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2021-2022 学年广东省深圳市龙岗区高二（上）期末物理试卷一、单选题（本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分。在每个题的 4 个选项中，只有一个选项是正确的）1．（4 分）某同学对电场和电路的思维方法进行了总结，以下总结正确的是（ ）A．一个电子或质子所带电量的绝对值叫做元电荷，元电荷是一个理想化模型B．库仑扭秤实验中通过观察悬丝扭转的角度可以比较力的大小，采用了放大法C．平行板电容器的电容 C＝ ，采用了比值定义法D．把表头改装成大量程的电流表或电压表时，采用了控制变量法2．（4 分）据报道，国产的 14nm 芯片已经实现量产，芯片制造中需要用到溅射镀膜技术，如图是某种溅射镀膜的简易原理图，注入溅射室内的氩气分子被电离成具有一定初速度向各个方向的带正电氩离子，然后在匀强电场作用下高速撞向镀膜靶材，使靶材中的原子或分子沉积在半导体芯片上。忽略离子重力和离子间作用力，以下说法正确的是（ ）A．电极 a 带正电B．每个氩离子都是沿电场线运动到靶材上的C．每个氩离子的加速度都相同D．每个氩离子的电势能一直变小3．（4 分）干燥的秋冬季节容易使物体带电，某同学用绝缘细线将一个质量为 m 的锡箔纸球悬挂在铁架台上，铁架台置于水平桌面并靠近一个放在绝缘支架上的金属球，金属球与锡箔纸球处于同一高度，如图所示，最终静止时细线偏离竖直方向的角度为 θ，不考虑铁架台受到的电场力，由此不能求出的是（ ）A．锡箔纸球所受的电场力B．细线的拉力C．铁架台所受的摩擦力D．锡箔纸球静止处的电场强度4．（4 分）如图，一辆小车与一理想弹簧组成一个弹簧振子在光滑水平面做简谐运动，当小车以最大速度 vm 通过某点时，一小球恰好以大小为 vm 的速度竖直落入小车并立即与小车保持相对静止，已知弹簧振子的周期为 T＝2π，其中 k 为弹簧的劲度系数，以下正确的是（ ）A．小球落入小车过程中，小球和小车动量守恒B．小球落入小车过程中，小球、小车和弹簧组成的系统机械能守恒C．小球与小车保持相对静止后，整个弹簧振子的振幅变小D．小球与小车保持相对静止后，整个弹簧振子的周期变小5．（4 分）某同学设计了一个测量压力的电子秤，电路图如图所示，压敏电阻 R 会随秤台上所受压力的变大而线性变小，G 是由理想电流表改装而成的指针式测力显示器，R0 是定值电阻，电源电动势为 E，内阻 r＜R0，当压力变大时（ ）A．R0 两端的电压变大 B．电容器 C 放电C．电源的输出功率变小 D．电源的效率变大6．（4 分）光学具有强大的生命力和不可估量的发展前景，有关光学现象的说法正确的是（ ）A．在同一种介质中，波长越短的光传播速度越大B．光的偏振现象表明光是横波C．摄像机镜头上的增透膜是利用了膜前后表面的反射光相互干涉并加强的原理D．做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，相邻明条纹间距变小7．（4 分）如图甲所示，t＝0 时，一小船停在海面上的 P 点，一块浮木漂在纵坐标 y＝0.5m 的 R 点，其后小船的振动图像如图乙所示，可知（ ）A．水波的振动向 x 轴负方向传播B．水波波速为 4.8m/sC．1.2s 末，小船运动到 Q 点D．1.5s 末，浮木向下运动二、多选题（本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分，在每个题的 4 个选项中，有两个或以上选项正确。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错或不答的得 0 分）（多选）8．（6 分）关于生活中的各种现象，以下说法正确的是（ ）A．在空房子里讲话，声音特别响，这是声音的共振现象B．城市交通用红光作为交通警示是红光波长长，易发生衍射，使司机和行人都能看到红光C．火车鸣笛离开站台的过程中，站台听到的音调变低，这是多普勒效应D．把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，属于声波的衍射现象（多选）9．（6 分）东京奥运会上，中国跳水梦之队共斩获 7 枚金牌，全红婵勇夺 10 米跳台冠军，某次跳水时，全红婵竖直起跳到空中最高点后再向下朝水面运动，忽略空气阻力，以下对她此次跳水的分析正确的是（ ）A．