2022-2023学年湖南省湘潭市湘乡龙洞中学高二物理上学期期末试卷含解析

2022-2023学年湖南省湘潭市湘乡龙洞中学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. 把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当电流通过导线时，磁针会发生偏转。首先观察到这个实验现象的物理学家是 A．奥斯特         B．爱因斯坦        C．伽利略         D．牛顿 参考答案： A 2. 走廊里有一盏灯，在走廊的两端各有一开关，我们希望无论哪一个开关接通都能使电灯点亮，那么设计的电路应为（    ） A．“或”门电路                                                   B． “与”门电路 C．“非”门电路                                                   D．以上答案均不可 参考答案： A 3. 如图7所示，在x≤0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xy平面(纸面)向里，具有一定电阻的矩形线框abcd位于xy平面内，线框的ab边与y轴重合。令线框从t＝0的时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流I(取逆时针方向的电流为正)随时间t的变化图线I－t 图可能是下图中的哪一个 参考答案： D 4. 质量为m的物体从高h处以的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中错误的是（　　） A．物体的机械能减少 B．物体的重力势能减少 C．物体的动能增加 D．重力做功为mgh 参考答案： B 【考点】功能关系． 【分析】根据重力做功的多少，确定重力势能的变化量．根据物体克服空气阻力做功的多少，确定机械能的变化量．根据合力做功，由动能定理确定动能的变化量． 【解答】解：A、设空气阻力大小为f，则由牛顿第二定律得：mg﹣f=ma得：f=mg﹣ma=mg， 物体克服空气阻力做功为：Wf=fh=mgh，则物体的机械能减少mgh，故A正确． B、物体下落过程中，重力做功为W=mgh，则物体的重力势能减少mgh，故B错误，D正确． C、物体所受的合力为F=ma=mg，由动能定理得，物体动能增加量：△EK=Fh=mgh，故C正确． 本题选错误的，故选：B． 5. 在水平方向上做简谐运动的质点，其振动图象如图所示．假设向右的方向为正方向，则物体加速度向右且速度向右的时间段是（　　） A．0 s到1 s内 B．1 s到2 s内 C．2 s到3 s内 D．3 s到4 s内 参考答案： D 【考点】简谐运动的振动图象． 【分析】由F=﹣Kx可知位移为负方向时力的方向为正，则加速度为正即为向右；根据位移图象的斜率等于速度分析速度的方向． 【解答】解：由由F=﹣Kx可知位移为负则加速度为正即为向右，图中应为2﹣4S， 位移图象的斜率等于速度，向右为正，在2﹣4S内则斜率为正的时间段为3﹣4S；则物体加速度向右且速度向右的时间段为3﹣4S，则D正确． 故选：D 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 如图所示，在同一水平面内宽为2m的两导轨互相平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6kg的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为2A时，金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流增加到8A时，金属棒获得2m/s2的加速度，则磁场的磁感应强度大小为     T。     参考答案： 0.6 7. 已知钠发生光电效应的极限波长为λ0=5×10-7m ,普朗克常量h＝6.63×10－34J·s ；现用波长为λ=4×10-7m 的光照射用金属钠作阴极的光电管,求: (1)钠的逸出功Wo=   ▲    J  (2)为使光电管中的光电流为零, 在光电管上所加反向电压U至少为（写出表达式）     ▲        （用h、U、电子电量e、真空光速c、λ0、λ等字母来表示） 参考答案： 3.978×10-19  或4×10-19  （4分）  U=hc/e(1/λ-1/λ0)  8. 在张紧的两端固定的弦上，满足弦长等于______，就能形成驻波．弦上的波被分成几段，每段两端的点始终是静止不动的，称为____，每段中各质点以相同的步调上、下振动，中间点振幅最大，称为波腹． 参考答案： 半波长的整数倍，波节、波腹 9. 质量m=0.1kg的氢气在某状态下的体积V=1.92×10-4m3，则此时氢气分子的平均间距为多少？______________（结果保留一位有效数字，已知氢气的摩尔质量M=2g/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1．） 参考答案： 4×10-9m 【详解】气体的摩尔数为：；该状态下气体的摩尔体积为： ； 氢气分子的平均间距为 10. 在一本科幻小说里描述了这样的场景：主人公开着一辆小轿车，不断加速运动，最后离开地球表面成为绕地球运动的一颗“卫星”（如图）。若地球的半径约为6400km，则小轿车离开地面成为“卫星”时的速度约为__________。（g取10） 参考答案： 8×103 11. (1) 某小组同学做“探究小车加速度与力、质量关系”的实验中，若测得某一物体受力F一定时，加速度a与物体质量M的关系如下表所示      (a)根据表中的数据在下图中的方格纸上作a-1/M的 图线 (b)由a-1/M图像得出实验结论为：_____________________________________________________________________________________________________________________________。 (2) 在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50 Hz，当地重力加速度的值为9.80 m/s2，测得所用重物的质量为1.00 kg。下图是重物自由下落时，为记录重物运动位移与时间，用打点计时器打出的纸带。