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山東省濟(jì)南市古城中學(xué)2021-2022學(xué)年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.如圖所示,氣缸和活塞與外界均無(wú)熱交換,中間有一個(gè)固定的導(dǎo)熱性良好的隔板,封閉著兩部分氣體A和B,活塞處于靜止平衡狀態(tài)?,F(xiàn)通過(guò)電熱絲對(duì)氣體A加熱一段時(shí)間,后來(lái)活塞達(dá)到新的平衡,不計(jì)氣體分子勢(shì)能,不計(jì)活塞與氣缸壁間的摩擦,大氣壓強(qiáng)保持不變,則下列判斷正確的是_______.E.氣體B分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積碰撞總次數(shù)減少A.氣體A吸熱,內(nèi)能增加B.氣體B吸熱,對(duì)外做功,內(nèi)能不變C.氣體A分子的平均動(dòng)能增大D.氣體A和氣體B內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大參考答案:ACE試題分析:氣體A進(jìn)行等容變化,則W=0,根據(jù)△U=W+Q可知?dú)怏wA吸收熱量,內(nèi)能增加,溫度升高,氣體A分子的平均動(dòng)能變大,但是不是每個(gè)分子的動(dòng)能都是增加的,選項(xiàng)AC正確,D錯(cuò)誤;因?yàn)橹虚g是導(dǎo)熱隔板,所以氣體B吸收熱量,溫度升高,內(nèi)能增加;由因?yàn)閴簭?qiáng)不變,故體積變大,氣體對(duì)外做功,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;氣體B的壓強(qiáng)不變,但是體積增大,所以氣體B分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積的碰撞次數(shù)減少,選項(xiàng)E正確。考點(diǎn):氣體的壓強(qiáng);熱力學(xué)第一定律及氣體狀態(tài)方程。2.如圖所示,矩形線圈處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)磁場(chǎng)分別按圖(1)圖(2)兩種方式變化時(shí),t0時(shí)間內(nèi)線圈產(chǎn)生的電能及通過(guò)線圈某一截面的電量分別用W1、W2、q1、q2表示,則下列關(guān)系式正確的是()A.W1=W2q1=q2 B.W1>W(wǎng)2q1=q2 C.W1<W2q1<q2 D.W1>W(wǎng)2q1>q2參考答案:A【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律;電流、電壓概念.【分析】由圖讀出磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律研究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),由焦耳定律和歐姆定律分別研究電能和電量.【解答】解:設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率大小為,磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化量大小為△B.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=N=NS,
t0時(shí)間內(nèi)線圈產(chǎn)生的電能W=
通過(guò)線圈某一截面的電量q=N=NS由圖可知,在t0時(shí)間內(nèi)(1)、(2)兩圖=,△B=B0,相同,則W1=W2q1=q2故選A3.有、、、四個(gè)小磁針,分別放置在通電螺線管的附近和內(nèi)部,如圖所示。其中哪一個(gè)小磁針的指向是正確的A.
B.
C.
D.參考答案:D4.(單選)汽車以20m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),剎車后的加速度大小為5m/s2,那么開始剎車后2s內(nèi)與開始剎車后6s內(nèi)汽車通過(guò)的位移之比為(
)A.1∶4 B.3∶5 C.3∶4 D.5∶9參考答案:C5.關(guān)于發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī),下列說(shuō)法中不正確的是(
)A.發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的作用是相同的,都是把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能B.發(fā)電機(jī)可以把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能,電動(dòng)機(jī)可以把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能C.發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)統(tǒng)稱為電機(jī)D.通過(guò)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)電能與其他形式的能源相互轉(zhuǎn)化參考答案:A二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計(jì)16分6.在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中有a,b兩點(diǎn),已知a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向與ab連線成30°角,b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與ab連線成120°角,如圖所示,則b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為_____________,a,b兩點(diǎn)_________點(diǎn)的電勢(shì)高。參考答案:3E
