湖南省怀化市2021-2022学年高二物理上学期期末试卷（Word版附解析）

怀化市中小学课程改革教育质量监测试卷2021年下期期末考试高二物理

注意事项：

1. 答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号写在答题卡和该试题卷的封面上，并认真核对条形码上的姓名、准考证号和科目。

2. 考生作答时，选择题和非选择题均做在答题卡上，在本试题卷上答题无效。考生在答题卡上按答题卡中注意事项的要求答题。

3. 考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。

4. 本试题卷共6页，如缺页，考生须声明，否则后果自负。

命审题：怀化三中 陈锋   怀化铁一中 陈斌    湖天中学 王跃军  怀化一中 黄雨松    芷江一中 江山

一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。下列说法正确的是（　　）

A. 先闭合S2，在闭合和断开S1的瞬间，电流计指针会发生偏转

B. 先闭合S1，把线圈A插入线圈B中，S2开关闭合和断开的瞬间，电流计指针均不会偏转

C. S1和S2开关都闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转

D. S1和S2开关都闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度

【答案】C

【解析】

【详解】A．先闭合S2，在闭合和断开S1的瞬间，线圈A中的电流不变，线圈B中的磁通量不变，在线圈B中不能产生感应电流，故电流计指针不会发生偏转，故A错误；

B．先闭合S1，把线圈A插入线圈B中，S2开关闭合和断开的瞬间，线圈A中电流变化，线圈B中磁通量变化，产生感应电流，电流计指针均会偏转，故B错误；

C．S1和S2开关都闭合后，线圈A插入或拔出，线圈B中的磁通量都变化，产生感应电流，电流计指针均会偏转，故C正确；

D ．S1和S2开关都闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，滑动变阻器所在电路中电流变化，线圈B中磁通量变化，产生感应电流，电流计指针偏转，故D错误。

故选C。

2. 如图所示，A、B两物体的质量比∶=3∶2，它们原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑。当弹簧突然释放后，若A、B两物体分别向左、右运动，则有（　　）

A. A、B系统动量守恒 B. A、B、C系统动量守恒

C. 小车向右运动 D. 小车保持静止

【答案】B

【解析】

【详解】A．当弹簧释放后，A、B两物体分别向左、右运动，A受C向右的摩擦力，B受C向左的摩擦力，因两物体质量不相等，滑动摩擦力大小为，所以两物体受摩擦力大小不相等，因此A、B系统受合外力不等于零，A、B系统动量不守恒，A错误；

B．由于地面光滑，A、B、C系统受合外力等于零，系统动量守恒，B正确；

CD．因A的质量大于B的质量，则有A对C的摩擦力向左大于B对C向右的摩擦力，所以小车受合外力向左，则小车向左运动，CD错误。

故选B。

3. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（　　）

A. 带电粒子在R点时的加速度大于在Q点时的加速度

B. 带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大

C. 带电粒子在R点时的速度小于在Q点时的速度

D. 带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大

【答案】A

【解析】

【详解】A．电场线的疏密表示电场强度的大小，因此R点的场强大于Q点的场强，带电粒子在R点受电场力大于在Q点受电场力，所以带电粒子在R点时的加速度大于在Q点时的加速度，A正确；

B．带电粒子做曲线运动，受电场力指向曲线内侧，所以电场力的方向沿电场线向右，粒子带负电，电场线方向向左，由沿电场线方向电势降低的方向可知，P点电势高于Q点电势，带负电粒子在电势高的地方电势能小，所以带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能小，B错误；

C．若粒子从P点经R点运动到Q点，电场力做负功，电势能增大，动能减小，速度减小，所以带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度，C错误；

D．由能量守恒定律可知，带电粒子只在电场力作用下运动，运动中，带电粒子的动能与电势能之和一直不变，所以带电粒子在R、Q、P点时的动能与电势能之和都相等，D错误。

故选A。

4. 如图所示，、、、为矩形各边中点，为、的交点，边的长度为。、两点分别固定一等量正点电荷，另一电荷量为的负点电荷置于点时，点处的电场强度恰好为零。若将点的负点电荷移到点，则点处电场强度的大小和方向为（静电力常量为）（　　）

A. ，方向向右 B. ，方向向左

C. ，方向向右 D. ，方向向左

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】当负点电荷在点时，点处电场强度恰好为零，根据公式可得负点电荷在点产生的电场强度大小为，方向水平向左，故两个正点电荷在点产生的合电场强度大小为，方向水平向右；负点电荷移到点，在点产生的电场强度大小为，方向水平向左，所以点的合电场强度为

