河北省保定市容城第一中學(xué)2022-2023學(xué)年高二物理期末試卷含解析

河北省保定市容城第一中學(xué)2022-2023學(xué)年高二物理期末試卷含解析一、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.將彈簧從原長逐漸壓縮的過程中，關(guān)于彈性勢能的變化，下列說法正確的是（

）

A．增加

B．減少

C．不變

D．無法確定參考答案：A2.如圖所示，靜止在光滑水平面上的木板，右端有一根輕質(zhì)彈簧沿水平方向與木板相連，質(zhì)量M=2kg．質(zhì)量m=1kg的鐵塊以水平速度v0=6m/s，從木板的左端沿板面向右滑行，壓縮彈簧后又被彈回，最后恰好停在木板的左端．在上述過程中彈簧具有的最大彈性勢能為（）A．3J B．4J C．12J D．6J參考答案：C【考點(diǎn)】動量守恒定律；功能關(guān)系．【分析】當(dāng)M和m的速度相等時，彈簧壓縮量最大，彈性勢能最大，根據(jù)動量守恒定律和能量守恒定律求出彈簧具有的最大彈性勢能．【解答】解：對M和m組成的系統(tǒng)研究，規(guī)定向右為正方向，根據(jù)動量守恒定律得：mv0=（M+m）v，解得：v=．根據(jù)能量守恒得，彈簧的最大彈性勢能為：==12J，故C正確，ABD錯誤．故選：C．3.氫原子的能級圖如圖所示，下列說法中正確的是（）A．大量處于量子數(shù)n=4的能級的氫原子向低能級躍遷時，最多輻射12種不同頻率的光B．能量為13eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子時，可以使原子躍遷到n=4的能級C．能量為11eV的電子撞擊處于基態(tài)的氫原子，可以使氫原子躍遷到n=2的能級D．用n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑不能發(fā)生光電效應(yīng)參考答案：C【考點(diǎn)】光電效應(yīng)；氫原子的能級公式和躍遷．【分析】根據(jù)數(shù)學(xué)組合公式得出大量處于量子數(shù)n=4的能級的氫原子向低能級躍遷時，輻射不同頻率的光子種數(shù)；當(dāng)吸收的光子能量等于兩能級間的能級差，才可以被吸收發(fā)生躍遷，但是用電子撞擊，能量可以被部分吸收發(fā)生躍遷．當(dāng)入射光的頻率大于金屬的極限頻率，會發(fā)生光電效應(yīng)，結(jié)合輻射的光子能量與逸出功大小判斷能否發(fā)生光電效應(yīng)．【解答】解：A、根據(jù)=6知，大量處于量子數(shù)n=4的能級的氫原子向低能級躍遷時，最多輻射6不同頻率的光，故A錯誤．B、當(dāng)吸收的光子能量等于兩能級間的能級差，才能發(fā)生躍遷，n=1和n=4間的能級差為12.75eV，吸收13eV的光子能量，不能從n=1躍遷到n=4能級，故B錯誤．C、n=1和n=2間的能級差為10.2eV，由于用電子撞擊基態(tài)的氫原子，部分電子動能被吸收，則用能量為11eV的電子撞擊處于基態(tài)的氫原子，可以使氫原子躍遷到n=2的能級，故C正確．D、n=1和n=2間的能級差為10.2eV，則從n=2躍遷到n=1能級輻射的光子能量為10.2eV，大于金屬鉑的逸出功，能使金屬鉑發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯誤．故選：C．4.（單選）如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動端向下滑動的過程中()A．電壓表與電流表的示數(shù)都增大B．電壓表與電流表的示數(shù)都減小C．電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小D．電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大參考答案：B5.如圖所示，勻強(qiáng)電場場強(qiáng)為E，A與B兩點(diǎn)間的距離為d，AB與電場線夾角為а,則A與B兩點(diǎn)間的電勢差為(

)A.Ed

B.Edcosa

C.EdsinaD.Edtana參考答案：二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.用兩根鋼絲繩AB、BC將一根電線桿OB垂直固定在地面上，且它們在同一個平面內(nèi)，如圖所示，設(shè)AO=5m，OC=9m，OB=12m，為使電線桿不發(fā)生傾斜，兩根繩上的張力之比為__________。參考答案：39∶257.某實(shí)驗小組利用下圖甲所示器材測量滑塊與木板之間的動摩擦因素。

實(shí)驗步驟：①用彈簧秤測量橡皮泥和滑塊的總重力，記作G；②將裝有橡皮泥滑塊放在水平木板上，通過水平細(xì)繩和固定彈簧秤相連，如圖所示。在A端向右水平拉動木板，待彈簧秤示數(shù)穩(wěn)定后，將讀數(shù)記作F；③改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量，重復(fù)步驟①②；實(shí)驗數(shù)據(jù)如下表所示：次數(shù)力123456G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.590.830.991.221.371.61

