福建省南平市武夷山第二中學(xué)高二物理下學(xué)期期末試題含解析

福建省南平市武夷山第二中學(xué)高二物理下學(xué)期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖在光滑的軌道上，小球滑下經(jīng)過圓弧部分的最高點(diǎn)時(shí)，恰好不脫離軌道，此時(shí)小球受到的作用力是（

）

A.重力、彈力和向心力

B.重力和彈力

C.重力和向心力

D.重力參考答案：ABC2.（單選）如圖所示，空間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，正方形abcd為其邊界。一束帶負(fù)電荷的粒子流沿垂直于磁場方向從O點(diǎn)入射，入射方向與邊界ad垂直。粒子的電荷量、質(zhì)量均相同，但速率不同。不計(jì)重力。下列說法正確的是

A．從ad邊射出的粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定不同B．從ab邊射出的粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定相等C．從bc邊射出的粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定相等D．從bc邊射出的粒子比從ab邊射出的粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間更短參考答案：D3.對電現(xiàn)象及規(guī)律的認(rèn)識中，下列說法中正確是A．絲綢和玻璃棒摩擦后，玻璃棒所帶電荷為負(fù)電荷B．真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，距離保持不變，則它們之間的作用力變?yōu)樵瓉淼?倍C．真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間距離變?yōu)樵瓉淼?倍，電荷量均不變，則它們之間的作用力變?yōu)樵瓉淼囊话隓．電場線是電場中實(shí)際存在的曲線參考答案：B4.下列說法正確的是（

）A.物體的動(dòng)量發(fā)生變化，則物體的動(dòng)能一定變化B.物體的動(dòng)能發(fā)生變化，則物體的動(dòng)量一定變化C.合外力對系統(tǒng)做功為零，則系統(tǒng)的動(dòng)量一定守恒D.系統(tǒng)所受合外力為零，則系統(tǒng)的動(dòng)量不一定守恒參考答案：B【分析】動(dòng)量是矢量，動(dòng)能是標(biāo)量．系統(tǒng)所受合外力為零，則系統(tǒng)的動(dòng)量一定守恒．【詳解】A.動(dòng)量是矢量，動(dòng)量發(fā)生變化可以是大小不變，方向變化，此時(shí)物體的動(dòng)能不變，A錯(cuò)誤；B.動(dòng)能發(fā)生變化說明物體速度的大小發(fā)生變化，動(dòng)量一定改變，B正確；C.合外力對系統(tǒng)做功為零，則系統(tǒng)的動(dòng)能一定不變，但速度方向可能改變，動(dòng)量可能改變，C錯(cuò)誤；D.系統(tǒng)所受合外力為零，動(dòng)量一定守恒，D錯(cuò)誤。【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵要明確動(dòng)量與動(dòng)能的區(qū)別，掌握動(dòng)量守恒的條件：系統(tǒng)所受合外力為零．可借助于動(dòng)量定理來理解．5.如圖所示，兩平行的虛線間的區(qū)域內(nèi)存在著有界勻強(qiáng)磁場，有一較小的三角形線框abc的ab邊與磁場邊界平行，現(xiàn)使此線框向右勻速穿過磁場區(qū)域，運(yùn)動(dòng)過程中始終保持速度方向與ab邊垂直．則下列各圖中哪一個(gè)可以定性地表示線框在上述過程中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的規(guī)律？（）A． B． C． D．參考答案：D【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；閉合電路的歐姆定律．【分析】首先根據(jù)右手定則判斷邊ab剛進(jìn)入磁場時(shí)回路中感應(yīng)電流方向，排除部分答案，然后根據(jù)進(jìn)入磁場中有效切割長度的變化，求出感應(yīng)電流的變化，從而得出正確結(jié)果．【解答】解：開始時(shí)進(jìn)入磁場切割磁感線，根據(jù)右手定則可知，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，當(dāng)開始出磁場時(shí)，回路中磁通量減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時(shí)針；不論進(jìn)入磁場，還是出磁場時(shí)，由于切割的有效長度變小，導(dǎo)致產(chǎn)生感應(yīng)電流大小變小，故ABC錯(cuò)誤，D正確；故選：D．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.用升壓變壓器可以實(shí)現(xiàn)高壓輸電，以減少遠(yuǎn)距離輸電過程中的電能損失。為了達(dá)到升壓的目的，升壓變壓器的原線圈匝數(shù)應(yīng)

（選填“少于”或“多于”）副線圈匝數(shù)。電容器是儲(chǔ)存

的裝置。首先發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線周圍存在磁場的物理學(xué)家是

。參考答案：少于，電荷，奧斯特7.如圖所示，變壓器原線圈應(yīng)該與

相連，副線圈與

相連（選填“負(fù)載”、“電源”）．如果原線圈兩端的電壓為220V，匝數(shù)為110匝，副線圈的匝數(shù)為22匝，則副線圈兩端的電壓是

V．參考答案：電源

負(fù)載

44V【考點(diǎn)】變壓器的構(gòu)造和原理．【分析】原線圈應(yīng)該與電源相連，副線圈與負(fù)載相連，根據(jù)變壓器工作原理求解副線圈兩端的電壓【解答】解：變壓器原線圈應(yīng)該與電源相連，副線圈與負(fù)載相連，根據(jù)得：故答案為：電源

