天津青年路中学2022-2023学年高二物理期末试题含解析

天津青年路中学2022-2023学年高二物理期末试题含解析一、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）一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点，如图所示.以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，ε表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（

）A.U变小，E不变B.E变大，ε变大C.U变小，ε不变D.U不变，ε不变参考答案：AC2.物体在一直线上运动，下列各图中表示该物体作匀速直线运动的图象是

（

）参考答案：C3.（多选）图为远距离高压输电的示意图。关于远距离输电，下列表述正确的是（

）A．减小输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好参考答案：BD4.如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量为m（m＜M）的小球从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是（）A．在以后的运动全过程中，小球和槽的水平方向动量始终保持某一确定值不变B．在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功C．全过程小球和槽、弹簧所组成的系统机械能守恒，且水平方向动量守恒D．小球被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，但小球不能回到槽高h处参考答案：D【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律．【分析】由动量守恒的条件可以判断动量是否守恒；由功的定义可确定小球和槽的作用力是否做功；由小球及槽的受力情况可知运动情况；由机械守恒及动量守恒可知小球能否回到最高点．【解答】解：A、在以后的运动全过程中，当小球与弹簧接触后，小球与槽组成的系统在水平方向所受合外力不为零，系统在水平方向动量不守恒，故A错误；B、下滑过程中，两物体都有水平方向的位移，而相互作用力是垂直于球面的，故作用力方向和位移方向不垂直，故相互作用力均要做功，故B错误；C、全过程小球和槽、弹簧所组成的系统只有重力与弹力做功，系统机械能守恒，小球与弹簧接触过程系统在水平方向所受合外力不为零，系统水平方向动量不守恒，故C错误；D、小球在槽上下滑过程系统水平方向不受力，系统水平方向动量守恒，球与槽分离时两者动量大小相等，由于m＜M，则小球的速度大小大于槽的速度大小，小球被弹簧反弹后的速度大小等于球与槽分离时的速度大小，小球被反弹后向左运动，由于球的速度大于槽的速度，球将追上槽并要槽上滑，在整个过程中只有重力与弹力做功系统机械能守恒，由于球与槽组成的系统总动量水平向左，球滑上槽的最高点时系统速度相等水平向左系统总动能不为零，由机械能守恒定律可知，小球上升的最大高度小于h，小球不能回到槽高h处，故D正确；故选：D5..在下列四个方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子：①+→++3;②+→+;③→+;④+→+.以下判断中正确的是:（

）A.是中子

B.是质子C.是α粒子

D.是氘核

参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，让导体PQ在U形导轨上以v=10m/s向右匀速滑动，两导轨间距离l=0.8m，则产生的感应电动势的大小为_______,PQ中的电流方向是_______参考答案：7.将一个电量为－2.0×10－8C的点电荷，从零电势点S移到M点要克服电场力做功4.0×10－8J，则M点电势φM＝________.若将该电荷从M点移到N点，电场力做功1.4×10－7J，则N点的电势φN＝________，MN两点的电势差UMN＝________.参考答案：－2V；5V；－7V8.相距L的两个点电荷A、B分别带的电荷量为+9Q和－Q，放在光滑绝缘的水平面上，现引入第三个点电荷C，使三者在库仑力作用下都处于静止状态，问C应带______电，所带的电荷量_________，C应放在距离B等于_________位置上。参考答案：9.（4分）放射性元素的原子核在发生α衰变或b衰变生成新原子核时，会同时伴随着___________射线。已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2，经t＝T1T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比mA:mB＝_________。参考答案：γ，2T2：2T1

10.如图12所示，两根平行光滑长直金属导轨，其电阻不计，导体棒ab和cd跨放在导轨上，ab电阻大于cd电阻．当cd在外力F2作用下匀速向右滑动时，ab在外力F1作用下保持静止，则ab两端电压Uab和cd两端电压Ucd相比，Uab___Ucd，外力F1和F2相比，F1____F2(填“>”、“＝”或“<”)． 参考答案：＝＝11.我国照明用的正弦式交流电的频率为

