高中试卷答案网曲靖市第二中学2022-2023学年高二上学期期末考试
物理试卷（定稿）
一、单选题
1．下列说法中不符合史实的是（ ）
A．伽利略猜想自由落体运动速度与下落时间成正比，并间接用实验进行了验证
B．伽利略最早提出力是维持物体运动的原因（即物体的运动需要力来维持）
C．卡文迪什巧妙地运用扭秤实验测出引力常量，是采用了放大法思想
D．开普勒在第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律
2．质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上，用水平力F拉着绳的中点O，使OA段绳偏离竖直方向一定角度，如图所示.设绳OA段拉力的大小为T，若保持O点位置不变，则当力F的方向顺时针缓慢旋转至竖直方向的过程中
A．F先变小后变大，T逐渐变小 B．F先变大后变小，T逐渐变大
C．F先变大后变小，T逐渐变小 D．F先变小后变大，T逐渐变大
3．我国首颗人造地球卫星“东方红一号”其运行轨道为绕地球的椭圆，远地点A距地球表面的高度为2129km，近地点B距地球表面的高度为429km；地球同步卫星距地面的高度约为36000km。已知地球可看成半径为6371km的匀质球体，地球自转周期为24h，引力常量，下列说法正确的是（ ）
A．根据以上数据可以求出地球的质量和“东方红一号”绕地球运转的周期
B．“东方红一号”在远地点A的速度大于地球的第一宇宙速度
C．“东方红一号”在远地点A的机械能小于在近地点B的机械能
D．地球同步卫星的加速度大于地球表面上人的重力加速度
4．如图所示，在坡度一定的斜面顶点，同时水平向左与水平向右抛出两个小球A和B，两侧斜坡的倾角分别为37°和53°，小球同时落在坡面上。若不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，A和B两小球的初速度之比为（ ）
A．3∶4 B．4∶3 C．16∶9 D．9∶16
5．空间中某静电场的电场强度随的变化图像如图所示，规定沿轴正方向为电场强度的正方向。一钠离子仅在电场力的作用下沿轴从点运动到处，在此过程中（ ）
A．钠离子的电势能一直增大
B．钠离子的加速度先增大后减小
C．钠离子在处的速率小于在处的速率
D．和两点间的电势差小于和两点间的电势差
6．一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位长度自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e，在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为（ ）
A． B． C． D．
7．如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时的波形图，波的周期，则（ ）
A．波的周期为
B．在时，P点沿y轴正方向运动
C．在到内，P点经过的路程为
D．在时，Q点到达平衡位置
8．如图所示，高为的绝缘圆柱体，底面半径为R，abcd为过两底面圆心轴线的截面，在c点有一电荷量为+q的点电荷，在a点有一电荷量为-q的点电荷，平面efgh垂直平面abcd、静电力常量为k。下列说法正确的是（ ）
A．h点与g点电场强度相同
B．d点电势高于b点电势
C．正电荷沿eh运动，电场力做正功
D．f点的电场强度大小为
二、多选题
9．如图所示，轻质弹簧左端固定，右端与一个质量为m、套在光滑固定竖直杆上的圆环连接。圆环最初处于A位置，此时弹簧水平且处于压缩状态，将圆环从A处由静止释放，经过B处时弹簧弹力为零，经过C处时弹簧处于拉伸状态，且拉伸量恰好等于A位置时的压缩量，已知A、C两点距离为h，下列说法不正确的是（ ）
A．下滑过程中的任意阶段，圆环的机械能都守恒
B．下滑过程中有两个位置，圆环的加速度为重力加速度g
C．圆环的机械能先减小后增大
D．圆环运动到C位置时的速度为
10．一带负电的粒子仅在电场力作用下沿轴正向运动，其电势能随位移变化的关系如图所示，其中段是对称的曲线，段是直线，则下列说法正确的是（ ）
A．处电场强度为零
B．在、、处的电势、、的关系为
C．粒子在段做变速运动，在段做匀速直线运动
D．在段该带负电的粒子速度增大
11．如图所示，质量为M的光滑斜面静止在光滑水平面上。某时刻，质量为m的可视为质点的小物块从斜面顶端由静止开始下滑，经过一段时间，小物块滑到斜面底端，速度大小为，方向与水平地面成角，重力加速度大小为g。则小物块从斜面顶端下滑到底端过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．斜面与小物块组成的系统动量守恒
B．斜面对小物块的支持力做的功等于小物块机械能的变化
C．小物块对斜面的压力做的功等于
D．小物块对斜面的压力的冲量大小为
12．如图所示，AC是圆O的一条水平直径，BD是竖直方向的另外一条直径，M点是圆上的点，OM连线与OC的夹角为60°，该圆处于方向与圆面平行的匀强电场中。将带正电量为q、质量为m的粒子从圆心O点以相同的动能射出，射出方向不同时，粒子可以经过圆周上的所有点。在这些点中，经过c点时粒子的动能最小且为，已知圆的半径为R，重力加速度的大小为g，匀强电场的场强，那么（ ）
