2023岳阳岳阳县一中高二下学期6月期末物理试题含解析

2023年高二期末物理考试试题

一.选择题（共12小题，共36分）

1. 在地球上观察，月球和太阳的角直径（直径对应的张角）近似相等，如图所示。若月球绕地球运动的周期为T₁，地球绕太阳运动的周期为T₂，地球半径是月球半径的k倍，则地球与太阳的平均密度之比约为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】设月球绕地球运动的轨道半径为r₁，地球绕太阳运动的轨道半径为r₂，根据

可得

其中

联立可得

故选D。

2. 如图所示，一光滑绝缘轨道水平放置，直径上有A、B两点，AO = 2cm，OB = 4cm，在AB固定两个带电量分别为Q1、Q2的正电荷，现有一个带正电小球静置于轨道内侧P点（小球可视为点电荷），已知AP：BP = n：1，试求Q1：Q2是多少（   ）

A. 2n2：1 B. 4n2：1 C. 2n3：1 D. 4n3：1

【答案】C

【解析】

【详解】对小球受力分析如图所示

由正弦定理有

其中

∠CPH = ∠OPB，∠CHP = ∠HPD = ∠APO

其中△APO中

同理有

其中

，

联立有

Q1：Q2= 2n3：1

故选C。

3. 如图所示，静止的小球沿三条不同的轨道由同一位置运动到水平桌面上，P点到桌面的高度为h，桌面距地面高为H，小球质量为m，则以下说法正确的是（　　）

A. 小球沿竖直轨道运动到桌面上的过程，重力做功最少

B. 小球沿不同的轨道由同一位置运动到水平桌面，重力做功一样多

C. 小球的重力势能的减少量为mg（H+h）

D. 以桌面为参考平面，在出发点P小球的重力势能为mgH

【答案】B

【解析】

【详解】AB．小球沿不同轨道由同一位置滑到水平桌面，下降的竖直高度都相同，所重力做功一样多，故A错误，B正确；

C．重力势能的变化量与零势能面的选取无关，重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增大，所以小球重力势能的减少量为mgh，故C错误。

D．以桌面为参考平面，在出发点P小球的重力势能为mgh，故D错误。

故选B。

4. 在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，则正确的是（　　）

A. 电路再次稳定时，电源效率增加

B. 灯L2变暗，电流表的示数减小

C. 灯L1变亮，电压表的示数减小

D. 电容器存储的电势能增加

【答案】C

【解析】

【详解】A．电源的效率

将滑动变阻器的滑片P向下调节，变阻器接入电路的电阻减小，外电路电阻减小，则电源的效率减小，故A错误；

BC．将滑动变阻器的滑片P向下调节，变阻器接入电路的电阻减小，R与灯L2并联的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流I增大，路端电压U减小，则电压表示数减小，灯L1变亮。R与灯L2并联电路的电压

U减小，U1增大，U并减小，灯L2变暗。流过电流表的电流

I增大，I2减小，IA增大，电流表的示数增大，故B错误，C正确；

D．电容器两端的电压等于并联部分的电压，电压变小，由

知电容器的电荷量减少，电容器存储的电势能减小，故D错误。

故选C。

5. 如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为Q1、Q2和Q3，P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°、和30°。若P点处的电场强度为零，q > 0，则三个点电荷的电荷量可能为（   ）

A. Q1= q，，Q3= q B. Q1= －q，，Q3= －4q

C. Q1= －q，，Q3= －q D. Q1= q，，Q3= 4q

【答案】D

【解析】

【详解】AB．选项AB的电荷均为正和均为负，则根据电场强度的叠加法则可知，P点的场强不可能为零，AB错误；

C．设P、Q1间的距离为r，则Q1、Q3在P点产生的合场强大小有

解得

而Q2产生的场强大小为

则P点的场强不可能为零，C错误；

D．设P、Q1间的距离为r，则Q1、Q3在P点产生的合场强大小有

解得

而Q2产生的场强大小为

则P点的场强可能为零，D正确。

故选D。

6. 如图所示，将一个半径为r不带电的金属球放在绝缘支架上，金属球的右侧放置一个电荷量为Q的带正电的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离也为r。由于静电感应在金属球上产生感应电荷。设静电力常量为k。则关于金属球内的电场以及感应电荷的分布情况，以下说法中正确的是（　　）

