2019高二物理期末试题及答案.doc

东城区2018—2019学年度第一学期期末教学统一检测
高 二 物 理 2019.01
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时长100分钟。考生务必将答案写在答题卡上，在试卷上作答无效。
第Ⅰ卷（选择题 共45分）
一、单项选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意。)
1．在国际单位制中，磁感应强度的单位是
A．安培 B．库仑 C．特斯拉 D．韦伯

第2题图
2．在第23届冬奥会闭幕式上 “北京八分钟”的表演中，轮滑演员在舞台上滑出漂亮的曲线轨迹（如图所示）。在此过程中轮滑演员的
A．速度始终保持不变
B．运动状态始终保持不变
C．速度方向沿曲线上各点的切线方向
D．所受合力方向始终与速度方向一致

请阅读下述文字，完成第3、第4、第5题。
匀速圆周运动是圆周运动中最为简单的一种运动形式。走时准确的钟表指针尖端的运动可以视为匀速圆周运动。下列钟表均走时准确。
3．钟表的时针尖端在运动过程中保持不变的物理量是
A．周期 B．线速度 C．加速度 D．向心力

4．钟表的分针与时针的角速度之比为
A．12:1 B．1:12 C．60:1 D．1:60

5．一只闹钟的秒针尖端的线速度大小为3×10-3m/s，另一只手表的秒针尖端的线速度大小为8×10-4m/s，则闹钟的秒针与手表的秒针的长度之比为
A．15:4 B．4:15 C．8:3 D．3:8

6．地球和火星绕太阳的公转可视为匀速圆周运动。下表给出了地球和火星的质量、半径、绕太阳公转的轨道半径等信息。忽略行星自转影响。火星和地球相比，下列说法正确的是

质量/kg
半径/m
轨道半径/m
地球
6.0×1024
6.4×106
1.5×1011
火星
6.4×1023
3.4×106
2.3×1011
A．火星的公转周期较小 B．火星的向心加速度较小
C．火星的运行速度较大 D．火星的第一宇宙速度较大

第7题图
7．如图所示，运动员挥拍击打质量为m的网球。网球被球拍击打前、后瞬间速度的大小分别为v1、v2（v1＜v2），且方向相反。忽略重力的影响，则此过程中球拍对网球作用力的冲量
A．大小为m (v2 + v1 )，方向与v1方向相同
B．大小为m (v2 + v1 )，方向与v2方向相同
C．大小为m (v2 – v1 )，方向与v1方向相同
D．大小为m (v2 – v1 )，方向与v2方向相同

8．为了安全起见，电影特技演员从高处跳下时往往会落在很厚的空气垫上。某次表演时，特技演员从5米高处自由落下，竖直落在空气垫上，经过0.4s静止下来。则在此过程中他受到的空气垫施加的平均作用力约为其自身重力的
A． 1倍 B．1.5倍 C． 2.5倍 D． 3.5倍

9．兴趣小组的同学将静置在地面上的质量为M(含水)的自制“水火箭”释放升空，在极短时间内，“水火箭”以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的水。忽略喷水过程中重力和空气阻力的影响，则喷水结束时“水火箭”获得的速度大小是
A．v0　　　　　B．v0 C．v0 D．v0

10．如图所示，在光滑水平面上有一质量为m的小物块与左端固定的轻质弹簧相连，构成一个水平弹簧振子。弹簧处于原长时小物块位于O点。现使小物块在M、N两点间沿光滑水平面做简谐运动，在此过程中
O
M
N
第10题图
A．小物块运动到M点时回复力与位移方向相同
B．小物块每次运动到N点时的加速度一定相同
C．小物块从O点向M点运动过程中做加速运动
D．小物块从O点向N点运动过程中机械能增加
x/cm
t/s
1.0
5.0
-5.0
2.0
0
0.5
1.5
第11题图

11．如图所示为做简谐运动物体的振动图像。由图可知
A．0~0.5s时间内，物体的加速度从零变为正向最大
B．0.5s~1.0s时间内，物体所受回复力从零变为正向最大
C．1.0s~1.5s时间内，物体的速度从零变为正向最大
D．1.5s~2.0s时间内，物体的动量从零变为正向最大

x
a
b
第12题图
12．一列简谐横波沿x轴传播。某时刻的波形如图所示，其中质点a、b均处于平衡位置，且质点a正向上运动。下列说法正确的是
A．此列波沿x 轴负方向传播
B．此时刻质点b正向上运动
C．一段时间后质点a运动到质点b处
D．一段时间后质点a、b同时回到平衡位置
13．如图所示，一列简谐横波向右传播，质点a和b的平衡位置相距0.5m。某时刻质点a运动到波峰位置时，质点b刚好处于平衡位置向上运动。这列波的波长可能是
a
b
左
右
第13题图
A． m B．m
C．2m D．3m