A．电场强度方向为C点指向A点
B．M点的电势一定高于O点的电势
C．粒子经过B点和D点时的动能一定相同
D．粒子经过M点时的动能为
三、实验题
13．用图1所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。
（1）组装单摆时，应该选用______。（用器材前的字母表示）
A．长度为1m左右的细线 B．长度为30cm左右的细线
C．直径约为1.8cm的塑料球 D．直径约为1.8cm的钢球
（2）如图2所示，用游标卡尺测量摆球直径。摆球直径d=________cm。
（3）甲同学测量了6组数据，在坐标纸上描点作图得到了如图3所示的图像，其中T表示单摆的周期，L表示单摆的摆长。用g表示当地的重力加速度，图线的数学表达式可以写为________（用题目所给的字母表示）。由图像可计算出当地的重力加速度_______（取3.14，计算结果保留三位有效数字）
14．某同学用橡皮条与弹簧测力计验证“力的平行四边形定则”，实验装置如图甲所示。其中A为固定橡皮条的图钉，和为细绳。
（1）本实验采用的科学方法是“等效替代法”，其含义是___________
A．橡皮筋可以用细绳替代
B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果
D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
（2）在做本实验时，下列操作中错误的是___________。
A．同一次实验过程中O点位置不允许变动
B．实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度
C．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮调另一端拉到O点
D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧秤之间夹角应取，以便于算出合力的大小
（3）实验中，如果将细绳换成橡皮筋，O点沿、方向的拉力仍等于弹簧秤的读数，所以实验结果___________发生变化。（选填“会”或“不会”）
（4）实验结束后，小明同学用其中一个弹簧测力计探究“弹簧所受弹力与弹簧长度的关系”，绘出如图丁所示图像，弹簧测力计的劲度系数为___________ 。
四、解答题
15．一物块以速度从水平地面上的C点出发，最后刚好停在倾角的斜面上的A点。已知、，斜面和水平面在B点平滑连接，物块与水平地面间的动摩擦因数，重力加速度g取。求：
（1）物块运动到B点时的速度大小；
（2）物块与斜面间的动摩擦因数。
16．如图甲所示，电子枪的金属丝K连续不断地逸出电子，电子初速度不计，经M、N两金属板之间的电场加速后，沿A、B两水平金属极板间的中心线OP射入极板间的偏转电场，。A、B两板间的距离为d，两板间的电势差uAB随时间t的变化图像如图乙所示，图中U1已知，uAB的变化的周期为3t0。两板间的电场视为匀强电场，时刻射入A、B两极板间的电子在偏转电场中经4t0后从极板右侧射出。已知电子的质量为m、电荷量为-e，重力不计，打到极板上的电子均被吸收，不计电子之间的相互作用力。
（1）求A、B金属板的长度L；
（2）求时刻射入偏转电场的电子，从极板右侧射出时相对中线OP在竖直方向的位移偏移量y；
（3）仅上下调整A、B两水平极板的位置，保证电子仍然能沿OP方向射入偏转电场，要使从极板右侧射出的电子速度均水平，求A、B两板间的最小距离d1。
17．如图所示，光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab水平，bcd为半圆，圆弧轨道的半径，在b处与ab相切。在直轨道ab上放着质量分别为、的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接）。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量为M、长的小车，小车上表面与ab等高。现将细绳剪断，与弹簧分开之后A向左滑上小车，B向右滑动且恰好能冲到圆弧轨道的最高点d处。物块A与小车之间的动摩擦因数，小车质量M满足，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）物块B运动到最低点b时对轨道的压力；
（2）细绳剪断之前弹簧的弹性势能；
（3）物块A在小车上滑动过程中产生的热量Q（计算结果可含有M）。参考答案：
1．B
【详解】A．伽利略猜想自由落体运动速度与下落时间成正比，但并未直接进行实验验证，而是在斜面实验的基础上，理想化推理得到，故A正确；
B．亚里士多德最早提出力是维持物体运动的原因，伽利略提出力不是维持物体运动的原因，故B错误；
C．卡文迪什巧妙地运用扭秤实验测出引力常量，是采用了放大法，故C正确；
D．开普勒在第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，故D正确。
故选B。
2．A
【分析】画出力的平行四边形，用图解法进行分析.
【详解】对结点O受力分析，画出力的平行四边形如图所示，当保持O点位置不变，则当力F的方向顺时针缓慢旋转至竖直方向的过程中，由图可知F先减小后增加；T一直减小；故选C.