方向水平向左，故D正确，A、B、C错误。

故选D。

5. 下图所示的彼此绝缘且相互交叉的两根通电直导线与闭合线圈共面，则穿过线圈的磁通量可能为零的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据安培定则，电流、在第四象限磁场方向均是垂直纸面向里，所以穿过线圈的磁通量不可能为零，A错误；

B．电流在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，在第一象限磁场方向是垂直纸面向里，所以穿过线圈磁通量可能为零，B正确；

C．电流在第一象限磁场方向垂直纸面向外，在第一象限的磁场方向垂直纸面向外，所以穿过线圈磁通量不可能为零，C错误；

D．电流在第二、三象限的磁场方向是垂直纸面向外，在此处磁场方向是上半部垂直纸面向里，下半部分垂直纸面向外，所以穿过线圈的磁通量不可能为零，D错误。

故选B。

6. 电容器在调谐、旁路、耦合、滤波等电路中起着重要的作用。如图所示的电路中，当开关闭合后，一带电小油滴在平行板电容器间恰好处于静止状态，则下列说法不正确的是（　　）

A. 小油滴带负电

B. 仅把电阻箱R1的阻值增大，油滴将上升

C. 仅把电容器上极板略微竖直上移，油滴仍静止不动

D. 仅把电容器上极板略微水平右移，油滴仍静止不动

【答案】C

【解析】

【详解】A．带电小油滴处于静止状态，受力平衡，重力和电场力平衡，所以电场力一定竖直向上，电容器上极板带正电，所以油滴带负电，A正确；

B．仅把电阻箱R1的阻值增大，R1的分得的电压变大，电容器的电压变大，电容器之间电场强度变大，油滴受到的电场力变大，油滴将上升，B正确；

C．在电容器上极板稍稍上移的过程中，d增大，又U不变，根据

可知，电场强度E减小，油滴受到的电场力减小，油滴将下降，C错误；

D．把电容器上极板略微水平右移，电容器的电容改变，但是极板之间的距离d没有改变，又U不变，根据

可知，电场强度E不变，油滴受到的电场力不变，油滴受力情况不变，油滴静止，D正确。

故选C。

二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分。

7. 如图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置为处的质点，Q是平衡位置为处的质点；图乙为质点Q的振动图像。则下列说法正确的是（　　）

A. 该波沿x轴正方向传播

B. 该波沿x轴负方向传播

C. 从到，质点P通过的路程等于

D. 从到，该波沿x轴方向传播了

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．在t=0.1s时，由乙图知质点 Q 正向下运动，根据波形可知该波沿 x 轴负方向传播。选项A 错误、B正确；

C．在t=0.1s时，质点 P 沿 y 轴正方向运动。由图乙可知周期为T=0.2s, 从t=0.1s到t=0.25s，质点 P 经历了四分之三个周期，质点初始位置不在平衡位置或最大位移处，其通过的路程不是三个振幅30cm，选项C 错误；

D．由图甲可知波长为8m，则波速为40m/s，在t=0.1s到t=0.25s的时间内，波沿x轴方向传播的距离为

选项D正确。

故选BD。

8. 图甲是用光的干涉法来检查物体平面平整程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查其平面的物体，C为入射光，图乙和图丙分别为两次观察到的干涉条纹，下列说法正确的是（　　）

A. 图示条纹是由A的下表面反射光和B的上表面反射光发生干涉形成的

B. 当A、B之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，对应条纹是暗条纹

C. 若所观察的条纹是图乙，被检查表面上有洞状凹陷

D. 若所观察的条纹是图丙，被检查表面上有沟状凹陷

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】A．薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的发射光干涉产生，A正确；

B．空气层厚度相同的地方，两列光波的路程差相同，当AB之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，则两列光波的光程差为半波长的偶数倍，所以对应条纹是明条纹，故B错误；

C．薄膜干涉是等厚干涉，即亮条纹处空气膜的厚度相等，亮条纹右偏说明被检查表面上有凸起，C错误；

D．图丙中亮条纹左偏说明被检查表面上有沟状凹陷，D正确。

故选AD。

9. 如图所示，A、B、C三个带电离子（不计重力）以相同的初速度沿水平金属板M、N间的中心线射入匀强电场中，两极板间的距离为d。A离子落在N板的中点；B离子落在N板的边缘；C离子飞出极板时，沿电场方向的位移为  。已知它们带电量比值为，则下列说法中正确的是（　　）

