河北省张家口市青羊沟乡中学高二物理下学期期末试题含解析

河北省张家口市青羊沟乡中学高二物理下学期期末试题含解析一、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.如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为1.90eV的金属铯，下列说法正确的是A．这群氢原子能发出6种频率不同的光，其中从n=4跃迁到n=3所发出的光波长最短B．这群氢原子能发出3种频率不同的光，其中从n=4跃迁到n=l所发出的光频率最高C．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为12.75eVD．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为10.85eV参考答案：D2.（多选题）如图所示，相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形线圈abcd边长为L（L＜d），质量为m，电阻为R，将线圈在磁场上方高h处静止释放，cd边刚进入磁场时速度为v0，cd边刚离开磁场时速度也为v0，则从线圈cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场的过程中（）A．感应电流所做的功为-mgdB．感应电流所做的功为-2mgdC．线圈的最小速度可能为D．线圈的最小速度一定为参考答案：BCD【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；电磁感应中的能量转化．【分析】线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时刻的速度是相同的，又因为线圈全部进入磁场不受安培力，要做匀加速运动．可知线圈进入磁场先要做减速运动．【解答】解：A、根据能量守恒研究从cd边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的过程：动能变化为0，重力势能转化为线框产生的热量，Q=mgd．所以感应电流做的功为-mgdcd边刚进入磁场时速度为v0，cd边刚离开磁场时速度也为v0，所以从cd边刚穿出磁场到ab边离开磁场的过程，线框产生的热量与从cd边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的过程产生的热量相等，所以线圈从cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程，产生的热量Q′=2mgd，感应电流做的功为-2mgd．故A错误，B正确．C、线框可能先做减速运动，在完全进入磁场前做匀速运动，因为完全进入磁场时的速度最小，则mg=，则最小速度v=．故C正确．D、因为进磁场时要减速，即此时的安培力大于重力，速度减小，安培力也减小，当安培力减到等于重力时，线圈做匀速运动，全部进入磁场将做加速运动，设线圈的最小速度为vm，知全部进入磁场的瞬间速度最小．由动能定理，从cd边刚进入磁场到线框完全进入时，则有有，综上所述，线圈的最小速度为．故D正确．故选BCD．3.起重机将质量500kg的物体由静止竖直地吊起2m高，此时物体的速度大小为1m/s，如果g取10m/s2，则：（

）A.起重机对物体做功1.0×104J

B.起重机对物体做功1.025×104J

C.重力对物体做正功1.0×104J

D.物体受到的合力对物体做功2.5×102J参考答案：BD4.如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的路端电压和电流的U-I图像，下列判断正确的是

A．发生短路时的电流

I1＞I2

B．内阻

r1＞r2

C．发生短路时的电流

I1＜I2

D．电动势E1=E2参考答案：DA5.如图所示，物体在F=5N的水平拉力作用下沿F的方向运动，某时刻物体的速度v=2m/s，此时；拉力的瞬时功率为（）A．0.4W B．2.5W C．5W D．10w参考答案：D【考点】功率、平均功率和瞬时功率．【分析】拉力的瞬时功率P=Fv，其中v为物体的瞬时速度【解答】解：拉力恒定，故拉力的瞬时功率P=Fv=5×2W=10W，故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6.一辆载货汽车在水平公路上匀速行驶，发动机的输出功率为，已知汽车受到的阻力大小为，则汽车行驶的速度大小为

。参考答案：

14

7.某同学有一条打点计时器打出的小车运动的纸带如图所示.，取计数点A、B、C、D、E.每相邻两个计数点间还有4个实验点(图中未画出),已用刻度尺测量以A为起点,到B、C、D、E各点的距离且标在图上,则打纸带上C点时瞬时速度大小vC=

▲

m/s,纸带运动加速度的大小为a=

▲m/s2。参考答案：0.155

0.497每相邻两个计数点间还有4个实验点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小，即设A到B之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4，根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小，得：

、加速度为：。8.一辆汽车匀速通过一座圆形拱桥后，接着又以同样的速度匀速通过圆弧形凹地．设圆弧半径相等，汽车通过桥顶A时，对桥面的压力NA为车重的一半，汽车在弧形地最低点B时，对地面的压力为NB，则NA：NB为

