上海罗南中学 2023年高二物理上学期期末试卷含解析

上海罗南中学 2023年高二物理上学期期末试卷含解析 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.  电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下， 如图所示，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方 向和电容器极板的带电情况是 A．从a到b，上极板带正电 B．从a到b，下极板带正电 C．从b到a，上极板带正电 D．从b到a，下极板带正电 参考答案： D 2. 如图6甲所示，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通过如图6乙所示的电流I，则下列说法错误的是    (        ) A．在t1到t2时间内A、B两线圈相吸引 B．在t2到t3时间内A、B两线圈相排斥 C．t1时刻两线圈作用力为零 D．t2时刻两线圈作用力最大 参考答案： D 3. 在电场中（    ） A.某点的电场强度大，该点的电势一定高 B.某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大 C.某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零 D.某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零 参考答案： D 4. 关于光子和运动着的电子，下列叙述正确的是(　　) A. 光子和电子一样都是实物粒子 B. 光子和电子都能发生衍射现象 C. 光子和电子都具有波粒二象性 D. 光子具有波粒二象性，而电子只具有粒子性 参考答案： BC 【详解】A：物质可分为两大类：一是质子、电子等实物，二是电场、磁场等，统称场。光子是传播着的电磁场，不是实物粒子。故A项错误。 BCD：光电效应、康普顿效应等实验说明光具有粒子性，光的干涉、衍射说明光具有波动性。实物粒子具有粒子性，根据物质波理论，一切运动着的物体都具有波动性。所以光子和运动着的电子都具有波粒二象性，光子和运动着的电子都能发生衍射现象。故BC两项正确，D项错误。 5. 如图所示“为探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图． （1）本实验中，实验必须要求的条件是　         　 A．斜槽轨道必须是光滑的 B．斜槽轨道末端点的切线是水平的 C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放 D．入射球与被碰球满足ma＞mb，ra=rb （2）如图，其中M、P、N分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置，则实验中要验证的关系是　   　 A．ma?ON=ma?OP+mb?OM B．ma?OP=ma?ON+mb?OM C．ma?OP=ma?OM+mb?ON D．ma?OM=ma?OP+mb?ON． 参考答案： C 【考点】验证动量守恒定律． 【分析】（1）在做“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，所以要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平． （2）本题要验证动量守恒定律定律即m1v0=m1v1+m2v2，故需验证maOP=maOM+mbON． 【解答】解：（1）A、“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误； B、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确； C、要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确； D、为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求ma＞mb，ra=rb，故D正确． 故选BCD． （2）要验证动量守恒定律定律即：mav0=mav1+mbv2 小球做平抛运动，根据平抛运动规律可知根据两小球运动的时间相同，上式可转换为： mav0t=mav1t+mbv2t 故需验证maOP=maOM+mbON，因此ABD错误，C正确． 故选C． 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 如图所示，水平导轨处于蹄形磁铁的磁场中，导线P所在处的磁场方向竖直      (选填“向上”或“向下”)；闭合电键，通电导线P在磁场中受到的力称为      （选填“安培力”或“洛伦兹力”），由左手定则可知，该力的方向      （选填“向左”或“向右”）。 参考答案： 向上，安培力，向右。 7. 把一线框从一匀强磁场中匀速拉出。第一次拉出的速率是 v ，第二次拉出速率是 2 v ，其它条件不变，则前后两次拉力大小之比是 ，拉力功率之比是 ，线框产生的热量之比是 ，通过导线截面的电量之比是 。 参考答案： 1:2        ,     1:4        ,   2:1          ,    1:1        8. 如图，用传送带给煤车装煤，20 s内有0.5 t的煤粉落于车上．要使车保持2 m/s的速度匀速前进，则对车应再施以水平力的大小为_______N． 参考答案： 9. 如图所示，水平放置的平行金属板间距为，两板间电势差为U，水平方向的匀强磁场为。今有一带电粒子在间竖直平面内作半径为的匀速圆周运动，则带电粒子转动方向为        时针，速率为            。 参考答案： 顺时针； 10. 甲乙两种光子的波长之比为4∶3，分别用它们照射同一金属板，发出光电子的最大初动能为E甲、E乙，则甲乙两种光子的能量之比为          ，该金属的逸出功为          . 