山西省運(yùn)城市陽(yáng)祖中學(xué)2023年高二物理上學(xué)期期末試卷含解析

山西省運(yùn)城市陽(yáng)祖中學(xué)2023年高二物理上學(xué)期期末試卷含解析一、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.（單選題）如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖．現(xiàn)有一束幾種不同的正離子，經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)加速后，垂直射入速度選擇器（速度選擇器內(nèi)有相互正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1），離子束保持原運(yùn)動(dòng)方向未發(fā)生偏轉(zhuǎn)．接著進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2，發(fā)現(xiàn)這些離子分成幾束．由此可得結(jié)論(

)A．速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi)B．這些離子通過(guò)狹縫P的速率都等于B1/EC．這些離子的電量一定不相同

D．這些離子的比荷一定不相同參考答案：D2.如圖所示，一帶電小球用絲線懸掛在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，當(dāng)小球靜止后把懸線燒斷，則小球在電場(chǎng)中將作（

）A．自由落體運(yùn)動(dòng)

B．曲線運(yùn)動(dòng)C．沿著懸線的延長(zhǎng)線作勻加速運(yùn)動(dòng)D．變加速直線運(yùn)動(dòng)參考答案：3.質(zhì)量為M的小車在光滑水平地面上以速度v0勻速向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車中的砂子從底部的漏斗中不斷流下時(shí)，車子速度將（

）A．減小

B．不變

C．增大

D．無(wú)法確定[來(lái)源:金太陽(yáng)新課標(biāo)資源網(wǎng)HTTP://WX.JTYJY.COM/.COM]參考答案：B4.（單選）一輕彈簧的兩端各用10N的力向外拉時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)了6cm?，F(xiàn)將其中一端固定于墻上，另一端用5N的外力拉它，則彈簧的伸長(zhǎng)量應(yīng)為A．6cm

B．3cm

C．1.5cm

D．0.75cm參考答案：B5.(單選)一物體由靜止開(kāi)始自由下落，一小段時(shí)間后突然受一恒定水平向右的風(fēng)力的影響，但著地前一段時(shí)間風(fēng)突然停止，則其運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是圖中的哪一個(gè)？（

）參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.有一待測(cè)電阻Rx，無(wú)法估計(jì)其粗略值。某同學(xué)用伏安法進(jìn)行測(cè)量，按圖10所示（甲）、（乙）兩種電路各測(cè)一次，用（甲）圖測(cè)得的數(shù)據(jù)是2.9V，4.0mA；用（乙）圖測(cè)得的數(shù)據(jù)是3.0V，3.0mA。由此可知，應(yīng)用________圖測(cè)量的值誤差較小，測(cè)量值Rx＝________Ω。參考答案：_乙___;

Rx＝_1.0×103_Ω7.如圖所示，帶電荷量分別為和的兩個(gè)點(diǎn)電荷與相距，在與間放置一個(gè)原來(lái)不帶電的導(dǎo)體當(dāng)導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，感應(yīng)電荷在連線的中點(diǎn)處(在導(dǎo)體內(nèi))產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為_(kāi)_____，方向?yàn)開(kāi)_____參考答案：

沿ba連線向左（或水平向左）8.如圖所示，D為一電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部導(dǎo)線的電阻r’＝0.4Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E＝40V，電源內(nèi)電阻r＝1Ω，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為I＝4.0A，則電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為_(kāi)___

W，轉(zhuǎn)化為的機(jī)械功率是______W．參考答案：6.4

137.69.避雷針利用_________________原理來(lái)避電：帶電云層靠近建筑物時(shí)，避雷針上產(chǎn)生的感應(yīng)電荷會(huì)通過(guò)針尖放電，逐漸中和云中的電荷，使建筑物免遭雷擊。參考答案：尖端放電10.氫原子的能級(jí)圖如圖所示．原子從能級(jí)n=3向n=1躍遷所放出的光子，正好使某種金屬材料產(chǎn)生光電效應(yīng)．有一群處于n=4能級(jí)的氫原子向較低能級(jí)躍遷時(shí)所發(fā)出的光照射該金屬．普朗克常量h=6.63×10﹣34J?s，（1）氫原子向較低能級(jí)躍遷時(shí)共能發(fā)出

種頻率的光；（2）該金屬的逸出功

（3）截止頻率

（保留一位小數(shù)）參考答案：（1）6，（2）12.09eV，（3）2.9×1015Hz．【考點(diǎn)】玻爾模型和氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)．【分析】（1）根據(jù)數(shù)學(xué)組合公式得出氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出不同頻率的光子種數(shù)．（2）抓住原子從能級(jí)n=3向n=1躍遷所放出的光子，正好使某種金屬材料產(chǎn)生光電效應(yīng)求出金屬的逸出功．（3）根據(jù)逸出功，結(jié)合W0=hv0求出截止頻率．【解答】解：（1）根據(jù)知，氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)共能發(fā)出6種頻率的光．（2）原子從能級(jí)n=3向n=1躍遷所放出的光子，正好使某種金屬材料產(chǎn)生光電效應(yīng)，知輻射的光子能量等于逸出功，則W0=E3﹣E1=﹣1.51﹣（﹣13.6）eV=12.09eV．（3）根據(jù)W0=hv0得，截止頻率==2.9×1015Hz．故答案為：（1）6，（2）12.09eV，（3）2.9×1015Hz．11.（2分）已知元電荷C，某金屬導(dǎo)線中的電流是16mA，2s內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線的橫截面的電子個(gè)數(shù)為_(kāi)______________個(gè)。參考答案：2×101712.與磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T垂直的線圈面積為0.05m2，線圈繞有50匝，線圈的磁通量是

，線圈位置如轉(zhuǎn)過(guò)53O磁通量是

。參考答案：0.04Wb

，

0.032Wb13.平行板電容器所帶量Q=4×l0-8C，它的兩極板之間電壓U=2v如果兩板電量各減少一半，則兩板間電勢(shì)差變?yōu)?/p>

V，兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度將變?yōu)樵瓉?lái)的

。參考答案：1，1/2三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.用示波器觀察某交流信號(hào)時(shí)，在顯示屏上顯示出一個(gè)完整的波形，如圖所示。

（1）要使波形幅度增大，應(yīng)調(diào)整__________。

A.X增益旋鈕

B.Y增益旋鈕

C.豎直位移旋鈕

D.掃描微調(diào)旋鈕

（2）要使信號(hào)顯示出兩個(gè)完整的波形，應(yīng)調(diào)整__________。

A.X增益旋鈕

B.Y增益旋鈕

C.豎直位移旋鈕

D.掃描微調(diào)旋鈕參考答案：（1）B

（2）D15.某同學(xué)用如圖所示的裝置做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)．先讓a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)由靜止開(kāi)始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端附近靜止，讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開(kāi)始滾下，和b球相碰后兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù)10次．本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量有________．A．斜槽軌道末端到水平地面的高度H；B．小球a、b的質(zhì)量分別為ma、mb；C．小球a、b的半徑r；D．小球a、b在離開(kāi)斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間；E．記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離OA、OB、OC；F．a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h.參考答案：BE四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.質(zhì)量為60kg的人,站在升降機(jī)內(nèi)的水平地板上.求(1)當(dāng)升降機(jī)勻速上升時(shí)人對(duì)升降機(jī)地板的壓力是多大?(2)當(dāng)升降機(jī)以2m/s2的加速度勻加速上升時(shí),人對(duì)升降機(jī)地板的壓力是多大?(3)當(dāng)升降機(jī)以2m/s2的加速度勻減速上升時(shí),人對(duì)升降機(jī)地板的壓力是多大?(g取10m/s2)參考答案：(1)600N

(2)720N

(3)480N17.相距L=1.5m的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為m1=1kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2=0.27kg的金屬棒cd均通過(guò)棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，如圖（a）所示，虛線上方磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，虛線下方磁場(chǎng)方向豎直向下，兩處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同．a(chǎn)b棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.75，兩棒總電阻為1.8Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．t=0時(shí)刻起，ab棒在方向豎直向上、大小按圖（b）所示規(guī)律變化的外力F作用下，由靜止沿導(dǎo)軌向上勻加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也由靜止釋放cd棒．g取10m/s2（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和ab棒加速度大??；（2）已知在2s內(nèi)外力F做功40J，求這一過(guò)程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；（3）求出cd棒達(dá)到最大速度所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻t1．參考答案：解：（1）經(jīng)過(guò)時(shí)間t，金屬棒ab的速率為：v=at此時(shí)，回路中的感應(yīng)電流為：I==，對(duì)金屬棒ab，由牛頓第二定律得：F﹣BIL﹣m1g=m1a由以上各式整理得：F=m1a+m1g+，在圖線上取兩點(diǎn)：t1=0，F(xiàn)1=11N；t2=2s，F(xiàn)2=14.6N，代入上式得：a=1m/s2，B=1.2T；（2）在2s末金屬棒ab的速率為：vt=at=2m/s所發(fā)生的位移為：s=at2=2m由動(dòng)能定律得：WF﹣m1gs﹣W安=m1vt2又Q=W安聯(lián)立以上方程，解得：Q=WF﹣mgs﹣mvt2=（40﹣1×10×2﹣×1×22）J=18J；（3）由題意可知：cd棒先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)cd棒所受重力與滑動(dòng)摩擦力相等時(shí)，速度達(dá)到最大；然后做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)，最后停止運(yùn)動(dòng)．當(dāng)cd棒速度達(dá)到最大時(shí)，有m2g=μFN，又FN=FA=BIL，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得電流強(qiáng)度I==，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得：vm=at1整理得t1=2s．答：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為1.2T；ab棒加速度大小為1m/s2；（2）已知在2s內(nèi)外力F做功40J，則這一過(guò)程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱為18J；（3）cd棒達(dá)到最大速度所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為2s．【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化．【分析】（1）由E=BLv、I=、F=BIL、v=at，及牛頓第二定律得到F與時(shí)間t的關(guān)系式，再根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)研究圖象（b）斜率和截距的意義，即可求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和ab棒加速度大??；（2）由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出2s末金屬棒ab的速率和位移，根據(jù)動(dòng)能定理求出兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；（3）根據(jù)平衡條件結(jié)合安培力的計(jì)算公式、速度時(shí)間關(guān)系列方程求解cd棒達(dá)到最大速度所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻t1．18.（25分）如圖所示，一薄壁導(dǎo)體球殼（以下簡(jiǎn)稱為球殼）的球心在點(diǎn)．球殼通過(guò)一細(xì)導(dǎo)線與端電壓的電池的正極相連，電池負(fù)極接地．在球殼外點(diǎn)有一電量為的點(diǎn)電荷，點(diǎn)有一電量為的點(diǎn)電荷。之間的距離，之間的距離．現(xiàn)設(shè)想球殼的半徑從開(kāi)始緩慢地增大到50，問(wèn)：在此過(guò)程中的不同階段，大地流向球殼的電量各是多少？己知靜電力恒量．假設(shè)點(diǎn)電荷能穿過(guò)球殼壁進(jìn)入導(dǎo)體球殼內(nèi)而不與導(dǎo)體壁接觸。參考答案：解析：分以下幾個(gè)階段討論：

1．由于球殼外空間點(diǎn)電荷、的存在，球殼外壁的電荷分布不均勻，用表示面電荷密度．設(shè)球殼半徑時(shí)球殼外壁帶的電量為，因?yàn)殡姾?、與球殼外壁的電量在球殼內(nèi)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為零，球殼內(nèi)為電勢(shì)等于的等勢(shì)區(qū)，在導(dǎo)體表面上的面元所帶的電量為，它在球殼的球心處產(chǎn)生的電勢(shì)為，球殼外壁所有電荷在球心產(chǎn)生的電勢(shì)為

（1）點(diǎn)電荷、在球殼的球心處產(chǎn)生的電勢(shì)分別為與，因球心處的電勢(shì)等于球殼的電勢(shì)，按電勢(shì)疊加原理，即有

（2）代入數(shù)值后可解得球殼外壁的電量為因球殼內(nèi)壁無(wú)電荷，所以球殼的電量等于球殼外壁的電量，即

（3）2．當(dāng)球殼半徑趨于時(shí)（點(diǎn)電荷仍在球殼外），設(shè)球殼外壁的電量變?yōu)?，球殼外的電荷、與球殼外壁的電量在殼內(nèi)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)仍為零，因球殼內(nèi)仍無(wú)電荷，球殼內(nèi)仍保持電勢(shì)值為的等勢(shì)區(qū)，則有

（4）解得球殼外壁的電量因?yàn)榇藭r(shí)球殼內(nèi)壁電量仍為零，所以球殼的電量就等于球殼外壁的電量，即

（5）

在到趨于的過(guò)程中，大地流向球殼的電量為

（6）3．當(dāng)點(diǎn)電荷穿過(guò)球殼，剛進(jìn)入球殼內(nèi)（導(dǎo)體半徑仍為），點(diǎn)電荷在球殼內(nèi)壁感應(yīng)出電量－，因球殼的靜電屏蔽，球殼內(nèi)電荷與球殼內(nèi)壁電荷－在球殼外產(chǎn)生的合電場(chǎng)為零，表明球殼外電場(chǎng)僅由球殼外電荷與球殼外壁的電荷所決定．由于球殼的靜電屏蔽，球殼外電荷與球殼外壁的電荷在球殼內(nèi)產(chǎn)生的合電場(chǎng)為零，表明對(duì)電荷與產(chǎn)生的合電場(chǎng)而言，球殼內(nèi)空間是電勢(shì)值為的等勢(shì)區(qū)．與在球心處產(chǎn)生的電勢(shì)等于球殼的電勢(shì)，即

（7）解得球殼外壁電量

（8）球殼外壁和內(nèi)壁帶的總電量應(yīng)為

（9）在這過(guò)程中，大地流向球殼的電量為

（10）這個(gè)結(jié)果表明：電荷由球殼外極近處的位置進(jìn)入殼內(nèi)，只是將它在球殼外壁感應(yīng)的電荷轉(zhuǎn)至球殼內(nèi)壁，整個(gè)球殼與大地沒(méi)有電荷交換．

4．當(dāng)球殼半徑趨于時(shí)（點(diǎn)電荷仍在球殼外），令表示此時(shí)球殼外壁的電量，類似前面第3階段中的分析，可得

（11）由此得球殼的電量等于球殼內(nèi)外壁電量的和，即

（12）大地流向球殼的電量為

（13）5．當(dāng)點(diǎn)電荷穿過(guò)球殼，剛進(jìn)入球殼內(nèi)時(shí)（球殼半徑仍為），球殼內(nèi)壁的感應(yīng)電荷變?yōu)椋ǎ?，由于球殼的靜電屏蔽，類似前面的分析可知，球殼外電場(chǎng)僅由球殼外