山东省泰安市英雄山中学2022年高二物理下学期期末试卷含解析

山东省泰安市英雄山中学2022年高二物理下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.(单选)根据氢原子的能级图，现让一束单色光照射到大量处于基态（量子数n=1）的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出3种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为：（

）A．13.6eV

B．3.4eV

C．10.2eV

D．12.09eV参考答案：D2.（多选）从同一高度自由落下的玻璃杯，掉在水泥地上易碎，掉在松软的沙坑上不易碎。下列叙述正确的是（

）A.掉在水泥地上，玻璃杯的动量变化较大B.掉在水泥地上，玻璃杯的动量变化和掉在沙坑中一样大C.掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量较大，且与水泥地的作用时间较短，因而受到水泥地的作用力较大D.掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量和掉在沙坑中一样大，但与水泥地的作用时间较短，因而受到水泥地的作用力较大参考答案：BD3.如图所示，为甲、乙二人在同一实验室同时做单摆简谐振动的振动图像，在实验误差范围内，从图像可以知道：（

）A．两个摆球的摆长一定不相等B．两个摆球在平衡位置的速率一定相等C．甲单摆的振动方程为cmD．两个单摆不同相，甲比乙超前π/2参考答案：D4.（单选）街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的()

A．压敏性

B．光敏性

C．热敏性

D．三种特性都利用参考答案：B5.中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P．在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，输电线上损耗的电功率将变为A．4P

B．2P

C．P

D．P参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）旧式大炮水平射出一枚质量为10kg的炮弹，炮弹飞出的速度是600m/s，炮身质量为2000kg，则大炮后退的速度是_____m／s．若大炮后退中所受的阻力是它重力的30％，则大炮能后退的距离_______m。参考答案：3

1.57.放射性元素每秒有一个原子核发生衰变时，其放射性活度即为1贝可勒尔。是核电站中核反应的副产物，它可以衰变成，半衰期为8天。福岛核电站泄漏出的放射性物质中就含有，当地政府在某次检测中发现空气样品的放射性活度为本国安全标准值的4倍。则一个核中有_______个中子、衰变成时放出的粒子为_______粒子。至少经过_______天，该空气样品中的放射性活度才会达到本国安全标准值。参考答案：．78、?、168.`（1）研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是（2）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子。光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小_______(选填“增大、“减小”或“不变”)，原因是_______。参考答案：9.某汽车的质量为5000kg，发动机的额定功率为36kW，在水平公路上匀速行驶时所受阻力为2400N，则汽车行驶中能达到的最大速度为

m/s；此汽车以额定功率启动，速度达到v=10m/s时的加速度大小为

m/s2。参考答案：15，0.2410.将一个电量为-2×10-6的点电荷，从零电势点S移到M点要克服电场力做功4×10-4J，则M点电势为

，若将该电荷从M点移到N点，电场力做功14×10-8J，则N点的电势为

参考答案：

11.如图是交流发电机的示意图。单匝线圈abcd在磁场中匀速转动产生交流电。线圈的ab边和cd边连在两个金属滑环上，两个滑环通过金属片做的电刷和外电路电阻R=10Ω相连。当线圈沿逆时针方向转动时，从中性面开始计时产生的电动势e=314sin314t(V).线圈的最大磁通量为________Wb；当t=0.005秒时的瞬时电动势为________V；从中性面开始计时在0.005秒内通过R的平均电量为______C

参考答案：12.如图所示，MN为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨的间距l=10cm，导轨上端接有电阻R=0.5Ω，导轨与金属杆电阻不计，整个装置处于B=0.5T的水平匀强磁场中．若杆稳定下落时，每秒钟有0.02J的重力势能转化为电能，则MN杆的下落速度v=____m／s．参考答案：2__m／s13.（4分）一台交流发电机，矩形线框长L1、宽L2，共N匝，磁感强度为B，转动角速度，线框平面从通过中性面开始计时，则感应电动势的表达式为e＝

、有效值为：

。参考答案：，三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图所示．（1）先取下滤光片，打开光源，调节单缝、双缝使它们互相平行、竖直，单缝中心与光源等高并位于遮光筒的中心轴线上，边调节边观察，直至看到干涉条纹最清晰，这时条纹的特征是：中央为一条白色亮条纹，其余各级亮条纹都是带彩色的．（2）测量单色光波长时，在单缝前面加上相应的滤光片，当屏上出现了干涉图样后，转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹（将这一条纹确定为第1亮条纹）的中心，此时游标尺上的示数为x1，再转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6亮条纹的中心，此时游标尺上的示数为x2，如果实验所用双缝之间的距离d=0.20mm，双缝到屏的距离L=60cm，所用的可见光波长λ=590nm，那么x2﹣x1=8.85mm．参考答案：解：（1）根据条纹中央处，单色光的光程差为零，即可知，各种色光，均在此处叠加，从而形成白色亮条纹；（2）根据△x=λ，则有：=8.85×10﹣3m．故答案为：白；8.85．15.如图1所示，在做“碰撞中的动量守恒”实验中．（1）下面是本实验部分测量仪器或工具，需要的是