a
7.探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象應(yīng)選用如圖
(選填“甲”或“乙”)所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).在這個(gè)現(xiàn)象中感應(yīng)電流的方向與
的方向和磁感應(yīng)線方向有關(guān).參考答案:甲;導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線的運(yùn)動(dòng).【考點(diǎn)】研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象.【分析】閉合電路中一部分導(dǎo)體磁場(chǎng)中做切割磁感應(yīng)線運(yùn)動(dòng),此時(shí)電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,該現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象,此時(shí)所產(chǎn)生電流為感應(yīng)電流,且感應(yīng)電流的方向與磁感應(yīng)線方向,及導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向有關(guān).【解答】解:甲圖中,若連接電路后,在外力作用下,使導(dǎo)體左右運(yùn)動(dòng),切割磁感應(yīng)線,則電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說(shuō)明此時(shí)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象;在這個(gè)現(xiàn)象中感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線的運(yùn)動(dòng)的方向和磁感應(yīng)線方向有關(guān);故答案為:甲;導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線的運(yùn)動(dòng).8.甲、乙兩個(gè)溜冰者,質(zhì)量分別為m甲=59kg、m乙=50kg,均以6.0m/s速度在同一條直線上相向滑行,甲手持一個(gè)質(zhì)量為1.0kg的球,他將球拋給乙,乙再把球拋還甲,這樣拋接若干次后,當(dāng)甲接到球后的速度恰好為零時(shí),乙的速度大小是
m/s,方向與乙原來(lái)滑行方向
。
參考答案:9.一定質(zhì)量的理想氣體,狀態(tài)從A→B→C→D→A的變化過(guò)程可用如圖所示的p﹣V圖線描述,圖中p1、p2、V1、V2和V3為已知量.(1)氣體狀態(tài)從A到B是
過(guò)程(填“等容”“等壓”或“等溫”);(2)狀態(tài)從B到C的變化過(guò)程中,氣體的溫度
(填“升高”“不變”或“降低”);(3)狀態(tài)從C到D的變化過(guò)程中,氣體
(填“吸熱”或“放熱”);(4)狀態(tài)從A→B→C→D的變化過(guò)程中,氣體對(duì)外界所做的總功為
.參考答案:(1)等壓
(2)降低
(3)放熱
(3)【考點(diǎn)】理想氣體的狀態(tài)方程.【分析】(1)根據(jù)圖象可知,氣體發(fā)生等壓變化(2)B到C氣體發(fā)生等容變化,根據(jù)查理定律分析溫度的變化(3)C到D壓強(qiáng)不變,體積減小,溫度降低,內(nèi)能減小,根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析吸放熱情況(4)根據(jù)p﹣V圖象包圍的面積求氣體對(duì)外界做的功【解答】解:(1)由題圖可知,氣體狀態(tài)從A到B的過(guò)程為等壓過(guò)程.(2)狀態(tài)從B到C的過(guò)程中,氣體發(fā)生等容變化,且壓強(qiáng)減小,根據(jù)=C(常量),則氣體的溫度降低.(3)狀態(tài)從C到D的過(guò)程中,氣體發(fā)生等壓變化,且體積減小,外界對(duì)氣體做功,即W>0,根據(jù)=C(常量),則氣體的溫度T降低,氣體的內(nèi)能減小,由△U=Q+W,則Q=△U﹣W<0,所以氣體放熱.(4)狀態(tài)從A﹣→B﹣→C﹣→D的變化過(guò)程中氣體對(duì)外界所做的總功W=p2(V3﹣V1)﹣p1(V3﹣V2).故答案為:(1)等壓
(2)降低
(3)放熱
(3)10.在真空中有一電場(chǎng),在這個(gè)電場(chǎng)中的某點(diǎn)P放一點(diǎn)電荷q=+1.0×10-9C,它受到的電場(chǎng)力為3.0×10-4N,力的方向向東,若在P點(diǎn)處換q1=-2.0×10-9C的負(fù)點(diǎn)電荷,則P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是__________;方向向_______。參考答案:3×105N/C,向東11.如圖是2010年上海世博會(huì)中國(guó)館房頂安裝太陽(yáng)能電池的場(chǎng)景.設(shè)某型號(hào)的太陽(yáng)能電池板的電動(dòng)勢(shì)為600μV,短路電流為30μA,則由此可以推知,該電池的內(nèi)電阻為_______Ω;如果再將此電池與一個(gè)阻值為20Ω的電阻連成閉合電路,那么通過(guò)電池的電流為_______μA.參考答案:
