河北省衡水市冀州徐莊中學2022-2023學年高二物理期末試題含解析

河北省衡水市冀州徐莊中學2022-2023學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.一顆人造衛(wèi)星在地球引力作用下，繞地球做勻速圓周運動，已知地球的質(zhì)量為M，地球的半徑為R，衛(wèi)星的質(zhì)量為m，衛(wèi)星離地面的高度為h，引力常量為G，則地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力大小為

A．

B．

C．

D．參考答案：2.（多選）光滑斜面上物塊A被平行斜面的輕質(zhì)彈簧拉住靜止于O點，如圖所示，現(xiàn)將A沿斜面拉到B點無初速釋放，物體在BC范圍內(nèi)做簡諧運動，則下列說法正確的是：A、OB越長，振動能量越大B、在振動過程中，物體A機械能守恒C．A在C點時，物體與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)勢能最大，在O點時系統(tǒng)勢能最小D．B點時物體A的機械能最小參考答案：ACD3.如圖所示，蹄形磁鐵和閉合線圈abcd在同一豎直平面內(nèi)，且都能繞各自的豎直中心軸旋轉(zhuǎn)；在外力作用下使磁鐵逆時針旋轉(zhuǎn)（從上向下看，下同）。則線圈abcdA．不動

B．順時針旋轉(zhuǎn)C．逆時針旋轉(zhuǎn)

D．無法判斷參考答案：C4.矩形導線框abcd放在勻強磁場中，磁感線方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強度B隨時間變化的圖象如圖（1）所示。t=0時刻，磁感應(yīng)強度的方向垂直于紙面向里。在0∽4s時間內(nèi)，線框的ab邊受力隨時間變化的圖象（ab邊所受安培力的方向規(guī)定以向左為正方向），可能如圖（2）中的（

D）參考答案：D5.（單選）一矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，線圈中產(chǎn)生的電動勢為e=Emsinωt．若將線圈的轉(zhuǎn)速加倍，其它條件不變，則產(chǎn)生的電動勢為（）A．Emsin2ωtB．2EmsinωtC．2EmsintD．2Emsin2ωt參考答案：考點：交流發(fā)電機及其產(chǎn)生正弦式電流的原理．專題：交流電專題．分析：感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式分析答題，交變電流的瞬時值表達式為：e=Emsinωt，其中Em=nBSω．解答：解：感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e=Emsinωt，其中Em=nBSω，將線圈的轉(zhuǎn)速加倍，其它條件不變Em和ω都增加一倍，此時交變電流的瞬時值表達式變?yōu)閑′=2Emsin2ωt．故選D．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖13所示，閉合導線框的質(zhì)量可以忽略不計，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強磁場．若第一次用0.3s時間拉出，外力所做的功為W1，功率為P1，通過導線截面的電荷量為q1；第二次用0.9s時間拉出，外力所做的功為W2，功率為P2，通過導線截面的電荷量為q2，則W1:W2=

,P1:P2=

,q1:q2=

參考答案：3：1

9：1

1：17.如圖:有四盞燈，接入如圖的電路中,Ｌ1和Ｌ2的電阻均為484Ω,Ｌ3和Ｌ4的電阻均為1210Ω,把電路接通后,四盞燈的電流之比I1:I2:I3=

。參考答案：7：5：28.（6分）頻率為50Hz的正弦電流，對人體的安全電壓有效值不能超過36V，這個交流電壓的周期是_________s，峰值是______________V。

參考答案：0.02；369.如圖所示，圖甲為熱敏電阻的R-t圖像，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱控制電路，繼電器線圈的電阻為150Ω,。當線圈中的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸合。為繼電器供電的電池的電動勢E=6V,內(nèi)阻不計。圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源，R為熱敏電阻。（1）應(yīng)該把恒溫箱的加熱器接在

端（填“AB”或“CD”）。（2）如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持1500C,可變電阻R′的值應(yīng)調(diào)節(jié)為

Ω，此時熱敏電阻的阻值為

Ω。參考答案：AB

120

3010.如圖所示，放在蹄形磁鐵兩極間的導體棒ab，當通有由b向a的電流時，受到的安培力方向向右，則磁鐵的上端是

極；如果磁鐵上端是S極，導體棒中的電流方向由a向b，則導體棒受到的安培力方向為

．(選填“向左”、“向右”)參考答案：11.一臺發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的瞬時值表達式為：e=311sin314tV，則此發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值為_______V，有效值為______V，發(fā)電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為______轉(zhuǎn)/秒，產(chǎn)生的交流電的頻率為____Hz．