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖乙坐標(biāo)紙上作出F－G圖線___________。（2）由圖線求得滑塊和木板間的動摩擦因數(shù)μ＝________(保留兩位有效數(shù)字)。（3）在A端向右水平拉動木板速度的大小對動摩擦因數(shù)的測量____________（選填“會”或“不會”）產(chǎn)生影響。參考答案：

(1).（1）[Failedtodownloadimage:null]；

(2).（2）0.39～0.41

(3).（3）不會【詳解】（1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上作出F-G圖線。如圖所示。

（2）由題意可知，穩(wěn)定時，彈簧秤的示數(shù)等于滑塊與木板間的滑動摩擦力，根據(jù)知，圖線的斜率等于滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)，則。（3）滑動摩擦力與相對速度無關(guān)，則在A端向右水平拉動木板速度的大小對動摩擦因數(shù)的測量不會產(chǎn)生影響。8.在驗證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗中，某同學(xué)使用50Hz交變電流作電源，在打出的紙帶上選擇5個計數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E，相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有4個點(diǎn)沒有畫出，他測量了C點(diǎn)到A點(diǎn)、和E點(diǎn)到C點(diǎn)的距離，如圖丙所示。則紙帶上C點(diǎn)的速度

m/s，重錘的加速度為

m/s2。參考答案：9.如右圖是小球做平拋運(yùn)動時的一閃光照片，該照片記下平拋小球在運(yùn)動中的幾個位置O、A、B、C，其中O為小球剛作平拋運(yùn)動時初位置，OD為豎直線，照片的閃光間隔是1/30s，小球的初速度為

m/s(g=10m/s2圖中小方格均為正方形)。參考答案：0.510.如圖1所示，理想變壓器的輸入端接正弦交流電源，保持輸入電壓的有效值不變。副線圈上通過輸電線接有兩個相同的燈泡L1和L2；輸電線的等效電阻為R，開始時，電鍵K斷開。當(dāng)K接通后，輸電線上損耗的功率占原線圈中的功率的比例

（變大，變小，不變），燈泡L1

(變亮、變暗，亮度不變)參考答案：變大，變暗

11.一個未知電阻R無法估計其電阻值，某同學(xué)用伏安法測電阻的兩種電路各測量一次，如圖所示，按甲圖測得數(shù)據(jù)是3.3V、3.0mA，按乙圖測得數(shù)據(jù)是2.5V、5.0mA，由此可知按___

___圖所示的電路測量的誤差較小，若已知電流表內(nèi)阻為100Ω,電壓表內(nèi)阻為1000Ω那么R的真實(shí)值是

Ω。乙甲

甲

參考答案：

甲

,

_____1000______W12.甲乙兩種光子的波長之比為4∶3，分別用它們照射同一金屬板，發(fā)出光電子的最大初動能為E甲、E乙，則甲乙兩種光子的能量之比為

，該金屬的逸出功為

.參考答案：

3∶4

，

13.一長為L的細(xì)線，上端固定，下端拴一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球，處于如圖所示的水平向右的勻強(qiáng)電場中.開始時，將線與小球拉成水平，小球靜止在A點(diǎn)，釋放后小球由靜止開始向下擺動，當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過60°角時，小球到達(dá)B點(diǎn)且速度恰好為零.則：AB兩點(diǎn)的電勢差UAB=

；(2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小=

；參考答案：E=

，

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（6分）圖所示是電場中某區(qū)域的電場線分布圖，P、Q是電場中的兩點(diǎn)。（1）請比較P、Q兩點(diǎn)中電場強(qiáng)度的強(qiáng)弱并說明理由。（2）把電荷量為=3.0×C的正點(diǎn)電荷放在電場中的P點(diǎn)，正電荷受到的電場力大小為F=6.0N；如果把移去，把電荷量為=6.0×10C的負(fù)點(diǎn)電荷放在P點(diǎn)，求負(fù)荷電荷受到的電場力F的大小方向。參考答案：(1)Q點(diǎn)電場強(qiáng)度較強(qiáng)(1分)。因為Q點(diǎn)處電場線分布較P點(diǎn)密(1分)。(2)P點(diǎn)電場強(qiáng)度E=F/q=6/(3×10)×10（N/C）（2分）方向向左(或與電場強(qiáng)度方向相反)