从空中最高点到水中最低点的过程中，她的动量改变量等于零B．从空中最高点到水中最低点的过程中，重力对她的冲量等于零C．从空中最高点到接触水面的过程中，她的动量改变量等于重力的冲量D．从接触水面到水中最低点的过程中，她的动量改变量等于水对她的冲量（多选）10．（6 分）如图，以边长为 2l 的正方形的中心 O 点为原点建立直角坐标系，以平行于正方形边长方向分别建立 x、y 轴，在 P（0，l）、Q（0，﹣l）两点固定两个电荷量相等的场源电荷形成空间电场，一试探电荷从M 点静止释放后，将在 M（﹣l，0）、N（l，0）两点之间运动，以下说法正确的是（ ）A．两场源电荷是等量同种电荷B．两场源电荷形成的电场中，M 点电势一定高于 O 点电势C．试探电荷在 M、N 之间做的是简谐运动D．若在 M 点给试探电荷一个合适的初速度，可使该试探电荷做圆周运动三、实验题（本题共 1 小题，共 16 分）11．（4 分）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺（如图 1）测量出从悬点量到摆球的最底端的长度 L＝0.8840m，再用游标卡尺（如图 2）测量出摆球直径 D＝ m，则单摆摆长l＝ m。测周期时，当摆球经过 位置时开始计时并计为第 1 次，测得第 N 次（约 30～50 次）经过该位置的时间为 t，则周期为 。12．（2 分）以下是一些有关高中物理实验的描述，其中不正确的是（ ）A． 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，其他条件不变，换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距将变窄B． 在“验证动量守恒定律”实验中，斜槽可以不光滑，但必须保持其末端切线水平C． 在“用单摆测定重力加速度”实验中如果摆长测量无误，但测得的 g 值偏小，其原因可能是将全振动的次数 n 误计为 n﹣1D． 在测定玻璃折射率实验中，玻璃砖界面 aa'与 bb'间的距离越小实验误差越小13．（10 分）某中学生课外科技活动小组利用铜片（正极）、锌片（负极）插入一只苹果内，就制成了一个简单的“水果电池”，他们做了两个这样的水果电池，如图 1 所示，并依次进行以下实验：（1）用多用电表的直流电压 2.5V 挡粗测其中一个水果电池的电动势，测量时水果电池的铜极应与多用电表的表笔相接。如指针位置如图 2 所示，其示数为 V。（2）将两个水果电池串联起来组成电池组给“1.5V、0.3A”的小灯泡供电，小灯泡不能发光，检查电路无故障。再将多用电表串联在电路中测量电流，发现读数不足 3mA。由此可推测小灯泡不发光的原因是此电池组的（选填选项前的字母）。A.水果电池的电动势太大B.水果电池的电动势太小C.水果电池的内阻太大D.小灯泡的电阻太大（3）为了尽可能准确的测出该水果电池组的电动势和内阻，小组成员在实验室中找到了电流表 A（0～300μA，内阻为 100Ω），电阻箱 R（0～9999Ω），导线、开关等实验器材。设计了如图 3 所示的实验电路，请用笔画线代替导线将实物电路补充完整。（4）连接电路后，调节电阻箱 R 的阻值，得到的测量数据如下表所示。R/kΩ 9 8 7 6 5 4 3I/μA 120 133 150 170 198 234 286将实验数据输入电子表格，根据实验数据作出的 ﹣R 图象如图 4 所示，则从图像中得出水果电池的电动势 E＝ V，内阻为 r＝ kΩ（均保留两位有效数字）。四、计算题（本题共 3 小题，共 38 分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）14．（12 分）如图所示，为一款叫“手摇碰碰球”的儿童玩具，两个相同的 V 型支架可以绕中间的轴转动，顶端各自固定一个小球，轻摇手柄，控制好节奏就可以让两个小球转动时发生碰撞，发出清脆的响声。假设球 1 和球 2大小相同，质量分别为 m 和 2m，保持转轴竖直，现让球 1 以速率 v0 逆时针匀速转动，之后与静止的球 2 发生碰撞，不计一切阻力。（1）若碰撞是弹性的，求碰后球 1、球 2 的速度的大小；（2）若球 2 表面涂上强力胶（质量不计），碰后两球一起运动，求碰撞时损失的机械能大小。15．（16 分）电子束光刻技术以其分辨率高、性能稳定、功能强大而著称，其原理简化如图所示，电子枪发射的电子经过成型孔后形成电子束，通过束偏移器后对光刻胶进行曝光。