安徽省合肥市第三十一中學(xué)2021-2022學(xué)年高二物理上學(xué)期期末試題含解析

安徽省合肥市第三十一中學(xué)2021-2022學(xué)年高二物理上學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量都是m的小球A、B用輕桿連接后斜放在墻上處于平衡狀態(tài)．已知墻面光滑，水平地面粗糙．現(xiàn)將A球向上移動(dòng)一小段距離，兩球再次達(dá)到平衡，那么將移動(dòng)后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，地面對(duì)B球的支持力FN和輕桿上受到的壓力F的變化情況是()A.FN不變，F(xiàn)變大B.FN不變，F(xiàn)變小C.FN變大，F(xiàn)變大D.FN變大，F(xiàn)變小參考答案：B試題分析：先對(duì)整體受力分析，整體受總重力、地面的支持力、墻壁對(duì)A的彈力，地面對(duì)B的靜摩擦力．整體處于平衡狀態(tài)，從而可知N的大小變化．再隔離對(duì)A球進(jìn)行受力分析，A球受重力，墻壁的彈力和桿子的彈力，三個(gè)力處于平衡狀態(tài)，通過夾角的變化，判斷輕桿受到壓力的變化．解：對(duì)整體進(jìn)行受力分析，知N=2mg，移動(dòng)兩球后，仍然平衡，則N仍然等于2mg，所以N不變．再隔離對(duì)A進(jìn)行受力分析，輕桿對(duì)A的作用力等于輕桿上受到的壓力，輕桿對(duì)A球的作用力F=，當(dāng)A球向上移動(dòng)一小段距離，夾角θ減小，cosθ變大，所以F減?。蔅正確，A、C、D錯(cuò)誤．故選B．【點(diǎn)評(píng)】在該題中運(yùn)用了整體法和隔離法，先對(duì)整體受力分析，確定地面對(duì)球B的支持力不變．再隔離分析，判斷桿子對(duì)球的作用力變化．2.在可控核反應(yīng)堆中需要給快中子減速，輕水、重水和石墨等常用作減速劑。中子在重水中可與核碰撞減速，在石墨中與核碰撞減速。上述碰撞可簡(jiǎn)化為彈性碰撞模型。某反應(yīng)堆中快中子與靜止的靶核發(fā)生對(duì)心正碰，通過計(jì)算說明，僅從一次碰撞考慮，用重水和石墨作減速劑，哪種減速效果更好？參考答案：解得：在重水中靶核質(zhì)量：mH＝2mn

在石墨中靶核質(zhì)量：mc＝12mn

與重水靶核碰后中子速度較小，故重水減速效果更好。3.回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速．兩D形金屬盒處于垂直于盒底面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D形金屬盒的半徑為R，狹縫間的距離為d，勻強(qiáng)電場(chǎng)間的加速電壓為U，要增大帶電粒子（電荷量為q質(zhì)量為m，不計(jì)重力）射出時(shí)的動(dòng)能，則下列方法中正確的是(

)A．增大勻強(qiáng)電場(chǎng)間的加速電壓

B．減小狹縫間的距離

C．增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

D．增大D形金屬盒的半徑參考答案：CD4.（單選）如圖所示，A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷的電量分別為＋Q和＋q，放在光滑絕緣水平面上，A、B之間用絕緣的輕彈簧連接.當(dāng)系統(tǒng)平衡時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x0.若彈簧發(fā)生的均是彈性形變，則( )A．保持Q不變，將q變?yōu)?q，平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量等于2x0B．保持q不變，將Q變?yōu)?Q，平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量小于2x0C．保持Q不變，將q變?yōu)椋璹，平衡時(shí)彈簧的縮短量等于x0D．保持q不變，將Q變?yōu)椋璔，平衡時(shí)彈簧的縮短量小于x0參考答案：B5.(單選)入射光照射到金屬表面上發(fā)生了光電效應(yīng),若入射光的強(qiáng)度減弱,但頻率保持不變,那么以下說法正確的是(

)A.從光照射到金屬表面到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔明顯增加B.逸出的光電子的最大初動(dòng)能減少C.單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子的數(shù)目減少D.有可能不再產(chǎn)生光電效應(yīng)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.物體內(nèi)所有

