2022-2023學年山西省太原市外語科技實驗中學高二物理期末試題含解析

2022-2023學年山西省太原市外語科技實驗中學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.(單選)如圖所示，空間有一水平勻強電場，在豎直平面內(nèi)有一初速為的帶電微粒沿直線由A運動到B，則微粒的（

）A．動能、電勢能減少，重力勢能增加B．動能、重力勢能增加，電勢能減少C．動能不變，重力勢能增加，電勢能減少D．動能減少，重力勢能、電勢能增加參考答案：D2.如圖所示為兩電阻R1和R2的伏安特性曲線．若在兩電阻兩端加相同的電壓，關(guān)于它們的電阻值及電流的比較，下列說法正確的是（

）A．電阻R1的阻值較大；

B．電阻R2的阻值較大C．電阻R1的電流較大；

D．電阻R2的電流較大參考答案：BC3.下列關(guān)于光的說法中正確的是（）A．在真空中紅光波長比綠光波長長B．紅光光子能量比綠光光子能量大C．紅光和綠光相遇時能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D．綠光照射某金屬能發(fā)生光電效應現(xiàn)象，紅光照射該金屬時一定能發(fā)生光電效應現(xiàn)象參考答案：A【考點】光電效應；光子．【分析】在可見光中，紅光的波長最大，頻率最?。话l(fā)生干涉的條件是兩列波的頻率相同．根據(jù)光電效應的條件判斷能否發(fā)生光電效應．【解答】解：A、在真空中，紅光的波長大于綠光波長．故A正確．B、紅光的頻率小，根據(jù)E=hv，知紅光的光子能量小于綠光的光子能量．故B錯誤．C、紅光和綠光的頻率不同，不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象．故C錯誤．D、綠光照射金屬能發(fā)生光電效應，綠光的頻率大于紅光，則紅光照射金屬一定不能發(fā)生光電效應．故D錯誤．故選：A．4.（單選）物理學中規(guī)定電流的方向是

A．正電荷定向移動的方向

B．負電荷定向移動的方向

C．自由電荷定向移動的方向

D．正負離子定向移動的方向參考答案：A5.（單選題）伽利略創(chuàng)造的把實驗、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學方法，有力地促進了人類科學認識的發(fā)展。利用如圖所示的裝置做如下實驗：小球從左側(cè)斜面上的O點由靜止釋放后沿斜面向下運動，并沿右側(cè)斜面上升。斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時，小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3。根據(jù)三次實驗結(jié)果的對比，可以得到的最直接的結(jié)論是（

）

A．如果斜面光滑，小球?qū)⑸仙脚cO點等高的位置

B．如果小球不受力，它將一直保持勻速運動或靜止狀態(tài)

C．如果小球受到力的作用，它的運動狀態(tài)將發(fā)生改變

D．小球受到的力一定時，質(zhì)量越大，它的加速度越小參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.圖為一空間探測器的示意圖，P1、P2、P3、P4是四個噴氣發(fā)動機，P1、P3的連線與空間一固定坐標系的x軸平行，P2、P4的連線與y軸平行．每臺發(fā)動機噴氣時，都能向探測器提供推力，但不會使探測器轉(zhuǎn)動．開始時，探測器相對于坐標系以恒定的速率v0沿正x方向平動．先開動P1，使P1在極短的時間內(nèi)一次性噴出質(zhì)量為m的氣體，氣體噴出時相對于坐標系的速度大小為v.然后開動P2，使P2在極短的時間內(nèi)一次性噴出質(zhì)量為m的氣體，氣體噴出時相對坐標系的速度大小為v.此時探測器的速度大小為2v0，且方向沿正y方向．假設(shè)探測器的總質(zhì)量為M(包括氣體的質(zhì)量)，每次噴出氣體的質(zhì)量m與探測器總質(zhì)量M的比值_______和每次噴出氣體的速度v與v0的比值_______．參考答案：47.如圖所示，有一個10匝的矩形線圈，它的ab邊的長度為10cm，處在一勻強磁場中，磁場方向垂直于線圈平面向里。線圈通以如圖所示方向的電流時，天平平衡，電流大小為0.1A。若將電流反向，需在右盤增加2g砝碼方可使天平恢復平衡。則磁場的磁感強度大小為

A。(g取10m/s2)參考答案：0.18.如圖，長為L的導體棒原來不帶電，現(xiàn)將一帶電量為q的點電荷放在距棒左端為R的某點.當達到靜電平衡時，棒上感應電荷在棒內(nèi)中點處產(chǎn)生的場強的大小為_______________。參考答案：9.如圖所示。粗細均勻的電阻為r的金屬圓環(huán)放在磁感應強度為B的垂直環(huán)面的勻強磁場中，圓環(huán)的直徑為d。長為d、電阻為r／2的金屬棒ab在中點處與環(huán)相切，現(xiàn)使ab始終以垂直于棒的、大小為V的速度向左運動，到達圓環(huán)的直徑位置時，ab棒兩端的電勢差大小為