O点是重物速度为0时所记录的点，点A、B、C到第一个点O的距离如图所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），那么 （a）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是ΔEp=  　，此过程中物体动能的增加量ΔEk=　　　（g取9.8 m/s2，结果取两位有效数字）； （b）实验的结论是　　　　。 参考答案： 12. 汽艇在宽为400m、水流速度为3m/s的河中以最短时间过河，已知它在静水中的速度为4m/s，其过河时间为          s、过河位移为            m。 参考答案： 100   50  13. 在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关。他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示。 实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。 实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的________而增大，随其所带电荷量的____________而增大。 此同学在探究中应用的科学方法是__________(（选填：“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”）。   参考答案： 减小   增大   控制变量法 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律,实验装置如图所示,采用的实验步骤如下: a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB; b.调整气垫导轨,使导轨处于水平; c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上; d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1; e.按下电钮放开卡销,同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作,当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时计时结束,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2. （1）实验中还应测量的物理量及其符号是                 . （2）利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是               参考答案： （1）实验中还应测量的物理量为B与D的距离,符号为L2. （2）验证动量守恒定律的表达式是mA=mB, 15. 某同学在实验室先后完成下面两个实验：实验A测定一节干电池的电动势和内电阻；实验B描绘小灯泡的伏安特性曲线。可选用的器材有： A．电压表V1(量程3V，内阻约为15KΩ) B．电压表V2 (量程15V，内阻约为75KΩ) C．电流表A(量程3A，内阻约为0.8Ω) D. 滑动变阻器（总阻值15 Ω，最大允许电流2 A） E. 滑动变阻器（总阻值200 Ω，最大允许电流2 A） F. 滑动变阻器（总阻值1000 Ω，最大允许电流1 A） ①用测定电动势和内电阻实验中测量得到数据作出U—I图线如图中a线，实验测得干电池电动势为          V，内电阻为          Ω。 ②在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，为减小实验误差，方便调节，实验中电压表选择        ，滑动变阻器选择            ； ③将实验B中得到的数据在实验A中U—I坐标系内描点作图，得到如图所示的图线b，如果将两个完全相同实验A中的电池串联与实验B中的小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率约为                   W。 参考答案： ①　　1.5　　　　　　0.75　　　　　　 ②　A或V1　　　　　　D　　 ③1.24－1.28 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 有一条河流，河水流量为4m3/s，落差为5m，现利用它来发电，设发电机的效率为50％，输出电压为350V，输电线的电阻为2Ω，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5％，而用户所需要电压为220V，求：（1）发电机的输出功率；（2）所用的升压、降压变压器原、副线圈的匝数比。（已知水的密度为） 参考答案： （1）发电机的输出功率。（2），得，。，。 17. 如图22所示，abcd是一个正方形盒子．cd边的中点有一个小孔e.盒子中有沿ad方向的匀强电场．一个质量为m带电量为q的粒子从a处的小孔沿ab方向以初速度v0射入盒内，并恰好从e处的小孔射出．(忽略粒子重力)求： (1)该带电粒子从e孔射出的速度大小．　　（5分） (2)该过程中电场力对该带电粒子做的功．　（３分） (3)若正方形的边长为L，试求该电场的场强．（4分） 参考答案： (1)设粒子在e孔的竖直速度为vy. 则水平方向：L/2＝v0t－－－（２分）　　 竖直方向：L＝·t　————（２分） 　　　得：vy＝4v0　　　　－－－－－－－－－－－（１分）　 　------------（１分） 　　(2)由动能定理得：W电＝mv－mv＝8mv　　　－－－－（３分） (3)由W电＝Eq·Ｌ和W电＝8mv得：E＝8m0/q.　 18. 如图6－2－22所示，水平放置的平行金属板的N板接地，M板电势为＋U，两板间距离d，d比两板的尺寸小很多，在两板中间有一长为2l(2l＜d)的绝缘轻杆，可绕水平固定轴O在竖直面内无摩擦地转动，O为杆的中点．杆的两端分别连着小球A和B，它们的质量分别为2m和m，电荷量分别为＋q和－q.当杆从图示水平位置由静止开始转过90°到竖直位置时，不考虑A、B两小球间的库仑力，已知重力加速度为g，求： 图6－2－22 (1)两小球电势能的变化； (2)两小球的总动能． 参考答案： (1)减少了　(2