2022-2023学年福建省莆田市山星中学高二物理上学期期末试题含解析

2022-2023学年福建省莆田市山星中学高二物理上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.（单选）一列横波沿水平绳传播，绳的一端在t＝0时开始做周期为T的简谐运动，经过时间t()，绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。则在时，该点位于平衡位置的（

）A.上方，且向上运动 B.上方，且向下运动C.下方，且向上运动 D.下方，且向下运动参考答案：D2.以下选项中的物体运动原理与运载火箭发射升空的原理最为相似的是A．炮竹飞上天空

B．运动员跳高C．地球绕太阳运动

D．离弦之箭参考答案：A3.如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流

通过时，磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家是A．奥斯特

B．爱因斯坦

C．伽利略

D．法拉第参考答案：A4.如图所示，在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电场的场强为E，方向竖直向下，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，一质量为m的带电粒子，在场区内的一竖直平面内做匀速圆周运动，则可判断该带电质点

A．带有电荷量为的负电荷

B．沿圆周逆时针运动

C．运动的角速度为

D．运动的速率为参考答案：AC5.一滴质量为0.18g的小水滴所含的水分子平均分给全世界的60亿人，每个人分到的分子个数约：A．1×1012

B．6×1012

C．1×109

D．3×109参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学用图甲的实验装置探究小车的加速度a与小车所受合力F及质量M的关系．打点计时器所用交变电流的频率为50Hz．（1）某次实验中得到的纸带如图乙所示，每两个点间还有四个计时点未画出．则小车在五个点的中央点的瞬时速度为

m/s，加速度大小为

m/s2；（2）该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力

砝码和盘的总重力（选填“大于”“小于”或“等于”），为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足

的条件．参考答案：（1）0.696（或0.6955），0.51；（2）小于，M?m（或M远大于m）．【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．【分析】（1）小车做匀加速直线运动，利用匀变速直线运动的两个推论：中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，来求中央点的瞬时速度．由△x=aT2可计算出加速度．（2）根据牛顿第二定律分析拉力与砝码和盘的总重力的关系．当砝码和盘的总质量远小于小车及砝码总质量时，可以认为小车受到的拉力等于砝码和盘的总重力．【解答】解：（1）小车在五个点的中央点的瞬时速度等于相邻两段位移内的平均速度，为：v===0.6955m/s由图乙可知，相邻相等时间内位移之差均相等，大小为：△x=0.51cm=0.0051m；根据△x=aT2得：a===0.51m/s2（3）砝码和盘向下做匀加速运动，处于失重状态，则砝码和盘所受的拉力小于砝码和盘的总重力．结合定滑轮的特点可知：小车在运动过程中所受的拉力与砝码和盘所受的拉力大小相等，所以小车在运动过程中所受的拉力小于砝码和盘的总重力．当砝码和盘的总质量m远小于小车的质量M时，砝码和盘的加速度很小，可以认为小车受到的拉力等于砝码和盘的总重力，即有M?m．故答案为：（1）0.696（或0.6955），0.51；（2）小于，M?m（或M远大于m）．7.如图所示，一根质量不计、长为1m，能承受最大拉力为14N的绳子，一端固定在天花板上，另一端系一质量为1kg的小球，整个装置处于静止状态，若要将绳子拉断，作用在球上的水平冲量至少应为N?S．（g取10m/s2）参考答案：解：要使绳子拉断，绳子的拉力必须达到最大值F=14N，此时恰好由绳子的拉力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律则有：F﹣mg=m，代入数据解得：v=2m/s，由动量定理得：I=△p=mv=1×2=2N?s作用在小球上的水平冲量至少应为2N?s．故答案为：2．【考点】动量定理；牛顿第二定律；向心力．【分析】要将绳子拉断，绳子的拉力必须达到最大值30N，此时恰好由绳子的拉力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求出小球的速度，再由动量定理求解冲量．8.如图甲所示，导体圆环所围的面积为10cm2，电容器的电容为2μF(电容器的体积很小)，垂直穿过圆环的匀强磁场的磁感应强度随时间变化的图线如图乙所示，则在1s末电容器的带电荷量为__________C；4s末电容器的a板带电荷量为____________C.参考答案：9.如图所示，磁场的方向垂直于xy平面向里，磁感应强度B沿y方向恒定，沿x方向均匀增加，每经过1cm增加量为1.0×10-4T，有一个长L=20cm，宽h=10cm的矩形单匝线圈，以v=20cm/s的速度沿x方向匀速运动，若线圈电阻R=0.02Ω，则线圈中的感应电流为________A，需加的外力大小为__________N。

