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山西省太原市综合高级中学2020-2021学年高二物理期末试卷含解析

2023-02-12 来源:步旅网
山西省太原市综合高级中学2020-2021学年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. 下列说法错误的是

A. 只要有电荷存在,电荷周围就一定存在电场

B. 电场是一种物质,它与其它物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西 C. 电场最基本的性质是对处于电场中的电荷有力的作用 D. 电荷只有通过接触才能产生力的作用 参考答案: D

2. 一个静止的放射性同位素的原子核

衰变为

,另一个也静止的天然放射性元素的原子

核衰变为,在同一磁场中得到衰变后粒子的运动轨迹1、2、3、4,如图所示,则这四条径迹依次是

A.电子、、

、正电子 B.

、电子、正电子、

C.

、正电子、电子、 D.正电子、、

、电子

参考答案: B

3. (单选)A、B两物体都做匀速圆周运动,A的质量是B的质量的一半,A的轨道半径是B轨道半径的一半,当A转过60°角的时间内,B转过了45°角,则A物体的向心力与B的向心力之比为 ( ) A.1:4 B.2:3 C.4:9 D.9:16

参考答案:

C

4. 1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱仪的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列说法中正确的是:( ) A.该束带电粒子带负电 B.速度选择器的P1极板带负电

C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大 D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷q/m越小

参考答案: D

5. (单选)如图是研究光电效应的电路,则下列关于光电流与电压的关系图象正确的是( )

参考答案:

解:同一种光的频率相等,根据光电效应方程Ekm=hv﹣W0,最大初动能相等,通过Ekm=eUC,知遏止电压相等,蓝光的频率大于黄光的频率,则蓝光的遏止电压大于黄光的遏止电压.光越强,单位时间内产生的光电子数目越多,光电流越大.故A正确,B、C、D错误. 故选A.

二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分

6. 将一带电量为2×10-8C的检验电荷放入点电荷Q的电场中的p点时,受到的电场力为

电,B带正电. 故答案为:不带;不带;带负;带正. 2×10-2N,则p点的电场强度为 N/C,如果移走检验电荷,则p点的电场强度为 点评: 解决本题的关键知道摩擦起电、感应起电、接触带电的实质都是电荷的移动,电荷的总量保持 N/C。 参考答案:

1×106;1×106

7.

参考答案:

,,

8. 如图所示,在带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B,均放在绝缘支座上.若先将C移走,再把A、B分开,则A 不带 电,B 不带 电.若先将A、B分开,再移走 C,则A 带负 电,B 带正 电.

参考答案:

考点: 静电场中的导体.版权所有 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 将带正电的导体球C靠近两个不带电的导体AB,靠感应起电使物体带电,带电的实质是电荷的移动,总电荷量保持不变. 解答: 解:若先移走C,此时导体A和B中的电荷又发生中和,不再带电,再把导体A和B分开,同样不再带电,所以此时A不带电,B不带电. 先把导体A和B分开,再移走C,导体A和B由于感应起电带上异种电荷,所以此时A带负不变. 9. 如图所示,质量为m、长为L的均匀木杆AB,A端装有水平转轴.若在B端用恒定的水平外力F使杆从竖直位置绕A转过θ角,则水平外力对木杆AB做的功为

,此时木杆的动能为

.

参考答案:

FLsinθ,

10. 如图所示,一根轻质弹簧,放在光滑的水平面上,左端固定在竖直墙壁上,当用8N

的 力水平向右拉弹簧右端时,弹簧的伸长量为4cm;当用8N的力水平向左压弹簧右端时,弹簧的压缩量为(设上述两种情况中弹簧的形变均为弹性形变) cm,弹力的方向为 。

参考答案:

11. (6分)质量为m的物体,在倾角为θ的光滑斜面上由静止开始下滑,经过时间t,物体的速度为v,在这段时间内,重力对物体的冲量为______,支持力的冲量大小为______,合外力对物体的冲量大小为______。 参考答案:

(1)mgt;(2)mgcosθt;(3)mv

12. 在用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻时,根据实验测得的一系列数据,画出了如图所示的U-I图,则被测干电池的电动势为______V,内阻为______Ω。

参考答案:

1.5V 0.5Ω

13.

U 有 个质子,有 个中子,它与

U互称为 。

U 发生α衰变的反应方程是:

U→

Th+__ _____。

参考答案:

92,146,同位素,He

三、 简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分

14. (12分)物质是由大量分子组成的,分子有三种不同的聚集状态:固态、液态和气态。物质处于不同状态时各有不同的特点和物理性质。试回答下列问题:

(1)如图所示,ABCD是一厚度均匀的由同一种微粒构成的圆板。AB和CD是互相垂直的两条直径,把圆板从图示位置转过90°后电流表的示数发生了变化,已知两种情况下都接触良好,由此可判断圆板是 晶体。

(2)在化学实验中发现,把玻璃管的断裂口放在火焰上烧熔,它的尖端就变圆,这是什么缘故?

