2021-2022学年湖北省武汉市堤东街中学高二物理上学期期末试题含解析

1、2021-2022学年湖北省武汉市堤东街中学高二物理上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. 如图甲所示为一小型交流发电机的示意图，A为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，电阻R的阻值为。下列说法正确的是（ ）A. 电流表示数为10 AB. 线圈转动的角速度为50 rad/sC. 0.01 s时线圈平面与中性面垂直D. 电阻R上的热功率为200W参考答案：AC【分析】由题图乙可知交流电电流的最大值、周期，电流表的示数为有效值，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快

2、，根据即可求出电阻R上的热功率。【详解】图乙可知交流电电流的最大值是，则有效值为，由于电流表的示数为有效值，故示数I=10A，故A正确；角速度，故B错误；0.01s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向平行，故C错误；根据，代入数据可得：，故D错误。所以AC正确，BD错误。【点睛】本题考查交变电流产生及有效值的定义，要注意明确电流表示数、机器铭牌上所标的电流值、电压值等均为有效值。2. 参考答案：A3. 光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务，目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络下列说法

3、正确的是( )A光纤通信是利用光作为载体来传递信息 B光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理C光导纤维传递光信号是利用光的全反射原理 D光导纤维传递光信号是利用光的色散原理参考答案：AC4. 我国研制的北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，系统由5颗地球同步轨道卫星和30颗低轨卫星组网而成(如图)，这些卫星的运动均可视为匀速圆周运动。北斗导航系统计划到2020年完全建成。关于该导航系统，下列说法正确的是A. 系统中的地球同步轨道卫星可以定位在成都正上方B. 系统中卫星的运行速度可以大于11.2 km/sC. 系统中卫星的运行周期和月亮绕地球运行的周期可能相同D. 系统中从地面发射质量为m的同步卫

4、星比发射质量为m的低轨卫星所需的能量更多参考答案：DA项：同步卫星相对地球静止，同步卫星位于赤道平面内，成都不在赤道上，因此地球同步轨道卫星不能定位在成都正上方，故A错误；B项：11.2km/s是地球的第二宇宙速度，达到此速度的物体可以脱离地球的吸引，系统中的卫星没有脱离地球的吸引，系统中的卫星的运行速度小于7.9km/s，故B错误；C项：卫星绕地球做圆周运动的周期：，卫星的轨道半径小于月亮的轨道半径，则卫星的周期小于月亮的周期，故C错误；D项：卫星轨道半径越大发射卫星时克服地球引力做功越多，因此系统中从地面发射质量为m的同步卫星比发射质量为m的低轨卫星所需的能量更多。故应选：D。【点睛】本题

5、考查了万有引力定律的应用，知道万有引力提供向心力、知道同步卫星位于赤道平面内是解题的关键，应用牛顿第二定律与万有引力公式可以解题。5. 物体从高处下落时，如果不计空气阻力，下列说法正确的是( )A物体的重力势能减小 B物体的动能减小C物体的重力势能转化为动能 D物体的机械能总量保持不变参考答案：ACD二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 用200N的拉力将地面上的一个质量为10kg的物体提升10m（取g10m/s2，不计空气阻力）。物体被提高后具有的重力势能是_J（以地面为零势能参考面）；物体被提高后具有的动能是_J。参考答案：1000 10007. （4分）水平放置的弹簧振

6、子，质量是0.2 kg，它做简谐运动，到平衡位置左侧2 cm时受到的回复力是4 N，当它运动到平衡位置右侧4 cm，它的加速度大小为_m/s2，方向向_。参考答案：40，左8. （5分）我们在观察日蚀时看到的太阳大小，相当于一个篮球（直径约为24cm）放到眼睛 m处所看到的大小。参考答案：27.59. 如下图(a)所示，在弹簧振子的小球上安装了一支记录用的笔P，在下面放一白纸带当小球做简谐运动时，沿垂直于振动方向拉动纸带，笔P就在纸带上画出了一条振动曲线已知在某次实验中沿如图(a)所示方向拉动纸带，且在某段时间内得到如图(b)所示的曲线根据曲线回答下列问题： （1）纸带速度的变化是_(填“增大

7、”、“不变”或“减小”)(2)若纸带的加速度a2m/s2，且已测出图(b)中xab0.54m，xbc0.22m，则弹簧振子周期T_s.参考答案：(1)、 增大（2）、 0.810. (1) 如图所示，阴极射线管(A为其阴极)放在蹄形磁铁的N、S两极间，射线管的A端接在直流高压电源的_极， 射线管的B端接在直流高压电源的_极（填：“正”或“负”）。此时，荧光屏上的电子束运动轨迹_偏转(填“向上”、“向下”或“不”)。（2）在一个匀强电场中有M、N、P三点，它们的连线组成一个直角三角形，如图所示。MN = 4cm，MP = 5cm，当把电量为-210-9C的点电荷从M点移至N点时，电场力做功为81

8、0-9J，而从M点移至P点时，电场力做功也为810-9J。则电场的方向为_，电场强度的大小为_V/m。参考答案： (1). 负 (2). 正 (3). 下 (4). N指向M方向 (5). 100解：（1）因为A是阴极，所以射线管的阴极A接直流高压电源的负极B是阳极，接直流高压电源的正极因为A是阴极，B是阳极，所以电子在阴极管中的运动方向是A到B，产生的电流方向是B到A（注意是电子带负电），根据左手定则，四指指向A，手掌对向N极（就是这个角度看过去背向纸面向外），此时大拇指指向下面，所以轨迹向下偏转（2）由电场力做功 W=qU可知，M、N间的电势差为：，从M到P点，则得M、P间的电势差为：，由