(1分)15.(10分)“玻意耳定律”告訴我們：一定質(zhì)量的氣體．如果保持溫度不變，體積減小，壓強(qiáng)增大；“查理定律”指出：一定質(zhì)量的氣體，如果保持體積不變，溫度升高．壓強(qiáng)增大；請你用分子運(yùn)動論的觀點(diǎn)分別解釋上述兩種現(xiàn)象，并說明兩種增大壓強(qiáng)的方式有何不同。參考答案：一定質(zhì)量的氣體．如果溫度保持不變，分子平均動能不變，每次分子與容器碰撞時平均作用力不變，而體積減小，單位體積內(nèi)分子數(shù)增大，相同時間內(nèi)撞擊到容器壁的分子數(shù)增加，因此壓強(qiáng)增大，（4分）一定質(zhì)量的氣體，若體積保持不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，溫度升高，分子熱運(yùn)動加劇，對容器壁碰撞更頻繁，每次碰撞平均作用力也增大，所以壓強(qiáng)增大。（4分）第一次只改變了單位時間內(nèi)單位面積器壁上碰撞的分子數(shù)；而第二種情況下改變了影響壓強(qiáng)的兩個因素：單位時間內(nèi)單位面積上碰撞的次數(shù)和每次碰撞的平均作用力。（2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖在xoy坐標(biāo)內(nèi)，在0≤x≤6m的區(qū)域存在以O(shè)N為界的勻強(qiáng)磁場B1、B2，磁場方向均垂直xoy平面，方向如圖，大小均為1T。在x＞6m的區(qū)域內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為×104V/m。一帶正電的粒子（不計重力），其比荷q/m=1.0×104C/kg，從A板靜止出發(fā)，經(jīng)過加速電壓（電壓可調(diào)）加速后從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向射入磁場B1。（1）要使該帶電粒子經(jīng)過坐標(biāo)為（3，）的P點(diǎn)（P點(diǎn)在ON線上），求最大的加速電壓U0;（2）滿足第（1）問加速電壓的條件下，粒子再次通過x軸時到坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離和速度大??；（3）粒子從經(jīng)過O點(diǎn)開始計時，到達(dá)P點(diǎn)的時間。參考答案：（1）加速電壓最大時，粒子進(jìn)入磁場中的半徑最大，如圖1所示，由幾何知識可知：r=2m-----------------------------------------1分ks5u

又--------------------------------------2分

電場加速：qU0＝mv2---------------------------------------1分

代入數(shù)據(jù)解得U0=6×104V-----------------------------------1分

v=2×104m/s(2)粒子運(yùn)動軌跡如圖1所示，粒子經(jīng)過N點(diǎn)，其坐標(biāo)為（6,2），設(shè)再次到達(dá)x軸的位置為M點(diǎn)，N到M過程：

x軸方向：x=vt

-----------------------------------------1分

y軸方向：yN=qEt2/2m

------------------------------------------1分

qEyN=mvM2--mv2

----------------------------------------2分解得：x=4m

vM=2×104m/s

-------------------------------1分所以，M點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為（6+4）m

------------------------------1分(3)

T＝2πｍ/Bq，與速度無關(guān)--------------------------------------1分粒子通過P點(diǎn)還可能如圖2所示，考慮重復(fù)性，有：t=nT/6=πnｍ/2Bq=πn×10—4s

(其中n=1,2,3,------)-----------------2分（如果只求出t=T/6=π×10—4s，本小題給1分）17.如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌cd和ef，水平放置且相距L，在其左端各固定一個半徑為r的四分之三金屬光滑圓環(huán)，兩圓環(huán)面平行且豎直。在水平導(dǎo)軌和圓環(huán)上各有一根與導(dǎo)軌垂直的金屬桿，兩金屬桿與水平導(dǎo)軌、金屬圓環(huán)形成閉合回路，a、b兩金屬桿質(zhì)量均為m，電阻分別為R1、R2，其余電阻不計。整個裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)用水平向右的恒力F=拉細(xì)桿a，達(dá)到勻速運(yùn)動時，桿b恰好靜止在圓環(huán)上某處。g為重力加速度，試求：（1）桿a做勻速運(yùn)動時，回路中感應(yīng)電流的大?。唬?）桿a做勻速運(yùn)動時的速度；（3）桿b靜止的位置距圓環(huán)最低點(diǎn)的高度。參考答案：.解析：⑴勻速時，拉力與安培力平衡，F(xiàn)=BIL---------2分

得：----------------------------------------------------1分⑵金屬棒a切割磁感線，產(chǎn)生的電動勢E=BLv----------2分

回路電流--------------------------------------------2分

聯(lián)立得：------------------------------------1分⑶平衡時，棒和圓心的連線與豎直方向的夾角為θ，

得：θ=37°--------------------------------------2分-------18.如圖所示，A、B、C為一等邊三角形的三個頂點(diǎn)，某勻強(qiáng)電場的電場線平行于該三角形平面?，F(xiàn)將電荷量為10-8C的正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做功為，將另一電荷