廣東省汕尾市陸河縣河田中學2022年高二物理下學期期末試卷含解析

廣東省汕尾市陸河縣河田中學2022年高二物理下學期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導線，分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d，如圖所示。有一變化的磁場垂直于紙面，規(guī)定向內為正，變化規(guī)律如圖所示。在t=0時刻平板之間中心有一重力不計，電荷量為+q的微粒，從靜止釋放，兩板間距足夠長。則以下說法正確的是(

)

A.第1秒內金屬圓環(huán)中的感應電流為逆時針方向B.第2秒內粒子所受電場力將反向C.第1秒內粒子將向下做自由落體運動D.第1秒內上極板的電勢高于下極板的電勢參考答案：D【詳解】A.有楞次定律可知：第1秒內金屬圓環(huán)中的感應電流為順時針方向，故A錯誤；B.根據楞次定律可知在前2s內金屬板上極板帶正電，上極板電勢高于下極板，電場方向沒有發(fā)生變化，所以第2秒內粒子所受電場力不會反向，故B錯誤；CD.根據楞次定律可知在前2s內金屬板上極板帶正電，上極板電勢高于下極板，平行板內存在向下的電場，所以帶正電的粒子受到向下的電場力，但加速度不一定等于g，所以不一定做自由落體運動，故C錯誤；D正確；2.如圖，B為AC的中點，如果在A處放一個＋Q的點電荷，測得B處的場強EB＝48N/C，則()

A．EC＝24N/CB．EC＝12N/CC．若要使EB＝0，可在C處放一個－Q的點電荷D．把q＝10－9C的點電荷放在C點，則其所受電場力的大小為6×10－9N參考答案：B3.兩顆人造地球衛(wèi)星，都繞地球作圓周運動，它們的質量之比m1∶m2＝2∶1，軌道半徑之比r1∶r2＝1∶2，則它們的速度大小之比v1∶v2等于

A．2

B．

C．D．4參考答案：B4.一理想變壓器給負載供電，變壓器輸入電壓不變，如圖所示．如果負載電阻的滑動片向上移動．則圖中所有交流電表的讀數(shù)及輸入功率變化情況正確的是(均為理想電表)(

)A．V1、V2不變，A1增大，A2減小，P增大B．V1、V2不變，A1、A2增大，P增大C．V1、V2不變，A1、A2減小，P減小D．V1不變，V2增大，A1減小，A2減小，P減小參考答案：C5.質能方程E=mc2揭示了物體的能量和質量之間存在著密切的確定關系，提出這一方程的科學家是（

）A．牛頓

B．愛因斯坦

C．盧瑟福

D．法拉第

參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，光滑的平行導軌PQ、MN水平放置，導軌的左右兩端分別接定值電阻，R1=3Ω，R2＝6Ω。金屬棒的電阻為0.5Ω，金屬棒ab與PQ、MN垂直，并接觸良好。整個裝置處于方向豎直向下、磁感應強度B=0.4T的勻強磁場中。已知平行導軌間距L=0.5m，現(xiàn)對ab施加一水平向右的外力F使之以v=5m/s的速度向右勻速運動，則金屬棒ab兩端的電壓為__________V，R1消耗的功率為___________W。參考答案：4.如圖是一個正弦交變電流的i—t圖象，根據這一圖象，該交流電的瞬時值表達式為

A,它的有效值為

A。參考答案：i=2sin5πt,

28.如圖12所示，一質量m＝0.1kg的金屬棒ab可沿接有電阻R＝1Ω的足夠長的豎直導體框架無摩擦地滑動，框架間距L＝50cm，勻強磁場的磁感應強度B＝0.4T，方向如圖示，其余電阻均不計．若棒ab由靜止開始沿框架下落，且與框保持良好接觸，當棒ab運動達到穩(wěn)定狀態(tài)時的速度v＝

．（g＝10m/s2）參考答案：25m/s9.現(xiàn)有三個相同的絕緣金屬球A、B、C，其中A球帶電荷量為+8Q，B球帶電荷量為-2Q，C球不帶電。(1)保持A和B的位置不變，而將C先與A接觸，再與B接觸，最后移走C球，則此時，A與B之間的庫侖力是原來的

倍。(2)若將C球與A、B球反復接觸足夠多次，最后移走C球，則此時A與B之間的庫侖力為原來的的

倍。參考答案：10.如圖為電磁流量計的示意圖，直徑為d的非磁性材料制成的圓形導管內有導電液體流動，磁感應強度為B的勻強磁場垂直于導電液體流動方向而穿過一段圓形管道。若測得管壁內a、b兩點間的電勢差為U，則管中導電液體的流量Q=

參考答案：11.我國科技人員用升溫析晶法制出了超大尺寸單晶鈣鈦礦晶體，尺寸超過71mm，這是世界上首次報導尺寸超過0.5英寸的鈣鈦礦單晶．假設該單晶體的體積為V，密度為ρ，摩爾質量為M，阿伏伽德羅常數(shù)NA，則該晶體所含有的分子數(shù)為_________，分子直徑為_______________．（球的體積，D為球的直徑）參考答案：

(1).

