2022年湖南省永州市中田中学高二物理上学期期末试题含解析

2022年湖南省永州市中田中学高二物理上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.将一正电荷从无穷远处移入电场中M点，电场力做功为6×10-9J。若将一等量的负电荷从电场中N点移到无穷远处，电场力做功为7×10-9J则MN点的电势φM、φN的关系是A．φM<φN<0

B．φN>φM>0

C．φN<φM<0

D．φM>φN>0参考答案：C2.闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中，若导线分别按照下图中各情况在纸面内运动，能在电路中产生感应电流的情形是（

）A、都会产生感应电流

B、都不会产生感应电流C、甲、乙不会产生感应电流，丙、丁会产生感应电流D、甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流

参考答案：D3.图为磁流体发电机的示意图，流体中的正、负离子均受到匀强磁场的作用，向M、N两金属极板运动。下列说法正确的是A．正离子向M极偏转，负离子向N极偏转B．正离子向N极偏转，负离子向M极偏转C．正、负离子均向N极偏转

D．正、负离子均向M极偏转参考答案：B4.（单选）如图所示，真空中等量异种点电荷放置在M、N两点，在MN的连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是()A．a点场强与c点场强不一定相同B．a点电势一定小于c点电势

C．负电荷在c点电势能一定大于在a点电势能

D．正电荷从d点移到b点电场力不做功

参考答案：D5.（单选）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，当导体棒l在匀强磁场中以速度v向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表的示数是12mA，则电流表的示数为()A．3mA

B．0mAC．48mA

D．与负载R的值有关参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某交流电压随时间的变化规律如图所示。若将该电压加在10uF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于______V；若将该电压加在一阻值为1KΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于______A。参考答案：200，0.147.声传感器话筒能将______信号转换为_______信号，电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图所示。Q是绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流。当膜片向右运动的过程中电容

（选填“变大”或“变小”），导线AB中有

（选填“向左”或“向右”）的电流。

参考答案：声，电，变小，向左8.手机已成为日常通信工具，手机使用的电磁波波长比可见光波长

（选填“长”或“短”）；家用交流电的有效值是220V，其最大值是

V；一根长为，电流为5A的通电直导线，放在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，且与磁场方向垂直，导线受到的安培力是

N。参考答案：

长

，

，0.19.目前有一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度．磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流．已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电荷量为e，金属导电过程中，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动．两电极M、N均与金属导体的前后两侧接触，用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U.则磁感应强度的大小为__________和电极__________(填M或N)的电势高。参考答案： 10.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一负电荷（电荷量很小）固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器两板间的电压，EP表示电荷在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变小，EP变大C．U变大，EP不变

D．E不变，EP不变参考答案：一物体的质量为11.2kg，此物体竖直下落，以10m/s速度碰到水泥地面上，随后又以8m/s的速度反弹。若取竖直向上为正方向，则小球与地相碰前的动量是_____________，相碰后的动量是___________，相碰过程中小球动量的变化量是________________。参考答案：

--20kg.m/s

16kg.m/s

36kgm/s

12.2011年3月11日，日本福岛核电站发生核泄露事故，其中铯Cs对核辐射的影响最大，其半衰期约为30年．①请写出艳Cs发生β衰变的核反应方程

（可设新核符号为X）②泄露的Cs大约要经过

年到才会有87.5%的原子核发生衰变．参考答案：①Cs→Ba+e；90【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度．【分析】根据核反应中电荷数守恒、质量数守恒写出铯137发生β衰变的核反应方程，根据质能方程求出质量亏损，由半衰期公式知剩余的原子核没衰变，经历了3个半衰期．【解答】解：①发生β衰变的核反应方程有电子生成：Cs→Ba+e

②由半衰期公式知剩余12.5%==的原子核没衰变，经历了3个半衰期，即90年才会有87.5%的原子核发生衰变．

故答案为：①Cs→Ba+e；9013.如图，质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上，且处在场强为E的匀强电场中，当小球A静止时细线与竖直方向成30°角，已知电场方向恰使小球受的电场力最小，则小球所带电量为________．参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在“测电源电动势和内阻”的实验中，可用下列器材完成实验：一节干电池Ｅ、量程３Ｖ的电压表Ｖ、量程为0.6A的电流表A（具有一定的内阻）、滑线变阻器（0—10）、滑线变阻器（0—200）、开关S、导线若干。

为方便实验调节能较准确地进行测量，滑线变阻器应选用

该同学根据实验记录的数据，画出的U—I图像。通过分析可知其中

（填a或b）图像表示电压表V示数随电流表A示数变化的关系。根据图像求得电动势E=

V,内阻r=

（均保留两位有效数字）④．测得电源电动势值_________真实值，测得内阻值________真实值（填“大于”、“等于”或“小于”）参考答案：15.用一段长为80cm的金属丝做“测定金属的电阻率”的实验．(1)用多用表粗测电阻丝的电阻，结果如图甲所示，由此可知电阻丝电阻的测量值约为________Ω.(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径，结果如图乙所示，由此可知金属丝直径的测量结果为________mm.

