2021-2022學(xué)年遼寧省朝陽(yáng)市宋杖子中學(xué)高二物理期末試題含解析

2021-2022學(xué)年遼寧省朝陽(yáng)市宋杖子中學(xué)高二物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（單選）如圖甲所示，在水平地面下有一條沿東西方向鋪設(shè)的水平直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通有自東向西的穩(wěn)定、強(qiáng)大的直流電流.現(xiàn)用一閉合的檢測(cè)線圈(線圈中串有靈敏的檢流表，圖中未畫出)檢測(cè)此通電直導(dǎo)線的位置.若不考慮地磁場(chǎng)的影響，檢測(cè)線圈位于水平面內(nèi)，從距直導(dǎo)線很遠(yuǎn)處由北向南沿水平地面通過(guò)導(dǎo)線的上方并移至距直導(dǎo)線很遠(yuǎn)處的過(guò)程中，俯視檢測(cè)線圈，其中的感應(yīng)電流的方向是()A.先順時(shí)針，后逆時(shí)針B.先逆時(shí)針，后順時(shí)針C.先逆時(shí)針，接著順時(shí)針，然后再變?yōu)槟鏁r(shí)針D.先順時(shí)針，接著逆時(shí)針，然后再變?yōu)轫槙r(shí)針參考答案：C2.如圖所示，圓柱形的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)有三塊長(zhǎng)度不同的滑板aO、bO、cO，其下端都固定于底部圓心O，而上端則擱在倉(cāng)庫(kù)側(cè)壁上，三塊滑板與水平面的夾角依次是30°、45°、60°．若有三個(gè)小孩同時(shí)從a、b、c處由靜止下滑，忽略阻力，則（

）

A．a(chǎn)處小孩最先到O點(diǎn)B．b處小孩最先到O點(diǎn)C．c處小孩最先到O點(diǎn)D．a(chǎn)、c處小孩同時(shí)到O點(diǎn)

參考答案：D3.將地面上靜止的貨物豎直向上吊起，貨物由地面運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過(guò)程中，圖像如圖所示。以下判斷正確的是（

）A．前3s內(nèi)貨物處于超重狀態(tài)B．最后2s內(nèi)貨物只受重力作用C．前3s內(nèi)與最后2s內(nèi)貨物的平均速度相同D．第3s末至第5s末的過(guò)程中，貨物的機(jī)械能守恒參考答案：AC4.關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述，下列說(shuō)法中正確的是

A．磁感線可以形象地描述各點(diǎn)磁場(chǎng)的方向B．磁感線是磁場(chǎng)中客觀存在的線C．磁感線總是從磁鐵的北極出發(fā)，到南極終止D．實(shí)驗(yàn)中觀察到的鐵屑的分布就是磁感線參考答案：A5.（單選）a、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn),它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn).電場(chǎng)線與矩形所在平面平行.已知a點(diǎn)的電勢(shì)為20V,b點(diǎn)的電勢(shì)為24V,d點(diǎn)的電勢(shì)為4V,所示.由此可知c點(diǎn)的電勢(shì)為

A.4V

B.8V

C.12V

D.24V參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)中，入射小球m1=15g，原來(lái)靜止的被碰小球m2=10g，由實(shí)驗(yàn)測(cè)得它們?cè)谂鲎睬昂蟮膞﹣t圖象如圖，可知入射小球碰撞后的m1v′1是0.0075kg?m/s，入射小球碰撞前的m1v1是0.015kg?m/s，被碰撞后的m2v′2是0.075kg?m/s．由此得出結(jié)論碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒．參考答案：解：（1）由圖1所示圖象可知，碰撞前球1的速度：v1==1m/s，碰撞后，球的速度：v1′==0.5m/s，v2′==0.75m/s，入射小球碰撞后的m1v′1=0.015×0.5=0.0075kg?m/s，入射小球碰撞前的m1v1=0.015×1=0.015kg?m/s，被碰撞后的m2v′2=0.01×0.75=0.075kg?m/s，碰撞前系統(tǒng)總動(dòng)量p=m1v1=0.015kg?m/s，碰撞后系統(tǒng)總動(dòng)量p′=m1v′1+m2v′2=0.015kg?m/s，p′=p，由此可知：碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒；故答案為：0.0075kg?m/s；0.015kg?m/s；0.075kg?m/s；碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒7.密立根油滴實(shí)驗(yàn)首先測(cè)出了元電荷的數(shù)值，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，油滴從噴霧器噴出，以某一速度進(jìn)入水平放置的平行板之間．今有一帶負(fù)電的油滴，不加電場(chǎng)時(shí)，油滴由于受到重力作用加速下落，速率變大，受到的空氣阻力也變大，因此油滴很快會(huì)以一恒定速率v1勻速下落．若兩板間加一電壓，使板間形成向下的電場(chǎng)E，油滴下落的終極速率為v2.已知運(yùn)動(dòng)中油滴受到的阻力可由斯托克斯公式f＝6πηrv計(jì)算(其中r為油滴半徑，η為空氣粘滯系數(shù))．實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)出r、v1、v2，E、η為已知，則(1)油滴的帶電量________．(2)經(jīng)多次測(cè)量得到許多油滴的Q測(cè)量值如下表(單位10－19C)6.418.019.6511.2312.8314.48分析這些數(shù)據(jù)可知____________．參考答案：(1)q＝(2)在誤差范圍內(nèi)，可以認(rèn)為油滴的帶電量總是1.6×10－19C的整數(shù)倍，故電荷的最小電量即元電荷為1.6×10－19C.8.（10分）一種氫氣燃料的汽車，質(zhì)量為=2.0×103kg，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定輸出功率為80kW，行駛在平直公路上時(shí)所受阻力恒為車重力的0.1倍。若汽車從靜止開始先勻加速啟動(dòng)，加速度的大小為=1.0m/s2。達(dá)到額定輸出功率后，汽車保持功率不變又加速行駛了800m，直到獲得最大速度后才勻速行駛。試求：（可直接寫計(jì)算結(jié)果）（1）汽車的最大行駛速度為