某型号光刻机的束偏移器长 L＝0.04m，间距也为 L，极间有扫描电压，其轴线垂直晶圆上某芯片表面并过中心 O 点，芯片到束偏移器下端的距离为 。若﹣8进入束偏移器时电子束形成的电流大小为 I＝2×10 A，单个电子的初动能为 Ek0＝100keV，不计电子重力，忽略其他因素的影响。（1）若扫描电压为零，O 点每秒接收的能量是多少？（2）若某时刻扫描电压为 10kV，电子束到达芯片时的位置离 O 点的距离是多少？16．（10 分）赫哲族是我国古老的少数民族之一，世居东北，赫哲族擅长叉鱼，抛叉取鱼，十拿九稳。如图，某次捕鱼时，湖水深约 1m，湖面 O 点左侧均被浮萍遮盖，渔民站在 O 点右侧的湖水中，眼睛在 A 点，恰好通过 O点看到 B 点处有一条鱼静止不动，B 点离浮萍距离 h＝45cm，B 点离 O 点水平距离 L＝60cm。（已知湖水的折射率 n＝ ， ≈2.6）问：（1）忽略鱼在人眼中成像沿水平方向稍微靠近的因素，鱼在浮萍下方的实际深度是多少？（2）若渔民缓慢下蹲观察（眼睛不没入水中），仍没有观察到鱼，则鱼在水平方向至少游了多远？（计算结果保留两位小数）2021-2022 学年广东省深圳市龙岗区高二（上）期末物理试卷试题解析一、单选题（本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分。在每个题的 4 个选项中，只有一个选项是正确的）1．【解答】解：A、由元电荷的定义可知，我们将电子或质子所带电量的绝对值称为元电荷，但元电荷不是物理模型，故 A 错误；B、把微弱的库仑力转换放大成可以看到的扭转角度，并通过扭转角度的大小找出力和距离的关系，是微小量放大法，故 B 正确；C、平行板电容器的电容 C＝ 是平行板电容器电容的决定式，它表示平行板电容器的电容跟其正对面积成正比，与极板之间的距离成反比，不属于比值定义法，故 C 错误；D、把表头改装成大量程的电流表或电压表时，使用了串联电阻的分压原理或并联电路的分流原理，不是采用了控制变量法，故 D 错误。故选：B。2．【解答】解：A.氩气分子被电离而带正电，在匀强电场作用下高速撞向镀膜靶材，电极 a 带负电，故 A 错误；B.因氩离子的初速度方向向各个方向，在与电场线在同一直线上时，沿电场线运动到靶上，不与电场线在同一直线上的，不一定沿电场线到靶材上的，所以不都是沿电场线运动到靶上的，故 B 错误；C.每个氩离子的带电量相同，受到的电场力相同，质量相同，所以加速度都相同，故 C 正确；D.因氩离子的初速度方向向各个方向，电场力对有的氩离子一直做正功，电势能一直减小，有的对氩离子先做负功后做正功，所以有的氩离子电势能先增大后减小，故 D 错误。故选：C。3．【解答】解：AB、对锡箔纸球进行受力分析，如图 1 所示：图 1由几何关系可得：FT＝ ，F＝mgtanθ，所以锡箔纸球所受的电场力和细线的拉力均可以求出，故 AB 错误；C、对金属球进行受力分析，如图 2 所示：图 2根据平衡状态可知：f＝F，根据牛顿第三定律可知，铁架台所受的摩擦力也为 F，故 C 错误；D、根据电场力 F＝qE，又由于电荷量未知，所以电场强度不能够求出，故 D 正确；此题需要找不能求出的物理量，故选：D。4．【解答】解：A、小球落入小车过程中，竖直方向上系统所受合外力不为零，即小球和小车在竖直方向上动量不守恒，应该是水平方向上动量守恒，故 A 错误；B、小球落入小车过程中，小球、小车碰撞过程中有热能产生，所以小球、小车和弹簧组成的系统机械能不守恒，故 B 错误；C、一辆小车与一理想弹簧组成一个弹簧振子在光滑水平面做简谐运动时，设其振幅为 A，由系统机械能守恒定律得： ＝小球落入小车过程中，小球和小车组成的系统水平方向上动量守恒，小车以最大速度 vm 通过某点时，此时弹簧处于原长状态，由水平方向动量守恒定律得：m 球 vm＝（m 球+m 车）v，2设小球与小车保持相对静止后的振幅为 A′，由系统机械能守恒定律得： （m 球+m 车）v ＝代入数据联立解得：A′＜A，故 C 正确；D、小球与小车保持相对静止后，根据弹簧振子的周期公式 T＝2π ，可知弹簧振子的质量增加，弹簧劲度系数未变，所以整个弹簧振子的周期变大，故 D 错误。故选：C。5．