岳阳县2022-2023学年高二下学期期末考试
物理试题
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．k3（）2 B．k3（）2
C．（）2 D．（）2
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
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
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
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，Q2＝q，Q3＝q
B．Q1＝﹣q，Q2＝﹣q，Q3＝﹣4q
C．Q1＝﹣q，Q2＝q，Q3＝﹣q
D．Q1＝q，Q2＝﹣q，Q3＝4q
6．如图所示，将一个半径为r的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．金属球的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．金属球右侧表面的电势高于左侧表面
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（ ）（g＝10m/s2）
A．38N B．40N C．42N D．44N
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θ＝30°，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
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θ＝30°，如果滑梯光滑，则小孩滑到底端时重力的瞬时功率为（ ）
A． B． C． D．
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
11．如图所示为一种“滚轮一一平盘无极变速器”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，滚轮放会跟随转动。如果认为滚轮不会打滑，那么主动轴转速n1、从动轴转速n2、滚轮半径r以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离x之间的关系是（ ）
A．n2＝n1 B．n2＝n1 C．n2＝n1 D．n2＝n1
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
二．多选题（共4小题，16分）
（多选）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
（多选）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37°，sin37°＝0.6，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
（多选）15．氢原子能级如图甲所示，一群处于n＝5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n＝5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n＝5的能级向n＝2能级跃迁时发出的
（多选）16．如图所示，轻弹簧上端固定，另一端连在置于水平地面b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F作用在小滑块上使其刚好能运动到a点并撤去F，弹簧此时处于压缩状态且与小滑块在b点时形变量相同、则下列说法正确的是（ ）
A．撤去外力F后，物块在a点时对地面的压力等于在b点时对地面的压力
B．撤去外力F后，物块在a点处一定能静止
C．在a点时弹簧弹性势能等于在b点时弹簧弹性势能
D．外力F做的功大于摩擦生热
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62m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 s（选填“能”或“不能”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 。
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40m，斜坡与水平方向的夹角为30°，不计空气阻力，g取10m/s2。求：
（1）运动员在a处的速度大小v0；
（2）运动员在空中离坡面的最大距离d。
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h＝5m，OB略小于h，OA＝L＝15m，石块质量m＝30kg（可视为质点），从P点抛出后的水平射程为60m，不计空气阻力和所有摩擦，取g＝10m/s2，求：
（1）石块落地时速度的大小；
（2）石块到达P时对凹槽压力的大小及方向。
答案：
1-5：DCBCD;6-10:CDDBA;11-12:AB 13-16:BC;BC;ACD;BC
三．填空题（共2小题）
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 20 s；
（2）若A处下游62m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 能 s（选填“能”或“不能”安全渡河。）
【分析】（1）当船头垂直河岸时，船的渡河时间最短，根据分运动与合运动的等时性可求出最短的渡河时间；
（2）当速度最小时，要使船能安全过河，则船正好到达河对岸的险滩处，船头方向与合速度方向垂直，根据几何关系，求解船的最小安全速度，进行比较即可。
【解答】解：（1）当船头始终垂直河岸时，木船渡河时间最短，最短时间为：tmin＝＝s＝20s
（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：sinα＝
解得，船的最小船速为：v船min＝4m/s
所以木船以相对静水4m/s的速度航行时，能安全渡河。
答：（1）木船最短渡江时间为20s
（2）木船以相对静水4m/s的速度航行，木船能安全渡河。
【点评】本题考查小船过河问题，需要知道船头垂直于河岸过河时，渡河时间最短，同时需要熟练速度的合成，善于利用几何关系求解。
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 mgL ，空气阻力做的功为 。
【分析】重力做功用重力乘以重力方向的位移可以求出；由于空气阻力总和速度方向相反，用空气阻力大小乘以路程算功，注意功的正负。
【解答】解：重力做功与高度差有关，所以WG＝mgL；
空气阻力f的大小不变，并且总与速度方向相反，所以用空气阻力大小乘以路程再加上负号就可以求解了：Wf＝。
故答案为：mgL；。
【点评】求解功的问题首先都要想到功的公式，即功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角余弦这三者的乘积，再根据具体力的特点灵活运用公式求解。重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关，摩擦力做功根据基本的功的公式思考，但需要有累积思想。
四．解答题（共2小题）
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40m，斜坡与水平方向的夹角为30°，不计空气阻力，g取10m/s2。求：
（1）运动员在a处的速度大小v0；
（2）运动员在空中离坡面的最大距离d。
【分析】（1）运动员从A点水平飞出做平抛运动，应用平抛运动规律求解。
（2）将平抛运动分解为沿斜面方向和垂直斜面方向，在垂直于斜面方向做匀减速直线运动，沿斜面方向做匀加速直线运动，当垂直于斜面方向的速度为零时，距离斜面最远，结合速度﹣时间公式和位移—时间公式进行求离坡面的最远距离。
【解答】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
Lcos30°＝v0t
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t'＝1s
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v0y＝v0sin30°
加速度a＝gcos30°
设最远距离为h，则
联立解得d＝2.5m。
答：（1）运动员在A处的速度大小是10ms；
（2）运动员在空中离坡面的最大距离是2.5m。
【点评】解决本题的关键将平抛运动进行分解，灵活选择分解的方向，得出分运动的规律，根据运动学公式灵活求解。明确运动员运动方向与斜面平行时，离坡面最远。
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h＝5m，OB略小于h，OA＝L＝15m，石块质量m＝30kg（可视为质点），从P点抛出后的水平射程为60m，不计空气阻力和所有摩擦，取g＝10m/s2，求：
（1）石块落地时速度的大小；
（2）石块到达P时对凹槽压力的大小及方向。
【分析】（1）石块从P点做平抛运动，根据运动学公式求得；
（2）在P点根据牛顿第二定律求得。
【解答】解：（1）石块从P点抛出后做平抛运动，则有x＝v0t，解得x＝60m，，解得y＝20m
求得石块从P点抛出到到达地面所用时间为t＝2s
从P点抛出时的速度大小为v0＝30m/s
则落地时的速度大小为，解得v＝36m/s
（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N＝1500N
说明凹槽对石块的弹力方向与重力方向相同，即竖直向下，根据牛顿第三定律可知，石块对凹槽压力的大小为1500N，方向竖直向上。
答：（1）石块落地时速度的大小36m/s；
（2）石块到达P时对凹槽压力的大小1500N，方向竖直向上。
【点评】本题考查对向心力的理解能力．关键要知道向心力不是什么特殊的力，其作用产生向心加速度，改变速度的方向，不改变速度的大小．