；

（2）汽車勻加速啟動(dòng)階段結(jié)束時(shí)的速度

；（3）當(dāng)速度為5m/s時(shí)，汽車牽引力的瞬時(shí)功率

；（4）當(dāng)汽車的速度為32m/s時(shí)的加速度

；

（5）汽車從靜止到獲得最大行駛速度所用的總時(shí)間

。參考答案：40，20，20000，0.25，57.59.某同學(xué)通過(guò)磁鐵跟閉合電路之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)改變穿過(guò)閉合電路的磁通量．如圖所示，條形磁鐵的N極或S極插入閉合線圈時(shí)，線圈內(nèi)磁通量增加，抽出時(shí)，線圈內(nèi)磁通量減少．請(qǐng)你判斷下列各圖是插入還是抽出?甲：

；乙：

；．(填“插入”或“抽出”)

參考答案：插入

抽出10.“探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室中備有下列可供選擇的器材：A．可拆變壓器（鐵芯、兩個(gè)已知匝數(shù)的線圈）

B．條形磁鐵

C．直流電源

D．多用電表

E．開關(guān)、導(dǎo)線若干（1）上述器材在本實(shí)驗(yàn)中不必用到的是__________（填器材前的序號(hào)）；（2）本實(shí)驗(yàn)中還需用到的器材有_______________。參考答案：(1)BC

(2)交流電源11.一條平直的電場(chǎng)線上有A、B、C三點(diǎn)，把m=2×10-9kg，q=-2×10-9C的粒子從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做1.5×10-7J的正功，再把該電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做功-4×10-7J，則UAB=______V，UCA=______V.參考答案：UAB=

-75

V，UCA=_-125_V.12.現(xiàn)有一群處于n＝4能級(jí)上的氫原子，已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量E1＝－13.6eV，這群氫原子發(fā)光的光譜共有________條譜線，發(fā)出的光子照射某金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則該金屬的逸出功最大值是________eV.參考答案：6、12.7513.已知空氣中的聲速V空=340m/s，有一聲波在空氣中的波長(zhǎng)為λ空=1m，則該聲波的頻率為____HZ。該聲波在水中傳播時(shí)（已知V水=1450m/s）的波長(zhǎng)為

m。若已知該聲波在鐵軌中傳播時(shí)的波長(zhǎng)為14.4m，則可計(jì)算出鐵軌中的聲速為____

____m/s。

參考答案：340

4.26

4896三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖所示，有兩個(gè)質(zhì)量均為m、帶電量均為q的小球，用絕緣細(xì)繩懸掛在同一點(diǎn)O處，保持靜止后懸線與豎直方向的夾角為θ=30°，重力加速度為g，靜電力常量為k.求：(1)帶電小球A在B處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大?。?2)細(xì)繩的長(zhǎng)度L.參考答案：（1）（2）（1）對(duì)B球，由平衡條件有：mgtan

