湖北省黄冈市匡河中学2022-2023学年高二物理测试题含解析

湖北省黄冈市匡河中学2022-2023学年高二物理测试题含解析 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. （多选题）如图所示一个平行板电容器水平放置，并与一金属圆环连接，一质量为m的带电小球用绝缘线悬挂在上极板上，金属环处在竖直平面内，环面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直．若金属环、电容器及小球一起以水平速度v向右平动时，细线拉力大小为F1，且此时细线恰好处于竖直状态，若金属环、电容器及小球一起以水平速度2v向右平动时，细线拉力大小为F2，则（　　） A．当速度为2v时，细线与竖直方向有一向左的偏角，且F1＞F2 B．当速度为2v时，细线仍保持竖直方向，且F1=F2 C．当速度为2v时，细线与竖直方向有一向右的偏角，且F1＜F2 D．细线的拉力大小与小球所带电的电性无关 参考答案： BD 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电容． 【分析】金属圆环切割磁感线时产生感应电动势，相当于电源，给电容器充电，由U=BLv求电压，L是有效的切割长度，L等于电容器板间距离．根据U=EL求解板间电场强度E．再分析电场力、洛伦兹力关系，即可分析细线的拉力大小． 【解答】解：金属圆环切割磁感线时产生感应电动势，相当于电源，给电容器充电，切割的有效长度等级极板间距，设为d，则感应电动势为：   U=Bdv 故电场强度为：E==Bv 根据右手定则判断知，电容器上极板带正电，板间电场方向向下，若小球带正电，小球所受的电场力向下，电场力大小 FE=qE=qvB； 由左手定则判断知，小球所受的洛伦兹力方向向上，大小为 FB=qvB 可知电场力与洛伦兹力大小相等，方向相反，且这个结论与圆环的速度大小无关，所以当速度为2v时，细线的拉力等于球的重力，则细线仍保持竖直方向，且有F1=F2．若小球带负电，结论相同，故AC错误，BD正确． 故选：BD． 2. 处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时，只发出波长分别为的三种单色光，且，则照射光的波长为： A．      　　B．    　　  C．　    　  D． 参考答案： 3. 一辆公共汽车刚起步一小段时间后，发现一乘客未上车，司机立即采取制动措施。若此过程中汽车的运动在一条直线上，其速度-时间图象如图所示。那么，对于0-2t和2t-3t两段时间内加速度的关系，下列说法中正确的是（        ） A．加速度大小之比为1：2 B．加速度大小之比为1：1 C．加速度大小之比为2：1    D．加速度大小之比为2：3 参考答案： A 4. 下列说法正确的是 A. 物体的加速度大，速度一定大 B. 物体的加速度为零，速度一定为零 C. 物体的速度为正，加速度可以为负 D. 物体的加速度增大，速度一定增大 参考答案： C 加速度是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值，与速度的大小无关;加速度越大，速度变化越快，速度不一定大；加速度大小增大，则速度一定变化，且速度大小也一定变化，但不一定增大。 5. （单选）如图所示，两个等量异种点电荷电场，AB为中垂线，且AO=BO，则  (       )             A. A、B两点电势差为零                B. 正电荷从A运动到B，电势能增加 C. 负电荷从A运动到B，电势能增加   D. A、B两点场强不相等 参考答案： A 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 使两个完全相同的金属小球（均可视为点电荷）分别带上－3Q和+5Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1，现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2。则F1与F2之比为____________ 参考答案： 60：1 7. 如图所示，在匀强电场中有a、b、c三点，a、b相距 4 cm,b、c相距10 cm。将一个带电荷量为2×10-8 C 的电荷从a点移到b点时，电场力做功为4×10-6 J。将此电荷从b点移到c点时电场力做功为________ J，a、c间电势差为________V。 参考答案： 5×10-6  450  8. 在研究电流跟电压、电阻之间关系的实验中，小明通过改变电路中的电压和电阻，分别测得了如图所示两组数据 分析表1数据，可得到的结论是：                                                  。                         参考答案： 9. 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行．正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。此玻璃的折射率计算式为n＝________(用图中的θ1、θ2表示)。 参考答案：    10. 太阳中含有大量的氘核，因氘核不断发生核反应释放大量的核能，以光和热的形式向外辐射．已知氘核质量为2.013 6 u，氦核质量为3.015 0 u，中子质量为1.008 7 u，1 u的质量相当于931.5 MeV的能量则： (1)完成核反应方程：H＋H→________＋n. （2分） (2)求核反应中释放的核能．（6分） 参考答案： 11. 如图所示，质量为m的小球用绝缘细线悬挂在O点，放在匀强电场中，在图示位置处于平衡状态．