。

參考答案：10.（4分）圖是一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，此時點的速度方向向上，則該波向

(選填“左”或“右”)傳播，在處的質(zhì)點的加速度方向是向

(選填“上”或“下”)。

參考答案：右，下11.交流電的有效值是根據(jù)

來規(guī)定的，對于正弦交流電，電流的峰值是其有效值的

倍（關(guān)系式是

）。對人體的安全電壓值不能超過

V，參考答案：電流的熱效應

3612.如圖所示，光滑絕緣桿豎直放置，它與以正點電荷Q為圓心的某一圓周交于B、C兩點，質(zhì)量為m，帶電量為的有孔小球從桿上A點無初速下滑，已知q<<Q，AB=h，BC=2h，小球滑到B點時速度大小為，則小球從A運動到B的過程中，電場力做的功為______________；小球在C點的速度為____________.參考答案：

13.金屬桿ABC處于磁感強度B=0.1T的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里(如圖17所示)．已知AB=BC=20cm，當金屬桿在圖中標明的速度方向運動時，測得A、C兩點間的電勢差是3.0V，則可知移動速度v=___參考答案：0m/s三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（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）

15.如圖4－1－24所示，一閉合金屬環(huán)從上而下通過通電螺線管，b為螺線管的中點，金屬環(huán)通過a、b、c三處時，能產(chǎn)生感應電流嗎？參考答案：金屬環(huán)通過a、c處時產(chǎn)生感應電流；通過b處時不產(chǎn)生感應電流．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在第一象限有一勻強電場，場強大小為E，方向與y軸平行；一質(zhì)量為m、電荷量為－q(q>0)的粒子以平行于x軸的速度從y軸上P點處射入電場，已知OP＝L，OQ＝2L.不計粒子重力．求：(1)粒子在第一象限中運動的時間．(2)粒子離開第一象限時速度方向與x軸的夾角．

參考答案：(1)帶電粒子在電場中做類平拋運動，在y軸負方向上做初速度為零的勻加速運動，設(shè)加速度的大小為a，在x軸正方向上做勻速直線運動，設(shè)速度為v0，粒子從P點運動到Q點所用的時間為t，則由類平拋運動的規(guī)律可得：l＝at2

①2l＝v0t

②且a＝

③由①③式得：t＝.

④(2)設(shè)粒子射出第一象限時速度方向與x軸正方向的夾角為θ則tanθ＝

⑤由②③④⑤式，得tanθ＝，即θ＝30°.答案：(1)(2)30°

17.如圖所示，M為一線圈電阻r=0.4Ω的電動機，R=24Ω，電源電動勢E=40V．當S斷開時，電流表的示數(shù)I1=1.6A，當開關(guān)S閉合時，電流表的示數(shù)為I2=4.0A求：（1）電源內(nèi)阻；（2）開關(guān)S閉合時電動機發(fā)熱消耗的功率和轉(zhuǎn)化為機械能的功率；（3）開關(guān)S閉合時電源的輸出功率和電動機的機械效率．參考答案：解：（1）根據(jù)閉合電路的歐姆定律：I1=；代入數(shù)據(jù)解得：r=﹣R=（﹣24）Ω=1Ω；（2）開關(guān)S閉合后路端電壓：U=E﹣I2r0=（40﹣4.0×1）V=36V流過R的電流強度為：IR=1.5A，流過電動機的電流強度為：I=I2﹣IR=（4.0﹣1.5）A=2.5A電動機發(fā)熱消耗的功率為：P熱=I2r=（2.52×0.4）W=2.5W電動機轉(zhuǎn)化為機械能的功率：P機=UI﹣P熱=87.5W（3）開關(guān)S閉合時電源輸出功率為：P=UI2=144W電動機的機械效率：η=×100%=×100%≈97.2%答：（1）電源內(nèi)阻為1Ω（2）開關(guān)S閉合時電動機發(fā)熱消耗的功率為2.5W，轉(zhuǎn)化為機械能的功率為7.5W．（3）開關(guān)S閉合時電源輸出功率為144W，電動機效率為97.2%．【考點】電功、電功率；閉合電路的歐姆定律．【分析】（1）當S斷開時，根據(jù)閉合電路歐姆定律求解電源的內(nèi)阻．（2）當開關(guān)S閉合時，已知電流表的示數(shù)，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出路端電壓，由歐姆定律求出通過R的電流，得到通過電動機的電流，電動機發(fā)熱消耗的功率為：R熱=I2r，電動機的輸出功率等于電功率與內(nèi)部消耗的熱功率之差．（3）電源的輸出功率為P=UI．電源的效率等于電源的輸出功率與總功率之比．18.有一平行板電容器，內(nèi)部為真空，兩個極板的間距為，極板長為L，極板間有一勻強電場，U為兩極板間的電壓，電子從極板左端的正中央以初速度射入，其方向平行于極板，并打在極板上的D點，如圖所示。電子的電荷量用e表示，質(zhì)量用表