湖北省武漢市蔡甸區(qū)第五高級中學校(高中部)2022-2023學年高二物理下學期期末試卷含解析

湖北省武漢市蔡甸區(qū)第五高級中學校(高中部)2022-2023學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.下列說法正確的是（）A．用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產生的光電子的初動能大B．α粒子散射實驗中極少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉是盧瑟福猜想原子核式結構模型的主要依據C．核反應方程：Be+He→C+x中的x為質子D．C的半衰期為5730年，若測得一古生物遺骸中的C含量只有活體中的，則此遺骸距今約有21480年參考答案：B【考點】原子核衰變及半衰期、衰變速度．【分析】根據光電效應方程比較光電子的最大初動能；盧瑟福通過α粒子散射實驗得出了原子核式結構模型；根據在核反應方程中電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒得出x的電荷數(shù)和質量數(shù)，從而確定x是什么粒子．半衰期為原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間．【解答】解：A、不可見光的頻率不一定比可見光的頻率大，則用不可見光照射金屬不一定比用可見光照射同種金屬產生的光電子的初動能大．故A錯誤．B、α粒子散射實驗中極少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉是盧瑟福猜想原子核式結構模型的主要依據．故B正確．C、根據電荷數(shù)守恒，質量數(shù)守恒知，x的電荷數(shù)為0，質量數(shù)為1，則x為中子．故C錯誤．D、測得一古生物遺骸中的C含量只有活體中的，知經過了3個半衰期，則此遺骸距今約有17190年．故D錯誤．故選：B．2.（單選）如圖所示，ABC為與勻強磁場垂直的邊長為a的等邊三角形，磁場垂直紙面向外，比荷為e/m的電子以速度v0從A點沿AB方向射入，欲使電子能經過BC邊，則磁感應強度B的取值應為（

）

參考答案：D3.下列說法中正確的是

（

）A．指南針指出的“北”不是真正的北，兩者有一定的差別B．地球兩極與地磁兩極不重合，地磁南極在地球南極附近，地磁北極在地球北極附近C．在任何星球上都能利用指南針進行方向的判斷D．我國是最早在航海上使用指南針的國家參考答案：AD4.下表為某電熱水壺銘牌上的一部分內容.根據表中的信息，可計算出在額定電壓下以額定功率工作時通過電熱水壺的電流約為型號SP-988

額定功率2200W額定電壓220V額定容量1.6L

A．0.15A

B．0.23A

C．4.4A

D．10.0A參考答案：D5.如圖所示，兩平行光滑金屬導軌CD、PQ間距為L，與電動勢為E、內阻為r的電源相連，質量為m、電阻為R的金屬棒ab垂直于導軌放置構成閉合回路，回路平面與水平面成θ角，回路其余電阻不計．在空間施加勻強磁場可以使ab棒靜止，則磁場的磁感強度的最小值及其方向分別為（）A．，水平向右B．，垂直于回路平面向下C．，豎直向下D．，垂直于回路平面向下參考答案：B【考點】共點力平衡的條件及其應用；力的合成與分解的運用；安培力．【分析】導體棒受重力、支持力和安培力，三力平衡，當安培力沿斜面向上時，安培力最小，此時根據安培力公式計算出的磁感應強度即為最小值．【解答】解：對導體棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如圖所示：從圖象可以看出，當安培力沿斜面向上時，安培力最??；故安培力的最小值為：FA=mgsinθ，故磁感應強度的最小值為：B==根據歐姆定律，有：E=I（R+r）故有：B=根據左手定則，磁場方向垂直平面向下；故選：B．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（4分）紫光在真空中的傳播速度是_______m／s,它射入折射率為的水中時傳播速度為_______m／s。參考答案：3×108；2.25×1087.用升壓變壓器可以實現(xiàn)高壓輸電，以減少遠距離輸電過程中的電能損失。為了達到升壓的目的，升壓變壓器的原線圈匝數(shù)應

（選填“少于”或“多于”）副線圈匝數(shù)。電容器是儲存

的裝置。首先發(fā)現(xiàn)通電導線周圍存在磁場的物理學家是

。參考答案：少于，電荷，奧斯特8.天然放射性元素放出的α、β、γ三種射線的貫穿本領各不相同，圖1為這三種射線貫穿物體情況的示意圖，①、②、③各代表一種射線，則①為

射線，它的貫穿本領很弱；③為

射線，它的貫穿本領很強參考答案：9.半徑為R的表面光滑的半球固定在水平面上。在距其最高點的正上方為h的懸點O，固定長L的輕繩一端，繩的另一端拴一個重為G的小球。小球靜止在球面上。則繩對小球的拉力T= ，球面對小球的支持力N=

。參考答案：mgL/（R+h）

mgR/（R+h）10.在驗證動量守恒定律的實驗里，兩半徑相同的小球質量之比∶＝8∶3，實驗記錄紙上，各點（O、M、P、N）位置如圖所示，其中O點為斜槽末端所系重錘線指的位置，那么，、兩球中，__

