预言并通过实验证实了电磁波的存在
【答案】C
【解析】
【详解】A．法拉第首先发现了电磁感应现象，故A错误；
B．伽利略是最早提出力不是维持物体运动的原因，故B错误；
C．在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各个小段的位移相加，这应用了“微元法”，故C正确；
D．麦克斯韦建立了电磁场理论，预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故D错误。
故选C。
2. 彩虹的形成是雨后太阳光射入空气中的水滴先折射，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再次折射形成。如图所示，一束太阳光从左侧射入球形水滴，a、b是其中的两条出射光线，一条是红光，另一条是紫光。关于a光和b光的说法中，正确的是（ ）

A. a光是红光 B. a光的波长更长
C. b光更容易发生衍射 D. 在真空中传播时，b光的速度更大
【答案】C
【解析】
【详解】A．a、b两条出射光线均在水滴表面发生折射现象，入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，根据折射定律，可知

折射率大则光频率高，因此a光是紫光，b光是红光，故A错误；
B．由于光的频率越大，波长越短，因此

故B错误；
C．根据光的衍射现象，遇到相同的障碍物，波长越长的光越容易发生明显衍射，因此b光更容易发生明显衍射，故C正确；
D．在真空中传播时，a、b光的速度一样大，故D错误。
故选C。
3. B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　）

A. 质点M开始振动的方向沿y轴正方向
B. 内质点M运动的路程为
C. 超声波在血管中的传播速度为
D. 时质点N恰好处于波谷
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据同侧法可知，质点开始振动的方向沿轴负方向，故A错误；
B．波的周期为

可知

所以质点M运动的路程为

故B错误；
C．根据图像读出波长为

根据波长与波速的关系

解得

故C正确；
D．由图可知，M左侧的波峰与N之间的距离为

则波峰传播到N的时间为

可知在2.0×10-7s时质点N恰好处于波峰，故D错误。
故选C。
4. 应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如你用手掌平托一苹果，保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动，如图所示。关于苹果从最低点a到最高点c运动的过程，下列说法中正确的是（ ）

A. 苹果所受的合外力保持不变 B. 手掌对苹果的摩擦力先减小后增大
C. 苹果在a点处在超重状态，在c点处在失重状态 D. 苹果所受重力的功率保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】A．苹果做匀速圆周运动，所受合外力大小不变，方向始终指向圆心，在变。A错误；
B．从a到c过程中，加速度大小不变，加速度在水平方向上的分加速度先变大后变小，根据牛顿第二定律可知，摩擦力先增大后减小。B错误；
C．苹果在a点加速度向上，处在超重状态，在c点加速度向下，处在失重状态。C正确；
D．速度大小不变，方向总在改变，重力与速度的夹角一直在变，由

苹果所受重力的功率一直在变化。D错误。
故选C。
5. 在如图所示的电路中，交流电源输出50Hz、电压有效值为220V的正弦式交流电，通过副线圈、分别向10只标称为“12V、1.5A”的灯泡和“36V、5A”的电动机供电，原线圈所接灯泡L的额定电压为40V，副线圈的匝数为60匝。电路接通后，各用电器都恰好正常工作。则下列说法中正确的是（　　）

A. 交流电源的输出功率为360W
B. 灯泡L的额定电流为2.0A
C. 副线圈所接灯泡中的电流方向每秒钟改变50次
D. 原线圈的匝数为1100匝，副线圈的匝数为180匝
【答案】B
【解析】
【详解】B．根据电压匝数关系有

解得

根据

解得

副线圈的中电流

副线圈的中电流

根据电流匝数关系有

解得

即灯泡L的额定电流为2.0A，B正确；
A．根据上述可知，交流电源的输出功率为

A错误；
D．根据上述可知，原线圈的匝数为900匝，副线圈的匝数为180匝，D错误；
C．交流电源输出50Hz，变压器不改变频率，则副线圈所接灯泡中的电流方向每秒钟改变次数为

C错误。
故选B。
6. 如图所示，质量为M的斜面体静置于水平面，斜面体上表面光滑。小球被轻质细绳系住放在斜面上。小球质量m，斜面倾角，悬线与竖直方向夹角，则下列说法正确的是（　　）

A. 地面对斜面的支持力是
B. 地面对斜面的摩擦力是
C. 若增大悬线与竖直方向夹角，斜面对小球的弹力增大
D. 若增大悬线与竖直方向夹角，绳子对小球的拉力先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】AB．以小球为研究对象，受力分析如图所示