A. 离子A、B在极板间的运动时间之比为1：1 B. 离子A、B的加速度之比为4：1

C. 离子B、C的质量之比为1：2 D. 离子B、C的动能增加量之比为1：1

【答案】BD

【解析】

【详解】A．根据

可知离子A、B在极板间的运动时间之比为

A错误；

B．根据

可知离子A、B的加速度之比为

B正确；

C．易知离子在B、C在极板间的运动时间之比为1：1，根据牛顿第二定律有

联立可得

可得离子B、C的质量之比为

C错误；

D．根据动能定理可得

离子B、C的动能增加量之比为

D正确。

故选BD。

10. 如图所示，匀强电场中有一固定斜面，电场方向平行斜面向下，一带正电的物体以初动能从斜面底端向上运动，第一次经斜面点时动能减少了，机械能减少了，电势能增加了，则有（　　）

A. 返回斜面底端时的动能为

B. 返回斜面底端时的动能为

C. 从底端到第一次经过点摩擦力对物体做功为

D. 返回斜面底端时克服摩擦阻力做的功为

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】ABC．根据功能关系，电势能增加了80J，电场力做的功为

机械能减小了100J，则有

动能减少了，则有

联立解得

，

根据动能定理，合外力做的功等于动能的变化量，又因为上升过程中，重力，摩擦力，电场力为恒力，则上升过程位移相同，则各力做的功之比为

则上升到最高点过程中，摩擦力做功为

从斜面底端向上运动，返回斜面底端时，由动能定理可得

解得

所以AC正确；B错误；

D．返回斜面底端时克服摩擦阻力做功为

所以D错误；

故选AC。

三、非选择题：共56分。

11. 在用单摆测定重力加速度的实验中

（1） 实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图甲所示，该摆球的直径d=________ mm；

（2） 接着测量了摆线的长度为l0，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，则重力加速度的表达式g=_______（用题目中的物理量表示）；

（3） 某小组改变摆线长度l0，测量了多组数据。在进行数据处理时，甲同学把摆线长l0作为摆长，直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值；乙同学作出T2-l0图象后求出斜率，然后算出重力加速度。两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲________，乙________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

【答案】    ①. 14.15    ②.     ③. 偏小    ④. 无影响

【解析】

【详解】（1）[1] 摆球的直径

（2）[2] 单摆摆长等于摆线长度与摆球半径之和，则单摆摆长为

由图乙所示图象可知，单摆的周期

由单摆周期公式

重力加速度

（3）[3] 摆长应该是摆线长度与摆球半径之和，甲同学把摆线长l0作为摆长，摆长小于实际摆长，根据单摆周期公式

重力加速度

可知，重力加速度的测量值小于真实值

[4] 乙同学由

可知

可知，T2-l0图象的斜率

把摆线长度当作摆长作出的T2-l0图象的斜率不受影响，所测重力加速度g不受影响

12. 连续两年春节，太原市用112.6万件LED点亮了龙城.拆下一组LED，发现它由三个相同的LED灯珠和一个定值电阻R0串联而成（图甲中虚线框内部分），供电电压为12V，由理论分析可知，每个小灯珠的工作电压应在3V~4V之间．为研究LED灯珠的伏安特性并测量R0的值，小亮同学设计了图甲的电路进行实验．图中电源电压恒为12V，电压表的量程为2V、内阻为4.0kΩ；电流表量程为30mA、内阻很小可忽略．完成下列操作中的要求或填空：

(1)为使电路能正常工作，a端应接电源的__________（选填“正极”或“负极”）；

(2)为完成实验并准确测量，定值电阻Rx应该选择的是__________；

A.l.0kΩ    B.4.0kΩ    C. 8.0kΩ    D.20.0kΩ

(3)正确选择Rx后接通电源，将R的滑动触头从M端向N端滑动，记录多组电压表的示数U和电流表的示数I，并在图乙中绘出了灯珠D的图线.其中，当R的滑动触头移动到N端时，电压表的示数为1.80V、电流表的示数为25.0mA.不考虑电压表和电流表对电路的影响，则R0的值为__________Ω；

(4)灯珠D在通过某一电流时的实际功率__________（选填“大于”、“小于”或“等于”）由图乙得到的测量值；

(5)若将这一组LED灯珠直接接到电动势为12V、内电阻为152.0Ω的叠层电池两端，一组LED中三个灯珠的总功率为__________mW.（计算结果保留2位有效数字）

【答案】    ①. 负极    ②. B    ③. 48 (48.0)    ④. 大于    ⑤. 1.3×102(1.2×102~1.4×102)

【解析】

【详解】(1)灯珠正常发光要正向偏压，由图示电路图可知，使电路能正常工作，a端应接电源的负极.

