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2022-2023学年湖南省衡阳市夏浦中学高二物理期末试卷含解析
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. 从科学方法而言,物理学中“用一个力代替几个力,且效果相同”,所运用的方法是( )
A.控制变量 B.等效代替 C.理想实验 D.建立模型
参考答案:
B
2. 频率为ν的光子,具有的能量为hν,动量为,将这个光子打在处于静止状态的电子上,光子将偏离原运动方向,这种现象称为光子的散射,下列关于光子散射的说法正确的是( )
A.光子改变原来的运动方向,但传播速度大小不变
B.光子由于在与电子碰撞中获得能量,因而频率增大
C.由于受到电子碰撞,散射后的光子波长小于入射光子的波长
D.由于受到电子碰撞,散射后的光子频率大于入射光子的频率
参考答案:
A
【考点】氢原子的能级公式和跃迁.
【分析】光子与电子的碰撞过程系统动量守恒,系统能量也守恒;光子的能量与光子的频率成正比.根据德布罗意波长公式判断光子散射后波长的变化.
【解答】解:A、光子与电子碰撞后,光子方向改变,但是速度大小不变.故A正确.
B、光子与电子碰撞将部分能量转移给电子,能量减小,则频率减小.故B错误.
C、由于受到电子碰撞,能量减小,则频率减小,根据λ=可知,散射后光子的波长大于入射光子的波长,散射后光子频率小于入射光子的频率.故C、D错误.
故选:A
3. 高速公路上的标牌常用“回光返膜”制成,夜间行车时,它能将车灯照射出去的光逆向返回,标志牌上的字特别醒目。这种“回光返照膜”是用球体反射原件制成的。如图所示,反光膜内均匀分布着直径10μm的细玻璃珠,所用玻璃的折射率为,为使入射的车灯光线经玻璃的折射、反射、再折射后恰和入射光线平行,那么第一次入射的入射角是
A.45° B.60° C.30° D.15°
参考答案:
B
4. 如图是火警报警系统的一部分电路示意图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器,电流表为值班室的显示器,a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时,显示器的电流和报警器的电压的变化情况是
A.I变大,U变大 B.I变小,U变小
C.I变小,U变大 D.I变大,U变小
参考答案:
B
5. 关于电场线的下列说法中正确的是( )
A.电场线上每点的切线方向都跟该点的场强方向一致
B.电场线就是电荷在电场中的轨迹线
C.在电场中有电场线的地方场强一定不为零
D.点电荷电场在同一平面内的电场线是以点电荷为中心的一簇同心圆
参考答案:
AD
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 两列简谐波沿x轴相向而行,波速均为v=0.4m/s,两波源分别位于A、B处,t=0时的波形如图所示.当t=2.5s时,M点的位移为 cm,N点的位移为 cm.
参考答案:
2,0
【考点】波长、频率和波速的关系;横波的图象;波的叠加.
【分析】根据波速可确定2.5s时两列波传播的距离,由此可确定两波在2.5s时的波形图,由波的叠加可知两点的位移.
【解答】解:在t=0到t=2.5s时间内,A波向右传播的距离为△x=v△t=0.4×2.5=1.0m;B波向左传播的距离也是△x=v△t=0.4×2.5=1.0m,据此画出在t=2.5s时刻的波形图如图,
其中蓝色的是以A为波源的波形,红色的是以B为波源的波形.然后根据振动的叠加,xM=0+2=2,xN=0+0=0.
故答案为:2,0
7. 现用 220V和11kV两种电压来输电,如果输送的电功率、输电线上的功率损失、导线的长度和电阻率都相同,则对应的两种导线横截面积之比为 。
参考答案:
2500:1
8. 如图所示,将平行板电容器与电池组相连,两板间的带电尘埃恰好处于静止状态。若将两板缓慢地错开一些,其他条件不变,则尘埃的运动状态是 (填静止、向上运动、向下运动),检流计中的电流方向 。
参考答案:
静止,a→b
9. 在一个水平方向的匀强电场中,某带负电荷的小球作匀变速曲线运动,
依次经过A、B、C三点,A、B、C三点与电场方向在同一个竖直面
内,运动轨迹如图所示.已知过B点切线与AC连线平行,D点为AC
线段的中点,BD连线恰与AC垂直,则关于质点从A点运动到B点
所用的时间为与质点从B点运动到C点所用的时间为关系是
,(填=、>、或<),电场方向 .
参考答案:
10. 12如图的光控电路用发光二极管LED模仿路灯,RG为光敏电阻,当有较强的光照在RG上,二极管_________(熄灭或发光);要想在天更暗时路灯才会亮,应将R1的阻值调__________(大或小)?
参考答案:
熄灭(2分),大(3分)
11. 有A、B两个电容器,它们的电容分别是C1和C2,且C1>C2。那么,如果它们两极板间的电势差相等,则电容器 所带电量多;如果它们所带电量相等,则电容 两极板间的电势差大。(填“A”或“B”)
参考答案:
A、B
12. 小灯泡的伏安特性曲线如图所示(只画出了AB段),由图可知,当灯泡电压由3V变为6V时,其灯丝电阻改变了 Ω.