3．A
【详解】A．设R为地球半径，M为地球质量，h为地球同步卫星距地面的高度，T为地球自转周期，对同步卫星
可以计算地球质量；设“东方红一号”其远地点A距地球表面的高度为，近地点B距地球表面的高度为，其运行轨道半长轴
①
根据开普勒第三定律
②
由①②可得“东方红一号”绕地球运转的周期，故A正确；
B．卫星在远地点A做向心运动，速度小于其在该点做圆周运动的线速度，根据
卫星在远地点A做圆周运动的线速度小于地球的第一宇宙速度，所以“东方红一号”在远地点A的速度小于地球的第一宇宙速度，故B错误；
C．“东方红一号”在远地点A的机械能等于在近地点B的机械能，故C错误；
D．地球表面万有引力近似等于重力
同步卫星万有引力充当向心力
r>R
因此
a
故选A。
4．C
【详解】两小球同时落在坡面上，则竖直位移相等，设为h，根据几何关系可知水平位移之比为
根据可得A和B两小球的初速度之比为
故选D。
5．D
【详解】A．钠离子在轴上从点运动到的过程，钠离子受到的电场力沿轴正方向，所以电场力对钠离子一直做正功，钠离子的电势能一直减小，选项A错误；
B．由图像可知，电场强度一直增大，所以钠离子受到的电场力一直增大，钠离子的加速度一直增大，选项B错误；
C．电场力对钠离子一直做正功，根据动能定理可知，钠离子的动能增大，所以钠离子在处的速率大于在处的速率，选项C错误；
D．图像的面积表示两点间的电势差，所以和两点间的电势差小于和两点间的电势差，选项D正确。
故选D。
6．A
【详解】导体中的电流为
导体的电阻为
导体两端的电压为
场强为
联立解得
故选A。
7．C
【详解】A．根据题意应用平移法可知由实线得到虚线需要将图象沿x轴负方向平移，其中n=0、1、2、3、4…，故由实线传播到虚线这种状态需要，即
当n=0时，解得
T=0.8s
当n=1时，解得
T=0.34s
又T＞0.6s，故n取0，则波的周期为0.8s，故A错误；
B．t=0.6s时，P点处于波峰，再经过0.3s即，P质点在平衡位置下方，即沿y轴向下运动，故B错误；
C．经过0.4s即半个周期，质点P经过的路程为2A，即等于0.4m，故C正确；
D．从t=0经过0.2s即四分之一周期，由“平移法”可知，波向左平移四分之一波长可知，Q质点位于平衡位置下方，故D错误。
故选C。
8．D
【详解】A．h点与g点电场强度大小相同，方向不同，A错误；
B．在c点有一电荷量为+q的点电荷，a点有一电荷量为-q的点电荷，高为的绝缘圆柱体，底面半径为R，d点电势等于b点电势，B错误；
C．正电荷沿eh运动，电场力做负功，C错误；
D．电荷q在f点受到a、c处电荷的电场力大小分别为
合力为
f点的电场强度大小为
D正确。
故选D。
9．AC
【详解】AC．圆环在向下运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，能量只在圆环机械能和弹簧弹性势能之间转化，下滑过程，弹簧从压缩状态逐渐变为伸长状态，弹性势能先减小后增大，由能量守恒，圆环的机械能先增大后减小，故A错误，C错误；
B．在A点，弹簧弹力虽不为零，但圆环竖直方向仅受重力作用，加速度为重力加速度g；经过B点时，弹簧弹力为零，竖直方向仅受重力作用，加速度为重力加速度g，其它位置弹簧弹力都有竖直分量，圆环竖直方向合力均不等于mg，加速度不等于重力加速度g，故B正确；
D．对圆环从A运动到C过程，由动能定理
由于圆环在C点弹簧的拉伸量恰好等于A位置时的压缩量，所以
带入可得
故D正确。
故选AC。
10．AB
【详解】A．在电势能随位移变化的关系图中，斜率表示电场力，在处斜率为0，电场力为0，所以场强为0，故A正确；
B．根据电势能和电势的关系式
三个物理量都为标量，可知，负试探电荷在低电势电势能大，在高电势电势能小，由图可知，
所以
故B正确；
C．在段图像斜率先减小为零后反向增大，表示电场力先减小为零后反向增大，所以此过程做变加速运动，在段，同理，斜率不变，电场力不变，此过程做匀变速直线运动，故C错误；
D．在只有电场力做功时，动能和电势能相互转化，总能量保持不变，在段，电势能不断增加，所以动能不断减小，速度不断减小，故D错误。
故选AB。
【点睛】解题关键在于，知道电势能随位移变化的关系图中，斜率表示电场力。
11．BC
【详解】A．小物块从斜面顶端下滑到底端过程中，斜面与小物块组成的系统水平方向不受外力，竖直方向所受外力矢量和不为零，因此系统动量不守恒，故A错误；
B．小物块下滑过程中，斜面对小物块的支持力做负功，引起小物块机械能减小，且做的功等于小物块机械能的变化。故B正确；
