2022-2023學年山西省晉城市第十中學高二物理上學期期末試題含解析

2022-2023學年山西省晉城市第十中學高二物理上學期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.如圖所示.水平方向有磁感應強度大小為0.5T的勻強磁場，匝數(shù)為5的矩形線框ab邊長為0.5m。ad邊長為0.4m，線框繞垂直磁場方向的轉軸OO′勻速轉動，轉動的角速度為20rad/s，線框通過金屬滑環(huán)與阻值為10Ω的電阻R構成閉合回路。t=0時刻線圈平面與磁場方向平行。不計線框及導線電阻，下列說法正確的是

A.線圈中的最大感應電動勢為10VB.電阻R兩端電壓的瞬時值表達式u=10sin20t(V)C.電阻R中電流方向每秒變化20次D.電阻R消耗的電功率為5W參考答案：C【詳解】A.線圈中產生的感應電動勢的最大值為Em=NBSω=5×0.5×2.5×0.4×20V=50V；故A錯誤.B.不計線框及導線電阻，則電阻R兩端電壓的最大值Um=Em=50V，則電阻R兩端電壓的瞬時值表達式u=Umcosωt=50cos20t（V）；故B錯誤.C.交流電的頻率為，周期T=0.1s，電流在一個周期內方向變化2次，所以電阻R中電流方向每秒變化20次；故C正確.D.R兩端電壓的有效值為，R消耗的電功率，解得P=125W；故D錯誤.2.一物體M放在水平面上，在一個水平力F的作用下處于靜止．現(xiàn)增大此力的大小，物體仍然靜止，如圖所示，則此時一定增大的力有A.物體受到的合力B.水平面對物體的摩擦力C.水平面對物體的支持力D.水平面對物體的合力參考答案：BD3.如圖所示，閉合金屬環(huán)從高h的曲面滾下，又沿曲面的另一側上升，設閉合環(huán)初速為零，摩擦不計，則（

）A、若是勻強磁場，環(huán)滾上的高度小于hB、若是勻強磁場，環(huán)滾上的高度等于hC、若是非勻強磁場，環(huán)滾上的高度等于hD、若是非勻強磁場，環(huán)滾上的高度小于h參考答案：BD4.下列關于質點說法正確的是A．質量大的物體一定不能看成質點

B．體積小的物體一定可以看成質點C．研究地球自轉時，可以把地球看成質點

D．確定一列火車從北京行駛到上海的時間時，此火車可以當作質點參考答案：D5.某帶活塞的汽缸里裝有一定質量的理想氣體，氣體經(jīng)歷如圖所示的，、，四個變化過程，已知狀態(tài)A的溫度為，則下列說法正確的是(

)A.B態(tài)的溫度 B.過程氣體對外做功100JC.過程氣體對外做功140J D.從A態(tài)又回到A態(tài)的過程氣體吸熱參考答案：D【詳解】AB.是等壓變化，，所以B態(tài)的溫度，氣體對外做功，AB錯誤。C.過程氣體體積被壓縮，外界對氣體做功，C錯誤。D.圖像面積代表做功，所以對外做功大于外界對氣體做功，而整個過程內能不變，根據(jù)熱力學第一定律，從A態(tài)又回到A態(tài)的過程氣體吸熱，D正確。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.400年前，一位德國天文學家提出了行星運動的三大定律，揭開了行星運動的奧秘。這位天文學家是

。參考答案：開普勒

7.導體桿放于點電荷+Q附近達到靜電平衡后，桿中a點距Q為r，求桿上感應電荷在a點產生的電場強度大小為 。參考答案：8.一跳傘運動員的質量是65kg，傘的質量是5kg，當跳傘運動員打開傘在空中勻速直線下落時，人和傘受到的空氣阻力是

N參考答案：686分析：跳傘運動員和傘在空中做勻速直線運動，受到力是平衡力，二者大小相等，方向相反．解答：解：人和傘的總重力：G=mg=（65kg+5kg）×9.8N/kg=686N；

由于跳傘運動員和傘在空中勻速直線下降，處于勻速直線運動狀態(tài)，所以人和傘受到的阻力與人和傘的總重力是一對平衡力，大小相等，方向相反，因此阻力大小為686N，方向為豎直向上9.電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流，設氫原子中的電子以速率在半徑為的軌道上運動，用表示電子的電荷量，則其等效電流的大小為

參考答案：10.（6分）正電子發(fā)射計算機斷層顯像（PET）：它的基本原理是將放射性同位素15O注入人體，參與人體的代謝過程．15O在人體內衰變放出正電子，與人體內負電子相遇而湮滅轉化為一對光子，被探測器探測到，經(jīng)計算機處理后產生清晰的圖象．根據(jù)PET原理，回答下列問題：①寫出15O的衰變的方程式______________________。②設電子質量為m，電荷量為q，光速為c，普朗克常數(shù)為h，則探測到的正負電子湮滅后生成的光子的波長λ=