参考答案:
5
【考点】电阻定律;电阻率与温度的关系.
【分析】根据电阻的定义式分别求出灯泡电压是3V和6V时的电阻,再求解灯丝电阻的改变量.
【解答】解:由图读出,当电压UA=3V时,电流IA=0.20A,则电阻为RA==15Ω;当电压UB=6V时,电流IB=0.30A,则电阻为RB==20Ω,则电阻的改变量△R=5Ω
故答案为:5
13. 在真空中两个带等量异种的点电荷,电量均为4×10-8C,相距40cm,则它们之间的相互作用力大小为______ __;在两者连线的中点处,电场强度大小为____________。(静电力常量k的值为9.0×109N·m2/c2)
参考答案:
9.0×10-5N 9.0×103N/C
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. (4分)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中,实验室中备有下列可供选择的器材:
A.可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)
B.条形磁铁
C.直流电源
D.多用电表
E.开关、导线若干
上述器材在本实验中不必用到的是__________(填器材前的字母),本实验中还需用到的器材是_______________。
参考答案:
BC,交变电源
15. 示波器是一种常见的电学仪器,可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间变化的情况.电子经电压u1加速后进入偏转电场.下列关于所加竖直偏转电压u2、水平偏转电压u3与荧光屏上所得的图形的说法中不正确的:( )
A.如果只在u2上加上甲图所示的电压,则在荧光屏上看到的图形如图(a)
B.如果只在u3上加上乙图所示的电压,则在荧光屏上看到的图形如图(b)
C.如果同时在u2和u3上加上甲、乙所示的电压,则在荧光屏上看到的图形如图(c)
D.如果同时在u2和u3上加上甲、乙所示的电压,则在荧光屏上看到的图形如图(d)
参考答案:
C
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 在电场中把2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点,静电力做功1.5×10-7J。再把这个电荷从B点移到C点,静电力做功﹣4.0×10-7J.
(1)A、B、C三点中哪点电势最高?哪点电势最低?
(2)A、B间,B、C间,A、C间的电势差各是多大?
(3) 把﹣1.5×10-7 C的电荷从A点移到C点,静电力做功多少?
参考答案:
(1)C点电势最高,B点电势最低 (各1分)
(2)UAB=WAB/q=75V UBC=-200V UAC=UAB+UBC=-125V (各2分)
(3) WAC=q,UAC=1.875×10-7 J (4分)
17. 如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d=40 cm.电源电动势E=24 V,内阻r=1Ω,电阻R=15Ω.闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间.若小球电荷量为q=1×10-2 C,质量为m=2×10-2 kg,不考虑空气阻力.( 取g=10m/s2),求
(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A板?
(2)此时,电源的输出功率多大?
参考答案:
(1)小球上升时动能定理得:,得Uab=8V (3分)
而电源:,得I=1A (2分)
则, (2分)
(2)P出=I2(R+Rx)=23W
18. 北京时间2017年4月21日19点41分,中国首个货运飞船“天舟一号”在海南文昌发射场发射升空,并成功完成与“天宫二号”的对接任务.天文爱好者小张同学由此研究了火箭的原理:火箭有单级和多级之分.多级火箭是把火箭一级一级地接在一起,第一级燃料用完之后把箭体抛弃,减轻负担,然后第二级开始工作.他做了以下两个方面的探究,请你帮他完成解答:
(1)如图甲是模拟单级火箭的工作过程,设光滑水平面上A、B两物体质量分别为2m和m,它们之间有微量的炸药C,爆炸释放的能量为2△E,求爆炸后A获得的速度vA;
(2)如图乙是模拟多级火箭的过程,光滑水平面上D、F、G三个物体质量均为m,D、F和F、G之间均有微量炸药P、Q,爆炸时释放的能量均为△E,通过控制使Q先爆炸,P后爆炸,求所有爆炸都发生后物体D的速度vD.
参考答案:
解:(1)单级爆炸时,取向左为正方向,由动量守恒定律得:
0=2mvA﹣mvB
由能量守恒得:
2△E=?2mvA2+mvB2
联立解得:vA=
(2)Q爆炸过程,取向左为正方向,由动量守恒定律得:0=2mvDF﹣mvG
由能量守恒得:
△E=?2mvDF2+mvG2
P爆炸过程,同理可得:
2mvDF=mvD+mvF
△E+?2mvDF2=mvD2+mvF2
联立解得:vD=(1+)
答:(1)爆炸后A获得的速度vA是.
(2)所有爆炸都发生后物块D获得的速度vD是(1+).
【考点】动量守恒定律;功能关系.
【分析】(1)物体A、B系统所受外力的合力为零,系统动量守恒;根据动量守恒定律和能量守恒定律列式后联立求解爆炸后A获得的速度vA.
(2)对Q爆炸过程和P爆炸过程分别运用动量守恒定律和能量守恒定律列式,联立求解所有爆炸都发生后物块D获得的速度vD.
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