湖北省荆州市向群中学2022-2023学年高二物理上学期期末试题含解析

湖北省荆州市向群中学2022-2023学年高二物理上学期期末试题含解析 一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意 1. （单选）如图所示，平行线PQ、MN之间有方向垂直纸面向里的匀强磁场，电子从P沿平行于PQ且垂直于磁场方向射入磁场，其中速率υ1的电子与MN成60°角、速率为υ2的电子与MN成45°角射出磁场，υ1/υ2等于(    ) A.(2-)/1   B.(-1)/1 C. /1 D. / 参考答案： A 2. 一单摆摆长为l，若将摆长增加1m，则周期变为原来的1.5倍，可以肯定l长为  A.2m          B.1.5m          C.0.8m          D.0.5m 参考答案： C 3. 如图所示，玻璃管A和B同样粗细，A的上端封闭，两管下端用橡皮管连通，两管中水银柱高度差为h，若将B管慢慢地提起，则A管内空气柱将_______（填“变长”“变短”或“不变”），两管内水银柱高度差将_______（填“增大”“减小”或“不变”） 参考答案： 变短  增大 4. 如图所示，电子射线管(A为其阴极)，放在蹄形磁铁的N、S两极间，则荧光屏上的电子束运动径迹偏转方向是（    ）． A．向下           B.向上  C.向左            D.向右 参考答案： A 5. （多选）如图所示，在光滑水平面上用恒力拉质量为、边长为、总电阻为的单匝均匀正方形铜线框，线框从位置1开始以速度进入磁感应强度为的匀强磁场，到达位置2时线框刚好全部进入磁场，在位置3时线框开始离开匀强磁场，到达位置4时线框刚好全部离开磁场。则   A．在位置1时，线框右侧边MN的两端电压为 B．线框从位置1到位置2的过程与从位置3到位置4的过程产生的感应电流方向相反 C．线框从位置1到位置2的过程与从位置3到位置4的过程所受的安培力方向相同 D．从位置1到位置2的过程中流过线框某一截面的电荷量等于 参考答案： BCD 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. （4分）如图所示。粗细均匀的电阻为r的金属圆环放在磁感应强度为B的垂直环面的匀强磁场中，圆环的直径为d。长为d、电阻为r／2的金属棒ab在中点处与环相切，现使ab始终以垂直于棒的、大小为V的速度向左运动，到达圆环的直径位置时，ab棒两端的电势差大小为                   。 参考答案： BdV／3（4分） 7. 空气是不导电的。但是如果空气中的电场很强，使得气体分子中带正、负电荷的微粒所受的相反的静电力很大，以至于分子破碎，于是空气中出现了可以自由移动的电荷，空气变成了导体。这个现象叫做空气的“击穿”。一次实验中，电压为4×104V的直流电源的两极连在一对平行金属板上，如果把两金属板的距离减小到1.6cm，两板间就会放电。问这次实验中空气击穿时的电场强度等于          V/m 参考答案： 2.5×106 V/m 8. (8分)放射性物质和的核衰变方程为：       方程中的X1代表的是______，X2代表的是_________。 参考答案： X1代表的是(或)，X2代表的是(或) 9. 如图所示，一个质子的电量e＝1.6×10－19C，在某一静电场中从A点经C点移到B点，电场力做功8×10－17J；在质子从B点经D点回到A 点过程中，电场力做功为_____ J。如果质子在A点的电势能为零，则B点电势φB= _____ V。 参考答案： 、 10. 如图4－3－24，金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧，若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向________(填“左”或“右”)运动，并有________(填“收缩”或“扩张”)趋势． 参考答案： 11. 17．如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电微粒静止于平行板(两板水平放置)电容器中间，则此微粒带________电，若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为d，微粒的质量为m，带电量为q，则磁感应强度的变化率为________（设线圈的面积为S）． 参考答案： 负； 12. （6分）在电场中，如果________________的大小和方向都相同，这个区域的电场叫做匀强电场。匀强电场的电场线是距离相等的_________________直线。 参考答案： 电场强度  平行 13. 组成物质的分子是很小的，一种粗测分子大小的方法是             ，设一滴油酸体积为V，油酸在水面上延展的最大面积为S，油膜的厚度等于         ，油膜的厚度即为分子的直径。 参考答案： 单分子油膜法，  三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 在用单摆测重力加速度的实验中同学在实验中，先测得摆线长为97.50cm，再测得摆球直径为2.00cm，然后测出了单摆全振动50次所用时间为98.0s， （1）该单摆的摆长为       cm，周期为       s。 （2）如果他测得的g值偏小，可能原因是________ A.测摆线长时将摆线拉得过紧          B.误将摆线长当作摆长 C.开始计时，秒表按下偏迟            D.实验中误将49次全振动计为50次 参考答案： (1)_____98。50_      _____1.96__       (2) ___B__ 15. （5分）在《测定电源的电动势和内阻》的实验中，完成以下问题： (1)在甲图的电路中，填上所缺的元件符号，使实验电路原理图完整。 (2)某同学用实验测得的数据作出的U-I图象如图乙所示，由图可知，该电源的电动势E=            。     参考答案： 3.4v 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，一根长为L的绝缘细线，一端连着一质量为m带电量为+q的小球，另一端固定于O点，现把小球拉至细线水平且与场强方向平行的位置，无初速释放，小球能摆到最低点的另一侧，细线与竖直方向的最大夹角θ=30o，（1）求场强E的大小；（2）若使带电小球在平行于电场的竖直平面内做完整的圆周运动，小球运动过程中的最小动能是多少？ 参考答案： 动能定理：—qEL（1+sinθ）=0，θ=30o，解得 当细线上张力为零时，重力和电场力的合力充当向心力，此时小球速度最小 F合=，    Ek== 17. （20分）如图所示，接地的空心导体球壳内半径为R，在空腔内一直径上的P1和P2处，放置电量分别为q1和q2的点电荷，q1＝q2＝q，两点电荷到球心的距离均为a．由静电感应与静电屏蔽可知：导体空腔内表面将出现感应电荷分布，感应电荷电量等于－2q．空腔内部的电场是由q1、q2和两者在空腔内表面上的感应电荷共同产生的．由于我们尚不知道这些感应电荷是怎样分布的，所以很难用场强叠加原理直接求得腔内的电势或场强．但理论上可以证明，感应电荷对腔内电场的贡献，可用假想的位于腔外的（等效）点电荷来代替（在本题中假想(等效)点电荷应为两个），只要假想的（等效）点电荷的位置和电量能满足这样的条件，即：设想将整个导体壳去掉，由q1在原空腔内表面的感应电荷的假想（等效）点电荷与q1共同产生的电场在原空腔内表面所在位置处各点的电势皆为0；由q2在原空腔内表面的感应电荷的假想（等效）点电荷与q2共同产生的电场在原空腔内表面所在位置处各点的电势皆为0．这样确定的假想电荷叫做感应电荷的等效电荷，而且这样确定的等效电荷是唯一的．等效电荷取代感应电荷后，可用等效电荷、和q1、q2来计算原来导体存在时空腔内部任意点的电势或场强。 1．试根据上述条件，确定假想等效电荷、的位置及电量． 2．求空腔内部任意点A的电势UA．已知A点到球心O的距离为r，与的夹角为q 。 参考答案： 解析： 1．解法Ⅰ： 如图1所示，S为原空腔内表面所在位置，的位置应位于的延长线上的某点B1处，的位置应位于的延长线上的某点B2处．设A1为S面上的任意一点，根据题意有           (1)      (2) 怎样才能使 (1) 式成立呢？下面分析图1中与的关系． 若等效电荷的位置B1使下式成立，即                                                  (3) 即                                              (4) 则                         有                          (5) 由 (1)式和 (5)式便可求得等效电荷                                  (6) 由 (3) 式知，等效电荷的位置B1到原球壳中心位置O的距离                                  (7) 同理，B2的位置应使，用类似的方法可求得等效电荷                              (8) 等效电荷的位置B2到原球壳中心O位置的距离                                  (9) 解法Ⅱ： 在图1中，设，，．根据题意，和两者在A1点产生的电势和为零．有                            （1＇） 式中                           （2＇）                      （3＇） 由（1＇）、（2＇）、（3＇）式得                  （4＇） （4＇）式是以为变量的一次多项式，要使（4＇）式对任意均成立，等号两边的相应系数应相等，即                   （5＇）                                （6＇） 由（5＇）、（6＇）式得                      （7＇） 解得                      （8＇） 由于等效电荷位于空腔外部，由（8＇）式求得                                                      （9＇） 由（6＇）、（9＇）式有                                            （10＇） 考虑到（1＇）式，有                               （11＇） 同理可求得                              （12＇）                                                   （13＇）                                                                             2．A点的位置如图2所示．A的电势由q1、、q2、共同产生，即      (10)                                                                                                                                     因                 代入 (10) 式得         (11) 评分标准： 本题20分．第1问18分，解法Ⅰ中(1)、(2)、(6)、(7)、(8)、(9) 式各3分．解法Ⅱ的评分可参考解法Ⅰ．第2问2分，即(11)式2分． 18. 如图所示，在范围很大的水平