9、此可知NP两点电势相等由电场线与等势线垂直，电场线由高电势指向低电势，可知电场线由N指向M方向，由：.【点睛】本题考查电场线与等势线的关系，根据电场力做功情况判断等势线，根据电场线与等势线垂直，电场线由高电势指向低电势的规律再确定电场线方向即可. 11. （8分）传统的雷达天线依靠转动天线来搜索空中各个方向的目标，这严重影响了搜索的速度。现代的“雷达”是“相位控制阵列雷达”，它是由数以万计的只有几厘米或更小的小天线按一定的顺序排列成的天线阵，小天线发出相干的电磁波，其初相位可通过电子计算机调节，从而可改变空间干涉极强的方位，这就起了快速扫描搜索空中各个方向目标的作用。对下面的简单模型的研究，有

10、助于了解改变相干波的初相位差对空间干涉极强方位的影响。 图中a、b为相邻两个小天线，间距为d，发出波长为的相干电磁波。Ox轴通过a、b的中点且垂直于a、b的连线。若已知当a、b发出的电磁波在a、b处的初相位相同即相位差为O时，将在与x轴成角（很小）方向的远处形成干涉极强，现设法改变a、b发出的电磁波的初相位，使b的初相位比a的落后一个小量，结果，原来相干极强的方向将从变为，则等于 。参考答案：12. 如图表示一定质量的某气体在不同温度下的两条等温线图中等温线对应的温度比等温线对应的温度要_(填“高”或“低”)在同一等温线下，如果该气体的压强变为原来的2倍，则气体的体积应变为原来的_倍参考答案：

11、低1/2本题考查气体定律在两等温线上取体积相等的两个状态，可见等温线的压强小于等温线的压强，由C可得，等温线的温度低于等温线的温度；在等温条件下，可得如果气体的压强变为原来的2倍，则气体的体积变为原来的1/2倍13. 利用水滴下落可以测量重力加速度g，调节水龙头，让水一滴一滴地流出，在水龙头的正下方放一盘子，调整盘子的高度，使一滴水滴碰到盘子时，恰好有另一滴水从水龙头开始下落，而空中还有两个正在下落的水滴，测出水龙头处到盘子的高度为h(m)，再用秒表测量时间，从第一滴水离开水龙头开始，到第N滴水落至盘中，共用时间为T(s)，当第一滴水落到盘子时，第二滴水离盘子的高度为_m，重力加速度g_m/s

12、2.参考答案：h2(N2)2h/9T2三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验,气垫导轨装置如图甲表示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,压缩空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,如图乙所示,这样就大大减小因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。(1)下面是实验的主要步骤:安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;向气垫导轨通入压缩空气;把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器越过弹

13、射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;把滑块2放在气垫导轨的中间;先然后让滑块带动纸带一起运动;取下纸带,重复步骤,选出较理想的纸带如图所示:测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g。试完善实验步骤的内容。(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,计算可知,两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为kgm/s;两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为 kgm/s(保留三位有效数字)。(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是 参考答案：(1)接通打点计时器的

14、电源放开滑块1(2)0.6200.618(3)纸带与打点计时器的限位孔有摩擦解析:作用前滑块1的速度v1=m/s=2 m/s,其质量与速度的乘积为0.310 kg2 m/s=0.620 kgm/s,作用后滑块1和滑块2具有相同的速度v=m/s=1.2 m/s,其质量与速度的乘积之和为(0.310 kg+0.205 kg)1.2 m/s=0.618 kgm/s。15. 在做“碰撞中的动量守恒定律”实验中（1）需要的测量仪器或工具有 （多选）A秒表 B天平 C刻度尺 D圆规（2）必须要求的条件是 （多选）A斜槽轨道尽量光滑以减少误差B斜槽轨道末端的切线必须水平C入射球和被碰球的质量必须相等，且大小

15、相同D入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下（3）某次实验中得出的落点情况如图所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比 参考答案：（1）BCD；（2）BD；（3）4：1【考点】验证动量守恒定律【分析】（1）明确实验原理，从而知道应采用的器材；（2）根据实验中误差产生的原因，明确实验中应注意的事项；（3）根据动量守恒可得出质量与水平距离乘积间的表达式，根据平抛的水平距离代入表达式即可求出对应的质量比值【解答】解：（1）本实验需要天平称量物体的质量，需要刻度尺测量长度，需要圆规找物体的平均落点，故选：BCD（2）A、轨道是否光滑对实验的结果没有影响故A错误；B、要保

16、证碰撞后两个球做平抛运动，故斜槽轨道末端的切线必须水平，故B正确；C、入射球质量要大于被碰球质量，即m1m2，防止碰后m1被反弹，故C错误；D、为保证碰撞的初速度相同，入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下，故D正确；故选：BD（3）根据动量守恒定律，有：m1=m1+m2代入数据，有：m10.255=m10.155+m2（0.4110.11）解得：m1：m2=4：1故答案为：（1）BCD；（2）BD；（3）4：1四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示，游泳池宽度L=15 m，水面离岸边的高度为h1=0.5 m，在左岸边一标杆上装有一A灯，A灯距地面高h2=0.5 m，在右岸边站立着一个人，E点为人眼的位置，人眼距地面离h3=1.5 m，若此人发现A灯经水反射所成的像与左岸水面下某处的B灯经折射后所成的像重合(B灯在图中未画出），已知水的折射率为1.3，则B灯在水面下多深处？（可用根式表示）参考答案：如图所示，设水面为CF，A到水面点C的距离为h1+ h2，B灯与水面点C之间的距离为h，人眼到水面上点F之间的距离为h1+ h3，点C、D之间的距离为x，由A灯光的反射得：解得x=5 m （2分）B灯光的折射，有 （1分）（1分）（2分），解得：h=m。（2分）即B灯在水面下4. 3