2022-2023学年福建省福州市元樵中学高二物理下学期期末试题含解析

2022-2023学年福建省福州市元樵中学高二物理下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. 如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直于纸面向里，一个带电微粒由a点进入电磁场 并刚好能沿ab直线向上运动，下列说法正确的是 A.微粒可能带负电，可能带正电  B.微粒的机械能一定增加 C.微粒的电势能一定增加        D.微粒动能一定减小 参考答案： B 2. （单选）扩散现象说明了(　   ) A．气体没有固定的形状和体积         B．分子间相互排斥 C．不同分子间可相互转换             D．分子在运动 参考答案： D 3. 一平行板电容器两极板间距为d，极板面积为S，电容为C. 对此电容器充电后断开电源，当增加两板间距时，电容器极板间 A．电场强度不变，电势差变大         B．电场强度不变，电势差不变 C．电场强度减小，电势差不变         D．电场强度减小，电势差减小 参考答案： A 4. （多选题）如果物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同，那么这个物体的运动（　　） A．运动方向不可能改变 B．可能是匀速圆周运动 C．可能是匀变速曲线运动 D．可能是匀变速直线运动 参考答案： CD 【考点】动量定理． 【分析】分析物体的受力情况，再根据动量定理可明确物体的动量变化是否相等． 【解答】解：如果物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同，由I=Ft可知，物体受到的力是恒力． A、C、平抛运动只受重力，故任意相等的时间内物体受到的重力冲量相等，故由动量定理可得动量变化相等．故A错误，C正确； B、物体做匀速圆周运动，所受合外力方向不断变化，合力为变力，在任何相等时间内，合外力的冲量不相等，物体动量的变化不相等，故B错误； D、匀变速直线运动受到恒力作用，故任何相等的时间内，物体受到的冲量相等，故动量变化相等，故D正确； 故选：CD． 5. （多选题）下面关于磁场的一些说法中正确的是(       ) A．所有的磁场都是由于电荷的运动而产生的，即都是由电流产生的 B．所有的磁场的磁感线都是闭合曲线，或者伸向无穷远 C．磁场中某点的磁感线的切线方向就是磁感应强度的方向，即小磁针N极在该点的受力方向 D．某小段通电导线不受磁场力的作用，说明该点的磁感应强度为零 参考答案： BC 试题分析：磁场与静电场不同，所有的磁场的磁感线都是闭合曲线，但对于条形磁铁而言，通过其中心轴线的磁感线是一条直线，它两端都伸向无穷远(也可以说这条磁感线是在无穷远处闭合)，因此B选项正确．C选项就是磁感应强度的方向定义． 错误分析：有人错选A，这是对“磁现象的电本质”的错误理解，其实磁场有两种，一种是由于电荷的运动产生的，另一种则是由于电场的变化产生的，在麦克斯韦理论中我们会学到． 有人错选D，是因为他们没有想到磁场对电流的作用与电流方向有关，当电流方向与磁场方向在同一直线上时，电流就不受磁场力．在这点上，与电场对电荷的作用不一样，如果电荷在某点不受电场力，则该点的电场强度为零． 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 汽车发动机的额定功率为80kw，它在平直公路上行驶的最大速度可达20m/s。那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力是            N，如果汽车在行驶过程中所受阻力不变，当汽车以10m/s匀速行驶时的实际功率为       。 参考答案： 4000N；40kw 7. 如图所示，气球质量为100kg，下连一质量不计的长绳，质量为50kg的人抓住绳子与气球一起静止在20m高处，若此人要沿着绳子安全下滑着地，求绳子至少有_____________m长。 参考答案： 8. 如图12所示，线圈的面积是0.05m2，共100匝；线圈的电阻r＝1Ω，外接电阻R＝24Ω。匀强磁场的磁感应强度为T，当线圈以300r/min的转速匀速转动时，若从线圈平面与磁感线平行时开始计时，则线圈中感应电动势的最大值为_    __v，感应电动势的瞬时值表达式为e=_____________(v)，电路中电流表的示数为_________ A。 参考答案： 50  ， 50COS10  ，  1.41 9. 完成下列核反应方程 （1）H+H→He+　10n　+17.6Mev （2）H+He→O+　11H　 （3）U→Th+　42He　． 参考答案： 解：（1）设生成物的质量数为x，则有2+3=4+x，所以x=1，电荷数：z=1+1﹣2=0，即生成物为中子，10n． （2）设生成物的质量数为x，则有14+4=17+x，所以x=1，电荷数：z=7+2﹣8=1，即生成物为质子11H． （3）设生成物的质量数为x，则有92=234+x，所以x=4，根据电荷数守恒可知，z=92﹣90=2，是氦核42He．． 故答案为：（1）10n；（2）11H；（3）42He 10. 将一个电量为1×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场        力做功2×10－6 J 。从C点移到D点，电场力做功7×10－6 J 。若已    知B点电势比C点高3V ，则=       V =         V 。 参考答案： 11. （5分）我们在观察日蚀时看到的太阳大小，相当于一个篮球（直径约为24cm）放到眼睛         m处所看到的大小。 参考答案： 27.5 12. 为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为m的滑块，两滑块的一端分别与纸带相连，打点计时器所用电源的频率为f。接通打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，相碰后粘在一起继续运动．图乙为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一部分，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3。