河北省保定市双塔中学2021年高二物理上学期期末试卷含解析

河北省保定市双塔中学2021年高二物理上学期期末试卷含解析一、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.如图所示是演示自感现象的电路图．L是一个电阻很小的带铁芯的自感线圈，A是一个标有“6V，4w”的小灯泡，电源电动势为6V，内阻为3Ω，在实验中（

）

A．S闭合的瞬间，灯泡A中无电流通过

B．S闭合后，灯泡A能正常工作

C．S闭合稳定后断开瞬间，灯A中有电流通过，其方向为从b→aD．S闭合稳定后断开瞬间，灯A中无电流参考答案：C2.（单选）如下图所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a（

）(A)顺时针加速旋转

(B)顺时针减速旋转(C)逆时针加速旋转

(D)逆时针减速旋转参考答案：B3.简谐运动的图象的横坐标和纵坐标分别表示运动物体的（

）A．时间t，振幅A

B．时间t，对平衡位置的位移xC．对平衡位置的位移x，时间t

D．时间t，周期T参考答案：B4.用电流表和电压表测量电阻R的阻值.分别将图示两种接法连到电路中进行测量.按照图甲的某次测量情况是：电流表的示数为4.00mA,电压表的示数为3.00V；按照图乙的某次测量情况是：电流表的示数为5.00mA,电压表的示数为2.20V.比较这两次的测量结果，正确的是（

）A．电阻的真实值更接近440Ω，且小于440Ω

B．电阻的真实值更接近440Ω，且大于440ΩC．电阻的真实值更接近750Ω，且小于750Ω

D．电阻的真实值更接近750Ω，且大于750Ω

1

2

3

4

5U（V）2．802．602．502．202．00I（A）0．480．801．001．601．96参考答案：C5.空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是（

）

A．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B．入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C．在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同D．在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.元电荷e=____________；

静电力常量k=____________。参考答案：；7.如图1所示为研究光电效应的电路图．（1）对于某金属用紫外线照射时，电流表指针发生偏转．将滑动变阻器滑动片向右移动的过程中，电流表的示数不可能

（选填“减小”、“增大”）．如果将电源正负极对换，电流表

（选填“一定”、“可能”或“一定没”）有示数．（2）当用光子能量为5eV的光照射时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图2所示．则光电子的最大初动能为

，金属的逸出功为

．参考答案：（1）减小，可能；（2）2eV，3eV．【考点】光电效应．【分析】（1）当滑动变阻器向右移动时，正向电压增大，光电子做加速运动，需讨论光电流是否达到饱和，从而判断电流表示数的变化．发生光电效应的条件是当入射光的频率大于金属的极限频率时，会发生光电效应．（2）该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于﹣2V时，电流表示数为0，知道光电子点的最大初动能为2eV，根据光电效应方程EKm=hγ﹣W0，求出逸出功．【解答】解：（1）AK间所加的电压为正向电压，发生光电效应后的光电子在光电管中加速，滑动变阻器滑动片向右移动的过程中，若光电流达到饱和，则电流表示数不变，若光电流没达到饱和电流，则电流表示数增大，所以滑动变阻器滑动片向右移动的过程中，电流表的示数不可能减小．紫光的频率小于紫外线，紫外线照射能发生光电效应，但是紫光照射不一定能发生光电效应．所以电流表可能有示数．（2）由图2可知，当该装置所加的电压为反向电压，当电压是﹣2V时，电流表示数为0，知道光电子点的最大初动能为：EKm=2eV，根据光电效应方程有：EKm=hγ﹣W0，W0=3eV．故答案为：（1）减小，可能；（2）2eV，3eV．8.当具有5.0eV能量的光子照射到某金属表面而后，从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是1.5eV，为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为

参考答案：3.5ev

9.太阳中含有大量的氘核，因氘核不断发生核反应释放大量的核能，以光和热的形式向外辐射．已知氘核质量为2.0136u，氦核质量为3.0150u，中子质量为1.0087u，1u的质量相当于931.5MeV的能量则：（1）完成核反应方程：H+H→