A. 金属球球心处电场强度大小为

B. 感应电荷在金属球球心处激发的电场场强，方向向右

C. 感应电荷全部分布在金属球的表面上

D. 金属球右侧表面电势高于左侧表面

【答案】C

【解析】

【详解】A．电荷与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向，金属球内部合电场为零，故A错误；

B．感应电荷在金属球球心处激发的电场场强与点电荷在球心处产生的电场强度大小相等，方向相反，即为

故B错误；

C．由于金属球感应电荷产生的电场导致内部电荷分布在金属球的表面上，故C正确；

D．静电平衡的导体是一个等势体，导体表面是一个等势面，故D错误。

故选C。

7. 如图所示，半径为R的光滑细圆管用轻杆固定在竖直平面内。某时刻，质量为1kg、直径略小于细圆管内径的小球A（可视为质点）从细管最高点静止释放，当小球A和细圆管轨道圆心连线与竖直方向夹角为37°时，小球对轨道的压力大小为（　　）（）

A. 38N B. 40N C. 42N D. 44N

【答案】D

【解析】

【详解】以小球为对象，根据动能定理可得

解得

根据牛顿第二定律可得

解得

根据牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力大小为。

故选D。

8. 如图所示，装御工人利用斜面将一质量为m、可近似为光滑的油桶缓慢地推到汽车上。在油桶上移的过程中，人对油桶推力的方向由水平方向逐渐变为与水平方向成60°角斜向上，已知斜面的倾角为，重力加速度为g，则关于工人对油桶的推力大小，下列说法正确的是（　　）

A. 不变 B. 逐渐变小 C. 逐渐变大 D. 最小值为

【答案】D

【解析】

【详解】分析油桶的受力情况，油桶受重力、斜面的支持力和推力，因油桶缓慢地推到汽车上，处于动态平衡状态，由三角形定则作出力的动态变化过程，如图所示

当水平推力F由水平方向逐渐变为与水平方向成60°角斜向上的过程中，推力先变小后变大，最小时力F和支持力N垂直，即沿斜面方向，此时最小值为；

故选D。

9. 一个质量为m的小孩从高度为h的滑梯顶端由静止滑下，滑梯的倾角为30°，如果滑梯光滑，则小孩滑到底端时重力的瞬时功率为（ ）

A. mg B.  

C.    D.  

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】物体下滑过程中机械能守恒，所以有

物体滑到底端重力功率为

解得

故选B。

10. 如图，我国“天宫”空间站位于距地面约400km高的近地轨道，是我国宇航员进行太空工作和生活的场所；而同样也是我国自主研发的北斗卫星导航系统，由5颗同步卫星、30颗非静止轨道卫星和备用卫星组成，其广泛应用于三维卫星定位与通信。若上述的空间站和北斗系统的卫星均在各自轨道上绕地球做匀速圆周运动，则下面说法正确的是（　　）

A. “天宫”空间站的运行速度大于北斗同步卫星的运行速度

B. “天宫”空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为不受重力

C. 北斗导航系统中所有卫星离地球表面的高度都是相同的

D. 若北斗卫星在飞行的过程中速度变小了，它将远离地球

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据

可得

“天宫”空间站的运行轨道半径小于北斗同步卫星的轨道半径，则“天宫”空间站的运行速度大于北斗同步卫星的运行速度，选项A正确；

B．“天宫”空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为处于完全失重状态，但仍受重力，选项B错误；

C．根据

所有的同步卫星具有相同的周期，则离地球表面的高度都是一定的，但是北斗导航系统中所有卫星离地球表面的高度不相同，选项C错误；

D．若北斗卫星在飞行的过程中速度变小了，万有引力大于所需的向心力，则它将向靠近地球的方向运动，选项D错误。

故选A。

11. 如图所示为一种“滚轮—平盘无极变速器”的示意图，它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成。由于摩擦的作用，当平盘转动时，滚轮就会跟随转动，如果认为滚轮不会打滑，那么主动轴转速、从动轴转速、滚轮半径以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离之间的关系是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】从动轴的转速n2、滚轮半径r，则滚轮边缘的线速度大小为

