广东省湛江市坡头区第一中学2021年高二物理期末试卷含解析

广东省湛江市坡头区第一中学2021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.在光滑水平面上，一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m的静止B球碰撞后，A球的速度方向与碰撞前相反。则碰撞后B球的速度大小可能是：（

）A．0.6v

B．0.4v

C．0.3v

D．0.2v参考答案：A2.平行金属板水平放置，板间距为0.6cm，两板接上6×103V电压，板间有一个带电液滴质量为4.8×10-10g，处于静止状态，则油滴上有元电荷数目是（g取10m/s2）

（

）A.3×106

B.30

C.10

D.3×104参考答案：B3.（多选）一点电荷仅受电场力作用，由A点无初速释放，先后经过电场中的B点和C点。点电荷在A、B、C三点的电势能分别用、、表示，则、和间的关系可能是（

）A．＞＞

B．＜＜

C．＜＜

D．＞＞参考答案：AD4.参考答案：5.请阅读下列材料，回答第20～23小题．“神舟十一号”成功返回，刷新我国太空驻留时间记录“神舟十一号”飞船于2016年10月17日成功发射．目的显了更好地掌握空间交会对接技术，开展地球观和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航于医学等领域的应用和试验．飞船入轨手经过2天独立飞行完成与“天宫二号”空间实验室自动对接形成组合体．轨道高度约393km，运行周期约1.5小时，“神舟十一号”飞行任务是中国第7次载人飞行任务，也是中国持续时间最长的一次载人飞行任务，总飞行时间长达33天．2016年11月18日下午，“神舟十一号”载人飞船顺利返回着陆．20．若火箭从地面升空阶段做匀加速直线运动，下列能反映其运动的v﹣t图象是（）A． B． C． D．21．在火箭加速上升和飞船环绕地球做匀速圆周运动时，它所处的状态分别是（）A．失重、失重 B．失重、超重 C．超重、超重 D．超重、失重22．若“神舟十一号”飞船在近地轨道上做匀速圆周运动，与地球的同步卫星相比，“神舟十一号”飞船具有较小的（）A．周期 B．线速度 C．角速度 D．向心加速度23．若地球半径为6400km，与“神舟十一号”飞船的运行速度最接近的是（）A．3.4×104km/h B．2.8×104km/h C．2.2×104km/h D．1.6×104km/h参考答案：20-23.BDAB20.【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系．【分析】根据速度随时间的变化规律，判断火箭的运动情况．分析时要抓住倾斜的直线表示匀变速直线运动．【解答】解：A、该图表示物体的速度不变，做匀速直线运动，不能反映火箭的运动情况，故A错误．B、该图表示速度随时间均匀增大，做匀加速直线运动，能反映火箭的运动情况，故B正确．C、该图表示速度随时间均匀减小，做匀减速直线运动，不能反映火箭的运动情况，故C错误．D、根据速度时间图象的斜率表示加速度，则知该图象表示加速度不断增大的变加速直线运动，不能反映火箭的运动情况，故D错误．故选：B21.【考点】牛顿运动定律的应用﹣超重和失重．【分析】超重时，物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力大于重力，根据牛顿第二定律，物体受到向上的合力，加速度方向向上；失重时，物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力小于重力，根据牛顿第二定律，物体受到向下的合力，加速度方向向下．【解答】解：火箭加速上升时，加速度方向向上，火箭处于超重状态；火箭在绕地球匀速运行时，所受的万有引力提供圆周运动所需的向心力，加速度向下，故火箭处于失重状态．故D正确，ABC错误．故选：D．22.【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【分析】“神舟十一号”和同步卫星绕地球做匀速圆周运动，靠万有引力提供向心力，根据万有引力定律和牛顿第二定律判断线速度、周期、向心加速度和向心力的大小关系．【解答】解：“神舟十一号”和地球同步卫星围绕地球做匀速圆周运动，由地球对卫星的万有引力提供卫星所需的向心力．则

