湖南省娄底市涟源湄江镇第二中学2022-2023学年高二物理下学期期末试题含解析

湖南省娄底市涟源湄江镇第二中学2022-2023学年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.（多选题）图甲是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个“D”形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列说法中正确的是（）A．在Ek﹣t图中应有t4﹣t3=t3﹣t2=t2﹣t1B．高频电源的变化周期应该等于tn﹣tn﹣2C．要使粒子获得的最大动能增大，可以增大电源电压D．在磁感应强度B、“D”形盒半径、粒子的质量m及其电荷量q不变的情况下，粒子的加速次数越多，粒子的最大动能一定越大参考答案：AB【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理．【分析】交流电源的周期必须和粒子在磁场中运动的周期一致，由周期公式T=和半径公式r=进行分析判断最大动能的决定因素．【解答】解：A、粒子每次经过电场时均会加速，根据周期公式T=知，粒子的回旋的周期不变，与粒子的速度无关，所以t4﹣t3=t3﹣t2=t2﹣t1．故A正确．B、交流电源的周期必须和粒子在磁场中运动的周期一致，故电源的变化周期应该等于2（tn﹣tn﹣1）=tn﹣tn﹣2，故B正确；C、根据半径公式r=知，v=，则粒子的最大动能Emax=mv2=，因此可知，最大动能与D形盒的半径以及磁感应强度有关．粒子的最大动能与加速的次数无关，与D形盒的半径以及磁感应强度有关．故增大电压不能增大最大动能，故CD错误；故选：AB．2.远距离输电时，当输送的功率相同时，输送导线上的电阻损失的功率应是

A．与输送的电压的平方成正比

B．与输送的电流的平方成正比

C．与输送的电压的平方成反比

D．与输电导线上的电压降的平方成正比参考答案：

BCD3.关于天然放射现象，下列说法正确的是（）A．α射线是由氦原子核衰变产生B．β射线是由原子电离产生C．γ射线是伴随着α或β衰变产生D．加热可以改变放射性元素的半衰期参考答案：C解：A、α射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起而从原子核中释放出来．故A错误．B、β射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子即β粒子．故B错误．C、γ射线是原子核在发生α衰变和β衰变时产生的能量以γ光子的形式释放．故C正确．D、半衰期是原子核本身的特性，与其它因素无关，故D错误．故选：C．4.（单选）AB、CD为圆的两条相互垂直的直径，圆心为O。将电量相等的正、负电荷+q和-q放在圆周上关于AB对称且相距等于圆的半径的位置，如图所示，要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当电量的电荷Q，则该点电荷Q

（

）

A．应放在C点，带电量－q

B．应放在D点，带电量－q

C．应放在A点，带电量2q

D．应放在D点，带电量－2q参考答案：A5.两质量相同的小球A、B，分别用轻绳悬在等高的O1、O2点，A球的悬线比B球的悬线长把两球的悬线均拉到水平位置无初速释放，则小球经最低点时（取悬线水平时所在的平面为零势能面），如图所示。则下列说法正确的是(

)A．A球的速度大于B球的速度

B．A球对绳的拉力大于B球对绳的拉力C．A球的向心加速度大于Ｂ球的向心加速度D．A球的机械能等于B球的机械能参考答案：AD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.质量为m=2kg的物体放在水平面上，在水平恒力作用下从静止开始做加速运动，经一段位移后速度达到4m/s，此时物体的动能为

J，这一过程中合力对物体做的功为J．参考答案：16

16【考点】动能定理．【分析】由动能的表达式求的动能，合外力做功等于动能的变化量，根据动能定理求的合力做功【解答】解：物体的动能为整个过程中由动能定理可得W=故答案为：16

167.当接通电源后，小磁针A按图所示方向运动，则电源的

（填“左”或“右”）侧为电源正极，小磁针B的N极指向

方向参考答案：8.真空中有一电场，在电场中的P点放一电量为的检验电荷，它受到的电场力为，则P点的场强为

N/C，把检验电荷的电量减小为，则检验电荷所受到的电场力为

。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.质量为m的小球以初动能Ek在光滑的水平面上运动一小段距离，与竖直挡板相碰后，以原来的速率沿原路返回，则小球与挡板相碰中动量变化量大小为

，方向

.参考答案：，

与初运动方向相反（或与末运动方向相同）或……11.下图是交流发电机的示意图。为了清楚，老师只画出了一匝线圈（实际共有N匝）。线圈AB边（长l1）连在金属环K上，CD边（长也为l1）连在滑环L上；导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。假定线圈沿逆时针方向以角速度ω0匀速转动，如图甲至丁。那么：(1）线圈转到上述图示的

位置时，线圈中电流最大；（2）线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流的方向

；（3）当AD边和BC边长均为l2，磁场可视为磁感应强度B的匀强磁场，整个电路总电阻设为R，以丙图位置计时t=0，则线圈中电流随时间变化的规律为i=

.