20、1512.靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的U,放出α粒子,衰變成Th,衰變后Th的速度方向與磁場(chǎng)方向垂直.(1)寫出衰變方程:
;(2)Th的軌道半徑與α粒子的軌道半徑之比為
.參考答案:(1);(2)1:45.【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng);動(dòng)量守恒定律;原子核衰變及半衰期、衰變速度.【分析】(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,寫出衰變方程.(2)根據(jù)動(dòng)量守恒定律得知,U與α粒子的動(dòng)量大小相等,它們?cè)诖艌?chǎng)中由洛倫茲力提供粒子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的向心力,由牛頓第二定律求出半徑的表達(dá)式,再根據(jù)兩粒子的質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù),求出半徑之比.【解答】解:(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,衰變的方程為:(2)在磁場(chǎng)中兩粒子由洛倫茲力提供粒子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的向心力得:Bqv=m由上式得:R=由動(dòng)量守恒定律可知,兩粒子的動(dòng)量大小相等,方向相反;所在磁場(chǎng)相同,則有:===;故答案為:(1);(2)1:45.13.太陽(yáng)中含有大量的氘核,因氘核不斷發(fā)生核反應(yīng)釋放大量的核能,以光和熱的形式向外輻射.已知氘核質(zhì)量為2.0136u,氦核質(zhì)量為3.0150u,中子質(zhì)量為1.0087u,1u的質(zhì)量相當(dāng)于931.5MeV的能量則:(1)完成核反應(yīng)方程:H+H→________+n.(2分)(2)求核反應(yīng)中釋放的核能.(6分)參考答案:三、實(shí)驗(yàn)題:本題共2小題,每小題11分,共計(jì)22分14.(1)在下圖方框內(nèi)畫出測(cè)小燈泡(3.8V,0.3A)伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)電路圖(要求從零起調(diào))
(2)用伏安法測(cè)量電阻時(shí),當(dāng)按如圖所示的方法連接電路時(shí),待測(cè)電阻R的測(cè)量值跟真實(shí)值相比偏______。(選填“大”或“小”)(3)用伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻時(shí),得到如圖所示的圖線、由圖可知,該電源的電動(dòng)勢(shì)E=______,電源的內(nèi)電阻r=_______.參考答案:(1)略(2)小;大
(3)3.0V;0.83Ω15.一多用電表的電阻擋有四個(gè)倍率,分別是×1、×10、×100、×1K。用×10擋測(cè)量某電阻時(shí),操作步驟正確,發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小,為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量,應(yīng)換到________擋。如果換擋后立即用表筆連接待測(cè)電阻進(jìn)行讀數(shù),那么缺少的步驟是
,若補(bǔ)上該步驟后測(cè)量,表盤的示數(shù)如下圖所示,則該電阻的阻值是________Ω,此時(shí)歐姆表的內(nèi)阻為________Ω。參考答案:四、計(jì)算題:本題共3小題,共計(jì)47分16.半徑為R,均勻帶正電荷的球體在空間產(chǎn)生球?qū)ΨQ的電場(chǎng);場(chǎng)強(qiáng)大小沿半徑分布如圖所示,圖中E0已知,E-r曲線下O-R部分的面積等于R-2R部分的面積。⑴寫出E-r曲線下面積的單位;⑵己知帶電球在r≥R處的場(chǎng)強(qiáng)E=kQ/r2,式中k為靜電力常量,該均勻帶電球所帶的電荷量Q為多大?⑶求球心與球表面間的電勢(shì)差ΔU;⑷質(zhì)量為m,電荷量為q的負(fù)電荷在球面處需具有多大的速度可以剛好運(yùn)動(dòng)到2R處?參考答案:⑴V(或N?m/C或kg?m2?A-1?s-3)⑵E0=kQ/R2,Q=E0R2/k⑶ΔU=E0R/2⑷ΔU=E0R/2,qΔU=mv2/2,17.如圖所示的甲乙兩個(gè)電路中電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r已知,定值電阻R0已知,求電阻箱的阻值R調(diào)至多大時(shí),其獲得的電功率最大,最大值為多少?參考答案:甲圖中,當(dāng)R=R0+r時(shí)有最大電功率,,乙圖中,當(dāng)時(shí)有最大電功率,
18.如圖所示,有一半徑為R1=1m的圓形磁場(chǎng)區(qū)域,圓心為O,另有一外半徑為R2=m、內(nèi)半徑為R1的同心環(huán)形磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=0.5T,方向相反,均垂直于紙面。一帶正電的粒子從平行極板下板P點(diǎn)靜止釋放,經(jīng)加速后通過(guò)上板小孔Q,垂直進(jìn)入環(huán)形磁場(chǎng)區(qū)域,已知點(diǎn)P、Q、O在同一豎直線上,上極板與環(huán)形磁場(chǎng)外
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