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湖南省懷化市芷江縣第一中學(xué)2022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1.兩質(zhì)量均為M的冰船A、B靜止在光滑冰面上,軸線在一條直線上,船頭相對(duì),質(zhì)量為m的人從A船跳入B船,又立刻跳回,A、B兩船最后的速度之比是()A.(M+m)/M
B.M/(2M-m)
C.M/(M+m)
D.M/(M-m)參考答案:C2.假如一輛汽車在靜止時(shí)喇叭發(fā)出聲音的頻率是300Hz,在汽車向你駛來(lái)又擦身而過(guò)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(
)A.當(dāng)汽車向你駛來(lái)時(shí),聽(tīng)到喇叭聲音的頻率等于300HzB當(dāng)汽車向你駛來(lái)時(shí),聽(tīng)到喇叭聲音的頻率小于300HzC.當(dāng)汽車和你擦身而過(guò)后,聽(tīng)到喇叭聲音的頻率大于300HzD.當(dāng)汽車和你擦身而過(guò)后,聽(tīng)到喇叭聲音的頻率小于300Hz參考答案:D3.如圖所示的天平可用來(lái)測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度.天平的右臂下面掛有一個(gè)矩形線圈,寬為l,共N匝.線罔的下部懸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙而.當(dāng)線圈中通有電流I(方向如圖)時(shí),在天平左、右兩邊加上質(zhì)量各為m1、m2的砝碼,天平平衡.當(dāng)電流反向(大小不變)時(shí),右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后,天平重新平衡.由此可知(
).A磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里,大小為(m1-m2)g/NIlB磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里,大小為mg/2NIlC磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外,大小為(m1-m2)g/NIlD磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外,大小為mg/2Nil參考答案:B4.(單選)如圖所示,兩個(gè)單擺和的擺長(zhǎng)>,將它們都拉離豎直方向一個(gè)很小的角度然后釋放,那么這兩個(gè)擺球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度的大小和經(jīng)歷時(shí)間應(yīng)滿足
A.>,>
B.>,<C.<,<
D.<,>參考答案:A5.如右圖所示,條形磁鐵放在水平桌面上,它的正中央的上方固定一與磁鐵垂直的通電直導(dǎo)線,電流方向垂直紙面向外,則下面結(jié)論正確的是A.磁鐵對(duì)桌面的壓力減小,它不受摩擦力;B.磁鐵對(duì)桌面的壓力減小,它受到摩擦力;C.磁鐵對(duì)桌面的壓力加大,它不受摩擦力;D.磁鐵對(duì)桌面的壓力加大,它受到摩擦力;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.如圖所示,有一磁感應(yīng)強(qiáng)度B=9.1×10-4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),C、D為垂直于磁場(chǎng)方向的一平面內(nèi)的兩點(diǎn),今有一電子在此磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),它經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度v的方向和磁場(chǎng)垂直,且與CD之間的夾角θ=30°,電子在運(yùn)動(dòng)中后來(lái)又經(jīng)過(guò)D點(diǎn),則電子從C點(diǎn)第一次到D點(diǎn)所用的時(shí)間是________s.(me=9.1×10-31kg,e=1.6×10-19C)參考答案:電子從C點(diǎn)第一次到D點(diǎn)所用的時(shí)間是6.5×10-9s.7.如圖所示,單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框面積為S。線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度,從圖示位置開(kāi)始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)90o過(guò)程中,線框中感應(yīng)平均電動(dòng)勢(shì)大小為
,轉(zhuǎn)過(guò)90o時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為
。參考答案:8.將一電熱器接在10V直流電源上,在時(shí)間t內(nèi)可將一壺水燒開(kāi)?,F(xiàn)將電熱器接到一個(gè)U=10sinωt(V)的交變電源上,煮開(kāi)同一壺水需時(shí)間
;若接到另一正弦交流電源上,需要時(shí)間為t,那么這個(gè)交流電源電壓的最大值為
V。參考答案:2t
209.在與x軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一帶電量為、質(zhì)量為的物體在光滑水平面上沿著x軸做直線運(yùn)動(dòng),其位移與時(shí)間的關(guān)系是,式中x以米為單位,t的單位為秒。從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到5s末物體所經(jīng)過(guò)的路程為
m,克服電場(chǎng)力所做的功為
J。參考答案:
0.34m
3.0×10-5J]10.參考答案:11.有一帶電荷量q=-3×10-6C的點(diǎn)電荷,從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí),克服電場(chǎng)力做功6×10-4J,從B點(diǎn)移到C點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做功9×10-4J.
