2022-2023學年陜西省咸陽市涇陽縣涇干鎮(zhèn)涇華學校高二物理上學期期末試卷含解析

2022-2023學年陜西省咸陽市涇陽縣涇干鎮(zhèn)涇華學校高二物理上學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.關(guān)于奧斯特的貢獻，下列說法中正確的是：(

)A．發(fā)現(xiàn)電場

B．發(fā)現(xiàn)磁場

C．發(fā)現(xiàn)電磁場

D．發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)參考答案：D2.物理學領(lǐng)域里的每次重大發(fā)現(xiàn)，都有力地推動了人類文明的進程。最早利用磁場獲得電流，使人類得以進入電氣化時代的科學家是A．庫侖

B．奧斯特

C．安培

D．法拉第參考答案：D3.如圖4為同類的機械波1和機械波2在同一種介質(zhì)中傳播時某時刻的波形圖，下列說法中正確的是()A．波2速度比波1速度大

B．波2速度和波1速度一樣大C．波2頻率比波1頻率大

D．這兩列波不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象

參考答案：4.（多選）一帶正電小球穿在一根絕緣的粗糙直桿上，桿與水平方向成θ角，所在空間存在豎直向上的勻強電場和垂直于直桿向上的勻強磁場，如圖．小球沿桿向下運動通過a點時速度是4m/s，到達c點時速度減為零，b是ac的中點，在小球向下運動過程中A．絕緣直桿對小球的作用力方向與小球的運動方向垂直B．小球電勢能的增加量一定小于重力勢能的減少量C．小球通過b點的速度小于2m/sD．到達c點后小球可能沿桿向上運動參考答案：CD5.兩個物體做平拋運動的初速度之比為2：1，若它們的水平射程相等，則它們拋出點離地面高度之比為（）A．1：2 B．1： C．1：4 D．4：1參考答案：C【考點】平拋運動．【分析】平拋運動可以分解為在水平方向上的勻速直線運動，和豎直方向上的自由落體運動，分別根據(jù)勻速直線運動和自由落體運動的運動規(guī)律列方程求解即可．【解答】解：由于物體的水平射程相等，初速度之比為2：1，根據(jù)水平方向上的位移x=V0t可知，物體運動的時間之比為1：2，再根據(jù)豎直方向上的位移h=gt2可知它們拋出點離地面高度之比為1：4，所以C正確．故選：C．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在探究單擺周期與擺長關(guān)系的實驗中，①關(guān)于安裝儀器及測量時的一些實驗操作，下列說法中正確的是____。（選填選項前面的字母）A．用米尺測出擺線的長度，記為擺長B．先將擺球和擺線放在水平桌面上測量擺長，再將單擺懸掛在鐵架臺上C．使擺線偏離豎直方向某一角度（接近5°），然后靜止釋放擺球D．測出擺球兩次通過最低點的時間間隔記為此單擺振動的周期②某同學在做實驗時，單擺完成50次全振動秒表如圖乙所示，則單擺周期為

,小球直徑用游標卡尺測得如圖甲所示，則讀數(shù)為

cm。參考答案：C，2.0s，2.987.（5分）質(zhì)量m1=1kg的物體，以某一初速度在水平面上滑行，與另一物體相碰，碰撞前后它們的位移隨時間變化的情況如圖所示。若取g=10m/s2，則m2=_______kg。

參考答案：3kg.解析：碰前m1勻速，v1=4m/s，m2靜止；碰后兩者黏合在一起共同勻速運動，v=1m/s，由m1v1=（m1＋m2）v，得m2=3kg。8.右圖為歐姆表面原理示意圖，其中電流表的滿偏電流Ig=300A，內(nèi)阻Rg=100Ω，可變電阻R的最大阻值為10kΩ，電池的電動勢E=1.5V，內(nèi)阻r=0.5Ω，圖中與接線柱A相連的表筆顏色應(yīng)是

色，按正確使用方法測量電阻Rx的阻值時，指針指在刻度盤的正中央，則Rx=

kΩ。

參考答案：紅，5.9.如圖14，一束電子(電量為e)以速度v垂直射入磁感應(yīng)強度為B，寬度為d的勻強電場中，穿過磁場時速度方向與電子原來入射方向的夾角是30°，則電子的質(zhì)量是______________，穿過磁場的時間是______________.參考答案：2Bed/v