参考答案：     3∶4  ，   11. （6分）电视显像管应用了电子束磁偏转的道理。实际上，在水平方向和竖直方向都有磁场，它们是水平方向的磁场使电子束产生       方向的分速度，而        方向的磁场使电子束产生水平方向的分速度。 参考答案： 竖直、竖直 12. （4分）质量为30㎏的小孩推着质量为10㎏的冰车，在水平冰面上以2.0m/s的速度滑行，不计冰面摩擦，若小孩突然以5.0m/s的速度(对地)将冰车推出后，小孩的速度变为_______m/s，这一过程中，小孩对冰车所做的功为______J。 参考答案： 1，105 13. 用____________和______________的方法都可以使物体带电。 参考答案： 摩擦     感应或接触起电 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.25 mm，双缝到毛玻璃屏间距离L的大小由图12－9中毫米刻度尺读出(如图戊所示)，实验时先移动测量头(如图甲所示)上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条明条纹(如图乙所示)，并记下螺旋测微器的读数x1(如图丙所示)，然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器读数x7(如图丁所示)，由以上测量数据可求该单色光的波长。 图示中双缝的位置L1，毛玻璃屏的位置L2均以mm作为单位，螺旋测微器的读数x1＝________mm，螺旋测微器读数x7＝________mm.请用以上测量量的符号表示该单色光波长的表达式________． 参考答案： 0.300　14.700　λ＝ 15. 某同学利用如图所示的装置测量当地的重力加速度。实验步骤如下： A．按装置图安装好实验装置； B．用游标卡尺测量小球的直径d； C．用米尺测量悬线的长度l；  D．让小球在竖直平面内小角度摆动。当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数1、2、3……。当数到20时，停止计时，测得时间为t；                 E．多次改变悬线长度，重复实验步骤C、D； F．计算出每个悬线长度对应的t 2；      G．以t 2 为纵坐标、l为横坐标，作出t 2 - l图线。 结合上述实验，完成下列任务： （1）用游标为10分度的卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如下图所示，读出小球直径d的值为           cm；用秒表记录了单摆振动多次所用的时间(如图)，秒表所示读数为           s  （2） 该同学根据实验数据，利用计算机作出t 2 – l图线如图所示。根据图线拟合得到方程t 2 = 404.0 l + 3.0。由此可以得出当地的重力加速度g =         m/s2。（取π 2 = 9.86，结果保留3位有效数字）  （3） 从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是（      ） A．不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点开始计时； B．开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数； C．不应作t 2–l图线，而应作t–l图线；  D．不应作t 2–l图线，而应作t 2–（l+d/2）图线。 参考答案： （1）： 1.52    、   99. 8  （2）：   9.76    （3）：    D 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 风洞实验室可产生一定区域内风力不变的风，且风力满足F=kv（k为比例系数，v为风速），如图所示，现有稳定风力自下往上吹，在风的区域内有一条长L=1m的轻绳一端固定在O点，另一端系一个质量为m=100g的小球（小球半径远小于绳长），若给小球一定的初速度，小球能在竖直平面内做圆周运动，A为最高点，B为最低点。忽略一切阻力，且风力大小在小球运动区域内处处相等，那么： （1）若风速v=2m/s，小球能在竖直平面内做匀速圆周运动，求比例系数k。 （2）设风力的比例系数k不变，若风速v=4m/s，要在竖直平面内做完整的圆周运动，在最低点的最小速度是多少？ 参考答案：        （1）若风速，小球能在竖直平面内做匀速圆周运动，合外力提供向心力，必须指向圆心，所以风力与重力相等，则有：， 解得：； （2）若，，所以小球肯定能过最高点，在最低点，当绳子拉力为零时，小球速度最小，则： 代入数据解得：。 17. 如图所示，一束电子（电量为e）以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场，穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为600。求：  (1) 电子的质量m  (2) 电子在磁场中的运动时间t 参考答案： （1）如图所示，由几何关系，得：（3分）　　（1分） 由牛顿第二定律，得qvB=mv2/R  （2分）（1分）  (2)t＝（3分） 18. （16分）如图，一匀强磁场的磁感应强度B＝0.1T，方向沿水平方向，在垂直于磁场方向的竖直平面内放一个U型光滑金属框，金属棒PQ与U型框接触良好，可以自由上下滑动，且始终保持水平．若PQ棒的质量为m=0.2g，长L=0.1m，电阻R＝0.2，其它电阻不计，取g＝10m/s2。求： （1）PQ棒下落速度为2m/s时，流过PQ棒的电流大小和方向？ （2）此时PQ棒受到的安培力多大？ （3）PQ棒下落能达到的最大速度是多少？ 参考答案： （1）PQ棒下落速度v=2m/s，产生的感应电动势为 E=BLv=0.02V（2分） 回路中的电流 （2分） PQ棒上的电流方向是由P流向Q（2分） PQ棒所受的安培力F=BLI=0.001N（2分） （2）PQ棒匀速下落时速度为最大，有 BLIm=mg（2分） 而   （2分） （2分） ∴ （2分）