．参考答案：1：39.质量为1kg的物体，从足够高处自由落下，（g=10m/s2）下落3s内重力对物体做功WG=

▲在下落第3s内重力对物体做功的功率P=

▲

.参考答案：450焦，250瓦10.氢原子第n能级的能量其中E1是基态能量，而n＝1、2、3…….若一氢原子发射能量为的光子后处于比基态能量高出的激发态，则氢原子发射光子前处于第________能级，发射光子后处于第________能级．参考答案：11.水平面中的平行导轨P、Q相距L，它们的右端与电容为C的电容器的两块极板分别相连如图9-9所示，直导线ab放在P、Q上与导轨垂直相交，磁感应强度为B的匀强磁场竖直向下穿过导轨面。若发现与导轨P相连的电容器极板上带负电荷，则ab向

沿导轨滑动；如电容器的带电荷量为Q，则ab滑动的速度v=

.参考答案：左

12.参考答案：13.在电场中某点放入一点电荷,电量q=1.0×10-10C,受到的电场力F=1.8×10-5N,则电场中该点电场强度大小为________N/C。若在该点放入另一个点电荷,电量q′=2.0×10-10C,则电场中该点电场强度大小为________N/C，点电荷q′受到的电场力大小为________N。参考答案：1.8×105

1.8×105

3.6×10-5三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）（1）开普勒第三定律告诉我们：行星绕太阳一周所需时间的平方跟椭圆轨道半长径的立方之比是一个常量。如果我们将行星绕太阳的运动简化为匀速圆周运动，请你运用万有引力定律，推出这一规律。

（2）太阳系只是银河系中一个非常渺小的角落，银河系中至少还有3000多亿颗恒星，银河系中心的质量相当于400万颗太阳的质量。通过观察发现，恒星绕银河系中心运动的规律与开普勒第三定律存在明显的差异，且周期的平方跟圆轨道半径的立方之比随半径的增大而减小。请你对上述现象发表看法。

参考答案：（1）

（4分）

（2）由关系式可知：周期的平方跟圆轨道半径的立方之比的大小与圆心处的等效质量有关，因此半径越大，等效质量越大。

（1分）

观点一：银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有恒星的质量均计算在内，因此半径越大，等效质量越大。

观点二：银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有质量均计算在内，在圆轨道以内，可能存在一些看不见的、质量很大的暗物质，因此半径越大，等效质量越大。

说出任一观点，均给分。

（1分）

15.（10分）为了“探究碰撞中的不变量”，小明在光滑桌面上放有A、B两个小球．A球的质量为0.3kg，以速度8m/s跟质量为0.1kg、静止在桌面上的B球发生碰撞，并测得碰撞后B球的速度为9m/s，A球的速度变为5m/s，方向与原来相同．根据这些实验数据，小明对这次碰撞的规律做了如下几种猜想．【猜想1】碰撞后B球获得了速度，A球把速度传递给了B球．【猜想2】碰撞后B球获得了动能，A球把减少的动能全部传递给了B球．(1)你认为以上的猜想成立吗？若不成立，请简述理由.(2)根据实验数据，通过计算说明，有一个什么物理量，在这次碰撞中，B球所增加的这个物理量与A球所减少的这个物理量相等？参考答案：（1）猜想1、2均不成立.因为A球的速度只减少了3m/s,B球的速度却增加了8m/s,所以猜想1是错的。（2分）A球的动能减少了,B球动能增加了,所以猜想2也是错的；（2分）（2）计算：B球动量的增加量ΔpB=0.1×9=0.9kg·m/s，（2分）A球动量的减少量ΔpA=0.3×8－0.3×5=0.9kg·m/s，（2分）从计算结果可得，B球动量的增加量与A球动量的减少量相等．即系统的总动量保持不变．（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(10分)一个小球从1.0m高的桌面上以某一初速度水平抛出，落到地面的位置与桌面边缘的水平距离为2.4m，若将此小球从方凳的面上以同样大小的初速度水平抛出，落到地面的位置与方凳面边缘水平距离为1.6m，求方凳凳面距地面的高度。参考答案：解析：设桌面高为从桌面飞出的小球飞行时间为，凳面高为，从凳面飞出的小球飞行时间为，由平抛运动规律得

和

和

(每个式子2分，结果2分)代入数据解得17.（12分）如图甲所示，在一倾角为37°的粗糙绝缘固定的斜面上，静止放置着一个匝数n=10的正方形线圈，其总电阻R=4、总质量m=0.4kg、边长L=0.8m，如果向下轻推一下此线圈，则它刚好可沿斜面匀速下滑，现在将线圈静止放在斜面上，在线圈的下半部分（虚线下方）的区域中，加上垂直斜面方向的、磁感应强度大小按如图乙所示规律变化的磁场，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取10m/s2.求：（1）刚加上磁场时，线圈中的感应电流I的大小。（2）从加上磁场开始到线圈刚要运动，线圈中产生的热量Q。参考答案：解析：18.如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1Ω.一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2kg，接入电路的电阻为1Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导