__球是入射球，碰撞結束時刻，兩球的動量之比∶＝__________。參考答案：略11.（3分）如上圖所示，兩條平行金屬導軌ab、cd置于勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，兩導軌間的距離L=0.6m。金屬桿MN沿兩條導軌向右勻速滑動，速度v=10m/s，產生的感應電動勢為3V。由此可知，磁場的磁感應強度B=___________T。

參考答案：0.512.在空間某一區(qū)域，有一勻強電場，一質量為m的液滴，帶正電荷，電量為q，在此電場中恰能沿豎直方向作勻速直線運動，則此區(qū)域的電場強度的大小為

____，方向_

_____

___。參考答案：，豎直向上該帶電液滴在豎直方向上做勻速直線運動，所以受力平衡，而且液滴受到豎直向下的重力，那么電場力方向豎直向上，所以，解得，正電荷受到的電場力的方向和電場的方向是相同的，所以電場方向豎直向上13.（4分）在折射率為n、厚度為d的玻璃平板上方的空氣中有一點光源S,從S發(fā)出的光線SA以角度θ入射到玻璃板上表面,經過玻璃板后從下表面射出,如圖所示,若沿此光線傳播的光從光源到玻璃板上表面的傳播時間與在玻璃板中的傳播時間相等,點光源S到玻璃上表面的垂直距離應為__________,若減小入射角θ，出射光線的側移量將_______(填“變大”，“不變”，或“變小”)參考答案：，變小三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（12分）如圖所示，有兩個帶正電的粒子P和Q同時從勻強磁場的邊界上的M點分別以30°和60°（與邊界的交角）射入磁場，又同時從磁場邊界上的同一點N飛出，設邊界上方的磁場范圍足夠大，不計粒子所受的重力影響，則兩粒子在磁場中的半徑之比rp:rQ=____________，假設P粒子是粒子（），則Q粒子可能是________，理由是_______________________________。參考答案：(1)兩粒子在磁場中的半徑之比：（5分）（2）可能是質子（3分），質量數(shù)與電荷數(shù)之比為1:1（4分）15.（6分）現(xiàn)代家庭電器化程度越來越高，用電安全是一個十分突出的問題。下表提供了一組部分人的人體電阻平均值數(shù)據。測量項目完全干燥時出汗或潮濕時電阻電流（加220V）電阻電流（加220V）手與手之間200kΩ1.1×10-3A5kΩ

