广东省揭阳市桃山中学2022-2023学年高二物理期末试卷含解析

广东省揭阳市桃山中学2022-2023学年高二物理期末试卷含解析一、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.某电场的电场线的分布如图所示．一个带电粒子由M点沿图中虚线所示的途径运动通过N点．则下列判断正确的是（）A．粒子带负电B．粒子在M点的加速度大C．粒子在M点的电势能大D．粒子在N点的速度大参考答案：

考点：电势能．专题：电场力与电势的性质专题．分析：电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止，沿电场线的方向，电势降低，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小．解答：解：A、电场线的方向向上，根据粒子的运动的轨迹可以知道，粒子的受到的电场力的方向也向上，所以电荷为正电荷，故A错误；B、电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以粒子在N点的受力大，加速度大，故B错误；C、从M点到N点，静电力方向先与速度方向成锐角，电场力做正功，电势能减小，粒子的速度增大，故CD正确；故选：CD．点评：本题是电场中粒子的轨迹问题，首先要能根据轨迹的弯曲方向判断粒子受力方向，其次根据电场线的疏密可以判断电场强度的强弱，进而判断电场力的大小，加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题．2.黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知

(

)A．随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动参考答案：ACD3.如图2所示，在O点置一点电荷Q，以O为圆心作一圆。现将一电荷从A分别移到圆上的B、C、D三点，则电场力做功最多的过程是：（

）A、移到B的过程

B、移到C的过程C、移到D的过程

D、三个过程一样多参考答案：D4.如图所示，在y轴上关于0点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q，在x轴上C点有点电荷-Q且CO=OD，∠ADO=600。下列判断正确的是(

)A、O点电场强度为零

B、D点电场强度为零C、若将点电荷+q从O移向C，电势能增大

D、若将点电荷-q从O移向C，电势能增大参考答案：BD5.（多选）某人站在静浮于水面的船上，从某时刻开始人从船头走向船尾，设水的阻力不计，那么在这段时间内人和船的运动情况是（

）A．人匀速走动，船则匀速后退，且两者的速度大小与它们的质量成反比B．人匀加速走动，船则匀加速后退，且两者的速度大小一定相等C．不管人如何走动，在任意时刻两者的速度总是方向相反，大小与它们的质量成反比D．人走到船尾不再走动，船则停下参考答案：ACD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.右图为“电流天平”示意图，它可用于测定磁感应强度B。在天平的右端挂有一矩形线圈，设其匝数为5匝，底边cd长20cm，放在待测匀强磁场中，使线圈平面与磁场垂直。设磁场方向垂直于纸面向里，当线圈中通入如图方向的电流I=100mA时，两盘均不放砝码，天平平衡。若保持电流大小不变，使电流方向反向，则要在天平左盘加质量m=8.2g砝码天平才能平衡。则cd边所受的安培力大小为__4.02×10-2N，磁感应强度B的大小为__0.402__T．参考答案：7.（4分）如图所示，把一根条形磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的平均感应电动势的大小关系是E1

E2；通过导线截面电量的大小关系是q1

q2(填“>”，“=”或“<”)。参考答案：>

=8.如图所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变．若密闭的空气可视为理想气体，在上述空气体积变化的过程中，外界对空气做了0.6J的功，则空气

（选填“吸收”或“放出”）了

J的热量；当洗完衣服缸内水位迅速降低时，则空气的内能

（选填“增加”或“减小”）．参考答案：放出（2分），

0.6（2分），

减小9.（单选）如图所示，a、b两个质量相同的球用线连接，a球用线挂在天花板上，b球放在光滑斜面上，系统保持静止，以下图示哪个是正确的(

)参考答案：B10.在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F－x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为

．图线不过原点的原因是由于

。参考答案：200

自身重力11.14．一个有初速的、电量为+4×10－8C为的带电粒子，在电场中只受电场力作用，从A点运动到B点的过程中，克服电场力做了8×10－5J的功。则A、B两点的电势差=____，在此过程中，电荷的动能_______（填“增加”或“减少”）了________eV.参考答案：12.如图所示为一个正电荷的电场。A、B是电场中的两点。若将q=5×10-8C的负电荷置于A点，所受的电场力为2×10-4N，则A点的场强大小为

N/C,方向指向

（填“左”或“右”）；若将电荷q从A点移走，则该点的电场强度大小是

N/C。参考答案：

4000

，

右

，

4000

13.如图所示，光滑绝缘杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点，质量为m、带电荷量为－q的有孔小球从杆上的A点无初速度下滑，已知q?Q，AB＝h，小球滑到B点时速度大小为，若取A点电势为零，C

点电势为

，B到C电场力做的功为

参考答案：

;

0

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）（1）开普勒第三定律告诉我们：行星绕太阳一周所需时间的平方跟椭圆轨道半长径的立方之比是一个常量。如果我们将行星绕太阳的运动简化为匀速圆周运动，请你运用万有引力定律，推出这一规律。

（2）太阳系只是银河系中一个非常渺小的角落，银河系中至少还有3000多亿颗恒星，银河系中心的质量相当于400万颗太阳的质量。通过观察发现，恒星绕银河系中心运动的规律与开普勒第三定律存在明显的差异，且周期的平方跟圆轨道半径的立方之比随半径的增大而减小。请你对上述现象发表看法。