。參考答案：①ON+e(3分)；②=

(3分)11.如圖所示，在E=400V/m的勻強電場中，a、b兩點相距d=4cm，它們的連線跟場強方向的夾角是60°，則Uba=8V．參考答案：考點：勻強電場中電勢差和電場強度的關系．專題：電場力與電勢的性質專題．分析：根據(jù)順著電場線方向電勢降低，判斷出a、b兩點電勢的高低，由U=Ed求解電勢差Uba的大小．解答：解：根據(jù)順著電場線方向電勢降低，判斷得知a點的電勢低于b點的電勢，則Uab＞0．則得：Uba=Ecos60°=400×0.04×0.5V=8V故答案為：8．12.如圖所示，一質量為m，電荷量為q的粒子以一定的初速度沿中線進入水平放置的平行金屬板內，恰好沒下板的邊緣飛出，已知板間的電壓為U，粒子通過平行金屬板的時間為t，不計粒子的重力，則平行金屬板間的距離d=

，粒子在前和后時間內電場力做功之比為

．參考答案：t；1：3考點：帶電粒子在勻強電場中的運動．專題：帶電粒子在電場中的運動專題．分析：帶正電的粒子進入水平放置的平行金屬板內，做類平拋運動，豎直方向做初速度為0的勻加速運動，由推論可求出在前時間內和在后時間內豎直位移之比，由功的定義求出電場力做功之比．解答：解：帶電粒子在電場中做的是類平拋運動，豎直方向粒子做初速度為0的勻加速直線運動，位移電場力為根據(jù)牛頓第二定律a=所以故d=根據(jù)類平拋運動規(guī)律可知，豎直方向粒子做初速度為0的勻加速直線運動，根據(jù)結論y1：y2：y3=1：3：5可知，前時間內，電場力做功為W1=qEy1，后時間內，電場力做功為W2=qEy2，所以故答案為：t；1：3．點評：本題是類平拋運動，要熟練掌握其研究方法：運動的合成與分解，并要抓住豎直方向初速度為零的勻加速運動的一些推論，研究位移和時間關系．13.14．氫原子的能級如圖所示，當氫原子從n=4向n=2的能級躍遷時，輻射的光子照射在某金屬上，剛好能發(fā)生光電效應，則該金屬的逸出功為

eV?，F(xiàn)有一群處于n=4的能級的氫原子向低能級躍遷，在輻射出的各種頻率的光子中，能使該金屬發(fā)生光電效應的頻率共有

種。參考答案：2.55

4三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在測定金屬絲電阻率的實驗中，如圖所示，用螺旋測微器測得金屬絲的直徑d＝

mm。若用多用電表測得金屬絲阻值為R，實驗中測出金屬絲的長度為L，則該金屬絲電阻率的表達式＝

（用以上符號表示）。（6分）參考答案：15.利用雙縫干涉測定光的波長實驗中，雙縫間距為d＝0.4mm，雙縫到光屏的距離為l＝0.5m，用某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖所示，分劃板在圖中A、B位置時游標卡尺讀數(shù)圖中已給出，則：(1)分劃板在圖中B位置時游標卡尺讀數(shù)為xB＝

▲

mm，相鄰兩亮條紋的間距Δx＝

▲

mm；(2)波長的表達式λ＝

▲

(用Δx、l、d表示)，該單色光的波長λ＝

▲

m。（以上計算結果均保留兩位有效數(shù)字）參考答案：（1）15.5，0.63．（2），5.0×10-7．解析解：（1）A位置游標卡尺的主尺讀數(shù)為11mm，游標讀數(shù)為0.1×1mm=0.1mm，所以最終讀數(shù)為11.1mm．B位置游標卡尺的主尺讀數(shù)為15.mm，游標讀數(shù)為0.1×5mm=0.5mm，所以最終讀數(shù)為15.5mm．mm＝0.63mm．

（2）根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x＝λ得，λ＝．代入數(shù)據(jù)得，λ=5.0×10-7m．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖為交流發(fā)電機的示意圖．正方形線框處于勻強磁場中，已知邊長L=10cm，磁感應強度B=1T，線圈匝數(shù)n=100，線圈電阻r=5，外電路負載電阻R=5，線圈以10r/s的轉速勻速轉動．從圖示位置開始計時，兩塊電表均為理想電表。（無理數(shù)一律保留原形，不必求值?。?1)寫出該發(fā)電機產生的電動勢的瞬時值e的表達式；(2)求電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U．參考答案：1）ω=20πrad/s

e=Nbl2ωsinωt=20πsin20πtV

17.如圖所示，一質量為m=1kg、長為L=1m的直棒上附有倒刺，物體順著直棒倒刺下滑，其阻力只為物體重力的1/5，逆著倒刺而上時，將立即被倒刺卡住.現(xiàn)該直棒直立在地面上靜止，一環(huán)狀彈性環(huán)自直棒的頂端由靜止開始滑下，設彈性環(huán)與地面碰撞不損失機械能，彈性環(huán)的質量M=3kg，重力加速度g=10m/s2.求直棒在以后的運動過程中底部離開地面的最大高度.參考答案：彈性環(huán)下落到地面時，速度大小為v1,由動能定理得Mgl-fl=Mv12/2

解得v1=4m/s

彈性環(huán)反彈后被直棒刺卡住時，與直棒速度相同，設為v2,由動量守恒定律得Mv1=(M+m)v2

解得v2=3m/s

直棒能上升的最大高度為H=v22/2g=0.45m

s18.（15分）如圖所示，極板A、B、K、P連入電路，極板P、K，A