．A．秒表

B．天平C．刻度尺

D．弹簧秤（2）完成本实验，下列必须要求的条件是

．A．斜槽轨道末端的切线必须水平

B．入射球和被碰球的质量必须相等C．入射球和被碰球大小必须相同

D．入射球每次不必从轨道的同一位置由静止滚下（3）某次实验中用游标卡尺测量小球的直径，如图2所示，该小球的直径为

mm．（4）某次实验中得出的落点情况如图3所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为

．参考答案：（1）BC

（2）AC（3）11.3

（4）4：1【考点】验证动量守恒定律．【分析】两球做平抛运动，由于高度相等，则平抛的时间相等，水平位移与初速度成正比，把平抛的时间作为时间单位，小球的水平位移可替代平抛运动的初速度．将需要验证的关系速度用水平位移替代．根据实验的原理确定所需的器材．游标卡尺的读数等于固定刻度读数加上游标读数，不需估读．根据小球的水平位移关系得出速度关系，结合动量守恒定律得出入射小球和被碰小球的质量关系．【解答】解：（1）在本实验中，用水平位移代替速度，验证动量守恒定律，需要测量质量和水平位移，所以所需的器材为：天平和刻度尺．故选：BC．（2）A、为了使小球做平抛运动，斜槽轨道的末端切线必须水平．故A正确．B、为了发生正碰，且入射小球不反弹，入射小球的质量应大于被碰小球的质量，两球的大小需相同．故B错误，C正确．D、为了使入射小球每次到达底端的速度相同，则每次必须从同一位置由静止释放．故D错误．故选：AC．（3）游标卡尺的固定刻度读数为11mm，游标读数为0.1×3mm=0.3mm，则小球的直径为11.3mm．（4）A球单独释放时的水平位移为x1=25.50cm，与B球碰后，A球的水平位移为x2=15.50cm，B球的水平位移为x3=41.10﹣1.10cm=40cm．根据动量守恒定律得：m1x1=m1x2+m2x3，解得：m1：m2=4：1．故答案为：（1）BC

（2）AC（3）11.3

（4）4：1四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一个质量为m，带电量为+q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，粒子飞出磁场区域后，从点b处穿过x轴，速度方向与x轴正方向的夹角为300.粒子的重力不计，试求:(1)圆形匀强磁场区域的最小面积.(2)粒子在磁场中运动的时间.(3)b到O的距离.

参考答案：解:(1)带电粒子在磁场中运动时，洛仑兹力提供向心力

其转动半径为

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，连接粒子在磁场区入射点和出射点得弦长为:

要使圆形匀强磁场区域面积最小，其半径刚好为l的一半，即:

其面积为

(2)带电粒子在磁场中轨迹圆弧对应的圆心角为1200，带电粒子在磁场中运动的时间为转动周期的，

(3)带电粒子从O处进入磁场，转过1200后离开磁场，再做直线运动从b点射出时ob距离:

17.1919年，卢瑟福用粒子轰击核发现质子。科学研究表明其核反应过程是：粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核。设粒子质量为m1，初速度为，氮核质量为m2，质子质量为m0，氧核的质量为m3，不考虑相对论效应。⑴粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大？⑵求此过程中释放的核能。参考答案：18.（12分）矩形线框放在磁感应强度为B的匀强磁场中，其匝数为N，面积为S，总电阻为R。t=0时刻线框开始绕轴以角速度从图示位置匀速转动，如图(a)、（b）、(c)所示。

（1）三种情景中能产生交变电流的是哪个？写出相应的电动势的瞬时值表达式。（2）求线框从图示位置转动90°过程中,线框中产生的热量及流过导线某一横截面的电荷量。参考答案：解析：（1）当按(a)的情景转动时，穿过线框的磁通量始终为零，无变化，故无交变电流产生；（b）（c）情景可产生交变电流，且时刻，感应电动势都取得最大值，故电动势的瞬时值表达式为：。

（4分）（2）对（b）、（c）情景而言，转动时，电动势由最大值变为零，仍可用交流电的有效值计算热量。电动势的有效值

（1分）转动时间