2022福建省南平市树人高级中学高二物理下学期期末试题含解析

2022福建省南平市树人高级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.质量为m的小球在竖直光滑圆形内轨道中做圆周运动，周期为T，则以下说法正确的是：（

）A．每运转一周，小球所受重力的冲量的大小为0

B．每运转一周，小球所受重力的冲量的大小为mgT

C．每运转一周，小球所受合力的冲量的大小为0

D．每运转半周，小球所受重力的冲量的大小一定为mgT/2参考答案：BC2.（多选）如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受电场力作用，根据此图可做出的正确判断是()A．带电粒子所带电荷的正、负B．带电粒子在a、b两点的受力方向C．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大D．带电粒子在a、b两点的速度何处较大参考答案：BCD3.电磁波包含了射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是(

)A．射线、红外线、紫外线、无线电

B．红外线、无线电波、射线、紫外线C．无线电波、红外线、紫外线、射线D．紫外线、无线电波、射线、红外线参考答案：C4.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0Ω，现外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则()A．电压表的示数为220VB．电路中的电流方向每秒钟改变50次C．灯泡实际消耗的功率为484WD．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J参考答案：D5.（单选）如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点．棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以（）A．适当减小磁感应强度B．使磁场反向C．适当增大电流强度D．使电流反向参考答案：考点：安培力；共点力平衡的条件及其应用；左手定则．专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式F=BIL求出安培力大小，由左手定则来确定安培力的方向．解答：解：棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，根据左手定则可得，安培力的方向竖直向上，由于此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，则安培力必须增加．所以适当增加电流强度，或增大磁场故选：C．点评：学会区分左手定则与右手定则，前者是判定安培力的方向，而后者是判定感应电流的方向．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（6分）质量为m的物体，在倾角为θ的光滑斜面上由静止开始下滑，经过时间t，物体的速度为v，在这段时间内，重力对物体的冲量为______，支持力的冲量大小为______，合外力对物体的冲量大小为______。参考答案：（1）mgt；（2）mgcosθt；（3）mv7.（4分）某汽车在平直路面上紧急刹车时，加速度的大小是6m／s2，如果必须在2s内停下来，车的行驶速度最高不能超过

m／s，这种情况下刹车后汽车通过的距离是

m。参考答案：12；128.利用单摆测量某地的重力加速度，现测得摆球质量为m，摆长为L，通过传感器测出摆球运动时位移随时间变化的规律为，则该单摆的振动周期为

，该处的重力加速度g=

；若减小振幅A，则周期

（选填“增大”、“减小”或“不变”）．

参考答案：

（2分），

（2分），

不变9.一质点沿直线运动，先以4m/s运动6s，又以6m/s运动了12m，全程平均速

m/s。参考答案：4.5m/s

10.利用油膜法可粗略测定分子的大小和阿伏加德罗常数。已知油酸的摩尔质量为M，密度为ρ。n滴油酸的总体积为V，一滴油酸所形成的单分子油膜的面积为S。则每个油酸分子的直径d＝____▲__；阿伏加德罗常数NA＝____▲__。参考答案：11.14．如图所示，金属环半径为a，总电阻为2R，匀强磁场磁感应强度为B，垂直穿过环所在平面．电阻为R／2的导体杆AB沿环表面以速度v向右滑至环中央时，杆两端的电压为____________。参考答案：12.如图所示的变压器的原线圈1接到220V的交流电源上。副线圈2的匝数n2＝30匝，与一个“12V12W”的灯泡L连接，L能正常发光。副线圈3的输出电压U3＝110V，与电阻R连接，通过R的电流为0.4A，由此可知原线圈与副线圈3的匝数比为

，原线圈中通过的电流为

A。

参考答案：2:1

0.255A13.气体在A→B→C→D→A整个过程中，内能的变化量为0；其中A到B的过程中气体对外做功W1，C到D的过程中外界对气体做功W2，则整个过程中气体向外界放出的热量为W2﹣W1．．参考答案：气体在A→B→C→D→A整个过程中，温度不变，故内能的变化量为零；根据△U=Q+W=0知Q=（W1﹣W2），即气体向外界放出的热量为W2﹣W1．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O．接下来的实验步骤如下：步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上．重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度．（1）对于上述实验操作，下列说法正确的是

A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下B．斜槽轨道必须光滑C．斜槽轨道末端必须水平D．小球1质量应大于小球2的质量（2）上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有．A．A、B两点间的高度差h1B．B点离地面的高度h2C．小球1和小球2的质量m1、m2D．小球1和小球2的半径r（3）当所测物理量满足表达式

（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律．如果还满足表达式

（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞时无机械能损失．（4）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图2所示．在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接．使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′．用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3．则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为