和

的總和叫物體的內(nèi)能。溫度越高，分子的平均動(dòng)能越

（填“大”或“小”）。參考答案：分子動(dòng)能，分子勢(shì)能

，大7.如圖,一理想變壓器原線圈輸入的交變電壓為e=311sin100πtV,其副線圈上,接有一只銘牌上標(biāo)有“6V.9W”字樣的燈泡,且剛好能正常發(fā)光,已知原線圈匝數(shù)n1為1100匝,則副線圈n2=

匝.參考答案：8.（4分）在國(guó)際單位制中，加速度的單位是“米/秒2”，讀作“

”。加速度是描述速度變化

的物理量。參考答案：米每二次方秒，快慢9.如圖所示為研究平行板電容器電容的實(shí)驗(yàn)。電容器充電后與電源斷開，電量Q將不變，與電容器相連的靜電計(jì)用來測(cè)量電容器的____________。在常見的電介質(zhì)中，由于空氣的______________是最小的，當(dāng)極板間插入其它的電介質(zhì)板時(shí)，電容器的電容將_________（填“增大”、“減小”或“不變”），于是我們發(fā)現(xiàn)，靜電計(jì)指針偏角將__________。（填“增大”、“減小”或“不變”）參考答案：10.一線圈匝數(shù)為n=10匝，線圈電阻不計(jì)，在線圈外接一個(gè)阻值R=2.0Ω的電阻，如圖甲所示。線圈內(nèi)有垂直紙面向里的磁場(chǎng)，線圈內(nèi)磁通量φ隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示。線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

，通過R的電流方向?yàn)?/p>

，通過R的電流大小為

。參考答案：11.（1）用多用表測(cè)電阻，每次換檔后，需重新

，再進(jìn)行測(cè)量。某次測(cè)量電阻時(shí)，選擇開關(guān)和指針的位置如圖11（a）所示，則被測(cè)電阻的阻值為

Ω。（2）用多用表測(cè)電路中的電流時(shí)，選擇開關(guān)和指針的位置如圖11（b）所示，則所測(cè)電流的大小是

mA。參考答案：調(diào)零；

300；5012.14．一個(gè)有初速的、電量為+4×10－8C為的帶電粒子，在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，克服電場(chǎng)力做了8×10－5J的功。則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差=____，在此過程中，電荷的動(dòng)能_______（填“增加”或“減少”）了________eV.參考答案：13.（2分）一直流電動(dòng)機(jī)，額定電壓為220V，額定功率為1100W，線圈電阻為1Ω，則電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為