(2)由图示电路图可知，三个电珠串联，电源电压为12V，每个电珠两端最大电压约为4V，

改装后的电压表量程应为4V，因此串联电阻内阻应与电压表内阻相等，故选B；

(3)电压表示数为1.8V，则小电珠两端电压为:1.8×2=3.6V，由图示电路图可知，定值电阻阻值:；

(4)由图示电路图可知，由于电压表的分流作用，流过灯珠的电流小于电流表示数，即电流测量值偏小，由P=UI可知，灯珠的实际功率大于测量值；

(5)建立三个灯珠串联和电源构成的全电路欧姆定律：，即，在灯珠U-I坐标系内过和两个点作出电源的U-I图线,如图所示：

由图示图线可知，一个LED灯珠的电压U=1.55V，电流I=14.2mA；

而LED灯组的总功率为；

代入数据得：..

13. 光滑水平轨道上放置长板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端，A、B间的动摩擦因数μ=0.5，三者质量分别为mA=2 kg，mB=1 kg，mC=2 kg。开始时C静止，A、B一起以v0=5 m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间t，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞。求：

（1） A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小；

（2） 时间t。

【答案】（1）vA=2m/s；（2）t=0.4s

【解析】

【详解】解：（1）设A与C发生碰撞后，A的速度为vA，C的速度为vC，B与A发生相互作用后，共同速度为v共，则根据题意和动量守恒定律得

代入已知数据联立解得

vC=3m/s

vA=2m/s

（2）对滑块B，根据动量定理得

解得

t=0.4s

14. 如图所示，半圆玻璃砖的半径R=12cm，直径AB与光屏MN垂直并接触于A点．一束激光a从半圆弧表面上射向半圆玻璃砖的圆心O，光线与竖直直径AB之间的夹角为60°，最终在光屏MN上出现两个光斑，且A点左侧光斑与A之间距离为4cm．求：

①玻璃砖的折射率；

②改变激光a的入射方向，使光屏MN上只剩一个光斑，求此光斑离A点的最远距离．

【答案】（1）  （2）

【解析】

【分析】（1）根据折射定律和反射定律作出光路图，根据几何关系求出折射角，从而求得玻璃砖的折射率；

（2）改变入射角，使屏MN上只剩一个光斑，此光斑离A最远时，恰好发生全反射，入射角等于临界角C，由sinC 求得临界角C．再由几何知识求此光斑离A点的最长距离．

【详解】（1）由题意可得，激光在AB面上发生折射的入射角，设半圆玻璃砖的折射率为，折射角为，

则：；

其中：；

解得：

（2）分析可得，当激光在AB面上恰好发生全反射时，光屏MN上只剩一个光斑且光斑离A点的距离最远，

所以：设激光在AB面上恰好发生全反射时的临界角为C，由折射定律可得：

光斑离A点的距离最远：

由数学知识可得：

代入数据可得：

15. 如图所示，半径为R四分之一光滑绝缘圆弧轨道竖直固定并与粗糙绝缘水平面平滑连接，空间存在着水平向右的匀强电场（图中未画出），一带负电的小滑块（可视为质点）从距离水平面高为的A点以的初速度水平抛出，恰好无碰撞地从B点进入圆弧轨道，且第一次返回时刚好到达B点，重力加速度为g，求（结果可以用根式表示）：

（1）小滑块受到的电场力与重力的比值；

（2）小滑块与水平面间的动摩擦因数及在水平面上运动的最远距离；

（3）足够长时间后小滑块对圆弧轨道压力的最大值。

【答案】（1） ；（2） ； （3）

【解析】

【详解】（1）小滑块从A到B的过程，竖直方向

水平方向

解得

（2）小球从A到B的水平位移为

设小滑块在水平面上滑行的最远距离为x，则从抛出小滑块到滑行最远，由能量守恒定律得

返回时，由能量守恒定律得

联立解得

（3）小滑块最后将在如图所示的圆弧所对应的范围内往复运动，重力与电场力的合力为，小滑抉在其中点处E的速度最大，则

小滑块由D到E由动能定理可得

小滑块在E点时，由牛顿第二定律可得

由牛顿第三定律得，此时小滑块对轨道压力的大小为

联立解得小滑块对轨道的压力的最大值为