参考答案：，ks5u10.如图所示，用带正电的绝缘棒A去靠近原来不带电的验电器B，B的金属箔张开，这时金属箔带________电；若在带电棒A移开前，用手摸一下验电器的小球后离开，然后移开A，这时B的金属箔也能张开，它带________电．参考答案：正；负

14．3800J

200J11.在一次研究型课的活动中，某小组提出了测量一种棉线能承受的最大拉力的课题，其中一位同学提出了运用一个已知质量为m的钩码和一把米尺进行测量的方案。首先，他把钩码直接悬挂在这种棉线上，结果棉线没有断，而且没有发生明显伸长。然后该同学进行了一系列的测量和计算，得出了该棉线能承受的最大拉力。请你根据该同学已具有的上述器材，回答下列问题：（1）请在方框内画出实验方案的示意图（标出需测量的量）；（2）实验中需要测量的物理量是：________________________________________；（3）棉线能承受的最大拉力F的表达式是：F＝________________________。参考答案：12.如图所示，粗细均匀的细U形管竖直放置，左右两侧管中各有一段水银柱长度如下图所示，水平管中封闭10cm长的空气，设大气压强为76cmHg，环境温度为，此时管中气体的压强等于_________cmHg，温度升到______，左侧水银柱刚好全部进入竖直管．参考答案：

(1).80

(2).294【详解】第一空.加热前封闭气体压强为：P1=P0+4cmHg=80cmHg。第二空.初态：体积为：V1=10S，温度为：T1=27+273K=300K，P1=80cmHg；末态：P2=P0+8cmHg=84cmHg、体积为：V2=（10+4+4）S=18S；由理想气体状态方程得：代入数据解得：T2=567K，即：。13.如右图所示，一个边长为d的正方形导线框，沿图示平面向右穿越一宽度为L（L＞d）的匀强磁场，当导线框移入磁场时，框中的感应电流方向是

；当导线框移出磁场时，框中的感应电流方向是

。（填“顺时针”或“逆时针”）

参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在1731年，一名英国商人发现，雷电过后，他的一箱新刀叉竟显示出磁性．请应用奥斯特的实验结果，解释这种现象．参考答案：闪电产生的强电流产生磁场会使刀叉磁化．15.如图所示，有两个质量均为m、带电量均为q的小球，用绝缘细绳悬挂在同一点O处，保持静止后悬线与竖直方向的夹角为θ=30°，重力加速度为g，静电力常量为k.求：(1)带电小球A在B处产生的电场强度大小；(2)细绳的长度L.参考答案：（1）（2）（1）对B球，由平衡条件有：mgtan

θ=qE带电小球在B处产生的电场强度大小：

（2）由库仑定律有：

其中：r=2Lsin

θ=L

解得：【点睛】本题关键是对物体受力分析，然后结合共点力平衡条件、库仑定律和电场强度的定义列式求解．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一根光滑绝缘细杆与水平面成α＝30°的角倾斜固定．细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中，场强E＝2×104N/C.在细杆上套有一个带电量为q＝－1.73×10－5C、质量为m＝3×10－2kg的小球．现使小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下，并从B点进入电场，小球在电场中滑至最远处的C点．已知AB间距离s1＝0.4m，g＝10m/s2.求：(1)小球在B点的速度vB.(2)小球进入电场后滑行的最大距离s2.(3)小球从A点滑至C点的时间是多少？参考答案：17.如下图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n＝100匝、电阻r＝10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R＝90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t