（用所测物理量的字母表示）．参考答案：（1）ACD；（2）C；（3）m1?OP=m1?OM+m2?ONm1?（OP）2=m1?（OM）2+m2?（ON）2；（4）m1=m1+m2．【考点】验证动量守恒定律．【分析】（1、2）在验证动量守恒定律的实验中，运用平抛运动的知识得出碰撞前后两球的速度，因为下落的时间相等，则水平位移代表平抛运动的速度．根据实验的原理确定需要测量的物理量．（3）根据动量守恒定律及机械能守恒定律可求得动量守恒及机械能守恒的表达式；（4）小球落在斜面上，根据水平位移关系和竖直位移的关系，求出初速度与距离的表达式，从而得出动量守恒的表达式【解答】解：（1）因为平抛运动的时间相等，根据v=，所以用水平射程可以代替速度，则需测量小球平抛运动的射程间接测量速度．故应保证斜槽末端水平，小球每次都从同一点滑下；同时为了小球2能飞的更远，防止1反弹，球1的质量应大于球2的质量；故ACD正确，B错误；故选：ACD．（2）根据动量守恒得，m1?OP=m1?OM+m2?ON，所以除了测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1、m2．故选：C．（3）因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是A球不与B球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，该位移可以代表碰撞后B球的速度，当所测物理量满足表达式m1?OP=m1?OM+m2?ON，说明两球碰撞遵守动量守恒定律，由功能关系可知，只要m1v02=m1v12+m2v22成立则机械能守恒，故若m1?OP2=m1?OM2+m2?ON2，说明碰撞过程中机械能守恒．（4）碰撞前，m1落在图中的P′点，设其水平初速度为v1．小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点在图中M′点，设其水平初速度为v1′，m2的落点是图中的N′点，设其水平初速度为v2．设斜面BC与水平面的倾角为α，由平抛运动规律得：Lp′sinα=gt2，Lp′cosα=v1t解得v1=．同理v1′=，v2=，可见速度正比于．所以只要验证m1=m1+m2即可．故答案为．（1）ACD；（2）C；（3）m1?OP=m1?OM+m2?ONm1?（OP）2=m1?（OM）2+m2?（ON）2；（4）m1=m1+m2．15.小明用如图甲所示的装置做“探究加速度与力的关系”的实验．保持小车的质量不变，通过实验作出了图乙所示的图象，则：①图象不通过坐标原点的原因是

；②用接在50Hz交流电源上的打点计时器，测定小车速度，某次实验中得到一条纸带，如图丙所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个记数点，分别标明0、l、2、3、4……，量得0与1两点间距离x1=30mm，3与4两点间的距离x2=48mm，则小车在0与1两点间的平均速度为

m/s，小车的加速度为

m/s2．参考答案：25.（1）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够

（2）0.3

；0.6

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m.将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示.线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行.当cd边刚进入磁场时，则：（1）求线框中产生的感应电动势大小.（2）求cd两点间的电势差大小.（3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h应满足的条件.参考答案：解析:(1)cd边刚进入磁场时，线框速度v=，线框中产生的感应电动势为E=BLv＝BL.(2)此时线框中电流I=E/R，cd两点间的电势差为U=I(3R/4)=34Bl(3)安培力F=BIL=B2L2/R,根据牛顿第二定律mg-F=ma,由a=0，解得下落高度满足h=m2gR2/2B4L4.17.如图为一电梯简化模型，导体棒ab架在水平导轨上，导轨间加有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度。导体棒ab通过轻质细绳与电梯箱体相连，所有摩擦都不计，已知ab棒的长度为，质量不计，通过的电流大小为，电梯箱体质量为，求：（1）为了能提起电梯箱体，导体棒ab中的电流方向应朝哪？大小至少为多少？（2）现使导体棒以恒定的功率（即安培力的功率）从静止运行，试通过列式分析ab棒中电流的大小如何变化？（3）若在题（2）中W，电梯箱体上升高度时，运行达到稳定状态，则此过程电梯运行的时间为多少？参考答案：)(1)b到a,,得.

……………（3分）(2),

因为在增大,而功率不变,所以在变小,…………（2分）当时,箱体做匀速直线运动,导体棒中电流保持不变.

………………（1分）(3)当时,得,速度

……（2分）得18.两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成θ角放置，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，它们的电阻不计.现让ab杆由静止开始沿导轨下滑.（1）求ab杆下滑的最大速度vm；（2）ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻R产生的焦耳热为Q，求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻R的电量q.参考答案：（1）金属杆ab切割磁感线产生的感应电动势大小为E=BLv（1分）电路中电流

（1分）金属杆所受安培力FA=BIL

（1分）设金属杆ab运动的加速度为