參考答案：

311

，

220

，

50

，

50

12.用電阻率是1.7×10-8·m、橫截面積為0.34X10-6m2、長200m的絕緣銅導線繞制一個線圈，這個銅線圈的電阻是

。若這個線圈允許通過的最大電流為4.5A，則這個線圈兩端允許施加的最大電壓是 V。

參考答案：10

4513.如圖所示是等離子體發(fā)電機的示意圖，磁感應(yīng)強度為B,方向垂直紙面向里，兩極板間距離為d，要使輸出電壓為U，則等離子體的速度v為

▲，a是電源的▲(正、負極)參考答案：

；

正

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在燃氣灶上常常安裝電子點火器，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燃氣體請問點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：燃氣灶電極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)，故安裝的電子點火器往往把放電電極做成針形．【點睛】強電場作用下，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，因而電場強度大，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烈，這時往往可以看到它周圍有淺藍色的光暈．15.分子勢能隨分子間距離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處分子勢能最小，試說明理由．（2）圖中分子勢能為零的點選在什么位置？在這種情況下分子勢能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，對嗎？（3）如果選兩個分子相距r0時分子勢能為零，分子勢能有什么特點？參考答案：解：（1）如果分子間距離約為10﹣10m數(shù)量級時，分子的作用力的合力為零，此距離為r0．當分子距離小于r0時，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，分子勢能隨分子間距離的減小而增大．如果分子間距離大于r0時，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，r不論減小或增大，分子勢能都增大．所以說，分子在平衡位置處是分子勢能最低點．（2）由圖可知，分子勢能為零的點選在了兩個分子相距無窮遠的位置．因為分子在平衡位置處是分子勢能最低點，據(jù)圖也可以看出：在這種情況下分子勢能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零是正確的．（3）因為分子在平衡位置處是分子勢能的最低點，最低點的分子勢能都為零，顯然，選兩個分子相距r0時分子勢能為零，分子勢能將大于等于零．答案如上．【考點】分子勢能；分子間的相互作用力．【分析】明確分子力做功與分子勢能間的關(guān)系，明確分子勢能的變化情況，同時明確零勢能面的選取是任意的，選取無窮遠處為零勢能面得出圖象如圖所示；而如果以r0時分子勢能為零，則分子勢能一定均大于零．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，質(zhì)量為m、邊長為L的正方形線框，從有界的勻強磁場上方由靜止自由下落，線框電阻為R。勻強磁場的寬度為H。（L＜H），磁感強度為B，線框下落過程中ab邊與磁場邊界平行且沿水平方向。已知ab邊剛進入磁場和剛穿出磁場時線框都作減速運動，加速度大小都是。求：（1）ab邊剛進入磁場時與ab邊剛出磁場時的速度大小；（2）cd邊剛進入磁場時，線框的速度大小；（3）線框進入磁場的過程中，產(chǎn)生的熱量。參考答案：（1）由題意可知ab邊剛進入磁場與剛出磁場時的速度相等，設(shè)為v1，則結(jié)線框有：

-------------------------1分

---------------------1分

-----------------1分

且

--------------------1分

解得：

------------------------------1分（2）設(shè)cd邊剛進入磁場時速度為v2，則cd邊進入磁場到ab邊剛出磁場應(yīng)用動能定理得：

------------2分

解得：

--------------2分

（3）由能和轉(zhuǎn)化和守恒定律，可知在線框進入磁場的過程中有

--------------------2分

解得產(chǎn)生的熱量：Q＝mgH

--------------1分17.一臺電動機額定電壓為220V，線圈電阻R=0.5Ω，電動機正常工作時通過電動機線圈的電流為4A，電動機正常工作10min，求：（1）電動機消耗的電能.（2）電動機內(nèi)阻產(chǎn)生的熱量。參考答案：

工作時間為t=10×60s=600s

電動機消耗的電能等于電流做的功w=UIt=220×4×600J=5.28×105J……………4分

根據(jù)焦耳定律，內(nèi)阻產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt=42×0.5×600J=4.8×103J……………4分

18.（14分）如圖所示，在x<0與x>0的區(qū)域中，存在磁感應(yīng)強度分別為B1與B2的勻強磁場，磁場方向均垂直與紙面向里，且B1>B2．一個帶負電的粒子從坐標原點O以速度v沿x軸負方向射出，要使該粒子經(jīng)過一段時間后又經(jīng)過O點，B1與B2的比值應(yīng)滿足什么條件？參考答案：粒子分別在x＜0與x＞0的區(qū)域中做勻速圓周運動，設(shè)粒子的速度大小為v，電荷量和質(zhì)量分別為q和m，在x＜0與x＞0的區(qū)域中運動的半徑分別為r1和r2，由牛頓第二定律，

得，………………