2021年湖南省郴州市迎春中学高二物理期末试卷含解析

2021年湖南省郴州市迎春中学高二物理期末试卷含解析一、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.关于电场强度、电势和电势能，下列说法中正确的是(

)A．在电场中，电势高的地方，电荷在该点具有的电势能就大B．在电场中，电势高的地方，放在该点的电荷的电荷量越大，它所具有的电势能也越大C．在电场中电势高的点，电场强度一定大D．在负点电荷所产生的电场中的任何一点上，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能参考答案：D2.图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一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，若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可做出正确判断的是

A．带电粒子所带电荷的符号

B．带电粒子在a、b两点的受力Fa>Fb

C．带电粒子在a、b两点的速度Va<Vb

D．带电粒子在a、b两点的电势能Epa<Epb参考答案：AD3.不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是(

)A.原子中心有一个很小的原子核B.原子核是由质子和中子组成的C.原子质量几乎全部集中在原子核内D.原子的正电荷全部集中在原子核内参考答案：B试题分析：正确理解卢瑟福的原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转．解：当α粒子穿过原子时，电子对α粒子影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核，离核远则α粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小．只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，因此为了解释α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，但不能得到原子核内的组成，故B不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论，ACD可以．本题选择不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论的，故选：B．点评：本题比较简单考查了卢瑟福的原子核式结构模型，要了解该模型提出的历史背景，知道该模型的具体内容．4.下列说法正确的是(

)A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B.汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D.按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大参考答案：D5.液体和固体接触时，附着层表面具有缩小的趋势是因为（

）A．附着层里液体分子比液体内部分子稀疏B．附着层里液体分子相互作用表现为引力C．附着层里液体分子相互作用表现为斥力D．固体分子对附着层里液体分子的引力比液体分子之间的引力强参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，A、B、C三点在同一匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC=30°，BC=20cm．把一个电荷量q=2×10﹣5C的正电荷从A移到B电场力做功为零，从B移到C克服电场力做功1.0×10﹣3J．则该电场的电场强度大小为

V/m，方向为

．若把C点的电势规定为零，则该电荷在B点电势能为

．参考答案：500，垂直AB向下，﹣1.0×10﹣3J．【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度；电势能．【分析】由题意可知AB两点电势相等，则可知AB是一条等势线，由电场线可等势面的关系可知电场线；由电场力做功可求得BC两点的电势差，则可确定电场线的方向，由U=Ed可求得电场强度．根据电场力做功与电势能变化的关系，确定电荷在B点电势能．【解答】解：据题正电荷从A移到B，电场力做功为零，则由电场力做功的特点可知，AB两点电势相等，故AB应为等势线．因电场线与等势面相互垂直，故过C作AB的垂线，该垂线一定是一条电场线，如图所示；正电荷从B到C过程，由W=Uq可知，BC两点的电势差UBC==V=﹣50V；即C点电势高于B点的电势，故电场线垂直于AB向下；BC间沿电场线的距离d=BCsin30°=0.2×0.5m=0.1m；由E=可知：电场强度E=V/m=500V/m；电荷从B移到C克服电场力做功1.0×10﹣3J，其电势能增加1.0×10﹣3J，若把C点的电势规定为零，该电荷在B点电势能为﹣1.0×10﹣3J．故答案为：500，垂直AB向下，﹣1.0×10﹣3J．7.在电场中某点引入电量为q的正电荷，这个电荷受到的电场力为F，则该点场强为，若在这点引入电量为2q的负电荷时，则该点的电场强度为．参考答案：，．【考点】电场强度．【分析】已知试探电荷所受的电场力F和电荷量q，根据电场强度的定义式E=求电场强度的大小．电场强度反映电场本身的性质，与放入电场中的试探电荷无关，电场中同一点电场强度是唯一确定的．【解答】解：电荷量为q的正电荷在电场中受到的电场力为F，则该点的电场强度为E=电场强度由电场本身决定的，与试探电荷无关，所以在这点引入电荷量为2q的负电荷时，电场强度不变，仍为E=．故答案为：，．8.在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在加速电压U作用下被加速，且形成电流为I的平均电流，若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收。设电子质量为m，电量为e，进入加速电场之前的初速不计，则t秒内打在荧光屏上的电子数为

。参考答案：It/e9.质子（）和粒子（）从静止开始经相同的电势差加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，则这两粒子的动能之比Ek1:Ek2=

，轨道半径之比r1:r2=

，周期之比T1:T2=

。参考答案：1:2

1:；1:210.（填空）（2014秋?城东区校级月考）如图所示，A、B、C、D、E、F是匀强电场中一正六边形的六个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为15V、8V、﹣3V．由此可得D、E、F三点的电势分别为φD

，φE

，φF

．

参考答案：﹣7V，0V，11V匀强电场中电势差和电场强度的关系在匀强电场中，沿着任意方向前进相同距离，电势的降落必定相等，由于从A到D方向平行与BC方向，且AD间距等于BC间距的两倍故有φD﹣φA=2（φC﹣φB）代入数据解得：﹣15=2（﹣3﹣8）φD=﹣7V同理，UCD=UAF即：﹣3﹣（﹣7）=15﹣φF解得，φF=11V由于UBA=UDE即：8﹣15=﹣7﹣φE故：φE=0V故答案为：﹣7V，0V，11V11.关于物体的重心，下列说法中正确的是A.重心就是物体上最重的一点B.形状不规则的物体没有确定的重心C.重心是物体所受重力的作用点，故重心一定在物体上D.用一根细软线将物体悬挂起来，静止时重心一定在悬线所在直线上参考答案：D【详解】A、重心是物体各部分所受重力的合力的作用点，不是物体上最重的一点，故选项A错误；