C．物块下滑过程，小物块与斜面组成系统，水平方向动量守恒，因此根据动量守恒定律可得
解得小物块滑到斜面底端时，斜面的速度大小为
根据动能定理可知，小物块对斜面的压力做的功即合外力对斜面做的功，等于其动能变化量，为
故C正确；
D．根据动量定理可知，小物块对斜面的压力在水平方向的分力的冲量等于斜面动量变化量，即等于；而小物块对斜面的压力在竖直方向分力的冲量不为零，因此小物块对斜面的压力的冲量大小不等于，故D错误。
故选BC。
12．CD
【详解】A．从O经过C点时粒子的动能最小且为，则C点为复合场的等效最高点，则复合场的合力方向如图所示，则有
，，
联立解得
，
则电场线的方向如图所示，由几何关系可知，MO与电场线垂直，则MO在同一等势面上，则M点的电势等于O点的电势，故AB错误；
C．粒子经过B点和D点时，合外力不做功，所以粒子的动能不变，则粒子经过B点和D点时的动能一定相同，故C正确；
D．粒子从O经过M点时，只有重力做功，由动能定理可得
从O经过C点时粒子的动能最小且为，由动能定理可得
联立解得
所以粒子经过M点时的动能为，故D正确。
故选CD。
13．【详解】（1）[1] AB．摆长越大，因为小球直径引起的实验误差越小。故A正确；B错误；
CD．为了减小空气阻力的影响，摆球应选择密度大体积小的钢球。故C错误；D正确。
故选AD。
（2）[2]游标卡尺主尺刻度为18mm，游标尺刻度为故摆球直径为
d = 18mm十0.6mm = 18.6mm=1.86cm
（3）[3]根据单摆周期公式
可得
[4]则T2- L图像的斜率表示
则
14．【详解】（1）[1]本实验采用的科学方法是“等效替代法”，其含义是：两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代。
故选D。
（2）[2]
A． 为了保证效果相同，同一次实验过程中O点位置不允许变动，A正确；
B． 实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度，B正确；
C． 实验中，若先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点，弹簧秤可能会超过量程，C错误；
D． 该实验是利用力的图示法验证平行四边形定则，而不是利用公式算出合力，并且两弹簧秤拉力夹角不宜过大，也不宜过小，但不一定取，D错误。
故选CD。
（3）[3]实验中，如果将细绳换成橡皮筋，不会影响分力的大小和方向，O点沿、方向的拉力仍等于弹簧秤的读数，所以实验结果不会发生变化。
（4）[4]设弹簧的原长为，弹簧的劲度系数为，根据胡克定律可得
弹簧测力计的劲度系数为
15．（1）；（2）
【详解】（1）设物块质量为m，物块在水平面上运动时，由牛顿第二定律有
由运动学规律有
解得
（2）物块在斜面上运动时，由运动学规律有
由牛顿第二定律有
解得
16．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）电子在MN中做加速运动，根据动能定理得
解得
电子A、B中水平方向做匀速直线运动
解得
（2）时刻射入偏转电场的电子，竖直方向根据牛顿第二定律得
解得
在0～2t0时间内竖直方向的位移为
末速度为
在2t0～3t0时间内的末速度为
在这段时间内的位移为
在3t0～4t0时间内的末速度为
在3t0～4t0时间内竖直方向的位移为
从极板右侧射出时相对中线OP在竖直方向的位移偏移量y
解得
（3）仅上下调整A、B两水平极板的位置，满足电子仍然能沿OP方向射入偏转电场，使从极板右侧射出的电子速度均水平且A、B两板间的最小的条件是2 t0时刻入射的粒子恰好飞出电场，其它时刻入射的粒子全部打在极板上被吸收
逆向思维
A、B两板间的最小距离d1为
解得
17．（1）60N；（2）12J；（3）当1kg≤M≤2kg时，；当2kg＜M≤3.5kg时，
【详解】（1）在最高点有牛顿第二定律可得
b到d由动能定理可得
在b点有牛顿第二定律可得
联立以上方程可得
由牛顿第三定律可知物块对轨道的压力竖直向下，大小为
（2）由动量守恒定律可得
由能量守恒可得
联立以上方程可得
（3）假设A恰好滑到小车左端时与小车有共同速度v，由动量守恒定律可得
mAvA=（mA＋M）v
由能量守恒可得
联立以上方程可得
=2kg
当1kg≤M≤2kg时，A与小车最终有共同速度，由能量守恒可得
解得
当2kg＜M≤3.5kg时，A将从小车左端滑出，可得
Q2=μmAgL
解得