手與腳之間300kΩ7.3×10-4A8kΩ

手與塑料鞋底之間400kΩ5.5×10-4A10kΩ

①從表中可看出干燥時電阻大約是潮濕時電阻的_______倍。②在空格中填入，對人體加220伏電壓后的電流值。③若對人的安全電流是25mA以下，上述哪幾項是十分危險的。④電路上有規(guī)格為10A的熔絲（俗稱保險絲），如右圖所示用電器R的功率是1500W，這時通過熔絲實際電流是多少？一個潮濕的人，手腳觸電，為什么熔絲不會斷（即熔絲不能救人命）。參考答案：（1）40（2）測量項目完全干燥時出汗或潮濕時電阻電流（加220V）電阻電流（加220V）手與手之間200kΩ1.1×10-3A5kΩ4.4×10-2A手與腳之間300kΩ7.3×10-4A8kΩ2.8×10-2A手與塑料鞋底之間400kΩ5.5×10-4A10kΩ2.2×10-2A（3）潮濕（4）0．15A四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，輕彈簧的兩端與質量均為2m的B、C兩物塊固定連接，靜止在光滑水平面上，物塊C緊靠擋板但不粘連．另一質量為m的小物塊A以速度vo從右向左與B發(fā)生彈性正碰，碰撞時間極短可忽略不計．（所有過程都在彈簧彈性限度范圍內）求：（1）A、B碰后瞬間各自的速度；（2）彈簧第一次壓縮最短與第一次伸長最長時彈性勢能之比．參考答案：解：（1）A、B發(fā)生彈性正碰，碰撞過程中，A、B組成的系統(tǒng)動量守恒、機械能守恒，以A、B組成的系統(tǒng)為研究對象，以A的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：mvo=mvA+2mvB，在碰撞過程中機械能守恒，由機械能守恒定律得：mv02=mvA2+?2mvB2，聯(lián)立解得：vA=﹣v0，vB=v0；（2）彈簧第一次壓縮到最短時，B的速度為零，該過程機械能守恒，由機械能守恒定律得，彈簧的彈性勢能：EP=?2m?vB2=mv02，從彈簧壓縮最短到彈簧恢復原長時，B、C與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，彈簧恢復原長時，B的速度vB=v0，速度方向向右，C的速度為零，從彈簧恢復原長到彈簧第一次伸長最長時，B、C與彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒、機械能守恒，彈簧伸長最長時，B、C速度相等，以向右為正方向，由動量守恒定律得：2mvB=（2m+2m）v′，由機械能守恒定律得：?2m?vB2=?（2m+2m）?v′2+EP′，解得：EP′=mv02，彈簧第一次壓縮最短與第一次伸長最長時彈性勢能之比：EP：EP′=2：1；答：（1）A、B碰后瞬間，A的速度為v0，方向向右，B的速度為v0，方向向左；（2）彈簧第一次壓縮最短與第一次伸長最長時彈性勢能之比為2：1．【考點】動量守恒定律；機械能守恒定律．【分析】（1）A、B發(fā)生彈性碰撞，碰撞過程動量守恒、機械能守恒，由動量守恒定律與機械能守恒定律可以求出碰后兩物體的速度．（2）在B壓縮彈簧過程中，系統(tǒng)機械能守恒，由機械能守恒定律可以求出彈簧的彈性勢能；當彈簧第一次伸長最長時，B、C兩物體組成的系統(tǒng)動量守恒、機械能守恒，由動量守恒定律與機械能守恒定律可以求出彈簧的彈性勢能，然后求出彈簧的彈性勢能之比．17.如圖所示，在水平面上方的真空室內存在以兩虛線為邊界的三個區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，每一個區(qū)域中都存在大小不變的電場和磁場，但電場強度和磁感應強度的方向相同或相反．已知區(qū)域Ⅰ、Ⅲ中的磁感應強度大小Bl＝B3＝2T，區(qū)域Ⅱ中的電場強度大小E2＝1.0V/m，現(xiàn)有一個帶負電、比荷q/m＝4.9C/kg的質點以速率v＝9.8m/s在區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的水平面內沿軌跡A→B→C→D→A垂直于場強方向運動，其中AB、DC為直線，曲線BC和DA為半圓弧，且在同一水平面內．重力加速度g取9.8m/s2．(1)試判定區(qū)域Ⅰ中電場強度E1的方向并計算其大??；(2)試計算質點運動軌跡中半圓弧的半徑R；(3)軌跡AB、CD附近空間的場強方向如何？試求磁感應強度B2的大?。畢⒖即鸢福?8.如圖甲所示，表面絕緣、傾角q=30°的斜面固定在水平地面上，斜面的頂端固定有彈性擋板，擋板垂直于斜面，并與斜面底邊平行.斜面所在空間有一寬度D=0.40m的勻強磁場區(qū)域，其邊界與斜面底邊平行，磁場方向垂直斜面向上，磁場上邊界到擋板的距離s=0.55m.一個質量m=0.10kg、總電阻R=0.25W的單匝矩形閉合金屬框abcd，放在斜面的底端，其中ab邊與斜面底邊重合，ab邊長L=0.50m.從t=0時刻開始，線框在垂直cd邊沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，從靜止開始運動，當線框的ab邊離開磁場區(qū)域時撤去拉力，線框繼續(xù)向上運動，并與擋板發(fā)生碰撞，碰撞過程的時間可忽略不計，且沒有機械能損失.線框向上運動過程中速度與時間的關系如圖乙所示.已知線框在整個運動過程中始終未脫離斜面，且保持ab邊與斜面底邊平行，線框與斜面之間的動摩擦因數(shù)m=/3，重力加速度g取10m/s2.（1）求線框受到的拉力F的大小；（2）求勻強磁場的磁感應強度B的大??；（3）已知線框向下運動通過磁場區(qū)域過程中的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v＝v0-（式中v0為線框向下運動ab邊剛進入磁場時的速度大小，x為線框ab邊進入磁場后對磁場上邊界的位移大?。?，求線框在斜面上運動的整個過程中產生的焦耳熱Q.參考答案：解：（1）由v-t圖象可知，在0～0.4s時間內線框做勻加速直線運動，進入磁場時的速度為v1=2.0m/s，所以在此過程中的加速度a==5.0m/s2

由牛頓第二定律F-mgsinθ-μmgcosθ=ma

解得F=1.5N

（2）由v-t圖象可知，線框進入磁場區(qū)域后以速度v1做勻速直線運動

產生的感應電動勢E=BLv1

通過線框的電流I==

線框所受安培力F安=BIL=

對于線框勻速運動的過程，由力的平衡條件，有F=mgsinθ+μmgcosθ+

解得B=0.50T

（3）由v-t圖象可知，線框進入磁場區(qū)域后做勻速直線運動，并以速度v1勻速穿出磁場，說明線框的寬度等于磁場的寬度D=0.40m

線框ab邊離開磁場后做勻減速直線運動，到達檔板時的位移為s-D=0.15m

設線框與擋板碰撞前的速度為v2

由動能定理，有-mg(s-D)sinθ-μmg(s-D)cosθ=

解得v2==1.0m/s

線框碰檔板后速度大小仍為v2，線框下滑過程中，由于重力