(3)在用电压表和电流表测金属丝的电阻时，提供下列供选择的器材：

甲

乙A．直流电源(电动势约为4.5V，内阻很小)B．电压表(量程0～3V，内阻约3kΩ)C．电压表(量程0～15V，内阻约15kΩ)D．电流表(量程0～0.6A，内阻约0.125Ω)E．电流表(量程0～3A，内阻约0.025Ω)F．滑动变阻器(阻值范围0～15Ω，最大允许电流1A)G．滑动变阻器(阻值范围0～200Ω，最大允许电流2A)H．开关、导线．要求有较高的测量精度，并能测得多组数据，在供选择的器材中，电流表应选择________，电压表应选择________，滑动变阻器应选择________．(填字母代号)(4)根据上面选择器材，完成图中实验电路的连接．参考答案：本题考查万用表、螺旋测微器的使用和测金属丝电阻率的实验原理．由题意分析可知，电流表电压表使用中指针指到量程的以上，分压电路中电阻小比大好，待测阻值为小电阻故采用外接法，由于题目要求多测数据，建议采用分压电路．(1)6(说明：6.0也可)(2)0.933～0.936(3)DBF(4)见下图(连成分压电路正确的同样得分)四、计算题：本题共3小题，共计47分16.下面是一个物理演示实验，它显示：图中自由下落的物体A和B经反弹后，B能上升到比初始位置高得多的地方．A是某种材料做成的实心球，质量m1=0.28kg，在其顶部的凹坑中插着质量m2=0.10kg的木棍B．B只是松松地插在凹坑中，其下端与坑底之间有小空隙．将此装置从A下端离地板的高度H=1.25m处由静止释放．实验中，A触地后在极短时间内反弹，且其速度大小不变；接着木棍B脱离球A开始上升，而球A恰好停留在地板上．求木棍B上升的高度，重力加速度g=10m/s2．参考答案：解：根据题意，A碰地板后，反弹速度的大小v1等于它下落到地面时速度的大小，即v1=，A刚反弹后，速度向上，立刻与下落的B碰撞，碰前B的速度v2=．由题意，碰后A速度为零，以v2′表示B上升的速度，根据动量守恒，有m1v1﹣m2v2=m2v2′，令h表示B上升的高度，有h=．由以上各式并代入数据，得h=4.05m．故木棍B上升的高度为4.05m．【考点】动量守恒定律；竖直上抛运动．【分析】物体A、B系统落地前做自由落体运动，A与地面碰撞后反弹，速度大小不变，方向向上，物体A与物体B碰撞时间极短，内力远大于外力，系统动量守恒，根据动量守恒定律可求出碰撞后物体B的速度，再由运动学公式求出物体B的速度．17.（18分）近代的材料生长和微加工技术，可制造出一种使电子的运动限制在半导体的一个平面内（二维）的微结构器件，且可做到电子在器件中像子弹一样飞行，不受杂质原子射散的影响，这种特点可望有新的应用价值。图l所示为四端十字形。二维电子气半导体，当电流从l端进人时，通过控制磁场的作用，可使电流从2，3或4端流出。对下面摸拟结构的研究，有助于理解电流在上述四端十字形导体中的流动。在图2中，a、b、c、d为四根半径都为R的圆柱体的横截面，彼此靠得很近，形成四个宽度极窄的狭缝1、2、3、4，在这些狭缝和四个圆柱所包围的空间（设为真空）存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面指向纸里。以B表示磁感应强度的大小。一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，在纸面内以速度v0沿与a、b都相切的方向由缝1射人磁场内，设粒子与圆柱表面只发生一次碰撞，碰撞是弹性的，碰撞时间极短，且碰撞不改变粒子的电荷量，也不受摩擦力作用。试求B为何值时，该粒子能从缝2处且沿与b、c都相切的方向射出。

参考答案：解析：解法一在图中纸面内取Oxy坐标（如图），原点在狭缝l处，x轴过缝1和缝3。粒子从缝1进入磁场，在洛仑兹力作用下作圆周运动，圆轨道在原点与x轴相切，故其圆心必在y轴上．若以r表示此圆的半径，则圆方程为

x2+(y－r)2=r2

（1）根据题的要求和对称性可知，粒子在磁场中作圆周运动时应与d的柱面相碰于缝3、4间的圆弧中点处，碰撞处的坐标为

x=2R－Rsin450

（2）

y=R－Rcos450

（3）由（l）、（2）、（3）式得

r=3R

（4）由洛仑兹力和牛顿定律有

（5）由（4）、（5）式得

（6）评分标准：本题18分。（1）、（2）、（3）式各4分，（4）、（5）、（6）式各2分。解法二如图所示，A为a、b两圆圆心的连线与缝l的交点，F为c、d两圆圆心的连线与缝3的交点．从1缝中射人的粒子在磁场作用下与圆柱d的表面发生弹性碰撞后，反弹进人缝2，这个过程一定对连结b、d两圆圆心的直线OP对称，故直线OP与d圆的交点C必是碰度点。由于粒子在磁场中做圆运动过A点，因此这个轨道的圆心必在过A点并垂直于AF的直线AE上；同时这个轨道经过C点，所以轨道的圆心也一定在AC的垂直平分线DE上。这样AE与DE的交点E就是轨道的圆心，AE就是轨道的半径r。过C点作AF的垂线与AF交于H点，则 有

（1）由图可知

（2）

（3）

（4）