W。參考答案：1075三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.分子勢(shì)能隨分子間距離r的變化情況可以在如圖所示的圖象中表現(xiàn)出來，就圖象回答：（1）從圖中看到分子間距離在r0處分子勢(shì)能最小，試說明理由．（2）圖中分子勢(shì)能為零的點(diǎn)選在什么位置？在這種情況下分子勢(shì)能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，對(duì)嗎？（3）如果選兩個(gè)分子相距r0時(shí)分子勢(shì)能為零，分子勢(shì)能有什么特點(diǎn)？參考答案：解：（1）如果分子間距離約為10﹣10m數(shù)量級(jí)時(shí)，分子的作用力的合力為零，此距離為r0．當(dāng)分子距離小于r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，要減小分子間的距離必須克服斥力做功，因此，分子勢(shì)能隨分子間距離的減小而增大．如果分子間距離大于r0時(shí)，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，要增大分子間的距離必須克服引力做功，因此，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大．從以上兩種情況綜合分析，分子間距離以r0為數(shù)值基準(zhǔn)，r不論減小或增大，分子勢(shì)能都增大．所以說，分子在平衡位置處是分子勢(shì)能最低點(diǎn)．（2）由圖可知，分子勢(shì)能為零的點(diǎn)選在了兩個(gè)分子相距無窮遠(yuǎn)的位置．因?yàn)榉肿釉谄胶馕恢锰幨欠肿觿?shì)能最低點(diǎn)，據(jù)圖也可以看出：在這種情況下分子勢(shì)能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零是正確的．（3）因?yàn)榉肿釉谄胶馕恢锰幨欠肿觿?shì)能的最低點(diǎn)，最低點(diǎn)的分子勢(shì)能都為零，顯然，選兩個(gè)分子相距r0時(shí)分子勢(shì)能為零，分子勢(shì)能將大于等于零．答案如上．【考點(diǎn)】分子勢(shì)能；分子間的相互作用力．【分析】明確分子力做功與分子勢(shì)能間的關(guān)系，明確分子勢(shì)能的變化情況，同時(shí)明確零勢(shì)能面的選取是任意的，選取無窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能面得出圖象如圖所示；而如果以r0時(shí)分子勢(shì)能為零，則分子勢(shì)能一定均大于零．15.在燃?xì)庠钌铣３０惭b電子點(diǎn)火器，用電池接通電子線路產(chǎn)生高壓，通過高壓放電的電火花來點(diǎn)燃?xì)怏w請(qǐng)問點(diǎn)火器的放電電極為什么做成針尖狀而不是圓頭狀？參考答案：燃?xì)庠铍姌O做成針尖狀是利用尖端放電現(xiàn)象解：尖端電荷容易聚集，點(diǎn)火器需要瞬間高壓放電，自然要高電荷密度區(qū)，故安裝的電子點(diǎn)火器往往把放電電極做成針形．【點(diǎn)睛】強(qiáng)電場(chǎng)作用下，物體尖銳部分發(fā)生的一種放電現(xiàn)象稱為尖端放電，它屬于一種電暈放電.它的原理是物體尖銳處曲率大，電力線密集，因而電場(chǎng)強(qiáng)度大，致使其附近部分氣體被擊穿而發(fā)生放電.如果物體尖端在暗處或放電特別強(qiáng)烈，這時(shí)往往可以看到它周圍有淺藍(lán)色的光暈．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，帶正電量為q的液滴，處在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，液滴運(yùn)動(dòng)速度為v，若要液滴在豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則：（1）所施加勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向如何？（2）液滴的繞行方向怎樣？參考答案：解：（1）液滴在電磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，重力與電場(chǎng)力等大反向，合力為零，即：mg=qE，解得：E=，電場(chǎng)力方向豎直向上，由于液滴帶正電，則電場(chǎng)方向豎直向上；（2）液滴帶正電，判斷在最高點(diǎn)受向下的磁場(chǎng)力，由左手定則可知，粒子在最高點(diǎn)時(shí)速度方向水平向左，即粒子繞行方向?yàn)槟鏁r(shí)針；答：（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為：，方向：豎直向上；（2）液滴的繞行方向：逆時(shí)針方向．【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．【分析】（1）液滴在電磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)洛倫茲力提供向心力，電場(chǎng)力與重力合力為零，據(jù)此求出電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與方向．（2）應(yīng)用左手定則判斷出液滴的繞行方向．17.如圖所示，abcd為質(zhì)量M＝2kg的導(dǎo)軌，放在光滑絕緣的水平面，另有一根質(zhì)量m＝0.6kg的金屬棒PQ平行于bc放在水平導(dǎo)軌上，PQ棒左邊靠著絕緣的豎直立柱e、f（豎直立柱光滑，且固定不動(dòng)），導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)以為界，左側(cè)的磁場(chǎng)方向豎直向上，右側(cè)的磁場(chǎng)方向水平向右，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B＝0.8T．導(dǎo)軌的bc段長(zhǎng)l＝0.5m，其電阻r＝0.4Ω，金屬棒的電阻R＝0.2Ω，其余電阻均可不計(jì)．金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)m＝0.2．若在導(dǎo)軌上作用一個(gè)方向向左、大小為F＝2N的水平拉力，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，重力加速度g取，試求：（1）導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的最大加速度；（2）導(dǎo)軌的最大速度；（3）定性畫出回路中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖線．

參考答案：

（1）

當(dāng)剛拉動(dòng)導(dǎo)軌時(shí)，v＝0，由①式可知，則由②式可知，此時(shí)有最大加速度，即．（2）隨著導(dǎo)軌速度v增大，增大而a減小，當(dāng)a＝0時(shí)，有最大速度，從②式可得，有③將代入①式，得．18.一棱鏡的截面為直角三角形ABC，∠A=30°，斜邊AB=a．棱鏡材料的折射率為n=．在此截面所在的平面內(nèi)，一條光線以45°的入射角從AC邊的中點(diǎn)M射入棱鏡．畫出光路圖，并求光線從棱鏡射出的點(diǎn)的位置（不考慮光線沿原路返回的情況．）參考答案：解：設(shè)入射角為i，折射角為r，由折射定律得：=n①由已知條件i=45°，n=解得

r=30°②（1）如果入射光線在法線的右側(cè)，根據(jù)幾何知識(shí)得知，光線與AB垂直，光路圖如圖所示．設(shè)出射點(diǎn)F，由幾何關(guān)系可得

AF=a③即出射點(diǎn)在AB邊上離A點(diǎn)a的位置．（2）如果入射光線在法線的左側(cè)