則:
(1)AB間電勢(shì)差、BC間電勢(shì)差
(2)如以B點(diǎn)電勢(shì)為零,則A點(diǎn)的電勢(shì)參考答案:(1)200V
-300V
(2)200V12.如圖10所示,在一勻強(qiáng)電場(chǎng)中,將的負(fù)電荷由A點(diǎn)移至B點(diǎn),需克服電場(chǎng)力做功,已知AB連線長(zhǎng)為,AB連線與電場(chǎng)線間的夾角,則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差___________V,場(chǎng)強(qiáng)E=____________V/m。
參考答案:
5×10-10
F
,
80V13.如圖是利用放射線自動(dòng)控制鋁板厚度的裝置的示意圖。生產(chǎn)線壓制的是2mm厚的鋁板,放射源能放射出α、β、γ三種射線,鋁板下的探測(cè)接收器可以把接收到的放射線的強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電信號(hào),通過(guò)微機(jī)控制軋輥間的距離從而控制鋁板的厚度。根據(jù)α、β、γ三種射線貫穿性能的不同,可以判定三種射線中_______射線一定能穿過(guò)這樣的鋁板,____射線對(duì)控制鋁板厚度起著主要作用。參考答案:γ;β三、簡(jiǎn)答題:本題共2小題,每小題11分,共計(jì)22分14.如圖4-1-24所示,一閉合金屬環(huán)從上而下通過(guò)通電螺線管,b為螺線管的中點(diǎn),金屬環(huán)通過(guò)a、b、c三處時(shí),能產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎?參考答案:金屬環(huán)通過(guò)a、c處時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流;通過(guò)b處時(shí)不產(chǎn)生感應(yīng)電流.15.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(lái),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(shuō)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(shuō),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(wú)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(wú)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)能一定均大于零.四、計(jì)算題:本題共3小題,共計(jì)47分16.如圖所示,真空中有以O(shè)′為圓心,r為半徑的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。圓的最下端與x軸相切于直角坐標(biāo)原點(diǎn)O,圓的右端與平行于y軸的虛線MN相切,在虛線MN右側(cè)x軸上方足夠大的范圍內(nèi)有方向豎直向下、場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),在坐標(biāo)系第四象限存在方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),現(xiàn)從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸正方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子,質(zhì)子在磁場(chǎng)中做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng),然后進(jìn)入電場(chǎng)到達(dá)x軸上的C點(diǎn)。已知質(zhì)子帶電量為+q,質(zhì)量為m,不計(jì)質(zhì)子的重力、質(zhì)子對(duì)電磁場(chǎng)的影響及質(zhì)子間的相互作用力。求:(1)質(zhì)子剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度方向和大??;(2)OC間的距離;(3)若質(zhì)子到達(dá)C點(diǎn)后經(jīng)過(guò)第四限的磁場(chǎng)后恰好被放在x軸上D點(diǎn)處(圖上未畫出)的一檢測(cè)裝置俘獲,此后質(zhì)子將不能再返回電場(chǎng),則CD間的距離為多少。參考答案:(1)由qvB=得
…………(1分)方向沿x軸正方向…………(1分)(2)質(zhì)子電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間…………(2分)由牛頓第二定律
qE=ma…………(1分)由題意可知x1=ON=r…………(1分)電場(chǎng)中x2=NC=v…………(1分)OC間的距離為x=x1+x2=r+…………(1分)(3)豎直方向的速度…………(1分)