Hz，电压有效值为220V，电压的峰值为

V。参考答案：50

；

31112.质量为m的汽车，驶过一半径为R的拱桥，到达桥顶时汽车的速度为v，则此时汽车对桥的压力为

。参考答案：13.（12分）国际单位制中力学的三个基本单位分别是__________、_________、________，对应的物理量是_____、______、______。参考答案：千克、秒、米，质量、时间、长度三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学想描绘某一热敏电阻的伏安特性曲线，实验室提供下列器材：A．电压表V（量程为0－5V，内阻约5k）B．电流表A1（量程为0－25mA，内阻约0.2）C．电流表A2（量程为0一0.6A，内阻约0.1)D．滑动变阻器R1（0一10，额定电流1.5A)；E．滑动变阻器R2（0一1000，额定电流0.5A）F．定值电阻R0（R0=1000）G．直流电源（电动势6V，内阻忽略不计）H．开关一个、导线若干（1）该同学选择了适当的器材组成描绘伏安特性曲线的电路，得到热敏电阻电压和电流的7组数据（如下表），请你在方格纸上作出热敏电阻的伏安特性曲线．（2）该同学选择的电流表是（选填“B”或“C”），选择的滑动变阻器是（选填“D”或“E”）（3）请在上面的方框中画出该同学完成此实验的电路图（热敏电阻符号为

）参考答案：（1）请你在方格纸上作出热敏电阻的伏安特性曲线．（2）该同学选择的电流表是B，选择的滑动变阻器是D（3）请在上面的方框中画出该同学完成此实验的电路图15.①（4分）由(1)实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示．根据表中数据请在图14中作出元件Z的I－U图线.U/V00.400.600.801.001.201.501.60I/A00.200.450.801.251.802.803.20②（2分）根据Z的I－U图线可判断元件Z是金属材料还是半导体材料？③（5分）把元件Z和电阻R接入如图15所示的电路中，由实验测得电阻R的I－U图线如图14所示．已知电源的电动势E＝1.5V，内阻不计．闭合电键S，电路稳定时，元件Z消耗的电功率为________W.参考答案：①见解析图②半导体材料③0.64（0.60——0.68）①描点画出元件Z的I——U图线如图曲线所示。②由I——U图线可以知道，Z是半导体材料。③当电流强度为0.80A时，元件Z两端的电压为0.80V，定值电阻R上的电压为0.70V，此时元件Z上消耗的电功率为0.64W。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.某小水电站，输出功率P＝40kW，输出电压，向远处输电。导线总电阻R＝5Ω，升压变压器匝数比为1∶5，降压变压器匝数比为11∶1，向用户供电。求：(1)用户得到的电压；(2)如果不升压直接输电，输电线上损耗的功率是多少？参考答案：17.如图a，间距为d的平行金属板MN与一对光滑的平行导轨相连，平行导轨间距L=，一根导体棒ab以一定的初速度向右匀速运动，棒的右端存在一个垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。棒进入磁场的同时，粒子源P释放一个初速度为零的带电粒子，已知带电粒子质量为m，电荷量为q，粒子能从N板加速到M板，并从M板上的一个小孔穿出。在板的上方，有一个环形区域内存在磁感应强度大小也为B，垂直纸面向外的匀强磁场。已知外圆半径为2d，内圆半径为d，两圆的圆心与小孔重合(粒子重力不计)。

(1)判断带电粒子的正负，并求当ab棒的速度为vo时，粒子到达M板的速度v；

(2)若要求粒子不能从外圆边界飞出，则ab棒运动速度v0的取值范围是多少？(3)若棒ab的速度，为使粒子不从外圆飞出，可通过控制导轨区域磁场的宽度S(如图b)，则该磁场宽度S应控制在多少范围内？参考答案：解析：(1)根据右手定则知，a端为正极，故带电粒子必须带负电

ab棒切割磁感线，产生的电动势

对于粒子，由动能定理

得粒子射出电容器的速度为

(2)要使粒子不从外边界飞出，则粒子最大半径时的轨迹与外圆相切，

由几何关系有：得

洛仑兹力等于向心力，有：

联立得

故ab棒的速度范围：

(3)因为，故如果让粒子在MN间一直加速，则必然会从外圆飞出，所以只能让粒子在MN间只加速至速度为，再匀速射出电容器则可。ks5u

而

由＝

得：

对于棒ab：

故磁场的宽度应18.如图所示，M′MNN′为放置在粗糙绝缘水平面上的U型金属框架，MM′和NN′相互平行且足够长，间距，质量。质量的导体棒垂直于MM′和NN′放在框架上，导体棒与框架的摩擦忽略不计。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度。时，垂直于导体棒施加一水平向右的恒力，导体棒从静止开始运动；当时，金属框架将要开始运动，此时导体棒的速度；经过一段时间，当时，导体棒和金属框架开始做加速度相等的匀加速直线运动，其加速度。在运动过程中，导体棒始终与MM′和NN′垂直且接触良好。已知导体棒的电阻，框架MN部分的阻值，其他电阻不计。设框架与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。

（1）求动摩擦因数；

（2）求拉力F；

（3）若在这段时间内，MN上产生的热量，求该过程中导体棒位移的大小。参考答案：解：（1）当时，导体杆两端的感应电动势