G=m=mr=mω2r=ma可得v=，T=2πr，a=由上可知：“神舟十一号”宇宙飞船的轨道半径较小，线速度、角速度和向心加速度较大，周期较短．故BCD错误，A正确．故选：A．23.【考点】万有引力定律及其应用．【分析】根据万有引力等于向心力，分别对近地卫星和“神舟十一号”列方程，再求“神舟十一号”的运行速度．【解答】解：根据万有引力提供向心力得：G=mr，得卫星的线速度公式v=设地球的半径为R，“神舟十一号”的轨道高度为h．对近地卫星有v1==7.9km/s对“神舟十一号”有v神=相比可得v神=v1=×7.9km/s≈7.7km/s≈2.8×104km/h故选：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学用电流表和电压表等仪器测量干电池的电动势和内电阻，实验中分别测量了新、旧电池各一节，根据测量结果分别作出新、旧电池的U—I图象如图10甲和乙所示．则图

（填“甲”或“乙”）表示新电池的U—I图象，由图象可求出新电池的内阻r1=

，旧电池的内电阻r2=

.参考答案：图

乙

表示新电池的U—I图象，

由图象可求出新电池的内阻r1=

1.5

，旧电池的内电阻r2=

3

7.某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。实验步骤如下：①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m；②用直尺测量AB之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离，B点到水平桌面的垂直距离；③将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t；④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值；⑤利用所测数据求出摩擦力和斜面倾角的余弦值；⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，做出关系曲线。（1）用测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）：①斜面倾角的余弦=

；②滑块通过光电门时的速度v=

；③滑块运动时的加速度a=

；④滑块运动时所受到的摩擦阻力f=

；（2）测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示，读得d=

。参考答案：（1）①②③④（2）3．62cm8.如图所示，某透明液体深1m，一束光线与水平面成30°角从空气斜射向该液体，进入该液体的光线与水平面的夹角为45°．（光在真空中的速率c=3.0×108m/s），则该液体的折射率n=

，进入液体的光线射到底面所需的时间为

s．参考答案：，×10﹣8．【考点】光的折射定律．【分析】由题图知入射角i=60°，折射角r=45°，根据折射定律求解该液体的折射率；由几何知识求出光在液体中传播的距离S，由v=求出光在液体中传播的速度v，根据公式t=求出传播的时间．【解答】解：根据几何知识可知，入射角i=60°，折射角r=45°，根据折射定律得：

n===光在液体中传播的速度为：v=光线射到底面时传播的距离为：S==h所以进入液体的光线射到底面所需的时间：t====×10﹣8s故答案为：，×10﹣8．9.在电场中P点放一个电荷量为4×10－9C的点电荷，它受到的电场力为2×10－4N，则P点的场强为________N/C.把放在P点的点电荷的电荷量减为2×10－9C，则P点的场强为________N/C.把该点的点电荷移走，P点的场强又为______N/C.15．如图所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且三个电荷都处于平衡状态.（1）如q2为正电荷，则q1为

电荷，q3为

电荷.（2）q1、q2、q3三者电量大小之比是

.参考答案：10.已知钠发生光电效应的极限波长为λ0=5×10-7m,普朗克常量h＝6.63×10－34J·s；现用波长为λ=4×10-7m的光照射用金属钠作阴极的光电管,求:(1)钠的逸出功Wo=

▲

J

(2)为使光电管中的光电流为零,在光电管上所加反向电压U至少为（写出表达式）

▲

（用h、U、电子电量e、真空光速c、λ0、λ等字母来表示）参考答案：3.978×10-19

或4×10-19

（4分）

U=hc/e(1/λ-1/λ0)

(4分)11.在用“电流表和伏特表测定电源的电动势和内电阻”的实验中，根据测得实验数据作出的U——I图线如图12所示，从图中可知：电源的电动势ε=

V，电源的内电阻r=

Ω。参考答案：12.如图所示，粗细均匀的U形管内装有同种液体，在管口右端用盖板A密闭，两管内液面的高度差为h，U形管中液柱的总长为3h。现拿去盖板A，液体开始流动，不计液体内部及液体与管壁间的摩擦力，重力加速度为g，则当两液面高度相等时，右侧液面下降的速度为

。

参考答案：试题分析：设单位长度的水柱质量为m,对整个水柱分析,根据机械能守恒:(如图)