根据平衡条件得知，T与N的合力为

则有

解得

以小球和斜面整体为研究对象，受力分析如图所示

根据受力平衡可知，地面对斜面的支持力为

地面对斜面的摩擦力为

故AB错误；
CD．悬线与竖直方向夹角增大，如图所示

由图分析得知小球受到的弹力增大。绳子对小球的拉力先减小后增大，故C正确，D错误。
故选C。
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
7. 2022年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。据媒体报道，“天宫二号”空间站工作轨道为圆轨道，轨道高度400km，一天绕地球转16圈。若还知道引力常量和地球平均半径，仅利用以上条件能求出的是（　　）
A. 空间站绕地球运行的速度 B. 地球对空间站的万有引力
C. 中国空间站的质量 D. 地球表面的重力加速度
【答案】AD
【解析】
【详解】A．一天绕地球转16圈，可知空间站的周期，根据

可求出空间站绕地球运行的速度，故A正确；
BC．由地球对空间站万有引力提供向心力可得

解得

可求出地球的质量，由于中国空间站的质量被约去，故无法求出中国空间站的质量，也无法求出地球对空间站的万有引力，故BC错误；
D．根据物体在地球表面受到的万有引力等于重力可得

可得

可求出地球表面的重力加速度，故D正确。
故选AD。
8. 如图所示，一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时未接触水面，空气阻力忽略不计，运动员可视为质点，下列说法错误的是（　　）

A. 蹦极绳张紧后的下落过程中，运动员动能先增大后减小
B. 运动员整个下落过程中，重力势能的减小量等于重力所做的功
C. 运动员整个下落过程中，重力势能的改变量与重力势能零点的选取有关
D. 蹦极绳张紧后的下落过程中，运动员动能与重力势能之和先增大后减小
【答案】CD
【解析】
【详解】A．蹦极绳张紧后的下落过程中，根据牛顿第二定律有

当时，运动员做加速度减小的加速运动，当时，加速度为零，速度达到最大值，当时，加速度反向增大，运动员做加速度增大的减速运动，因此在蹦极绳张紧后的下落过程中，运动员动能先增大后减小，故A正确；
B．运动员整个下落过程中有

可知，运动员整个下落过程中，重力势能的减小量等于重力所做的功，故B正确；
C．运动员整个下落过程中，重力势能的改变量与初末位置的高度差有关，与重力势能零点的选取无关，故C错误；
D．蹦极绳张紧后的下落过程中，蹦极绳的弹力对运动员始终做负功，运动员的机械能减小，而根据

可知，蹦极绳张紧后的下落过程中，运动员动能与重力势能之和始终减小，故D错误。
本题选错误的，故选CD。
9. 有一边长l=0.1m、质量m=10g的正方形导线框abcd，由高度h=0.2m处自由下落，如图所示，其下边ab进入匀强磁场区域后，线圈开始做匀速运动，直到其上边dc刚刚开始穿出匀强磁场为止，已知匀强磁场的磁感应强度为B=1T，匀强磁场区域的宽度也是l，g取10m/s2，则下列说法正确的是（　　）

A. 导线框的电阻R=0.2Ω
B. 线框进入匀强磁场的过程流过线框的电荷量q=0.05C
C. 线框穿越匀强磁场的过程产生的焦耳热Q=0.02J
D. 线框穿越磁场的过程感应电流的方向和安培力的方向都没有变化
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．线框在磁场中做匀速运动，根据平衡条件，有



解得

故A正确；
B．线框进入匀强磁场的过程流过线框的电荷量为

故B正确；
C．线框穿越匀强磁场过程产生的焦耳热为

故C正确；
D．线框进入磁场时感应电流的方向为逆时针方向，而线框出离磁场时感应电流的方向为顺时针方向，但安培力的方向始终竖直向上，故D错误。
故选ABC。
10. 电子显微镜通过“静电透镜”实现对电子会聚或发散使微小物体成像。一种电子透镜的电场分布如图所示（截取其中一部分），虚线为等势面，相邻两等势面间的电势差相等，电子枪发射的电子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示，a、b、c是轨迹上的三点，若c点处电势为3V，电子从a点运动到b点电势能增加了5eV，则下列说法正确的是（　　）