那么，请以表达式的形式写出：碰撞前两滑块的动量大小分别为________、________，两滑块的总动量大小为________；碰撞后两滑块的总动量大小为________．若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证． 参考答案： 0.2mfs1，0.2mfs3，0.2mf(s1－s3)，0.4mfs2 13. 利用如图所示的装置研究功与物体速度变化的关系，每一次从同一位置释放小车，用橡皮筋的条数，表示弹力做功的倍数，用纸带和打点计时器测出每次实验中小车最后获得的速度，就可以研究力对物体做的功与物体速度变化的关系，现测得如下表实验数据。 橡皮筋的条数 1 2 3 4 5 v/m·s-1 0.57 0.80 0.97 1.13 1.27 v2/(m·s-1)2 0.32 0.64 0.94 1.28 1.61  分析上述表格中的数据，可得力对物体做的功与         成正比。（填“v”或“v2”） 参考答案：   V2    三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 如图甲所示，为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I—U特性曲线的实验电路图． ⑴ 根据电路图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实验电路连接完整． ⑵ 开关S闭合之前，图乙中滑动变阻器的滑片应该置于          端（选填“A”、“B”或“AB中间”） ⑶ 实验中测得有关数据如下表： 根据表中的实验数据，在图丙中画出小灯泡的I—U特性曲线. ⑷当灯泡电压为1.4V时的功率为          W(保留两位有效数字) 参考答案： (1).                                   ⑵A                                 ⑶ ⑷0.31   15. 某电阻额定电压为3V（阻值大约为10Ω）。为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材： A：电流表A1（量程300mA，内阻约1Ω）        B：电流表A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω） C：电压表V1（量程3.0V，内阻约3kΩ）        D：电压表V2（量程5.0V，内阻约5kΩ） E：滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）           F：滑动变阻器R2（最大阻值为1kΩ） G：电源E（电动势4V，内阻可忽略）            H：电键、导线若干。 （1）为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（只需添器材前面的字母即可）：电流表_______，电压表_________，滑动变阻器________。 （2）画出该实验电路图。 参考答案： （1）A，C，E     （2）分压或限流都可，电流表要外接 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 人造地球卫星绕地球旋转时，既具有动能又具有引力势能(引力势能实际上是卫星与地球共有的，简略地说此势能是人造卫星所具有的). 设地球的质量为M，以卫星离地无限远处时的引力势能为零，则质量为m的人造卫星在距离地心为r处时的引力势能为Ep＝－(G为万有引力常量)． (1)试证明：在大气层外任一轨道上绕地球做匀速圆周运动的人造卫星所具有的机械能的绝对值恰好等于其动能． (2)当物体在地球表面的速度等于或大于某一速度时，物体就可以挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造卫星，这个速度叫做第二宇宙速度，用v2表示. 用R表示地球的半径，M表示地球的质量，G表示万有引力常量. 试写出第二宇宙速度的表达式． (3)设第一宇宙速度为v1，证明：v2＝v1. 参考答案： (1)设卫星在半径为r的轨道上做匀速圆周运动的速度为v，地球的质量为M，卫星的质量为m. 万有引力提供卫星做圆周运动的向心力：G＝，所以，人造卫星的动能；Ek＝mv2＝，卫星在轨道上具有的引力势能为：Ep＝－，所以卫星具有的机械能为：E＝Ek＋Ep＝－＝－，所以：|E|＝|－|＝＝Ek (2)设物体在地球表面的速度为v2，当它脱离地球引力时r→∞，此时速度为零(理解：第二宇宙速度是卫星恰好到达无穷远处时的最小发射速度，动能恰好全部转化为重力势能，类似于竖直上抛的物体到达最高点即0势点处时，速度恰好为0). 由机械能守恒定律得：mv22－＝0得：v2＝ (3)第一宇宙速度v1即为卫星绕地球表面运行的速度，故有：G＝m得：v2＝＝v1 17. 如图所示，电动机通过其转轴上的绝缘细绳牵引一根原来静止的长为L=1m，质量m=0.1㎏的导体棒ab，导体棒紧贴在竖直放置、电阻不计的金属框架上，导体棒的电阻R=1Ω，磁感强度B=1T的匀强磁场方向垂直于导体框架所在平面，当导体棒在电动机牵引下上升h=3.8m时，获得稳定速度，此过程导体棒产生热量Q=2J。电动机工作时，电压表、电流表的读数分别为7V和1A，电动机的内阻r=1Ω，不计一切摩擦，g=10m/s2，求：    （1）导体棒所达到的稳定速度是多少？    （2）导体棒从静止到达稳定速度的时间是多少？ 参考答案： （1）导体棒匀速运动时，绳拉力T，有T-mg-F=0（2分）， 其中 F=BIL， I=ε/R, ε=BLv，(3分) 此时电动机输出功率与拉力功率应相等， 即Tv=UI/-I/2r（2分）， （U、I/、r是电动机的电压、电流和电阻），化简并代入数据得v=2m/s（1分）。 （2）从开始达匀速运动时间为t，此过程由能量守恒定律， UI/t-I/2rt=mgh+mv2+Q（4分）， 代入数据得t=1s（2分）。 18. 下图为仓库中常用的皮带传输装置示意图，它由两台皮带传送机组成，一台水平传送，A、B两端相距3m，另一台倾斜，传送带与地面的倾角θ=37°，C、D两端相距4.45m，B、C相距很近。水平部分AB以5m/s的速率顺时针转动。