14．如图所示为阴极射线管的示意图，阴极射线管的两个电极接到高压电源时，阴极会发射电子。电子在电场中沿直线飞向阳极形成电子束。将条形磁铁的磁极靠近阴极射线管时，电子束发生偏转；将条形磁铁撤去，电子束不再发生偏转。上述实验现象能说明
第14题图
亮线
A．电子束周围存在电场
B．电流是电荷定向运动形成的
C．磁场对运动电荷有力的作用
D．磁场对静止电荷没有力的作用

第15题图
15．利用如图所示的天平可以测定磁感应强度。天平的右臂下悬挂有一个N匝矩形线圈，线圈宽度为l，线圈下端在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有顺时针方向的电流I时，在天平左右两边分别加上质量为m 1 、m 2 的砝码，天平平衡。当线圈中通有逆时针方向的电流I时，天平右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，由此可知， 磁感应强度
A．方向垂直纸面向里，大小为
B．方向垂直纸面向外，大小为
C．方向垂直纸面向里，大小为
D．方向垂直纸面向外，大小为

第Ⅱ卷 （非选择题，共55分）
二、填空题（本题共2小题，共16分）
16．（8分）
利用如图所示装置，通过半径相同的两小球的碰撞来验证动量守恒定律。图中AB是斜槽，BC是水平槽，斜槽与水平槽之间平滑连接。图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。
白纸

1
M P N
O
重锤线
2
B
A
C
复写纸
第16题图
实验时，先让球1从斜槽轨道上的某位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，多次重复上述操作，找到其平均落点的位置P，测得平抛射程为OP。再把球2放在水平槽末端的位置，让球1仍从原位置由静止开始滚下，与球2碰撞后，两球分别在记录纸上留下落点痕迹，多次重复上述操作，分别找到球1和球2相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为OM和ON。测得球1的质量为m1，球2的质量为m2。
⑴实验中必须满足的条件是 。
A．斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B．斜槽轨道末端的切线水平
C．球1每次从轨道的同一位置由静止滚下
D．两小球的质量相等
⑵若所测物理量满足表达式_________________________时，可以说明两球在碰撞过程中动量守恒。
⑶若所测物理量满足表达式________________________________时，可以说明两球的碰撞为弹性碰撞。
⑷实验时尽管没有测量两小球碰撞前后的速度，也同样可以验证动量是否守恒，其原因是：_________________________________________________________________________。

17．（8分）
利用如图1所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。
⑴实验室有如下器材可供选用：
A．长约1 m的细线
B．长约1 m的橡皮绳
C．直径约2 cm的均匀铁球
D．直径约5cm的均匀木球
E．秒表
F．时钟
G．10分度的游标卡尺
H．最小刻度为毫米的米尺
选用了游标卡尺和米尺后，还需要从上述器材中选择 （填写器材前面的字母）。
⑵用10分度的游标卡尺测量小球的直径d，测量的示数如图2所示，读出小球直径的值为 mm。
第17题图
图1
图2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

2
0
10
3

⑶将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，将其上端固定，下端自由下垂。用米尺测量摆线长度为l。小球在竖直平面内小角度平稳摆动后，测得小球完成n次全振动的总时间为t。请写出重力加速度的表达式g=___________________。（用l、d、n、t表示）
⑷正确操作后，根据多次测量数据计算出实验所在处的重力加速度值，比较后发现：此值比北京的重力加速度值略小，则实验所在处的地理位置与北京的主要不同点可能是_______________________________________________（写出一条即可）。
三．论述计算题（本题共4小题，共39分。解答时应画出必要的受力图，写出必要的文字说明和原始方程。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中要明确写出数值和单位。）
18．（8分）
将一个小球从某高处以3m/s的初速度水平抛出，测得小球落地点到抛出点的水平距离为1.2m。小球运动中所受空气阻力可以忽略不计，取g＝10m/s2。求：
⑴小球在空中运动的时间；
⑵抛出点距地面的高度；
⑶有同学认为，“如果以某一适当的初速度将小球水平抛出，可以使它沿竖直方向落到水平地面上。” 请你说明他的观点是否正确，并写出你的理由。