πd/3v10.在研究產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的實驗中，如下圖甲所示，把條形磁鐵插入或者拔出閉合線圈的過程，線圈的面積盡管沒有變化，但是線圈內(nèi)的磁場強弱發(fā)生了變化，此時閉合線圈中____感應(yīng)電流(填“有”或“無”)。繼續(xù)做如下圖乙所示的實驗，當導(dǎo)體棒做切割磁感線運動時，盡管磁場的強弱沒有變化，但是閉合回路的面積發(fā)生了變化，此時回路中___

___感應(yīng)電流(填“有”或“無”)。因為不管是磁場強弱發(fā)生變化，還是回路面積發(fā)生變化，都是穿過線圈所圍面積的

。這種觀察總結(jié)的方法是物理學中重要的研究方法，即歸納法。參考答案：11.將質(zhì)子和電子先后放在同一電場的同一位置，它們在電場中的加速度方向

（填相同或相反），

(填質(zhì)子或電子)加速度大。參考答案：相反，電子12.邊長為a的正方形，處于有界磁場如圖所示，一束電子以水平速度射入磁場后，分別從A處和C處射出，則vA：vC=__________;所經(jīng)歷的時間之比tA：tC=___________參考答案：1∶2

2∶1[13.磁感應(yīng)強度B是

(填標量或矢量)，它的單位

。參考答案：矢量

T三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.很多轎車中設(shè)有安全氣囊以保障駕乘人員的安全，轎車在發(fā)生一定強度的碰撞時，利疊氮化納（NaN3）爆炸產(chǎn)生氣體（假設(shè)都是N2）充入氣囊．若氮氣充入后安全氣囊的容積V=56L，囊中氮氣密度ρ=2.5kg/m3，已知氮氣的摩爾質(zhì)最M=0.028kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1，試估算：（1）囊中氮氣分子的總個數(shù)N；（2）囊中氮氣分子間的平均距離．參考答案：解：（1）設(shè)N2的物質(zhì)的量為n，則n=氮氣的分子總數(shù)N=NA代入數(shù)據(jù)得N=3×1024．（2）氣體分子間距較大，因此建立每個分子占據(jù)一個立方體，則分子間的平均距離，即為立方體的邊長，所以一個氣體的分子體積為：而設(shè)邊長為a，則有a3=V0解得：分子平均間距為a=3×10﹣9m答：（1）囊中氮氣分子的總個數(shù)3×1024；（2）囊中氮氣分子間的平均距離3×10﹣9m．【考點】阿伏加德羅常數(shù)．【分析】先求出N2的物質(zhì)量，再根據(jù)阿伏加德羅常數(shù)求出分子的總個數(shù)．根據(jù)總體積與分子個數(shù)，從而求出一個分子的體積，建立每個分子占據(jù)一個立方體，則分子間的平均距離，即為立方體的邊長，15.（6分）（1）開普勒第三定律告訴我們：行星繞太陽一周所需時間的平方跟橢圓軌道半長徑的立方之比是一個常量。如果我們將行星繞太陽的運動簡化為勻速圓周運動，請你運用萬有引力定律，推出這一規(guī)律。

（2）太陽系只是銀河系中一個非常渺小的角落，銀河系中至少還有3000多億顆恒星，銀河系中心的質(zhì)量相當于400萬顆太陽的質(zhì)量。通過觀察發(fā)現(xiàn)，恒星繞銀河系中心運動的規(guī)律與開普勒第三定律存在明顯的差異，且周期的平方跟圓軌道半徑的立方之比隨半徑的增大而減小。請你對上述現(xiàn)象發(fā)表看法。

參考答案：（1）

（4分）

（2）由關(guān)系式可知：周期的平方跟圓軌道半徑的立方之比的大小與圓心處的等效質(zhì)量有關(guān)，因此半徑越大，等效質(zhì)量越大。

（1分）

觀點一：銀河系中心的等效質(zhì)量，應(yīng)該把圓形軌道以內(nèi)的所有恒星的質(zhì)量均計算在內(nèi)，因此半徑越大，等效質(zhì)量越大。