解得：考点：考查了系统机械能守恒13.如图二所示，电源电动势E=20V，内电阻r=1Ω,R1＝6Ω，R2＝4Ω，R3＝12Ω，电流表电阻不计。开关S1、S2均闭合时电流表示数为_________A，当开关S1闭合、S2均断开时S2两端的电压为_________V（此空结果保留三位有效数字）。参考答案：5，16。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(1)某同学按乙图做“探究小车速度随时间变化的规律”实验。甲图仪器叫__________。乙图释放小车前，小车应停在_______(选填“靠近”、“远离”）该仪器的位置。(2)实验中得到一条纸带，如图所示。图中相邻两个计数点时间间隔为0.10s，相邻的两个连续计数点间距依次为S1=1.00cm、S2=2.78cm、S3=4.54cm、S4=6.30cm、S5=8.09cm、S6=9.86cm；则小车的加速度是______m/s2，在打计数点2时小车运动的速度是____m/s。（计算保留3位有效数字）参考答案：(1)__电磁打点计时器______靠近____(2)__1.77______0.366____ks5u15.用一主尺最小刻度为1mm，游标尺上有20个分度的卡尺测量一工件长度，如图9，则该工件长度为

mm。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（10分）如图所示，匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，30°，BC=2m，已知电场线平行于所在的平面，一个带电荷量C的点电荷由A移到B的过程中，电势能增加了J，由B移到C的过程中，电场力做功。请你计算判断A、B、C三点的电势的高低，并计算出该电荷由A移动到C的过程中电势能的变化量。参考答案：解析：①从②从由①②得，，故从17.（20分）如图所示，一块长为的光滑平板PQ固定在轻质弹簧上端，弹簧的下端与地面固定连接。平板被限制在两条竖直光滑的平行导轨之间（图中未画出竖直导轨），从而只能地竖直方向运动。平板与弹簧构成的振动系统的振动周期。一小球B放在光滑的水平台面上，台面的右侧边缘正好在平板P端的正上方，到P端的距离为。平板静止在其平衡位置。水球B与平板PQ的质量相等。现给小球一水平向右的速度，使它从水平台面抛出。已知小球B与平板发生弹性碰撞，碰撞时间极短，且碰撞过程中重力可以忽略不计。要使小球与平板PQ发生一次碰撞而且只发生一次碰撞，的值应在什么范围内？取参考答案：解析：如果小球的水平速度比较大，它与平板的第一次碰撞正好发生在平板的边缘Q处，这时的值便是满足题中条件的最大值；如果小球的水平速度较小，在它与平板发生第一次碰撞后再次接近平板时，刚好从平板的边缘Q处越过而不与平板接触，这时的值便是满足题中条件的最小值．设小球从台面水平抛出到与平板发生第一次碰撞经历的时间为，有

（1）若碰撞正好发生在Q处，则有

（2）从（1）、（2）两式解得的值便是满足题中条件的最大值，即

（3）代入有关数据得

（4）如果，小球与平板的碰撞处将不在Q点．设小球第一次刚要与平板碰撞时在竖直方向的速度为，则有

（5）以、分别表示碰撞结束时刻小球和平板沿竖直方向的速度，由于碰撞时间极短，在碰撞过程中，小球和平板在竖直方向的动量守恒．设小球和平板的质量都是m，则有

（6）因为碰撞是弹性的，且平板是光滑的，由能量守恒可得

（7）解（6）、（7）两式，得

（8）

（9）碰撞后，平板从其平衡位置以为初速度开始作简谐振动．取固定坐标，其原点O与平板处于平衡位置时板的上表面中点重合，x轴的方向竖直向下，若以小球和平板发生碰撞的时刻作为，则平板在t时刻离开平衡位置的位移

（10）式中

（11）A和是两个待定的常量，利用参考圆方法，在t时刻平板振动的速度

（12）因时，．，由（9）、（11）、（12）式可求得

（13）

（14）把（13）、（14）式代入（10）式，得

（15）碰撞后，小球开始作平抛运动．如果第一次碰撞后，小球再经过时间与平板发生第二次碰撞且发生在Q处，则在发生第二次碰撞时，小球的x座标为

（16）平板的x座标为

（17）在碰撞时，有

（18）由（16）、（17）、（18）式，代入有关数据得

（19）这便是满足的方程式，通过数值计算法求解方程可得（参见数值列表）

（20）如果第二次碰撞正好发生在平板的边缘Q处，则有

（21）由（1）、（20）和（21）式得

（22）而满足题中要求的的最小值应大于（22）式给出的值．综合以上讨论，的取值范围是

（23）附：（19）式的数值求解用数值解法则要代入不同数值，逐步逼近所求值，列表如下：0.7300.7500.7600.7650.7700.7710.7720.7750.7800.7900.8103.313.123.022.962.912.912.902.862.812.702.482.612.762.832.872.912.912