河北省沧州市朝阳中学2022年高二物理上学期期末试卷含解析

河北省沧州市朝阳中学2022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.质量分别为60kg和70kg的甲、乙两人，原来各自站立在静止于光滑水平面上的小车两端．现两人同时以3m/s的水平初速度沿相反方向跳离小车，若小车的质量为20kg，则当两人跳离小车后，小车的运动速度为（）A．19.5m/s，方向与甲的速度方向相同B．19.5m/s，方向与乙的速度方向相同C．1.5m/s，方向与甲的速度方向相同D．1.5m/s，方向与乙的速度方向相同参考答案：C【考点】动量守恒定律．【分析】甲乙两人和车组成的系统在水平方向上动量守恒，根据动量守恒定律求出小车的速度大小和方向．【解答】解：甲乙两人和车组成的系统在水平方向上动量守恒，规定甲的运动方向为正方向，根据动量守恒定律，有：m甲v甲﹣m乙v乙+Mv=0带入数据，有：60×3﹣70×3+20v=0解得：v=1.5m/s．知方向与甲的运动方向相同，与乙的运动方向相反．故选：C．2.使用带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（

）参考答案：B3.(单选)如图所示，理想变压器的输出端有三组次级线圈，分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C。若用IR、IL、Ic分别表示通过R、L和C的电流，则下列说法中正确的是A．若M、N接正弦式交流电，则IR≠0、IL≠0、IC=0B．若M、N接正弦式交流电，则IR≠0、IL≠0、IC≠0C．若M、N接恒定电流，则IR≠0、IL≠0、IC≠0D．若M、N接恒定电流，则IR≠0、IL≠0、IC=0参考答案：B4.（单选）一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°。下面四个光路图中，正确的是（

）参考答案：A5.(多选)（2013?江西三模）锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中．现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是（）A.电能转化为化学能的功率为UI﹣I2rB.充电器输出的电功率为UI+I2rC.电池产生的热功率为I2rD.充电器的充电效率为参考答案：AC解：A、电能转化为化学能和热能，根据能量守恒定律，有：UI=I2r+P，故P=UI﹣I2r，故A正确B、充电器输出的电功率为：UI，故B错误C、电池产生的热功率为I2r．故C正确D、充电器的充电效率为，故D错误故选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，同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线的中间与两导线的距离均为r，b点在导线2右侧，与导线2的距离也为r．现测得a点磁感应强度的大小为B，则去掉导线1后，b点的磁感应强度大小为________，方向________．

参考答案：

，垂直纸面向外7.学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器．如图所示，在一个圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF．在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变．每次测量时让圆盘的下半部分竖直进人液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2像，并在圆周上插上大头针P3，使P3，正好挡住P1、P2．同学们通过计算，预先布圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值．则：（1）若∠AOF=30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所刻折射率的值为

．（2）图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率值大？答：

．（3）做AO的延长线交圆周于K，K处对应的折射率值应为．参考答案：；P4；1．【考点】光的折射定律．【分析】（1）确定出折射角与折射角，由折射定律求解折射率．（2）折射角相同，通过比较入射角的大小，比较哪个位置对应的折射率大．（3）作AO的延长线交圆周于K，折射角与折射角相等，则知K处所对应的折射率的值是1．【解答】解：（1）由图看出，折射角为i=∠AOF=30°，折射角r=∠EOP3=60°，则P3处所对应的折射率的值为n==．（2）P4处对应的入射角较大，根据折射定律，n=，可知P4处对应的折射率较大．（3）作AO的延长线交圆周于K，这种情况下折射角与折射角相等，则知K处所对应的折射率的值是1．故答案为：；P4；1．8.如图所示卢瑟福做原子核人工转变实验的装置．容器中充有________气，放射性物质A射出的a粒子________穿过铝箔F(填“能”或“不能”)。荧光屏S上的亮点是________打出的，该粒子是a粒子打击氮核而产生的，此核反应方程是_________________。参考答案：氮气（1分）；不能（1分）；质子（1分）；N+He→O+H9.一列波的波速为0.5m／s，某时刻的波形图如图10所示，经过一段时间（小于一个周期）后波形如细线所示，这段时间可能是____s或____s．参考答案：10.在“测定玻璃折射率”的实验中，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示。当光线是由空气射入玻璃砖时，则θ1和θ2中为入射角的是_______；当光线由玻璃砖射入空气时，临界角的正弦值是_______；从图线可知玻璃砖的折射率是_______。参考答案：θ1，2/3，1.511.如图所示，两个带有等量同种电荷的小球，质量均为m，用长L的丝线挂在同一点，平衡时丝线与竖直方向成角，则每个小球受到的静电力为

，小球的带电量为

。参考答案：

Ks5u12.如图所示，理想变压器的原线圈接在220V、50Hz的正弦交流电源上线圈接有一理想二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)和一阻值为10Ω的电阻，已知原副线圈的匝数比为2:1。则二极管的耐压值至少为