【解答】解：A、当压力变大时，则 R 的电阻变小，根据闭合电路的欧姆定律可知，电流表示数变大，R0 两端的电压变大，故 A 正确；B、电容器 C 与 R0 并联，则 C 两端电压变大，根据 Q＝CU 可知，电容器充电，故 B 错误；C、当压力变大时 R 的电阻变小，外电路总电阻减小，又 r＜R0，则外电阻更接近内阻，则输出功率变大，故 C错误；D、电源的效率为 η＝ ×100%＝ ×100%，当压力变大时，则 R 的电阻变小，总电流增大、内电压增大、路端电压 U 减小，则电源的效率减小，故 D 错误。故选：A。6．【解答】解：A.同一种介质对波长越短的光折射率越大，再根据 n＝ 可知在同一种介质中，波长越短的光传播速度越小，故 A 错误；B.光的偏振现象表明光是横波，故 B 正确；C.摄像机镜头上的增透膜是利用了膜前后表面的反射光相互干涉并减弱的原理，故 C 错误；D.做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，光的波长增大，根据Δx＝ 可知相邻明条纹间距变大，故 D 错误。故选：B。7．【解答】解：A.由题图乙可知，t＝0 时刻小船沿 y 轴正方向起振，则此时小船应位于波传播方向波形的下坡上，所以水波的振动向 x 轴正方向传播，故 A 错误；B.由题图甲、乙可知波的波长和周期分别为 λ＝4m、T＝1.2s，所以水波波速为v＝ ＝ m/s＝ m/s故 B 错误；C.小船只会在平衡位置附近振动，不会沿波的传播方向移动，故 C 错误；D.t＝0 时刻浮木正位于波传播方向的上坡上，所以此时浮木沿 x 轴负方向运动，因为 1.5s＝T+ ，且 t＝0 时刻浮木位于平衡位置上方，所以 1.5s 末，浮木向下运动，故 D 正确。故选：D。二、多选题（本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分，在每个题的 4 个选项中，有两个或以上选项正确。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错或不答的得 0 分）8．【解答】解：A、在空房子里讲话，声音特别响，这是声音的反射现象，故 A 错误；B、城市交通用红光作为交通警示的原因是红光在可见光范围内波长长，容易发生明显衍射现象，使司机和行人都能看到红光，故 B 正确；C、根据多普勒效应，火车鸣笛离开站台的过程中，站台听到的音调变低，故 C 正确；D、把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，说明声波可以在固体中传播，故 D 错误。故选：BC。9．【解答】解：A.从空中最高点到水中最低点的过程中，她的速度变化为零，则她的动量改变量等于零，选项 A 正确；B.从空中最高点到水中最低点的过程中，重力对她的冲量为 mgt，选项 B 错误；C.从空中最高点到接触水面的过程中，根据动量定理可知，她的动量改变量等于重力的冲量，选项 C 正确；D.根据动量定理可知，从接触水面到水中最低点的过程中，她的动量改变量等于水对她的冲量与重力的冲量之和，选项 D 错误。故选：AC。10．【解答】解：A、试探电荷从 M 点静止释放后，将在 MN 两点之间运动，可知两场源电荷是等量同种电荷，如果是等量异种电荷，则 MN 为等势面，电场线方向垂直于等势面，试探电荷不可能沿 MN 运动，故 A 正确；B、若两场源电荷带正电，根据沿电场线方向电势降低可知，在形成的电场中，M 点电势低于 O 点电势，故 B错误；C、试探电荷在 M、N 之间运动时回复力不满足 F＝﹣kx 关系，则做的不是简谐运动，故 C 错误；D、根据等量同种电荷的电场分布的空间对称性可知，若在 M 点给试探电荷一个垂直纸面的的初速度，使它在M 点受到的电场力恰好等于向心力，它可以在与两个电荷连线垂直的平面内做匀速圆周运动，故 D 正确。故选：AD。三、实验题（本题共 1 小题，共 16 分）11．【解答】解：摆球直径为 D＝18mm+6×0.lmm＝18.6mm＝0.0186m，故摆球直径为 0.0186m单摆摆长为 ，故单摆摆长为 0.8933m测周期时，当摆球经过平衡位置时速度最快，此位置开始计时相对误差较小，故为平衡位置。设单摆周期为 T，由题意可知 ，解得 ，故单摆周期 。12．