B、物体的重心不仅与形状有关，还与物体的质量分布有关，只要物体形状与物体的质量分布确定，物体重心的位置时确定的，故选项B错误；

C、重心不一定在物体上，也可以物体之外，比如均匀的圆环，重心在环外，故选项C错误；

D、用细软线将物体悬挂起来，静止时物体的重力与细线的拉力平衡，作用在同一直线上，所以重心一定在悬线所在直线上，故选项D正确；12.氢原子中电子绕核做匀速圆周运动，当电子运动轨道半径增大时，电子的电势能

，电子的动能

，运动周期

．（填增大、减小、不变）参考答案：增大，减小，增大【考点】氢原子的能级公式和跃迁．【分析】电子绕核运动时，半径增大，电场力做负功，电势能增大，动能减小；根据库仑力提供向心力可分析周期的变化．【解答】解：氢原子中电子绕核做匀速圆周运动，当电子运动轨道半径增大时，电子克服电场力做功，所以电子的电势能增大，电子的动能减小；根据库仑力提供向心力可得：，可知半径增大时运动周期增大．故答案为：增大，减小，增大13.如图所示，将边长为L、总电阻为R的正方形闭合线圈，从磁感强度为B的匀强磁场中以速度v匀速拉出（磁场方向垂直线圈平面）

（1）所用拉力F＝

．（2）拉力F做的功W＝

．（3）拉力F的功率PF＝

．（4）线圈放出的热量Q＝

．（5）线圈发热的功率P热＝

．（6）通过导线截面的电量q＝

．参考答案：（1）B2L2v/R（2）B2L3v/R（3）B2L2v2/R（4）B2L3v/R（5）B2L2v2/R（6）BL2/R

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.描绘标有“3V，0．4W”的小灯泡的伏安特性曲线，要求灯炮电压能从零开始变化．所给器材如下：A．电流表（0~200mA，内阻0．1Ω）

B．电流表（0~0．6A，内阻0．01Ω）C．电压表（0~3V，内阻5kΩ）

D．电压表（0~15V，内阻50kΩ）E．滑动变阻器（0~10Ω，0．5A）

F．滑动变阻器（0~1kΩ，0．1A）G．电源（3V）

H．电键一个，导线若干．（1）为了完成上述实验，实验中应选择的仪器是________________．(3分)（2）在图13的虚线框中画出完成此实验的原理图，并将实物按电路图用导线连好．(6分，电路图和实物图各3分)（3）此实线描绘出的I—U图线是

（填“曲线”、“直线”），其原因是_______________________________________________________(3分)参考答案：（1）ACEGH

（2）分压式外接法

（2）曲线

温度变化导致小灯泡电阻变大15.有一个纯电阻用电器的电阻约为20Ω，试设计一个能较精确地测量该用电器电阻的电路，要求使该用电器两端的电压变化范围尽可能大。可选用的器材有：电源：电动势为8V，内电阻不计电流表：量程0．6A，内阻RA为0．50Ω电压表：量程10V，内阻RV为10kΩ滑动变阻器：最大电阻值为5．0Ω开关一个、导线若干。（1）在方框内画出实验电路图；（2）测量电路的电压变化范围为____________V；（3）若实验中在用电器正常工作的状态下电流表的示数为I，电压表的示数为U，考虑到电表内阻的影响，用测量量及电表内阻计算用电器正常工作时电阻值的表达式为_________________。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，用一根绝缘细线悬挂一个带电小球，小球的质量为m，电量为q，现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘细线与竖直方向夹角为θ。求：（1）匀强电场的场强E大小是多少？（2）如果将电场方向顺时针旋转θ角、大小变为E′后，小球平衡时，绝缘细线仍与竖直方向夹θ角，则的大小又是多少？参考答案：17.假设钚的同位素离子Pu静止在某一匀强磁场中，该离子沿着与磁场垂直的方向放出一个粒子后，变成了铀的一个同位素离子，同时放出能量E＝0.09MeV的光子．若已知钚核的质量为ml＝238.999655u，铀核的质量为m2＝234.993470u，粒子的质量为m3＝4.001509u.（普朗克常量是h=6.63×10-34J·s，光在真空中的速度为c=3×108m/s，1u的质量对应于931.5MeV的能量。）试求：（1）写出这一过程的核反应方程式是怎样的？（2）放出的光子的波长是多少？ks5u（3）若不计光子的动量，则粒子与铀核在该磁场中的回旋半径之比Rα：RU是多大？ks5u（4）若不计光子的动量，则粒子的动能是多少？参考答案：铀核相对粒子作反向运动（反冲），在磁场中形成相切的圆轨迹，衰变中系统的动量及总能量均是守恒的，释放出的结合能，一部分转变成两个生成核的动能，另一部分以光子的形式辐射出去．

（1）PuU十He＋E

（2）因E＝h＝h，

所以＝＝1.38×10－11（m）

（3）设衰变后，铀核速率为，粒子的速率为，则由动量守恒有：m2v2＝m3v3，

又带电粒子在磁场匀速回旋有：Bｑｖ＝m

R＝

（即R），

ks5u

所以＝1

（4）由质能方程可得衰变中释放的结合能：E＝mc２＝（ml－m2－m3）×931.5MeV

根据能量守恒定律，铀核和粒子的总动能为：

Ek＝EkU＋Ek

＝E－E＝（