主动轮与滚轮接触处的线速度大小

根据v1=v2得

得

故选A。

12. 一条小船在静水中速度为6m/s，要渡过宽度为60m，水流速度为10m/s的河流，现假设水面各处水的流速是相同的。则下列说法不正确的是（　　）

A. 小船渡河的最短时间为10s

B. 小船渡河的最短路程为60m

C. 小船船头垂直对岸渡河，若水速变大，则渡河时间不变

D. 小船船头与上游河岸成θ角和小船船头与下游河岸成θ角渡河时间相等

【答案】B

【解析】

【详解】A．小船渡河的最短时间为

选项A正确，不符合题意；

B．因船速小于河水流速，则合速度方向不可能垂直河岸，即小船不可能到达正对岸，即小船渡河的最短路程大于60m，选项B错误，符合题意；

C．小船船头垂直对岸渡河，水流速度不影响渡河时间，即若水速变大，则渡河时间不变，选项C正确，不符合题意；

D．小船船头与上游河岸成θ角和小船船头与下游河岸成θ角渡河时，船沿垂直河岸的速度相等，则渡河的时间相等，选项D正确，不符合题意。

故选B。

二.多选题（共4小题，16分）

13. 科学家威廉•赫歇尔首次提出了“双星”这个名词。现有由两颗中子星A、B组成的双星系统，可抽象为如图所示绕O点做匀速圆周运动的模型，已知A的轨道半径小于B的轨道半径，若A、B的总质量为M，A、B间的距离为L，A、B运动周期为T，则下列说法正确的是（　　）

A. B的线速度一定小于A的线速度

B. B的质量一定小于A的质量

C. L一定，M越大，T越小

D. M一定，L越大，T越小

【答案】BC

【解析】

【详解】A．因为双星靠相互间的万有引力提供向心力，即向心力大小相等，具有相同的角速度，由公式可知，由于A的轨道半径小于B的轨道半径，则B的线速度一定大于A的线速度，故A错误；

B．根据题意，由万有引力提供向心力有

解得

由于A的轨道半径小于B的轨道半径，B的质量一定小于A的质量，故B正确；

CD．由万有引力提供向心力有

解得

又有

可知，L一定，M越大，越大，周期越小，M一定，L越大，越小，周期越大，故D错误，C正确。

故选BC。

14. 如图所示，某商场的电动扶梯无人乘行时，扶梯沿着所在的斜面运转得很慢，有人站上扶梯时，它会先以大小为a的加速度沿斜面缓慢加速，再匀速运动。一质量为m的顾客乘扶梯上楼时，恰好经历了以上两个阶段。已知电动扶梯与水平面的夹角为，，则（　　）

A. 扶梯加速阶段，顾客对扶梯水平台阶的摩擦力大小为

B. 扶梯加速阶段，顾客对扶梯水平台阶的摩擦力大小为

C. 为保证顾客安全，匀速上行阶段扶梯扶手的速度应等于或略大于扶梯的速度

D. 为保证顾客安全，匀速上行阶段扶梯扶手的速度应等于或略小于扶梯的速度

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．扶梯加速阶段，水平方向根据牛顿第二定律有

选项A错误，B正确；

CD．匀速上行阶段，顾客受沿斜面向上的摩擦力作用与重力的下滑分力相平衡，故为保证顾客安全，匀速上行阶段扶梯扶手的速度应等于扶梯的速度，或略大于扶梯的速度，这样顾客的手相对扶手向下运动，顾客会受到向上的摩擦力作用，选项C正确，D错误。

故选BC。

15. 氢原子能级如图甲所示，一群处于能级的氢原子，向低能级跃迁时发出多种光，分别用这些光照射图乙电路的阴极K，其中3条光电流I随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62eV到3.11eV之间。则下列说法不正确的是（　　）

A. 图甲中氢原子从能级向低能级跃迁时能发射出3种频率的可见光

B. 图乙中当滑片P从a端移向b端过程中，光电流I一直增大

C. 图丙中b光和c光在光强不同的情况下，电路中饱和电流值可能相同

D. 若图丙中3条图线为照射过程中得到的可见光，则a光是氢原子从的能级向能级跃迁时发出的

【答案】B

【解析】

【详解】A．氢原子从n=5能级向低能级跃迁时能辐射出

种频率的光，其中只有从n=5能级跃迁到n=2能级、n=4能级跃迁到n=2能级及n=3能级跃迁到n=2能级发出的光为可见光。故A正确；

B．由图乙可知，当滑片P从a端移向b端过程中，从a到c电压负向减小，从c到b电压正向增大，所以光电流I增大，当所有的光电子都能到达A极板时，滑片移动光电流不再增大，故当滑片P从a端移向b端过程中，光电流I可能先增大后不变。故B错误；