A. a点电势为
B. 电子在b点的动能不可能为
C. 电子在b点加速度比在c点加速度小
D. 电子在电场中运动的最小速度一定为零
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据电子的受力和运动情况可知电子的电势能增大，结合电场力做功和电势差的关系可知b点的电势比a点的电势低5V，则相邻两等势面间的电势差为2.5V，则a点的电势为

故A错误；
B．电子在b、c两点间根据能量守恒可知

则

由于c点的动能不为零，所以b点的动能一定大于2.5eV，故B正确；
C．根据等势面的疏密表示电场的强弱可知ｂ点的电场强度小于ｃ点的电场强度，所以ｂ点的电场力小于ｃ点的电场力，根据牛顿第二定律可知ｂ点的加速度小于ｃ点的加速度，C正确；
D．电子速度与等势面切线平行时，在电场中运动的速度最小，此时的速度最小值不一定为零，故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共56分。
11. 为了消除空气阻力对实验结果的影响，某实验小组用如图甲所示实验装置做验证机械能守恒定律实验，牛顿管竖直固定在铁架台上，光电门固定在牛顿管的外侧，紧贴牛顿管外侧再固定刻度尺（图中未画出），启动抽气泵，将牛顿管内的空气抽出，已知橡胶球的质量为m，当地重力加速度为g。

（1）先用游标卡尺测量橡胶球直径d，如图乙所示，则小球直径________mm；
（2）从刻度尺上读取橡胶球球心和光电门中心对应的刻度值、。将小橡胶球由静止释放，记录橡胶球第一次通过光电门的挡光时间；
（3）若关系式________成立（用上面测得数据符号表示），说明橡胶球下落过程中机械能守恒；
（4）该小组要利用该装置进一步探究橡胶球与管底第一次碰撞前后球的机械能损失情况，他们记录了橡胶球第二次通过光电门的挡光时间，则碰撞过程中橡胶球损失的机械能为________。
【答案】 ①. 6.60 ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]20分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知小球直径为

（3）[2]橡胶球第一次通过光电门的速度为

要验证橡胶球下落过程中机械能是否守恒，需要满足

联立可得

（4）[3]橡胶球第二次通过光电门时的速度为

根据能量守恒，碰撞过程中橡胶球损失的机械能为

12. 电子体温计（图1）正在逐渐替代水银温度计。电子体温计中常用的测温元器件是热敏电阻。某物理兴趣小组制作一简易电子体温计，其原理图如图2所示。

（1）兴趣小组测出某种热敏电阻的图像如图3所示，那么他们选用的应该是图________电路（填“甲”或“乙”）；

（2）现将上述测量的两个相同的热敏电阻（伏安特性曲线如图3所示）和定值电阻、恒压电源组成如图4所示的电路，电源电动势为6V，内阻不计，定值电阻，热敏电阻消耗的电功率为________W（结果保留3位有效数字）；

（3）热敏电阻的阻值随温度的变化如图5所示，在设计的电路中（如图2所示），已知电源电动势为（内阻不计），电路中二极管为红色发光二极管，红色发光二极管的启动（导通）电压为，即发光二极管两端电压时点亮，同时电铃发声，红色发光二极管启动后对电路电阻的影响不计。实验要求当热敏电阻的温度高于38.5℃时红灯亮且铃响发出警报，其中电阻________（填“”或“”）为定值电阻，其阻值应调为________（结果保留2位有效数字）。
【答案】 ①. 乙 ②. ③. ④. 60
【解析】
【详解】（1）[1]由图3可知电压从0变化起，所以应选滑动变阻器分压式接法，则选用图乙的电路图；
（2）[2] 设热敏电阻两端电压为U,通过热敏电阻的电流为I,根据闭合电路欧姆定律有
E=2U+IR
代人数据得

作出图线如图所示

图线交点表示此时热敏电阻的电压为2.4V、电流为0.60mA,故电功率为

（3）[3][4] 由于热敏电阻阻值随温度的升高而降低，要使发光二极管电压U≥3. 0V时点亮，则有R2分压随总电阻的减小而增大，由串联电路中的电压之比等于电阻之比，所以R1为热敏电阻，R2为定值电阻，由图5可知，当温度为40.0℃时，热敏电阻阻值
R1=40.0Ω
由闭合电路欧姆定律列出表达式，有