設(shè)質(zhì)子合速度為質(zhì)子合速度與x軸正向夾角的正弦值sinθ=…………(1分)x3=CD=2Rsinθ…………(2分)運(yùn)動(dòng)半徑…………(1分)x3=CD=2●==…………(1分)17.兩塊質(zhì)量都是m的木塊A和B在光滑水平面上均以速度向左勻速運(yùn)動(dòng),中間用一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接著,如圖所示.現(xiàn)從水平方向迎面射來(lái)一顆子彈,質(zhì)量為,速度為v0,子彈射入木塊A并留在其中.求:(1)在子彈擊中木塊后的瞬間木塊A、B的速度vA和vB的大小;(2)在子彈擊中木塊后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能.參考答案:解:(1)在子彈打入木塊A的瞬間,由于相互作用時(shí)間極短,彈簧來(lái)不及發(fā)生形變,A、B都不受彈力的作用,故vB=v0;由于此時(shí)A不受彈力,木塊A和子彈構(gòu)成的系統(tǒng)在這極短過(guò)程中不受外力作用,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,以子彈與A組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,以子彈的初速度方向?yàn)檎较?,:由?dòng)量守恒定律得:mv0﹣m?=(m+m)vA,解得:vA=﹣v0,負(fù)號(hào)表示方向向左;(2)由于木塊A、木塊B運(yùn)動(dòng)方向相同且vA<vB,故彈簧開(kāi)始被壓縮,分別給A、B木塊施以彈力,使得木塊A加速、B變減速運(yùn)動(dòng),彈簧不斷被壓縮,彈性勢(shì)能增大,直到二者速度相等時(shí)彈簧彈性勢(shì)能最大,在彈簧壓縮過(guò)程木塊A(包括子彈)、B與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,機(jī)械能守恒.設(shè)彈簧壓縮量最大時(shí)共同速度為v,彈簧的最大彈性勢(shì)能為Epm,以A、B與彈簧組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,以向左為正方向,由動(dòng)量守恒定律得:mvA+mvB=(m+m)v,?mvA2+mvB2=(m+m)v2+Epm,解得:v=v0,Epm=mv02;答:(1)在子彈擊中木塊后的瞬間木塊A、B的速度分別為v0、v0;(2)在子彈擊中木塊后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能為mv02.18.如圖所示,固定于水平面上的金屬框cdef,處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬棒ab擱在框架上,可無(wú)摩擦滑動(dòng).此時(shí)abed構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)L的正方形,棒電阻r,其余電阻不計(jì),開(kāi)始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。(1)若以t=0時(shí)起,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加,每秒增加量k,同時(shí)保持棒靜止,求棒中的感應(yīng)電流。(2)在上述情況中,棒始終保持靜止,當(dāng)t=t1時(shí)需加垂直于棒水平外力多大?(3)若從t=0時(shí)起,磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小,當(dāng)棒以恒定速度v向右勻速運(yùn)動(dòng),可使棒中不產(chǎn)生I感,則磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)怎樣隨時(shí)間變化?(寫出B與t的關(guān)系式)參考答案:如圖所示,固定于水平面上的金屬框cdef,處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬棒ab擱在框架上,可無(wú)摩擦滑動(dòng).此時(shí)abed構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)L的正方形,棒電阻r,其余電阻不計(jì),開(kāi)始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。(1)若以t=0時(shí)起,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加,每秒增加量k,同時(shí)保持棒靜止,求棒中的感應(yīng)電流。(2)在上述情況中,棒始終保持靜止,當(dāng)t=t1時(shí)需加垂直于棒水平外力多大?(3)若從t=0時(shí)起,磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小,當(dāng)棒以恒定速度v向右勻速運(yùn)動(dòng),可使棒中不產(chǎn)生I感,則磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)怎樣隨時(shí)間變化?(寫出B與t的關(guān)系式)解析:(1)據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E==kL2-----
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