匀强电场场强的大小为E，方向水平向右，那么小球的带电性质是_______，其带电量 ________，此时，将细线剪断，小球在电场中的运动轨迹是_________，小球的加速度为_______________． 参考答案： 带正电， ，直线， 12. 如图所示是一个按正弦规律变化的交变电流的图象，根据图象可知该正弦交变电流的频率是  ▲   HZ，电流的有效值是  ▲     A． 参考答案：    2.5           10   13. 如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U，电容器已带电，若增大两极板间的距离，指针张角_____（填“增大”、“减小”或“不变”），A、B两板间的场强大小_____（填“增大”“减小”或“不变”）。 参考答案：     (1). 增大    (2). 不变 【分析】 已充电的平行板电容器电量不变；静电计测量电势差的大小，电容器板间的电势差越大；根据电容器电容的决定分析电容的变化，由电容的决定式分析板间电势差的变化；根据U=Q/C判断电势差的变化，根据E=U/d判断两极板间电场强度的变化。 【详解】增大两极板之间的距离，由电容的决定式可知，电容减小，电容器的电量不变，由分析可知，则极板电压U增大，那么指针张角增大；根据，因此两极板间的场强与极板间距无关，即电场强度不变。 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （1）某同学用单摆测定加速度的实验中，图A的0点是摆线的悬挂点，摆长 L=       cm. 秒表读数________s为了提高测量精度,需多次改变L的值并测得相应的T值.现测得的六组数据标示在以L为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上,即图中用“”表示的点。根据图中的数据点作出T2与L的关系图线，从作出的图线可求得重力加速度g=       m/s2（求得g值保留两位有效数字）。 （2）如果他测得的g值偏小，可能的原因是         A．测摆线长时摆线拉得过紧 B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C．开始计时，秒表过迟按下            D．实验中误将49次全振动数为50次     参考答案： (1) 99.00（99.00- 99.05均可） 100.4   (2) B  9.9-10均可 15. （1）游标尺上有20个等分刻度的游标卡尺测量工件的情况如图所示， 读数为          mm。  （2）游标尺上有50个等分刻度的游标卡尺测量工件的情况，读数为           mm 。 参考答案： 50.15   23.20  四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成θ角放置，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，它们的电阻不计。现让ab杆由静止开始沿导轨下滑。 (1)求ab杆下滑的最大速度vm；  (2)ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻R产生的焦耳热为Q，求该过程中ab杆下滑的距离x。   参考答案： 17. 如图所示，正方形单匝均匀线框abcd,边长L=0.4m，每边电阻相等，总电阻R=0.5Ω. 一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮，一端连接正方形线框，另一端连接绝缘物体P, 物体P放在一个光滑的足够长的固定斜面上，斜面倾角θ=30°,斜面上方的细线与斜面平行.在正方形线框正下方有一有界的匀强磁场，上边界I和下边界II都水平， 两边界之间距离也是L=0.4m.磁场方向水平，垂直纸面向里，磁感应强度大小B=0.5T.现让正方形线框的cd边距上边界I的正上方高度h=0.9m的位置由静止释放，且线框在运动过程中始终与磁场垂直，cd边始终保持水平，物体P始终在斜面上运动，线框刚好能以v=3的速度进入匀强磁场并匀速通过匀强磁场区域.释放前细线绷紧，重力加速度 g=10m/s2,不计空气阻力. (1) 线框的cd边在匀强磁场中运动的过程中，c、d间的电压是多大？ (2）线框的质量m1和物体P的质量m2分别是多大？ (3) 在cd边刚进入磁场时，给线框施加一个竖直向下的拉力F使线框以进入磁场前的加速度匀加速通过磁场区域，在此过程中，力F做功w =0.23J,求正方形线框cd边产生的焦耳热是多少？ 参考答案： 解(1) 正方形线框匀速通过匀强磁场区域的过程中，设cd边上的感应电动势为E，线框中的电流强度为I，c、d间的电压为Ucd，则 E＝BLv            解得Ucd＝0.45V (2) 正方形线框匀速通过磁场区域的过程中，设受到的安培力为F，细线上的张力为T，则 F＝BIL     T＝m2gsinθ m1g＝T＋F 正方形线框在进入磁场之前的运动过程中，根据能量守恒有 解得m-1＝0.032kg，m -2＝0.016kg  (3) 因为线框在磁场中运动的加速度与进入前的加速度相同，所以在通过磁场区域的过程中，线框和物体P的总机械能保持不变，故力F做功W等于整个线框中产生的焦耳热Q，即 W=Q   设线框cd边产生的焦耳热为Qcd，根据Q =I2Rt有 解得Qcd＝0.0575 J 18. 一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内能增加了4.2×105J,是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做了多少J的功？ 参考答案： 由?U=W+Q……………3分 得4.2x105=W+2.6x105所以W=1.6 ×105J……………2分 故外界对气体做功1.6 ×105J…