負(fù)載

44V8.金屬桿ABC處于磁感強(qiáng)度B=0.1T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直紙面向里(如圖所示)．已知AB=BC=20cm，當(dāng)金屬桿在圖中標(biāo)明的速度方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，測得A、C兩點(diǎn)間的電勢差是3.0V，則可知移動(dòng)速度v=___

m/s，其中A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB=__

__V．參考答案：100

2BC段切割磁感線的有效長度是，對AC由得；對AB由得9.用200N的拉力將地面上的一個(gè)質(zhì)量為10kg的物體提升10m（取g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力）。物體被提高后具有的重力勢能是__________J（以地面為零勢能參考面）；物體被提高后具有的動(dòng)能是__________J。參考答案：1000

100010.（3分）1801年英國物理學(xué)家托馬斯·楊在實(shí)驗(yàn)室里成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象。他用單色光照射屏上的一個(gè)小孔，是為了獲得一個(gè)點(diǎn)光源；由小孔射出來的光再射到兩個(gè)小孔上，是為了獲得

。參考答案：相干光源（或表示出相同的意思均可給分）11.如圖，電路中有四個(gè)完全相同的燈泡，額定電壓均為U，額定功率為P，變壓器為理想變壓器，現(xiàn)在四個(gè)燈泡都正常發(fā)光，則電源電壓U0為__________，電源的輸出功率P0為__________。

參考答案：4U 4P12.一條小船停泊在海岸邊，有人測量在1min內(nèi)小船上下顛簸12次，海浪傳播速度約為v＝4m/s，由此可知海浪的波長約是_____m。參考答案：20m

13.（3分）如圖所示，空間存在垂直于紙面的均勻磁場，在半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)、外磁場的方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B。一半徑為b、電阻為R的圓形導(dǎo)線環(huán)放置在紙面內(nèi)，其圓心與圓形區(qū)域的中心重合。在內(nèi)、外磁場同時(shí)由B均勻地減小到零的過程中，通過導(dǎo)線環(huán)橫截面的電荷量q=________。(b＞＞a)參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（9分）在《探究單擺周期與擺長的關(guān)系》實(shí)驗(yàn)中,要注意以下幾點(diǎn)(1)擺的振幅不要太大.這是因?yàn)閱螖[只有當(dāng)擺的振幅不大時(shí),才能認(rèn)為擺的振動(dòng)是___________運(yùn)動(dòng).(2)擺線要盡量選擇__________、____________,并盡可能_____(填“長”、“短”)一些(3)擺球要盡量選擇質(zhì)量_____(填“大”、“小”)、體積小些的。(4)測量擺的振動(dòng)周期時(shí),在_________(填“擺球到達(dá)最高點(diǎn)”、“擺球經(jīng)過平衡位置”)作為計(jì)時(shí)的開始與終止更好些。參考答案：(1)簡諧（2分）(2)細(xì)一些、伸縮性小些，長（3分）（3）大（2分）（4）擺球經(jīng)過平衡位置（2分）15.很多轎車中設(shè)有安全氣囊以保障駕乘人員的安全，轎車在發(fā)生一定強(qiáng)度的碰撞時(shí)，利疊氮化納（NaN3）爆炸產(chǎn)生氣體（假設(shè)都是N2）充入氣囊．若氮?dú)獬淙牒蟀踩珰饽业娜莘eV=56L，囊中氮?dú)饷芏圈?2.5kg/m3，已知氮?dú)獾哪栙|(zhì)最M=0.028kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1，試估算：（1）囊中氮?dú)夥肿拥目倐€(gè)數(shù)N；（2）囊中氮?dú)夥肿娱g的平均距離．參考答案：解：（1）設(shè)N2的物質(zhì)的量為n，則n=氮?dú)獾姆肿涌倲?shù)N=NA代入數(shù)據(jù)得N=3×1024．（2）氣體分子間距較大，因此建立每個(gè)分子占據(jù)一個(gè)立方體，則分子間的平均距離，即為立方體的邊長，所以一個(gè)氣體的分子體積為：而設(shè)邊長為a，則有a3=V0解得：分子平均間距為a=3×10﹣9m答：（1）囊中氮?dú)夥肿拥目倐€(gè)數(shù)3×1024；（2）囊中氮?dú)夥肿娱g的平均距離3×10﹣9m．【考點(diǎn)】阿伏加德羅常數(shù)．【分析】先求出N2的物質(zhì)量，再根據(jù)阿伏加德羅常數(shù)求出分子的總個(gè)數(shù)．根據(jù)總體積與分子個(gè)數(shù)，從而求出一個(gè)分子的體積，建立每個(gè)分子占據(jù)一個(gè)立方體，則分子間的平均距離，即為立方體的邊長，四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，寬度為L＝0.20m的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=1.0Ω的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.50T。一根質(zhì)量為m=10g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒的電阻r=1.0Ω，導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì)。現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的拉力拉動(dòng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度v=10m/s，在運(yùn)動(dòng)過程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直。求：（1）在閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小；（2）作用在導(dǎo)體棒上的拉力的大小；（3）當(dāng)導(dǎo)體棒移動(dòng)3m時(shí)撤去拉力，求整個(gè)過程中回路中產(chǎn)生的熱量．參考答案：（1）0.5A（2）0.05N（3）0.65J【詳解】（1）導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為