V，电阻R上1s内产生的焦耳热为

J，电阻R上电流的有效值为

A。（结果保留三位有效数字）参考答案：156V

605J

7.78A13.如图用某种透光物质制成的直角三棱镜ABC；在垂直AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2，在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像________________，再在观察的这一侧先后插入两枚大头针P3、P4，使P3________________，P4________________，记下P3、P4的位置，移去大头针和三棱镜，过P3、P4作直线与AB面相交于D，量出该直线与AB面的夹角为45°，则该透光物质的折射率n=_______，并在图中正确地画出完整的光路图。参考答案：被P2的像挡住，挡住P1、P2的像，挡住P1、P2的像和P3，三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学用图丙所示的光滑轨道装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，则：如用半径相同的两小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置还是如图丙所示。实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，整个实验过程中得到图中所示的三个落点的平均位置M、P、N。已知两球的质量之比∶∶。（1）在安装实验装置时，应使斜槽末端_______（2）实验中，应选质量为__________的小球作为入射小球A（填“”或“”）。（3）实验中，若测得：OM＝11.80cm，OP＝25.50cm，ON＝38.60cm，则系统碰撞前的动量与碰撞后的动量的比值为__________（保留三位有效数字）。参考答案：15.如图所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直边与BD重合。一束激光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心O点上。使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ（θ<90°），观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动。（1）在玻璃砖转动过程中，以下说法正确的是

▲

；A．折射光斑在弧形屏上沿C→F→B方向移动B．折射光斑的亮度逐渐变暗C．折射角一定小于反射角D．反射光线转过的角度为θ（2）当玻璃砖转至θ＝45°时，恰好看不到折射光线。则此玻璃砖的折射率n=

▲

。参考答案：AB

（1）A、由于折射光线与入射光线旋转方向相同，则折射光斑在弧形屏上沿C→F→B方向移动，故A正确；B、随着入射角增大，反射光增强，而折射光减弱，故折射光斑的亮度逐渐变暗，故B正确；C、根据折射定律可知，折射角一定大于入射角，而反射角等于入射角，则折射角一定大于反射角，故C错误；D、根据反射定律和几何知识得知，入射光线转过θ角，则反射光线转过2θ，故D错误；故选AB（2）当玻璃砖转至θ=45°时，恰好看不到折射光线，发生全反射，则得临界角C=45°，由临界角公式解得折射率。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（14分）如图所示，质量为m，边长为l的正方形平板与弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，另一端固定于地面，平板处于平衡状态。质量为m的第一个小球从平台以一定速度垂直于平板的左边缘水平抛出，并与平板发生完全非弹性碰撞(设平台与板间高度差为h，抛出点在平板的左边缘正上方)。隔一段时间后，以相同速度抛出第二个小球。（假定在任何情况下平板始终保持水平，忽略平板在水平方向上的运动，且为方便计算起见，设h=3）（1）求第一个小球落到平台上形成的振子系统的周期和频率；（2）为了使第二个小球与平板不发生碰撞，其抛出速度的最小值为多少?（3）在（2）的情况下，两小球抛出的时间差是多少?参考答案：解析：（1）碰撞前后小球与平板（总质量为2m一起在新的平衡位置上下做简谐振动，如图中虚线所示，振子系统的周期为(1分)振子系统的频率为（式中ω为角频率）(1分)（2）碰撞前，第一个小球在竖直方向的速度为(1分)发生完全弹性碰撞，竖直方向有近似动量守恒(1分)则碰撞后平板运动的速度为(1分)振子振幅为(1分)旋转参考矢量与y轴负方向的夹角满足，则(1分)设析运动到最低点位置时第二个小球正好下落到这一高度，则第二个小球下落用时(1分)由此可以求出两者不发生碰撞时，第二个小球的最小抛出速度为(1分)（3）第一个小球下落到平板用时(1分)碰撞后平板从原平衡位置压缩到最低位置用时(1分)设两球抛出的时间相差，则(1分)考虑到板往复一次用时，第二个小球抛出时间可以是振子系统运动时间大于一个周期后，则两小球抛出的时间差为

（n取非负整数）(2分)17.如图所示，在光滑水平面上有两个木块A和B，其质量mA＝1kg、mB＝4kg，它们中间用一根轻质弹簧相连．一颗水平飞行的子弹质量为m＝50g，以v0＝500m/s的速度在极短时间内射穿两木块，已知射穿A木块后子弹的速度变为原来的，且子弹射穿A木块损失的动能是射穿B木块损失的动能的2倍．求：系统运动过程中弹簧的最大弹性势能．参考答案：：子弹穿过A时，子弹与A动量守恒，由动量守恒定律得：mv0＝mAvA＋mv1①而由v1＝v0，则v1＝300m/s，解得vA＝10m/s

②子弹穿过B时，子弹与B动量守恒，由动量守恒定律得：mv1＝mBvB＋mv2