【解答】解：A、根据Δx＝ 可知，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，其他条件不变，换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距将变窄，故 A 正确；B、在“验证动量守恒定律”实验中，为了保证小球做平抛运动，斜槽末端切线必须水平，斜槽是否光滑对实验没有影响，故 B 正确；C、在“用单摆测定重力加速度”实验中，如果摆长测量无误，将全振动的次数 n 误计为 n﹣1，则计算出的周期偏大，根据 T＝2π 可知，测得的 g 值偏小，故 C 正确；D、在测定玻璃折射率实验中，玻璃砖界面 aa'与 bb'间的距离太小，使得测量角度时产生较大的误差，所以为了减小实验的相对误差，图中玻璃界面间的距离适当大些，故 D 错误。本题选错误的，故选：D。13．【解答】解：（1）水果电池的铜极为正极，应与多用电表的红表笔相接；直流电压 2.5V 挡表盘的最小分度为 0.05V，需要估读到分度值的下一位，所以示数为：E 粗＝13×0.05V＝0.65V（2）由题意可知，小灯泡不发光的原因是通过其电流过小，即小灯泡两端电压过小，造成这一现象的根本原因在于水果电池的内阻太大，从而使内电压过大，路端电压过小，故 C 正确，ABD 错误；故选：C。（3）如图所示为实物连线图：（4）根据闭合电路欧姆定律有：E＝I（R+RA+r）整理得：由图可知图像的斜率为：纵截距为：解得：E≈1.2V；r≈1.1kΩ故答案为：（1）红；0.65；（2）C；（3）实物图连线如上图所示；（4）1.2；1.1四、计算题（本题共 3 小题，共 38 分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）14．【解答】解：（1）两球发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以碰撞前球 1 的速度方向正方向，由动量守恒定律得：mv0＝mv1+2mv2，由机械能守恒定律得：解得：v1＝﹣ v0，v2＝ v0，负号表示是方向与球 1 的初速度方向相反（2）两球碰撞过程系统动量守恒，以碰撞前球 1 的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv0＝（m+2m）v设碰撞过程系统损失的机械能是ΔE，由能量守恒定律得： +ΔE2解得：ΔE＝ mv0答：（1）若碰撞是弹性的，碰后球 1、球 2 的速度的大小分别是 v0、 v0；2（2）若球 2 表面涂上强力胶（质量不计），碰后两球一起运动，碰撞时损失的机械能大小是 mv0 。15．【解答】解：（1）若扫描电压为零，则电子直接打在 D 点，根据 q＝It，且 q＝ne，解得每秒打在 O 点的电子数为：n＝根据单个电子的初动能为 Ek0＝100keV 可得：O 点每秒接收的能量 E＝nEk0﹣3联立解得：E＝2×10 J（2）电子在成型孔中做加速运动，根据动能定理可得：eU1＝Ek0，解得：U1＝100kV2进入束偏移器后，做类平抛运动，根据类平抛运动规律可得：y＝ at ，L＝v0t根据牛顿第二定律可得：e ＝ma根据动能定理可得：eU1＝ m联立解得：y＝出束偏移器后，电子做匀速直线运动，且根据平抛运动中某时刻的速度反向延长线交于水平位移的重点，运动情况如图所示：根据几何关系可得： ＝ ，解得：Δy＝0.002m﹣3答：（1）若扫描电压为零，O 点每秒接收的能量是 2×10 J；（2）若某时刻扫描电压为 10kV，电子束到达芯片时的位置离 O 点的距离是 0.002m。16．【解答】解：（1）由题意可知，B 点为人所观察到的鱼的虚像，即 B、O、A 三点在一条直线上，鱼的实际位置应在 B 点下方，设为 C，设鱼发出的光线在 O 点的入射角为 i，折射角为 r，如图所示，根据几何关系可得sinr＝ ＝根据折射定律有n＝ ＝联立解得sini＝所以鱼在浮萍下方的实际深度是H＝代入数据解得：H＝80cm（2）当鱼发出的光线在 O 点恰好发生全反射时，鱼在水平方向游的距离最短，此时鱼发出的光线在 O 点的入射角的正弦值为sini'＝此时鱼到 O 点的水平距离为L'＝Htani'鱼在水平方向至少游的距离为s＝L'﹣L代入数据解得：s＝30.71cm答：（1）忽略鱼在人眼中成像沿水平方向稍微靠近的因素，鱼在浮萍下方的实际深度是 80cm；（2）若渔民缓慢下蹲观察（眼睛不没入水中），仍没有观察到鱼，则鱼在水平方向至少游了 30.71cm。

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