E=BLv=1.0V

感應(yīng)電流為（2）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，安培力與拉力平衡

即有

F=F安=BIL=0.05N

（3）導(dǎo)體棒移動(dòng)3m的時(shí)間為根據(jù)焦耳定律，Q1=I2R

t=0.15J

撤去F后，導(dǎo)體棒做減速運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則根據(jù)能量守恒，有

Q2=mv2=0.5J

故電阻R上產(chǎn)生的總熱量為

Q=Q1+Q2=0.65J17.如圖所示，在xoy坐標(biāo)平面的第一象限內(nèi)有一沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，在第四象限內(nèi)有一垂直于平面向外的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m，帶電量為+q的粒子（重力不計(jì)）經(jīng)過電場中坐標(biāo)為（3L，L）的P點(diǎn)時(shí)的速度大小為V0．方向沿x軸負(fù)方向，然后以與x軸負(fù)方向成45°角進(jìn)入磁場，最后從坐標(biāo)原點(diǎn)O射出磁場求：（1）勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E的大?。唬?）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。唬?）粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)O所用的時(shí)間．參考答案：解：粒子在電場中經(jīng)過點(diǎn)P后，做類平拋運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從O點(diǎn)射出，則其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示．（1）設(shè)粒子在O點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，OQ段為圓周，PQ段為拋物線．根據(jù)對稱性可知，粒子在Q點(diǎn)時(shí)的速度大小也為v，方向與x軸正方向成45°角，可得：V0=vcos45°

解得：v=v0在粒子從P運(yùn)動(dòng)到Q的過程中，由動(dòng)能定理得：﹣qE0L=解得：E0=（2）在勻強(qiáng)電場由P到Q的過程中，水平方向的位移為x=v0t1豎直方向的位移為可得XQP=2L，OQ=L由OQ=2Rcos45°故粒子在QO段圓周運(yùn)動(dòng)的半徑：R=L及得．（3）在Q點(diǎn)時(shí)，vy=v0tan45°=v0設(shè)粒子從P到Q所用時(shí)間為t1，在豎直方向上有：t1=粒子從Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O所用的時(shí)間為：t2==則粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)所用的時(shí)間為：t總=t1+t2=答：（1）勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E的大小為；（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為；（3）粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)O所用的時(shí)間．【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)；帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)；帶電粒子在混合場中的運(yùn)動(dòng)．【分析】（1）當(dāng)粒子從P點(diǎn)垂直進(jìn)入電場后，做類平拋運(yùn)動(dòng)，再以與x軸成45°垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場后，在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，接著從原點(diǎn)射出．由粒子在電場P點(diǎn)的速度可求出剛進(jìn)入磁場的速度，再由動(dòng)能定理可得電場強(qiáng)度．（2）從而由類平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)結(jié)合幾何關(guān)系可求出圓弧對應(yīng)的半徑，因此可算出磁感應(yīng)強(qiáng)度．（3）同時(shí)由周期公式及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求出粒子從P點(diǎn)到O點(diǎn)的時(shí)間．18.（20分）薄凸透鏡放在空氣中時(shí)，兩側(cè)焦點(diǎn)與透鏡中心的距離相等。如果此薄透鏡兩側(cè)的介質(zhì)不同，其折射率分別為和，則透鏡兩側(cè)各有一個(gè)焦點(diǎn)（設(shè)為和），但、和透鏡中心的距離不相等，其值分別為和。現(xiàn)有一個(gè)薄凸透鏡，已知此凸透鏡對平行光束起會(huì)聚作用，在其左右兩側(cè)介質(zhì)的折射率及焦點(diǎn)的位置如圖所示。1．試求出此時(shí)物距，像距，焦距、四者之間的關(guān)系式。2．若有一傍軸光線射向透鏡中心，已知它與透鏡主軸的夾角為，則與之相應(yīng)的出射線與主軸的夾角多大？3．，，，四者之間有何關(guān)系？參考答案：解析：利用焦點(diǎn)的性質(zhì)，用作圖法可求得小物的像，如下圖所示。

1.用和分別表示物和像的大小，則由圖中的幾何關(guān)系可得

（1）簡化后即得物像距公式，即，，，之間的關(guān)系式

（2）2.薄透鏡中心附近可視為籌薄平行板，入射光線經(jīng)過兩次折射后射出，放大后的光路如圖復(fù)解19-5-2所示。圖中為入射角，為與之相應(yīng)的出射角，為平行板中的光線與法線的夾角。設(shè)透鏡的折射率為，則由折射定律得

（3）對傍軸光線，、≤1，得，，因而得