参考答案：（1）

（4分）

（2）由关系式可知：周期的平方跟圆轨道半径的立方之比的大小与圆心处的等效质量有关，因此半径越大，等效质量越大。

（1分）

观点一：银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有恒星的质量均计算在内，因此半径越大，等效质量越大。

观点二：银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有质量均计算在内，在圆轨道以内，可能存在一些看不见的、质量很大的暗物质，因此半径越大，等效质量越大。

说出任一观点，均给分。

（1分）

15.分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图象中表现出来，就图象回答：（1）从图中看到分子间距离在r0处分子势能最小，试说明理由．（2）图中分子势能为零的点选在什么位置？在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，对吗？（3）如果选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能有什么特点？参考答案：解：（1）如果分子间距离约为10﹣10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0．当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大．如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间距离的增大而增大．从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大．所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点．（2）由图可知，分子势能为零的点选在了两个分子相距无穷远的位置．因为分子在平衡位置处是分子势能最低点，据图也可以看出：在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零是正确的．（3）因为分子在平衡位置处是分子势能的最低点，最低点的分子势能都为零，显然，选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能将大于等于零．答案如上．【考点】分子势能；分子间的相互作用力．【分析】明确分子力做功与分子势能间的关系，明确分子势能的变化情况，同时明确零势能面的选取是任意的，选取无穷远处为零势能面得出图象如图所示；而如果以r0时分子势能为零，则分子势能一定均大于零．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，质量为1.9kg的长木板A放在水平地面上，在长木板最右端放一个质量为1kg小物块B，物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.4．在t=0时刻A、B均静止不动，现有质量为100g的子弹，以初速度v0=120m/s射入长木板并留在其中（此过程可视为瞬间完成）．物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上，取重力加速度的大小g=10m/s2．求：（1）木板开始滑动的初速度；（2）从木板开始滑动时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小；（3）长木板与地面摩擦产生的热量．参考答案：解：（1）子弹射入木块过程，设向右为正方向，根据动量守恒定律有：mCv0=（mA+mC）v1代入数据解得：v1=6m/s；（2）子弹射入长木板之后，木板与物块之间的摩擦力使物块加速，使木板减速，此过程一直持续到物块和木块具有共同速度为止，由牛顿第二定律，对物块有：μ1mBg=mBaB代入数据解得：aB=2m/s2；对长木板有：μ2（mA+mB+mC）g+μ1mBg=（mA+mC）aA代入数据解得：aA=7m/s2设t1时，两者有速度相同v2，则有：v2=v1﹣aAt1=aBt1代入数据解得：t1=s，v2=m/s在t1时刻后，假设物块与木板相对静止，它们之间的摩擦力大小为f，物块和木板的加速度大小为a'，则由牛顿第二定律，对物块有：f=mBa'对整体有：μ2（mA+mB+mC）g=（mA+mB+mC）a'解得：f=4N大于物块和木板之间的最大摩擦力所以在t1时刻后，两者发生了相对滑动，由牛顿第二定律，对物块有：μ1mBg=mBa’代入数据解得：aB’=2m/s2；对物块有：μ2（mA+mB+mC）g﹣μ1mBg=（mA+mC）aA’代入数据解得：aA’=5m/s2由运动学公式可推知物体相对于地面的运动距离为：xB=+代入数据解得：xB=m；木块相对于地面的运动距离为：xA=t1+代入数据解得：xA=m；物块相对于木板位移大小为：△x=xA﹣xB=﹣=m（3）长木板与地面摩擦产生的热量为：Q=μ2（mA+mB+mC）gxA=0.4×（1.9+1+0.1）×10×=J；答：（1）木板开始滑动的初速度为6m/s；（2）从木板开始滑动时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小为m；（3）长木板与地面摩擦产生的热量为J．【考点】动量守恒定律；功能关系．【分析】（1）对子弹射入过程分析，根据动量守恒定律即可求得开始时木板的速度；（2）分别对A、B及整体进行分析，由牛顿第二定律可求得对应的加速度，分析AB两物体何时发生相对滑块，求出此时的速度大小，再对各物体受力分析，求出对应的加速度，再根据运动学公式分析求解对应的位移大小，从而求出相对位移；（3）根据热量等于摩擦力与相对位移间的乘积进行分析，从而求出对应的热量．17.如图，在光滑水平面上有A、B两个小球，质量分别为mA=2m、mB=m，A、B之间用一轻弹簧相连．开始时A、B处于静止状态，弹簧处于原长．现给滑块C一个水平向右的初速度v，质量mC=3m，某时刻C与A发生弹性正碰，求：（i）碰撞后瞬间A和C的速度大小与方向；（ii）碰撞后弹簧所具有的最大弹性势能Epm．参考答案：解：（i）滑块C与A弹性碰撞后，速度分别为v1和v2，以水平向右方向为正方向，由动量守恒定律得：3mv=3mv1+2mv2，由机械能守恒定律得：（3m）v2=（3m）v12+（2m）v22，解得：v1=v，v2=v，方向水平向右；（ii）当A、B速度相等时，弹簧具有最大弹性势能，A、B系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：2mv2=3mv3，由机械能守恒定律得：（2m）v22=（3m）v32+EPm，解得：EPm=mv2；答：（i）碰撞后瞬间A和C的速度大小分别为：v、v，方向：水平向右；（ii）碰撞后弹簧所具有的最大弹性势能Epm为mv2．【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律．【分析】（i）A、C碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出碰撞后的速度．（ii）弹簧压缩量最大时，A、B速度相等，弹簧的弹性势能最大，A、B、弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守