解得

13. 汽车在路上出现故障而停车时，应在车后放置三角警示牌（如图所示），以提醒后面驾车司机，减速安全通过｡在夜间，有一货车因故障停车，后面有一小轿车以108km/h的速度向前驶来，由于夜间视线不好，小轿车驾驶员只能看清前方50m的物体，并且他的反应时间为0.6s，小轿车制动后最大加速度为，求：
（1）小轿车从刹车到停止所用的最短时间；
（2）三角警示牌至少要放在车后多远处，才能有效避免两车相撞｡

【答案】（1）6s；（2）58m
【解析】
【分析】由题可知本题考查刹车问题，利用匀变速直线运动规律求解。
【详解】（1）设小轿车从刹车到停止所用最短时间为t，则

（2）驾驶员的反应时间内小轿车做匀速运动，则反应时间内位移为

小轿车以最大加速度制动时，设从刹车到停止小轿车位移为，则

小轿车从发现警示牌到停止的总位移为

故警示牌与车的距离至少为

14. 如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，S1，S2分别为M、N板上的小孔，S1，S2，O三点共线，它们的连线垂直M、N，且S2O=R。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板。质量为m、带电量为+q的粒子，经S1进入M、N间的电场后，通过S2进入磁场，粒子在S1处的速度和粒子所受的重力均不计。
（1）当M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小v；
（2）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U0；
（3）当M、N间的电压不同时，粒子从S1到打在D上经历的时间t会不同，求t的最小值。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）粒子从S1到达S2的过程中，根据动能定理得

解得粒子进入磁场时速度的大小

（2）粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动有

由①②得加速电压U与轨迹半径r的关系为

当粒子打在收集板D的中点时，粒子在磁场中运动的半径
r0=R
对应电压

（3）M，N间的电压越大，粒子进入磁场时的速度越大，粒子在极板间经历的时间越短，同时在磁场中运动轨迹的半径越大，在磁场中运动的时间也会越短，出磁场后匀速运动的时间也越短，所以当粒子打在收集板D的右端时，对应时间t最短
根据几何关系可以求得粒子在磁场中运动的半径

由②得粒子进入磁场时速度的大小

粒子在电场中经历的时间

粒子在磁场中经历的时间

粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间

粒子从S1到打在收集板D上经历的最短时间为

15. 如图所示，质量为的带有圆弧的滑块A静止放在光滑的水平面上，圆弧半径，圆弧的末端点切线水平，圆弧部分光滑，水平部分粗糙，A的左侧紧靠固定挡板，距离A的右侧S处是与A等高的平台，平台上宽度为的M、N之间存在一个特殊区域，B进入M、N之间就会受到一个大小为恒定向右的作用力。平台MN两点间粗糙，其余部分光滑，M、N的右侧是一个弹性卡口，现有一个质量为m的小滑块B从A的顶端由静止释放，当B通过M、N区域后碰撞弹性卡口的速度v不小于5m/s时可通过弹性卡口，速度小于5m/s时原速反弹，设，取，求：
（1）滑块B刚下滑到圆弧底端时对圆弧底端的压力多大；
（2）若A、B间的动摩擦因数，保证A与平台相碰前A、B能够共速，则S应满足什么条件；
（3）在满足（2）问的条件下，若A与B共速时，B刚好滑到A的右端，A与平台相碰后B滑上平台，设B与MN之间的动摩擦因数，试讨论因的取值不同，B在MN间通过的路程。

【答案】（1）30N；（2）；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）设B滑到A的底端时速度为，根据机械能守恒定律得

小球在圆弧底端合力提供向心力有

联立各式并代入数据得


根据牛顿第三定律可知滑块对圆弧底端的压力为30N。
（2）设AB获得共同速度为，以向右为正方向，由动量守恒定律得

代入数据解得

对A应用动能定理得

代入数据解得：

即保证A与平台相碰前A、B能够共速，S应满足

（3）设B到达卡口的速度

B将从平台右侧离开，此时B与M、N的动摩擦因数为，由动能定理得

解得

即


B从卡口右侧离开，通过的路程

如果B到达卡口的速度小于5m/s，B将被弹回，进入NM后做减速运动，到达M点速度恰好为零，设此时的动摩擦因数为，则

解得

即

B从M左侧离开，通过的路程

如果

B经与卡口碰撞、往返多次后最终静止在N点，通过的路程，由动能定理得

解得