(3)如下图是氧分子在不同温度(O℃和100℃)下的速度分布规律图,由图可得出哪些结论?(至少答出两条)

参考答案:

(1) (4分) 单; (2) (4分) 熔化玻璃的表面层存表面张力作用下收缩到最小表面积,从而

使断裂处尖端变圆; (3)①(2分)一定温度下,氧气分子的速率呈现出“中间多,两头少”的分布规律;②(2分)温度越高,氧气分子热运动的平均速度越大(或温度越高氧气分子运动越剧烈)。

15. 很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全,轿车在发生一定强度的碰撞时,利叠氮化纳

(NaN3)爆炸产生气体(假设都是N2)充入气囊.若氮气充入后安全气囊的容积V=56L,囊中氮气密度ρ=2.5kg/m3,已知氮气的摩尔质最M=0.028kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,试估

算:

(1)囊中氮气分子的总个数N; (2)囊中氮气分子间的平均距离.

参考答案:

解:(1)设N2的物质的量为n, 则n=

氮气的分子总数N=NA

代入数据得N=3×1024.

(2)气体分子间距较大,因此建立每个分子占据一个立方体, 则分子间的平均距离,即为立方体的边长, 所以一个气体的分子体积为:

而设边长为a,则有a3=V0

解得:分子平均间距为a=3×10﹣

9m 答:(1)囊中氮气分子的总个数3×1024; (2)囊中氮气分子间的平均距离3×10﹣9m. 【考点】阿伏加德罗常数.

【分析】先求出N2的物质量,再根据阿伏加德罗常数求出分子的总个数.

根据总体积与分子个数,从而求出一个分子的体积,建立每个分子占据一个立方体,则分子间的平均距离,即为立方体的边长,

四、计算题:本题共3小题,共计47分

16. 如图所示,倾角为37°的粗糙斜面的底端有一质量m=1kg的凹形小滑块,小滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25.现小滑块以某一初速度v从斜面底端上滑,同时在斜面底端正上方有一小球以v0水平抛出,经过0.4s,小球恰好垂直斜面方向落入凹槽,此时,小滑块还在上滑过程中.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8),g取10m/s2,求: (1)小球水平抛出的速度v0. (2)小滑块的初速度v.

(3)0.4s内小滑块损失的机械能△E.

参考答案:

解:(1)设小球落入凹槽时竖直速度为vy,则有: vy=gt=10×0.4=4m/s

因此有:v0=vytan37°=3m/s. 答:小球水平抛出的速度v0=3m/s.

(2)小球落入凹槽时的水平位移:x=v0t=3×0.4=1.2m. 则滑块的位移为:

根据牛顿第二定律,滑块上滑的加速度为: a=gsin37°+μgcos37°=8m/s2 根据公式:

得:v=5.35m/s.

答:小滑块的初速度为:v=5.35m/s.

(3)根据功能关系可知,滑块损失的机械能等于滑块克服摩擦力做的功,因此有: △E=μmgcos37°s=3J.

答:0.4s内小滑块损失的机械能△E=3J.

【考点】功能关系;平抛运动.

【分析】(1)根据运动时间可以求出平抛小球竖直方向速度,根据水平和竖直速度关系可以求出平抛小球的初速度;

(2)滑块沿斜面减速上划,根据牛顿第二定律求出其加速度,然后求出其位移可正确解答本题; (3)损失的机械能等于除重力之外的力所做功大小,因此求出摩擦力对滑块所做负功即可明确滑块损失的机械能大小.

17. 如图1所示,两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角为,金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m,导轨处于匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度大小为B,金属导轨的上端与开关S、定值电阻R1和电阻箱R2相连。不计一切摩擦,不计导轨、金属棒的电阻,重力加速度为g,现闭合开关S,将金属棒由静止释放。 (1)判断金属棒ab中电流的方向

(2)若电阻箱R2接入电路的阻值为R2=2 R1,当金属棒下降高度为h时,速度为v,求此过程中定值电阻R1上产生的焦耳热Q1

(3)当B=0.40T,L=0.50m,37°时,金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系如

图2所示。取g = 10m/s2,sin37°= 0.60,cos37°= 0.80。求定值电阻的阻值R1和金属棒的质量m

参考答案:

电流方向为b到a

(1)由右手定则,金属棒ab中的电流方向为b到a;

(2)由能量守恒,金属棒减小的重力势能等于增加的动能和电路中产生的焦耳热:

解得:

(3)设最大速度为v,切割磁感线产生的感应电动势:

由闭合电路的欧姆定律:

从b端向a端看,金属棒达到最大速度时满足:

由以上三式得:

由图象可知:斜率为:,

纵截距为,得

所以 解得:

18. 如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图,它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.10 m、匝数n=20匝的线圈,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙

所示).在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B=

T,线圈的电阻为R1=0.50 Ω,它的引出线

接有R2=9.5 Ω的小电珠L.外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线做往复运动,便有电流通过小电珠.当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时(摩擦等损耗不计).求: (1)小电珠中电流的峰值; (2)电压表的示数;

(3)t=0.1 s时外力F的大小;

(4)在不改变发电装置结构的条件下,要使小电珠的功率提高,可采取什么办法(至少说出两种方法)?

参考答案:

(1)0.16 A (2)1.07 V (3)0.128 N (4)提高vm、用变压器

(3)当

也就是T/4时,外力F的大小为:

(4)提高vm、用变压器; 考点:交流电的描述。

【名师点睛】(1)当线圈运动速度v最大时,线圈产生的感应电动势最大,感应电流达到最大.线圈做切割磁感线产生的感应电动势

,求出感应电动势的最大值,再由欧姆定律求解小电

珠中电流的最大值;(2)线圈中产生的是正弦式电流,电压表测量灯泡电压的有效值.由电流最大

值求出电压的最大值,再求解有效值。

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