(2).【詳解】該單晶體的質量m=ρV，則分子數(shù)為：，單個分子體積：，解得：。12.如圖，勻強電場的場強為103V/m，a、b兩點間的距離為0.1m，ab連線與電場方向的夾角為60o，則a、b兩點間的電勢差為

V，若將電量為+的點電荷從a點移到b點，電場力做功為

J．參考答案：50，13.用伏安法測某一電阻時，如果采用如圖4所示的甲電路，測量值為R1，如果采用乙電路，測量值為R2，那么R1、R2與真實值R之間滿足關系：R1

R；

R2

R

(填＞或＜)參考答案：R1＜R；

R2＞R三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學用實驗的方法探究影響單擺周期的因素。（1）他組裝單擺是在擺線上端的懸點處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，如圖所示，這樣做的目的是

（多選，填字母代號）A．保證擺動過程中擺長不變

B．可使周期測量得更加準確C．需要改變擺長時便于調節(jié)

D．保證擺球在同一豎直平面內擺動（2）他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺從懸點量到擺球的最低端的長度L=0.9990m，再用游標卡尺測量擺球直徑，結果如圖所示，則擺球的直徑為

mm，單擺擺長為

m（3）下列振動圖像真實地描述了對擺長約為1m的單擺進行周期測量的四種操作過程，圖中橫坐標原點表示計時開始，A、B、C均為30次全振動的圖像，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，這四種操作過程合乎實驗要求且誤差最小的是

（填字母代號）參考答案：（1）AC

（2）12.0mm；0.9930mm（3）A

15.影響物質材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，而半導體材料的電阻率則與之相反，隨溫度的升高而減小．某課題研究組需要研究某種導電材料的導電規(guī)律，他們用該種導電材料制作成電阻較小的元件Z做實驗，測量元件Z中的電流隨兩端電壓從零逐漸增大過程中的變化規(guī)律．(1)（4分）他們應選用下圖中所示的哪個電路進行實驗．()參考答案：A

由測量的數(shù)據機題目要求可以知道，滑動變阻器應采用分壓式接法，因為元件Z的電阻較小，所以電流表應外接，因此使用電路應選A圖四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，兩個側壁絕熱、頂部和底部都導熱的相同氣缸直立放置，氣缸底部和頂部均有細管連通，頂部的細管帶有閥門K.兩氣缸的容積均為V0氣缸中各有一個絕熱活塞(質量不同，厚度可忽略).開始時K關閉，兩活塞下方和右活塞上方充有氣體(可視為理想氣體)，壓強分別為和;左活塞在氣缸正中間，其上方為真空;右活塞上方氣體體積為.現(xiàn)使氣缸底與一恒溫熱源接觸，平衡后左活塞升至氣缸頂部，且與頂部剛好沒有接觸；然后打開K，經過一段時間，重新達到平衡.已知外界溫度為，不計活塞與氣缸壁間的摩擦.求:(1)恒溫熱源的溫度T;(2)重新達到平衡后左氣缸中活塞上方氣體的體積.參考答案：(1)與恒溫熱源接觸后，在K未打開時，右活塞不動，兩活塞下方對氣體經歷等壓過程，由蓋·呂薩克定律得

（2分）解得：

（1分）(2)由初始狀態(tài)的力學平衡條件可知，左活塞的質量比右活塞的大，打開K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必須升至氣缸頂，才能滿足力學平衡條件。氣缸頂部與外界接觸，底部與恒溫熱源接觸，兩部分氣體各自經歷等溫過程，設左活塞上方氣體壓強為P，由玻意耳定律得

（2分）

（2分）聯(lián)立以上兩式解得

（2分）其解為，另一個解，不符合題意，舍去。（1分）17.氫原子處于基態(tài)時能量E1=–13.6ev、軌道半徑為r1，原子第n能級的能量為，軌道半徑為.已知電子電量為e，質量為m，靜電力衡量為k。(普朗克常量h=6.63×10-34J·s)求：（1）若要使處于n=2的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照射氫原子？（2）若已知鈉的極限頻率為6.00×1014Hz，今用一群處于n=4的激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)射的光照射鈉，通過計算說明有幾條譜線可使鈉發(fā)生光電效應？（3）氫原子核外電子的繞核運動可等效為一環(huán)形電流，則氫原子處于n=2的定態(tài)時，核外電子的等效電流多大？(用k、e、m、r1表示)參考答案：（1）解：n=2的氫原子的能量為，用頻率為的電磁波照射氫原子，則有（2）已知鈉的極限頻率為6.00×1014Hz，鈉的逸出功為一群處于n=4的激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)射的光照射鈉，要使鈉發(fā)生光電效應，必使躍遷時兩能級的差，所以在六條光譜線中有四條譜線可使鈉發(fā)生光電效應.（3）氫原子核外電子繞核做勻速圓周運動,庫侖力充當向心力,

核外電子的等效電流

18.如圖所示，一個半徑為r=0.4m的圓形金屬導軌固定在水平面上，根長為r的金屬棒ab的a端位于圓心，端與導軌接觸良好。從a端和圓形金屬導軌分別引出兩條導線與傾角為θ=37°、間距為l=0.5m的平行金屬導軌相連質量m=0.1kg、電阻R=1Ω的金屬棒cd垂直導軌放置在平行導軌上，并與導軌接觸良好，且棒cd與兩導軌間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5。導軌間另一支路上有一規(guī)格為“2.5Ⅴ0.3A”的小燈泡L和一阻值范圍為0~10Ω的滑動變阻器R0。整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度大小為B=1T。金屬棒ab、圓形金屬導軌、平行導軌及導線的電阻不計，從上往下看金屬棒ab做逆時針轉動，角速度大小為ω。假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。(1)當ω=40rad/s時，求金屬棒ab中產生的感應電動勢E1，并指出哪端電勢較高；(2)在小燈泡正常發(fā)光的情況下，求ω與滑動變阻器接入電路的阻值R0間的關系；(已知通小燈泡的電流與金屬棒cd是否滑動無關)；(3)在金屬棒cd不發(fā)生滑動情況下，要使小燈泡能正常發(fā)光，求ω的取值范圍。參考答案：（1），b端電勢