19．（8分）
某颗人造地球卫星在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，地面表面附近的重力加速度为g。请你推导该卫星：
⑴运行速度的表达式；
⑵运行周期的表达式。

20．（11分）
如图所示，半径为0.5m的光滑细圆管轨道竖直固定，底端分别与两侧的直轨道相切。物块A以v0=6m/s的速度进入圆轨道，滑过最高点P，再沿圆轨道滑出，之后与静止于直轨道上Q处的物块B碰撞，A、B碰撞时间极短，碰撞后二者粘在一起。已知Q点左侧轨道均光滑， Q点右侧轨道与两物块间的动摩擦因数均为μ=0.1。物块A、B的质量均为1kg，且均可视为质点。取g =10m/s2。求：
⑴ 物块A经过P点时的速度大小；
⑵ 物块A经过P点时受到的弹力大小和方向；
⑶ 在碰撞后，物块A、B最终停止运动处距Q点的距离。

Q
P
A
B
第20题图

21．(12分)
质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。如图所示为一种质谱仪的原理示意图。带电粒子从容器A下方的小孔飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为零，然后沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上。忽略重力的影响。
（1）若电荷量为+q、质量为m的粒子，由容器A进入质谱仪，最后打在底片上某处，求粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。
（2）若有某种元素的两种同位素的原子核由容器A进入质谱仪，在磁场中运动轨迹的直径之比为d1：d2，求它们的质量之比。
底片D
第21题图
A
B
O

—
+q , m
U

（3）若将图中的匀强磁场替换为水平向左的匀强电场，（2）中两种同位素的原子核由容器A进入质谱仪，是否会打在底片上？是否会被分离成两股粒子束？请通过计算说明你的观点。

参考答案及评分标准
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
C
C
A
A
A
B
B
D
D
B
D
D
C
C
A

16．（8分）
⑴ BC （2分）
⑵ m1·OP= m1·OM+ m2·ON （2分）
⑶ OP+OM=ON （2分）
⑷ 两小球碰撞前后均做平抛运动，下落高度相同，运动时间相同，水平射程与平抛初速度成正比，可以用水平射程替代水平速度。 （2分）

17．（8分）
⑴ACE （2分） ⑵17.6 （2分） ⑶ （2分）
⑷实验所在处比北京纬度低或海拔高（其他答案合理也给分） （2分）

18．（8分）
解：设小球在空中运动时间为t，抛出点距地面高度为h
⑴根据小球在水平方向的匀速直线运动，有 …………2分
解得t＝0.4s …………1分
⑵根据小球在竖直方向的自由落体运动，有 …………2分
解得h＝0.8m …………1分
⑶他的观点不正确。因为小球在空中运动过程中始终存在水平方向分速度，其合速度不可能沿竖直方向。 …………2分

19．（8分）
解：
⑴ 设地球质量为M，卫星质量为m，卫星绕地球运行的轨道半径为r
根据万有引力定律和牛顿第二定律 …………2分
在地球表面附近的物体 …………1分
由已知条件知 r=R+h …………1分
联立可得 …………1分
⑵由周期公式 …………2分
可得 …………1分

20. （11分）
解：
(1)物块A进入圆轨道到达P点的过程中
根据动能定理 …………2分
代入数据，解得 vP=4m/s …………1分

(2)物块A经过P点时
根据牛顿第二定律 …………2分
代入数据，解得 弹力大小 FN=22N
方向竖直向下 …………1分
(3)物块A与物块B碰撞前，物块A的速度大小vA= v0=6m/s，
两物块在碰撞过程中，根据动量守恒定律 …………2分
两物块碰撞后一起向右滑动
由动能定理 …………2分
解得 s=4.5m …………1分

21．(12分)
解：
（1）粒子在电场中加速，根据动能定理，有 …………2分
粒子在磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，有……2分
解得 …………1分
（2）由（1）中结论可得m1：m2= …………3分
（3）粒子在加速电场中，根据动能定理，有
粒子在偏转电场中，
垂直电场方向做匀速直线运动 …………1分
沿电场方向做匀加速直线运动 …………1分
解得
因此，两种同位素的原子核不会打在底片上，也不会被分离成两股粒子束。…2分