θ=qE帶電小球在B處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大?。?/p>

（2）由庫(kù)侖定律有：

其中：r=2Lsin

θ=L

解得：【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是對(duì)物體受力分析，然后結(jié)合共點(diǎn)力平衡條件、庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義列式求解．15.（解答）如圖所示，一水平放置的矩形線圈abcd，在細(xì)長(zhǎng)的磁鐵N極附近豎直下落，保持bc邊在紙外，ab邊在紙內(nèi)，由圖中位置Ⅰ經(jīng)位置Ⅱ到位置Ⅲ，這三個(gè)位置都靠得很近，且位置Ⅱ剛好在條形磁鐵中心軸線上，在這個(gè)過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量怎樣變化？有無(wú)感應(yīng)電流？參考答案：穿過(guò)線圈的磁通量先減少后增加，線圈中有感應(yīng)電流根據(jù)條形磁鐵N極附近磁感線的分布情況可知，矩形線圈在位置Ⅰ時(shí)，磁感線從線圈的下面斜向上穿過(guò)；線圈在位置Ⅱ時(shí)，穿過(guò)它的磁通量為零；線圈在位置Ⅲ時(shí)，磁感線從線圈上面斜向下穿過(guò)。所以，線圈從Ⅰ到Ⅱ磁通量減少，從Ⅱ到Ⅲ磁通量增加。穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，半徑為2R的圓弧軌道AB和半徑為R的圓弧軌道BC相切于B點(diǎn)，兩軌道置于豎直平面內(nèi)，在C點(diǎn)的正上方有一厚度不計(jì)的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，沿平臺(tái)的一條直徑上開有兩個(gè)小孔P、Q，兩孔離軸心等距離，旋轉(zhuǎn)時(shí)兩孔均能到達(dá)C點(diǎn)正上方，平臺(tái)離C點(diǎn)的高度為R，質(zhì)量為2m的小球1自A點(diǎn)由靜止開始下落，在B點(diǎn)與質(zhì)量為m的2球作彈性碰撞，碰后2球過(guò)C點(diǎn)，且恰能無(wú)碰撞穿過(guò)小孔P.(1)兩球第一次碰撞后2球的速度大小（2）欲使2球能從小孔Q落下，則平臺(tái)的角速度w應(yīng)滿足什么條件？（不計(jì)所有阻力）參考答案：（1）設(shè)小球1在B點(diǎn)速度大小為則滿足：2mg.2R=2mv02-0……….(1分)

得v0＝＝2……….（1分）兩球碰撞過(guò)程滿足動(dòng)量守恒和能量守恒,設(shè)兩球碰后速度大小為v2和v3，則：2mv0＝2mv1＋mv2……….(1分)且2mv02＝2mv12＋mv22……..(1分)所以v2＝4v0／3＝8／3

………..(1分)（2）對(duì)碰后B球上升至P的過(guò)程，由能量守恒：ks5umv22＝mvP2+2mgR...................(1分)

vP＝………………(1分)而小球做豎直上拋的時(shí)間滿足：t＝2vP／g＝……….(1分)又因?yàn)閠＝（2k＋1）p／w

（k＝0，1，2，3?）…….(2分)所以角速度w＝（2k＋1）p／t＝（2k＋1）p，（k＝0，1，2，3?）…….(1分)（3）要使2球在第二次碰撞后能到達(dá)BC弧的中點(diǎn)，設(shè)碰后2球的速度大小為，則由能量守恒得

得……………..(1分)（i）若兩球在B點(diǎn)第二次碰前速度都向左，設(shè)向左為正方向，則碰后2球速度方向可能向左，也可能向右。由動(dòng)量守恒定律：……………..(1分)得

或

因?yàn)榕銮跋到y(tǒng)能量為

而兩者碰后的能量不能超過(guò)碰前能量，代入數(shù)據(jù)可知，只有

符合條件?！?.(2分)（ii）若碰前1球速度向右，而2球速度向左，同樣設(shè)向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律可知：……………..(1分)代入數(shù)據(jù)可得

（因?yàn)榕龊?球與1球速度同向，2球速度大于1球速度，故此解不符合題意，舍去。）……………..(1分)或

經(jīng)檢驗(yàn)，碰后兩者能量之和為，小于，故此解符合題意?！C上所述，碰后兩者速度可能為

ks5u

17.如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37o，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源?，F(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m=0.040kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取10m/s2。已知sin37o=0.60，cos37o=0.80，求：（1）通過(guò)導(dǎo)體棒的電流；（2）導(dǎo)體棒受到的安培力大??；（3）導(dǎo)體棒受到的摩擦力。參考答案：（1）導(dǎo)體棒、金屬導(dǎo)軌和直流電源構(gòu)成閉合電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：I==1.5A

（3分）（2）導(dǎo)體棒受到的安培力：

F安=BIL=0.30N

（3分）（3）設(shè)導(dǎo)體棒受沿斜面向下的摩擦力f根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件

mgsin37o+f=F安

（2分）解得：f=0.06N

方向：沿斜面向下

18.在電場(chǎng)中把2.0×10﹣9C的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做功2.5×10﹣7J．再把這個(gè)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，克服靜電力做功3×10﹣7J．求：（1）A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAC