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高二期末物理试卷
一、单选题
1．一高铁从南阳东开往北京西，早上07：44发车，中午12：59到站，历时5小时15分钟，下列说法正确的是（　　）
A．到站时间12：59是时刻
B．发车时间07：44指的是时间间隔
C．5小时15分钟是时刻
D．时刻就是极小的时间间隔
2．如图所示，一束平行光垂直照射到有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2的间距和宽度都很小。下列说法正确的是（　　）
A．光通过狭缝S1和S2时会发生衍射现象
B．无论用哪种频率的光照射双缝，光屏上都会呈现中间宽、两端窄的条纹
C．用蓝光照射时产生的条纹间距比用红光照射时产生的条纹间距大
D．若用白光照射双缝，光屏上会呈现一片白色
3．如图，消防战士在进行徒手爬杆训练，杆保持竖直。战士先采用“双手互换握杆”的方式保持身体匀速上升，到达杆顶后再采用“手握腿夹”的方式匀速下滑到地面。设战士匀速上升和匀速下滑所受的摩擦力分别为和，不计空气阻力。则（　　）
A．竖直向上，竖直向下 B．竖直向下，竖直向上
C．、的大小相等 D．是静摩擦力，数值上大于
4．如图是某单摆做阻尼振动的部分位移—时间图像，则摆球在、时刻，相同的物理量是（　　）
A．机械能 B．加速度 C．动量 D．重力势能
5．中国预计将在2028年实现载人登月计划，把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。如图所示是“嫦娥一号奔月”的示意图，“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星。关于“嫦娥一号”下列说法正确的是（　　）
A．发射时的速度必须达到第三宇宙速度
B．在绕地轨道中，公转半长轴的立方与公转周期的平方之比不变
C．在轨道Ⅰ上运动时的速度小于轨道Ⅱ上任意位置的速度
D．在不同的绕月轨道上，相同时间内卫星与月心连线扫过的面积相同
6．如图甲所示为一鸡蛋收纳架，利用斜坡使鸡蛋自动滚下，斜坡底端有一竖直挡板。现将5个鸡蛋放置在鸡蛋架上，将鸡蛋简化为质量为，半径为的球，图乙为正视图。已知斜坡倾角，重力加速度大小为，不计一切摩擦。下列说法正确的是（　　）
A．鸡蛋架对5号鸡蛋的作用力大小为
B．4号鸡蛋对5号鸡蛋的支持力大小为
C．鸡蛋架对4号鸡蛋的支持力大小为
D．竖直挡板对1号鸡蛋的支持力大小为
7．投掷铅球是运动会上必不可少的项目。某同学投掷铅球的过程可简化为如图所示的模型：质量为m的铅球从离水平地面高度为h处被投出，初速度斜向上且与水平方向成角，铅球落地点到抛出点的水平距离称为水平射程。忽略空气阻力，已知重力加速度为g，铅球视为质点，则（　　）
A．当一定时，角越大，铅球在空中运动时间越短
B．当角一定时，越小，其水平射程越长
C．若角小于 90°，取地面为零势能面，铅球运动过程中重力势能最大值为
D．当一定时，若要使水平射程最远，则角一定小于45°
二、多选题
8．某电场的电场线分布如图所示，以下说法错误的是（　　）
A．点场强大于点场强
B．点电势高于点电势
C．若将一试探电荷由点静止释放，它将沿电场线运动到点
D．若在点再固定一点电荷，将一试探电荷由移至的过程中，电势能减少
9．如图所示，光滑绝缘水平面上放置两个带电小球、，带电量分别为、，两球间距为，将带电量为的小球放在球右侧处时，三个球恰好都处于静止状态；若球电荷量增大为，且保持球的电荷量和、两球间距不变时，将带电量为的小球放在球左侧处，三个球也恰好都处于静止状态，各小球都可视为点电荷。下列选项正确的是（　　）
A． B． C． D．
10．如图所示，一不可伸长的轻质细绳，绳子的长度为l，绳的另一端连接一质量为m的小球，另一端固定在天花板上，小球可看作质点，现让小球以不同的角速度绕竖直轴做匀速圆周运动，小球离A点的竖直高度为h，细绳的拉力大小为F，重力加速度为g，下列图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
11．如图，P、Q、S三颗星体分别位于等边三角形的三个顶点上，在相互之间的万有引力作用下，绕圆心在三角形所在的平面内做匀速圆周运动，忽略其他星体对它们的作用。则下列说法正确的是（　　）
A．P、Q、S三颗星体的运动线速度大小相等
B．P、Q、S三颗星体中S星的质量最小
C．P、Q、S三颗星体中S星的加速度最小
D．P、Q、S三颗星体中S星所受的合力最小
三、实验探究题
12．某同学想测量一段金属丝的电阻：
（1）该同学先用多用电表粗测该金属丝的电阻，用已经调好零且选择开关指向欧姆挡“×10”挡位的多用电表测量，发现指针的偏转角度太大，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按　 　的顺序进行操作，再完成读数测量；
A．将K旋转到电阻挡“×1”的位置
B．将K旋转到电阻挡“×100”的位置
C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表欧姆调零
正确操作后，其表盘及指针所指位置如图甲所示，则此段电阻丝的电阻为　 　。
（2）该同学想用伏安法更加准确测量该金属丝的电阻，设计了如图乙所示的电路图，电源电动势E=4V。实验要求获得多组数据，且金属丝上所加的电压须从零开始。
①连接电路，在开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于　 　端（选填“a”或“b”）；
②某次实验测量时，选用合适的电表量程，表面刻度及指针如图丙所示，则读数I=　 　A，U=　 　 V，该金属丝电阻的测量值为　 　，该测量值与金属丝的真实值相比　 　。（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。
13．某实验组同学利用固定在气垫导轨上的光电门A、B和光电计时装置，以及带有挡光条的滑块C、D来验证动量守恒定律，已知挡光条的挡光宽度为L，实验装置如题图所示，采用的实验步骤如下：
a．调节气垫导轨底座螺母，使导轨成水平状态；
b．在滑块C、D间放入一个轻质弹簧，用一条细线捆绑住三者成一水平整体，静置于导轨中部；
c．将光电门远离滑块C、D两端；
d．烧断捆绑的细线，使滑块C、D在弹簧作用下分离，分别通过光电门A、B；
e．由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时挡光条挡光的时间，以及滑块D第一次通过光电门B时挡光条挡光的时间；
（1）实验中还应测量的物理量是　 　；（写出名称及表示符号）
（2）根据上述测量的实验数据及已知量，验证动量守恒定律的表达式是　 　；上式中算得的C、D两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的主要原因是　 　；
（3）利用上述实验数据　 　（填写“能”或“否”）测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出计算表达式，若不能说明理由：　 　；
（4）小组里某同学发现某次操作时，由于光电门离滑块太近，在弹簧还没完全弹开时滑块C、D同时通过了光电门，请你帮他判断，此时测量数据动量守恒吗？　 　（选填“守恒”或“不守恒”）
四、计算题
14．某实验小组设计的自动水位控制装置示意图如图所示。固定的激光束以入射角从空气射入足够宽的长方形水池中，经折射照射到池底，随着水位升高，当池底点的光传感器接收到激光信号时停止加水，此时激光的入射点为，已知为点在池底的垂直投影位置，距离，该激光在水中的折射率为。求：
（1）该激光在水中的折射角；
（2）该装置设定的控水深度。
15． 如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨ab、cd被固定在水平面上，导轨间距L＝0.6m，两导轨的左端用导线连接电阻R＝10Ω，质量m=1kg、电阻r＝2Ω的金属棒垂直于导轨静止在ef处并锁定；导轨及导线电阻均不计。整个装置处在竖直向下的磁场中，be＝0.2m，磁感应强度随时间的变化如图乙所示。0.2s后金属棒解除锁定并同时给金属棒水平向右的初速度v0=6m/s，求：
（1）0.1~0.2s内R上产生的焦耳热；
（2）从t＝0.2s后的整个过程中通过R的电荷量。
16． 如图所示，竖直平面内的光滑水平轨道与半径为的光滑圆轨道平滑连接，一轻质短弹簧在水平轨道上，左端固定在墙上，质量为的小球将弹簧压缩。从静止释放小球，小球沿水平轨道运动，与弹簧分离后，以速度向右匀速运动，在圆轨道的最低点与另一质量为的静止小球发生弹性碰撞，碰后，小球沿圆轨道上升到点脱离轨道，小球返回向左压缩弹簧，然后被弹簧弹回，恰好也在点脱离轨道。两小球形状相同，都可视为质点，整个过程中没有机械能损失，不考虑两球的第二次碰撞，重力加速度为。
（1）求弹簧最初具有的弹性势能及小球、碰后瞬间的速度和。（用、、表示）
（2）求小球和的质量之比及点距水平面的竖直高度。（用、、表示）
（3）假设球和的质量可以取不同的值，若小球第一次与弹簧分离后的速度，且和碰后都能通过轨道的最高点。试分析讨论两小球的质量和应满足的关系。
答案部分
1．【答案】A
2．【答案】A
3．【答案】C
4．【答案】D
5．【答案】B
6．【答案】D
7．【答案】D
8．【答案】A,C
9．【答案】A,C
10．【答案】A,C,D
11．【答案】B,D
12．【答案】ADC；19；a；0.46；2.30；5；偏小
13．【答案】（1）滑块C、D的质量mC、mD
（2）；滑块与气垫导轨间仍存在摩擦（或气垫导轨未完全水平，答案合理即可）
（3）能；
（4）守恒
14．【答案】（1）解：设折射角为
根据折射定律
代入数据解得折射角；
（2）解：根据直角三角形的边角关系
代入数据解得。
【解析】【分析】（1） 当池底点的光传感器接收到激光信号时停止加水，即此时光线刚好射到光传感器上。根据特意确定光线的入射角，再根据折射定律进行解答即可；
（2）根据几何关系结合（1）中结论运用三角函数进行解答即可。
15．【答案】（1）解：在0.1~0.2s内，befc闭合回路中产生的感应电动势为
由闭合电路欧姆定律，可得电路中的电流
由焦耳定律，可得0.1~0.2s内R上产生的焦耳热为
（2）解：0.2s后，金属棒以水平向右的初速度v0=6m/s做减速直线运动到静止，金属棒只受安培力作用，由动量定理可得
又有
解得
流经金属棒的电荷量即为流经电阻R的电荷量。
【解析】【分析】（1）0.1s-0.2s内由于磁感应强度的变化产生感应电动势，根据法拉电磁感应定律结合图像确定此过程回路中产生的感应电动势，再根据闭合电路欧姆定律及焦耳定律确定电阻R上产生的焦耳热；
（2）导体棒0.2s后做切割磁感线运动，再安培力的作用下做减速运动直至静止。再对导体棒运动动量定理及法拉第电磁感应定律及欧姆定律和电荷量公式进行解答。
16．【答案】（1）由小球和弹簧组成的系统机械能守恒，压缩弹簧具有的弹性势能有，小球与静止的发生正碰，碰后速度分别为、，取水平向右为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律得，，联立解得，；
（2）因和均在点脱离圆轨道，则和在点时速度大小相等，根据机械能守恒，可知小球与静止的发生弹性碰撞后，两球速度大小相等方向相反，即，结合（）结论，解得，小球在点脱离轨道，设点轨道法线与竖直方向的夹角为，有，小球从点运动到点过程中，由动能定理，由几何关系，联立解得；
（3）小球或经过圆形轨道的最高点点应具有最小速度，则，确保小球和都能通过最高点点，则从点运动到点过程中，由能量关系，，解上面两式，分别得或，，综上分析得或。
【解析】【分析】（1）小球从静止到与弹簧分离的过程，根据能量守恒定律可知，弹簧的弹性势能全部转化为小球P的动能，根据能量守恒定律确定弹簧最初具有的弹性势能。小球P、Q发生弹性碰撞，碰撞过程，两球构成的系统动量守恒和能量守恒，再根据动量守恒定律及能量守恒定律进行解答；
（2）小球P、Q均恰好C点脱离轨道，则两球在C点的速度大小相等，碰后两球运动到C点的过程，两小球均机械能守恒，继而确定碰后两小球速度关系，再结合（1）确定两小球质量之比。小球恰好点脱离轨道，则小球在C点做曲线运动的向心力完全由小球所受重力沿径向方向的分力提供。再根据牛顿第二定律结合小球Q从B到C的过程运用动能定理及几何关系进行解答；
（3）和碰后都能通过轨道的最高点，则P、Q经过圆形轨道最高点点的速度大于临界速度。再分别对小球P和小球Q从B到D的过程运用动能定理及在D点运动
牛顿第二定律进行联立解得。

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