觀點二：銀河系中心的等效質(zhì)量，應(yīng)該把圓形軌道以內(nèi)的所有質(zhì)量均計算在內(nèi)，在圓軌道以內(nèi)，可能存在一些看不見的、質(zhì)量很大的暗物質(zhì)，因此半徑越大，等效質(zhì)量越大。

說出任一觀點，均給分。

（1分）

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（16分）在拆裝某種大型電磁設(shè)備的過程中，需將設(shè)備內(nèi)部處于強磁場中的線圈先閉合，然后再提升直至離開磁場。操作時通過手搖輪軸A和定滑輪O來提升線圈。假設(shè)該線圈可簡化為水平長為L，上下寬度為d的矩形線圈，其匝數(shù)為n，總質(zhì)量為M，總電阻為R，如圖下所示。開始時線圈的上邊緣與有界磁場的上邊緣平齊。若轉(zhuǎn)動手搖輪軸A。在時間t內(nèi)把線圈從圖示位置勻速向上拉出磁場。此過程中，流過線圈中每匝導(dǎo)線橫截面的電量為q，求：

（1）磁場的磁感應(yīng)強度；（2）在轉(zhuǎn)動輪軸時，人至少需做多少功?(不考慮摩擦影響)參考答案：解析：（1）在勻速提升過程中線圈運動速度v=

①

（2分）線圈中感應(yīng)電動勢

E=nBLv

②

（2分）產(chǎn)生的感應(yīng)電流I=

③

（2分）流過導(dǎo)線橫截面的電量q=I·t

④

（2分）聯(lián)立①②③④得

（1分）（2）勻速提拉過程中，要克服重力和安培力做功即W=WG+WB

⑤

（2分）又WG=Mgd

⑥

（2分）WB=nBILd

⑦

（2分）聯(lián)立①②③⑤⑥⑦可得

W=Mgd+

（1分）17.（計算）（2013秋?宿州期中）如圖所示是一提升重物用的直流電動機工作時的電路圖．電動機內(nèi)電阻r=2Ω，電路中另一電阻R=4Ω，直流電壓U1=120V，理想電壓表示數(shù)U2=100V．試求：（1）通過電動機的電流；（2）電動機輸出的機械功率；（3）若電動機勻速豎直向上提升重物，重物的質(zhì)量m=30kg，求提升速度多大？（g取10m/s2）參考答案：（1）通過電動機的電流為5A；（2）電動機輸出的機械功率為450W；（3）提升速度為1.5m/s．閉合電路的歐姆定律；電功、電功率（1）通過電動機的電流I==A=5A；

（2）電動機的輸入功率P1=U2I=100×5W=500W，電動機內(nèi)電阻的發(fā)熱功率P2=I2r=52×2W=50W，輸出的機械功率P3=P1﹣P2=（500﹣50）W=450W；

（3）提升速度設(shè)為v，P3=Fv=mgv代入數(shù)據(jù)解得：v==m/s=1.5m/s；

答：（1）通過電動機的電流為5A；（2）電動機輸出的機械功率為450W；（3）提升速度為1.5m/s．18.如圖所示，勻強磁場磁感應(yīng)強度B=0.5T，邊長為L=10cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈總電阻r=1Ω，線圈繞垂直于磁感線的對稱軸OO’勻速轉(zhuǎn)動，角速度ω=2πrad/s，外電路電阻R=4Ω，求：(1)轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值；(2)由圖示位置（線圈平面與磁感線平行）轉(zhuǎn)過60°時的瞬時感應(yīng)電動勢；(3)由圖示位置轉(zhuǎn)過60°角的過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢；(4)交變電壓表的示數(shù)；參考答案：(1)3.14V(2)1.57V(3)2.60V(4)1.78V（1）根據(jù)Em=NBωS，可得感應(yīng)電動勢的最大值：Em=100×0.5×0.1×0.1×2πv=3.14V因此感應(yīng)電動勢的瞬時表達式為e=3.14cos2πt（V）

（2）由圖示位置（線圈平面