C．由图丙可知，b光的饱和光电流小于c光的饱和光电流，故在b光和c光强度不同的情况下，电路中饱和电流值不一定相同。故C正确；

D．由图丙可知a光的遏止电压最大，由

可知a光能量最大，在一群处于n = 5能级的氢原子，向低能级跃迁时发出的可见光中从n=5能级向n=2能级跃迁的辐射的光电子能量最大。故D正确。

本题选不正确的，故选B。

16. 如图所示，轻弹簧上端固定，另一端连在置于水平地面点的小滑块上，弹簧处于伸长状态，小滑块恰好能静止。现将外力作用在小滑块上使其刚好能运动到点并撤去，弹簧此时处于压缩状态且与小滑块在点时形变量相同、则下列说法正确的是（　　）

A. 撤去外力后，物块在点时对地面的压力等于在点时对地面的压力

B. 撤去外力后，物块在点处一定能静止

C. 在点时弹簧弹性势能等于在点时弹簧弹性势能

D. 外力做的功大于摩擦生热

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．受力分析如图所示

可得

弹簧在处的水平分力比处的小，物块在处恰好不动，则撤去外力后，物块可以静止在处，选项A错误，B正确；

C．弹簧在处和处的形变量相同，则弹性势能也相等，选项C正确；

D．从到，根据动能定理

F做的功等于摩擦生热，选项D错误。

故选BC。

三.填空题（共2小题，共12分）

17. 某段江面宽80m，水流速度5m/s，有一木船在A点要过江，如图所示。

（1）若木船相对静水速度4m/s，则木船最短渡江时间为____s；

（2）若A处下游60m的B处是—片与河岸垂直的险滩，木船以相对静水4m/s的速度航行，则木船 _____ （选填“能”或“不能”） 安全渡河。

【答案】    ①. 20    ②. 能

【解析】

【详解】（1）[1]当船头始终垂直河岸时，木船渡河时间最短，最短时间为

（2）[2]当船恰好能安全到达对岸时，如图所示：

设合速度方向与河岸夹角为α，由几何关系得

sinα＝＝0.8

此时船速最小满足

解得船的最小船速为

v船min＝4m/s

木船能安全渡河。

18. 如图所示，小球质量为m，悬线长为L，小球在位置A时悬线水平，放手后，小球运动到位置B，悬线竖直。设在小球运动过程中空气阻力f的大小不变，重力加速度为g，在该过程中，重力做的功为________，空气阻力做的功为________。

【答案】    ①.     ②.

【解析】

【详解】[1]重力做功为

W1=mgL

[2]空气阻力做功为

四.解答题（共2小题，36分）

19. 跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现有某运动员从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，如图所示。测得ab间的距离为，斜坡与水平方向的夹角为，不计空气阻力，g取。求：

（1）运动员在a处的速度大小；

（2）运动员在空中离坡面的最大距离d。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）运动员从a处运动到b处，做平抛运动，根据平抛运动规律

解得

（2）当运动员的速度方向与坡面平行时，运动员离坡面最远，则

解得

根据正交分解法，将运动员的运动分解到垂直斜面向上方向和沿斜面向下方向的两个分运动，在垂直斜面方向上，做匀减速直线运动，初速度

加速度

设最远距离为h，则

联立解得

20. 抛石机是古代战场的破城重器（如图甲），可筒化为图乙所示。将石块放在长臂A端的半球形凹槽（内壁视为光滑）内，在短臂B端挂上重物，将A端拉至地面然后突然释放，假设石块运动到竖直上方最高点P时被水平抛出。已知转轴O到地面的距离，略小于h，，石块质量（可视为质点），从P点抛出后的水平射程为，不计空气阻力和所有摩擦，取，求：

（1）石块落地时速度大小；

（2）石块到达P时对凹槽压力的大小及方向。

【答案】（1）；（2），方向竖直向上

【解析】

【详解】（1）石块从P点抛出后做平抛运动，则有

，

求得石块从P点抛出到到达地面所用时间为

从P点抛出时的速度大小为

则落地时的速度大小为

（2）石块到达P时，根据牛顿第二定律有

代入数据求得凹槽对石块的弹力为