参考答案：12.（3分）高频焊接是一种常用的焊接方法，其焊接的原理如图所示。将半径为10cm的待焊接的圆形金属工件放在导线做成的1000匝线圈中，然后在线圈中通以高频的交变电流，线圈产生垂直于金属工件所在平面的变化磁场，磁场的磁感应强度B的变化率为10πT/s。焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的99倍。工件非焊接部分每单位长度上的电阻为R0=10-2πΩ?m-1，焊接的缝宽非常小。则焊接过程中焊接处产生的热功率为

。（计算中可取π2=10，不计温度变化对电阻的影响，结果保留一位有效数字）参考答案：13.（填空）带电粒子A的质量为m，电量为q。带电粒子B的质量为4m，电量为2q。两个粒子分别以相同速度垂直磁感线射入同一匀强磁场中（不计带电粒子的重力）。则两粒子做圆周运动的半径之比Ra∶Rb＝_________，周期之比Ta∶Tb＝_________。参考答案：1:2;

1:2三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(1)用游标为20分度的游标卡尺测量某物体长度，其示数如左下图所示，由图可知该物体长度为

mm；（2）用螺旋测微器测量某金属丝直径，其示数如右上图所示，由图可知该金属丝直径为

mm；参考答案：（1）50.15（2）4.69815.某同学要用多用电表测一只电阻，已知多用电表电阻档有4个倍率，分别为×1k、×100、×10、×1，该同学选择×100倍率，用正确的操作步骤测量，发现指针偏转角度太大，为了较准确地进行测量，请你补充以下主要操作步骤：（1）调节选择开关旋钮，选择×

倍率；（2）两表笔

(填“短接”或“断开”)，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0Ω处；（3）重新测量并读数．若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，则该电阻的阻值为

Ω；（4）测量完毕，把选择开关旋钮打至

。(5)测出电流表内阻为rg，算出电流表的满偏电压为Ug，若把它改装成量程为U的电压表，则应该与电流表

联（填“串”或“并”）一只阻值为_______的电阻。参考答案：（1）

10

（2）

短接

(3)

120

(4)

OFF档（或交流电压最高档）(5)、

串

（U－Ug）rg/Ug

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.铝的逸出功是4.2eV，现在用波长为200nm的光照射铝的表面，求：（h=6.626×10-34J?s）（1）光电子的最大初动能；（2）遏止电压；（3）铝的截止频率。参考答案：（1）光电子的最大初动能是3.2×10-19J；（2）遏止电压是2V；（3）铝的截止频率是1.0×1015Hz。【详解】（1）根据光电效应方程：EK=hγ-W0=代入数据解得：EK=3.2×10-19J，（2）光电子动能减小到0时，反向电压即遏制电压，根据动能定理：eU=EK得：U==2.0V（3）根据据逸出功W0=hγ0得截止频率：≈1.0×1015Hz17.如图所示，在直角坐标平面的第I象限内有一垂直纸面向内的匀强磁场；磁感应强度为B，直线OA是磁场右侧的边界。在第Ⅱ象限，存在电场强度为E的水平向左的匀强电场，y轴是电场、磁场区域的分界线，曲线OM满足方程x=-ky2(k>0）。有一电量为-q（q>o），质量为m的粒子（重力不计），在曲线OM上某一点由静止释放，穿过y轴进入磁场中。（1）试写出带电粒子穿过y轴时的速度大小与释放点纵坐标的关系式；（2）若粒子从曲线OM上任意位置释放，要求粒子穿过磁场区域后，都垂直于x轴射出。求直线OA与x轴的夹角θ的正切值。（用题中已知物理量的符号表示）参考答案：（1）设粒子释放点的坐标（x,y）,则粒子受电场力作用做匀加速直线运动到y轴时，由动能定理有：qE（-x）=1/2mv2

又x=-ky2

解得：v=(2)从点（x,y）释放的粒子，穿过y轴进入磁场时，入射点的纵坐标为y，速率为v=，进入磁场后做圆周运动的轨道半径为r，有qvB=mv2/r最后，粒子都垂直x轴射出，即粒子偏转900.所以粒子射出磁场的点的横坐标为r.由几何关系得，OA直线上任一点的坐标为（r,y-r）.而tanθ=(y-r)/r

解得：tanθ=18.如图所示,ef,gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1m,导轨左端连接一个R=2Ω的电阻,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计,整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现对金属棒施加一水平向右的拉力F,使棒从静止开始向右运动.试解答以下问题.(1)若施加的水平外力恒为F=8N,则金属棒达到的稳定速度v1是多少?(2)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒达到的稳定速度v2是多少?(3)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒从