2022年湖北省荆州市孱陵中学高二物理期末试题含解析

2022年湖北省荆州市孱陵中学高二物理期末试题含解析 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，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量a和b大小(      ) A．a＜b                     B．a＞b C．a＝b                                 D．无法比较 参考答案： C 2. 如图所示，一理想变压器的原线圈接有电压为U的交流电，副线圈接有电阻R1、光敏电阻R2（阻值随光照增强而减小），开关K开始时处于闭合状态，下列说法正确的是 A. 当光照变弱时，变压器的输入功率增加 B. 当滑动触头P向下滑动时，电阻R1消耗的功率增加 C. 当开关K由闭合到断开，原线圈中电流变大 D. 当U增大时，副线圈中电流变小 参考答案： B 试题分析：变压器的输入电压决定输出电压，输出电流决定输入电流，输出功率决定输入功率；结合功率表达式分析判断即可． 当光照变弱时，增大，副线圈中总电阻增大，原副线圈匝数不变，所以副线圈两端的电源不变，故根据可得副线圈中消耗的电功率减小，即原线圈输入功率减小，A错误；当滑动触头P向下滑动时，减小，根据可得，所以副线圈两端的电压增大，根据可知消耗的电功率增大，B正确；当开关K由闭合到断开，原线圈中少了一个支路，电流减小，C错误；当U增大时，根据可知副线圈两端的电压增大，而电阻不变，故副线圈中的电流增大，D错误． 3. 下面列举的有关物理史实，不正确的是： A．富兰克林发现了尖端放电现象，并且在1753年发明了避雷针 B．莱顿瓶是最早出现的电容器 C．地理的南北极和地磁的南北极不完全重合 D．安培发现了电流的磁效应 参考答案： D 4. 下列关于质点的说法中，正确的是（    ） A．质点是一个理想化模型，实际上并不存在，所以，引入这个概念没有多大意义 B．只有体积很小的物体才能看作质点 C．凡轻小的物体，皆可看作质点 D．如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时，可把物体看作质点 参考答案： D 5. （多选题）如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动．ON与水平面的夹角为30°，重力加速度为g，且mg=Eq，则（　　） A．电场方向竖直向上 B．小球运动的加速度大小为g C．小球上升的最大高度为 D．若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为 参考答案： BD 【考点】电势能；力的合成与分解的运用；电场强度． 【分析】首先对小球的受力情况和运动情况进行分析，小球受重力和电场力作用，因mg=qE且沿ON运动，所以电场力的方向与水平方向成30°角，合力沿ON向下，小球应做匀减速直线运动，对二力进行合成，合力大小为mg，加速度为g；由运动学公式可判断C的对错；因电场力和重力在ON上的分量相等，可知克服电场力做功和克服重力做功是相等的，可知转化为电势能的最大值为初动能的一半． 【解答】解： A、B小球做匀变速直线运动，合力应与速度在同一直线上，即在ON直线上，因mg=Eq，所以电场力Eq与重力关于ON对称，根据数学知识得：电场力qE与水平方向的夹角应为30°，受力情况如图一所示，合力沿ON方向向下，大小为mg，所以加速度为g，方向沿ON向下．故A错误，B正确． C、经对A的分析可知，小球做匀减速直线运动，由运动学公式可得最大位移为 x=，则最大高度为h=xsin30°=．故C错误． D、若小球在初始位置的电势能为零，在减速运动至速度为零的过程中，小球克服电场力做功和克服重力做功是相等的，由能量的转化与守恒可知，小球的初动能一半转化为电势能，一半转化为重力势能，初动能为，小球的最大电势能为，故D正确． 故选BD． 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. （4分）半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套一质量为m，带正电的小球，空间存在水平向右的匀强电场，如图所示，小球所受静电力是其重力的3/4倍，将小球从环上最低位置A点静止释放，则小球所能获得的最大动能Ek＝______。   参考答案： 7. 质子（）和粒子（）从静止开始经相同的电压加速后进入同一匀强磁场做圆周运动，则这两个粒子的动能之比为      ，轨道半径之比为       ，周期之比为           参考答案： 1:2,   1: ,    1:2 8. 如图所示，两个相切的圆表示一个静止的原子序数大于 80 的原子核发生某种衰变后，产生的两种运动粒子在匀强磁场中的运动轨迹，则此原子核发生____衰变（填“α”“β”“γ”），其中辐射出来的射线轨迹是　  　（填“大圆”或“小圆”） 参考答案： α，大圆． 【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；动量守恒定律． 【分析】静止的原子核发生衰变，根据动量守恒可知，发生衰变后的粒子的运动的方向相反，在根据粒子在磁场中运动的轨迹可以判断粒子的电荷的性质；衰变后的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力可得半径公式，结合轨迹图分析． 【解答】解：原子核发生衰变，粒子的速度方向相反，由图可知粒子的运动的轨迹在两侧， 根据左手定则可以得知，衰变后的粒子带的电性相同，所以释放的粒子应该是氦核，所以原子核发生的应该是α衰变； 衰变后，粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，故： qvB=m 解得：R=， 静止的原子核发生衰变，根据动量守恒可知，衰变前后，动量守恒，故两个粒子的动量mv相等，磁感应强度也相等，故q越大，轨道半径越小； 故大圆是释放粒子的运动轨迹，小圆是新核的运动轨迹； 故答案为：α，大圆． 9. 一根电阻丝的电阻为R，把它截成等长的三段，再把两头扭接在一起使用，则其电阻值为             。 参考答案： R/9 10. 某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码。实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50Hz。 ⑴实验的部分步骤如下： ①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码； ②将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，关闭电源； ③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。 ⑵下图是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v。请将C点的测量结果填在表1中的相应位置。 ⑶在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，                做正功，_________        做负功。 ⑷实验小组根据实验数据绘出了下图中的图线（其中Δv2=v2-v02），根据图线可获得的结论是                                  __________________________。要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和                 。     表1纸带的测量结果 参考答案： 11. 参考答案： 12. 说明下列能源利用方式中的能量转化过程: (1)水力发电，是         能转化为电能； (2)电动水泵抽水，是        能转化为机械能； (3)柴油机车牵引列车前进，是           能转化为机械能； (4)用煤气灶烧水，是化学能转化为         能。 参考答案： 机械；电；化学；内  13. 一定质量的理想气体压强p与摄氏温度t的关系如图所示，气体从状态A变到状态B，则气体在状态A的体积______选填“”、“”或“”在状态B的体积；此过程中，气体做功的绝对值为W，内能变化量的绝对值为，则气体与外界之间传递的热量为______． 参考答案：     (1).     (2). 试题分析：据A，B两点与绝对零度连线，分析其斜率变化，判断体积变化，斜率越大，体积越小 B与绝对零度-273℃连线的斜率小于A与绝对零度-273℃连线的斜率，则B状态气体的体积大于A状态气体的体积，根据热力学第一定律可得 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，示数如图。由图可读出=    cm, =      参考答案： 2.25      6.680 15. 在研究匀变速直线运动的实验中，如图甲所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s. ⑴根据                   可判定小球做 运动． ⑵根据公式                        计算A、B、C、D、E各点瞬时速度，且vA=     m/s，vB=      m/s,vC=      m/s，vD=      m/s，vE=      m/s．(保留两位小数) ⑶在图乙所示坐标中作出小车的v-t图线，并根据图线求出加速度a=        m/s2. ⑷将图线延长与纵轴相交，交点的速度是      m/s,此速度的物理意义是                  ． 参考答案： ⑴Δs=恒量=3.5cm,匀变速直线运动  ⑵， 0.53， 0.88 ， 1.23  ，1.58 ，  1.93       ⑶v-t图线如图所示，a=3.2-3.6m/s2 ⑷v=0.53m/s,此速度即A点速度vA. 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r=1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω=2πrad/s，外电路电阻R=4Ω，求： （1）转动过程中感应电动势的最大值； （2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过60°角时的瞬时感应电动势； （3）由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势； （4）交流电压表的示数； （5）线圈转动一周外力所做的功； （6）周期内通过R的电荷量为多少？ 参考答案： 解：（1）根据Em=NBωS，可得感应电动势的最大值： Em=100×0.5×0.12×2πV=3.14V； （2）由于线框垂直于中性面开始计时，所以瞬时感应电动势表达式： e=Emcos2πt（V）； 当线圈转过60°角时的瞬时感应电动势为：e=1.57V； （3）根据法拉第电磁感应定律可得转60°角的过程中产生的平均感应电动势大小为： =N=N=1.5V=2.6V （4）转动过程中，交流电压表的示数为有效值，所以有： U=R=×4V=1.256V=1.78V； （5）线圈转动一周外力所做的功为：W=EIT===0.99J （6）周期内线圈转过60°角，通过R的电量q电，由公式可得： q=t=?=8.66×10﹣2 C； 答：（1）转动过程中感应电动势的最大值3.14V； （2）线圈转过60°角时的瞬时感应电动势1.57V； （3）线圈转过60°角过程中产生的平均感应电动势2.6V； （4）电压表示数1.78V； （5）线圈转动一周外力所做的功为0.99J； （6）线圈转过60°角通过电阻R的电荷量8.66×10﹣2 C； 【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率． 【分析】（1）先根据Em=NBωS求出最大值，再根据最大值与有效值的