+n．（2）求核反应中释放的核能．（3）在两氘核以相等的动能0.35MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能．参考答案：（1）He；（2）核反应中释放的核能为3.26MeV；（3）中子的动能为2.97MeV，氦核的动能为0.99MeV．【考点】爱因斯坦质能方程；动量守恒定律．【分析】（1）根据质量数守恒与核电荷数守恒，写出核反应方程式．（2）求出核反应过程中的质量亏损，然后由质能方程求出释放的核能．（3）两氘核对心碰撞过程，遵守动量守恒和能量守恒根据动量守恒和能量守恒列方程求解．【解答】解：（1）由核电荷数守恒可知，新核的核电荷数是2，因此新核是He，由质量数与核电荷数守恒可知，核反应方程式是：H+H→He+n；（2）反应过程中质量减少了：△m=2×2.0136u﹣1.0087u﹣3.0150u=0.0035u，反应过程中释放的核能△E=0.0035×931.5MeV=3.26MeV（3）设n核和He的动量分别为P1和P2，由动量守恒定律得：O=P1+P2，由此得P1和P2大小相等，由动能和动量关系E=及n和He的质量关系得：中子的动能En是He核动能EHe的3倍，即En：EHe=3：1，由能量守恒定律得：EHe+En=△E+2EK，解得：中子的动能En=2.97MeV，He的动能：EHe=0.99MeV，故答案为：（1）He；（2）核反应中释放的核能为3.26MeV；（3）中子的动能为2.97MeV，氦核的动能为0.99MeV．10.如图所示，是某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，在图示状态下开始做实验，该同学的装置和操作中的主要错误是：

（1）

（2）

（3）

参考答案：①长木板右端未垫高以平衡摩擦力

②电源应改用交流电源

③开始实验时，小车离滑轮太近

11.两个氘核（）聚变成氦核（）的核反应方程为

。已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，氦核质量为3.0150u，1u相当于931MeV，则上述核反应中释放的核能为

MeV（保留三位有效数字）。

参考答案：；3.26MeV12.用能量为l5eV的光子照到某种金属上，能发生光电效应，测得其光电子的最大初动能为12.45eV，该金属的逸出功为

eV．氢原子的能级如图所示，现有一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有

种．参考答案：2.55;213.用如图所示的装置研究平抛运动，用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被松开，自由下落．A、B两球同时开始运动，观察到两球________(选填“同时”或“不同时”)落地；改变打击的力度，重复这个实验，观察到两球________(选填“同时”或“不同时”)落地．参考答案：同时；同时三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（1）

如左下图所示，螺旋测微器的示数为

mm。（2）如右上图所示，游标卡尺测量的读数为

cm。参考答案：15.影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小．某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小的元件Z做实验，测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律．(1)（4分）他们应选用下图中所示的哪个电路进行实验．()参考答案：A

由测量的数据机题目要求可以知道，滑动变阻器应采用分压式接法，因为元件Z的电阻较小，所以电流表应外接，因此使用电路应选A图四、计算题：本题共3小题，共计47分16.有一个带电量q=?3.0×C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6.0×J，从B点移到C点时，电场力做功9.0×J。试问：（1）A、B、C三点之间的电势差UAB、UBC和UCA各是多少？（2）若规定B点电势为零，则A、C两点的电势A和C各是多少？参考答案：17.如图所示，边长L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形金属线框，放在磁感应强度B=0.80T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。在力F作用下由静止开始向左运动，在5.0s内从磁场中拉出。测得金属线框中的电流随时间变化的图象如下图所示。已知金属线框的总电阻R=4.0Ω。⑴试判断金属线框从磁场中拉出的过程中，线框中的感应电流方向，并在图中标出。⑵t=2.0s时金属线框的速度和力F的大小。⑶已知在5.0s内力F做功1.92J，那么金属线框从磁场拉出的过程中，线框中产生的焦耳热是多少？参考答案：18.(14分)如图，半径为R，光滑的圆弧轨道固定在竖直平面内，与水平轨道CN相接.水平轨道的CD段光滑、DN段粗糙．一根轻质弹簧一端固定在C处的竖直面上，另一端与质量为2m的小物块刚好在D点接触但不连接，弹簧处于自然长度．质量为m的小物块从圆弧轨道顶端M点由静止释放并下滑，后与物块碰撞后一起向左压缩弹簧(两物块不粘连).若=l，物块、与轨道DN的动摩擦因数分别为μ1=0.1和μ2=0.2，重力加速度为g．求：(1)小物块a第一次经过N点时，轨道对支持力的大小.(2)小物块与物块碰撞后瞬间的共同速度大小.(3)若、能且只能发生一次碰撞，试讨论与的关系.

参考答案：（1）物块a由M到N过程中，由机械能守恒有：

①（1分）

由牛顿第二定律有：②

（1分）联立①②解得：轨道对a支持力F=3mg

（1分）（2）物块a从N滑至D过程中，由动能定理有：

③（1分）

物块a、b在D点碰撞，根据动量守恒有：

④

（1分）

解得两物块在D点向左运动的速度（1分）（3）a、b一起压缩弹簧后又返回D点时速度大小⑤

(1分）由于物块b的加速度大于物块a的加速度，所以经过D后，a、b两物块分离，同时也与弹簧分离。讨论：①假设a在D点时的速度0，即l=10R

要使a、b能够发生碰撞，则l<10R