湖南省常德市汉寿县岩咀镇中学2022-2023学年高二物理上学期期末试卷含解析

湖南省常德市汉寿县岩咀镇中学2022-2023学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.（多选题）矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，当线圈通过中性面时，则（）A．线圈平面与磁场方向垂直B．线圈中的感应电动势的方向将发生变化C．通过线圈的磁通量达到最大值D．通过线圈的磁通量的变化率达到最大值参考答案：ABC【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式．【分析】矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式电流．在中性面时，线圈与磁场垂直，磁通量最大，感应电动势为零．线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次．【解答】解：A、C、中性面时磁通量最大，平面与磁场垂直．则AC正确

B、C中性面时电动势为0，磁通量变化率为0，电动势方向变化，则B正确，D错误

故选：ABC2.首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家是A．安培

B．法拉第

C．奥斯特

D．欧姆参考答案：C3.如图所示，在匀速转动的电动机带动下，足够长的水平传送带以恒定速率V1匀速向右运动．一质量为m的滑块从传送带右端以水平向左的速率V2（V2＞V1）滑上传送带，最终滑块又返回至传送带的右端．就上述过程，下列判断正确的有（）A．滑块返回传送带右端时的速率为V2B．此过程中传送带对滑块做功为mv22﹣mv12C．此过程中电动机做功为2mv12D．此过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为m（v1+v2）2参考答案：D【考点】功能关系；动能定理的应用．【分析】物体由于惯性冲上皮带后，受到向左的滑动摩擦力，减速向右滑行，之后依然受到向左的滑动摩擦力，会继续向左加速，然后根据v1小于v2的情况分析．根据动能定理得全过程传送带对物块做的总功．根据能量守恒找出各种形式能量的关系．【解答】解：A：由于传送带足够长，物体减速向左滑行，直到速度减为零，然后物体会在滑动摩擦力的作用下向右加速，由于v1＜v2，物体会先在滑动摩擦力的作用下加速，当速度增大到等于传送带速度时，物体还在传送带上，之后不受摩擦力，故物体与传送带一起向右匀速运动，有v′2=v1；故A错误；B：此过程中只有传送带对滑块做功根据动能定理W′=△EK得：W=△EK=mv12﹣mv22，故B错误；D：设滑块向左运动的时间t1，位移为x1，则：x1=t1=t1摩擦力对滑块做功：W1=fx1=ft1①又摩擦力做功等于滑块动能的减小，即：W1=mv22②该过程中传送带的位移：x2=v1t1摩擦力对滑块做功：W2=fx2=fv1t1=fv1=2fx③将①②代入③得：W2=mv1v2设滑块向右运动的时间t2，位移为x3，则：x3=t2摩擦力对滑块做功：W3=fx3=mv12该过程中传送带的位移：x4=v1t2=2x3滑块相对传送带的总位移：x相=x1+x2+x4﹣x3=x1+x2+x3滑动摩擦力对系统做功：W总=fx相对=W1+W2+W3=m（v1+v2）2滑块与传送带间摩擦产生的热量大小等于通过滑动摩擦力对系统做功，Q=W总=f?x相=m（v1+v2）2，故D正确；C：全过程中，电动机对皮带做的功与滑块动能的减小量等于滑块与传送带间摩擦产生的热量，即Q=W+mv22﹣mv12整理得：W=Q﹣mv22+mv12=mv12+mv1v2，故C错误．故选：D．4.(多选题)现有一束带同种等量电荷的不同离子，从同一点以垂直电场方向进入同一偏转电场，当飞出电场后在荧光屏上形成一个亮点，则

(

)A．离子进入电场的初速度相同B．离子进入电场的初mv相同C．离子进入电场的初动能相同D．离子必须经同一加速电场加速参考答案：CD5.关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是A.实验表明原子中心有一个核，它占有原子体积的十分之一左右B.使α粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核及核外电子，当α粒子接近核时是核的推斥力使α粒子发生明显偏转，当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转C.在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至被弹回接近180°D.实验表明原子中心的核带有原子的全部正电及全部质量参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.光由空气以45°的入射角射向介质时，折射角是30°，则光由介质射向空气的临界角是

。参考答案：45°

7.交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的，对于正弦交流电，它的有效值是其峰值的

倍。参考答案：0.7078.按照玻尔理论可知，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量_____________（选填“越大”或者“越小”），已知氢原子的基态能量为（<0），电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子速度大小为_________（普朗克常量为h）。参考答案：越大、频率为ν的光子的能量，氢原子中的电子离原子核越远，则能级越高，氢原子能量越大．基态中的电子吸收一频率为γ的光子后，原子的能量增大为：电子发生电离时其电势能为0，动能为：，因此有：，所以有：，则：。9.实验是物理的基础，方法很多，在探究气体状态变化规律时，我们采用

方法；现一定质量的气体，在从状态1变化到状态2的过程中，吸收热量280J，同时对外做功120J，则这些气体的内能是

（填：“增加”或“减少”）了

J。参考答案：控制变量法.增加

160J10.如图所示，长为L的金属棒ab，绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁感应强度为B，则a、b两端的电势差为

．参考答案：BL2ω【考点】法拉第电磁感应定律；右手定则．【分析】金属棒中各点切割感线的速度不等，应用平均速度求解感应电动势的大小．线速度与角速度的关系式v=ωL．【解答】解：解法1：棒上各处速率不等，故不能直接用公式E=BLv求．由v=ωr可知，棒上各点线速度跟半径成正比，故可用棒的中点的速度作为平均切割速度代入公式计算．由=有E=BL=BL2ω．解法2：设经过△t时间ab棒扫过的扇形面积为△S，则△S=Lω△tL=L2ω△t，变化的磁通量为△Φ=B△S=BL2ω△t，所以E=n=B=BL2ω（n=1）．所以，a、b两端的电势差为BL2ω．故答案为：BL2ω11.（6分）在电场中，如果________________的大小和方向都相同，这个区域的电场叫做匀强电场。匀强电场的电场线是距离相等的_________________直线。参考答案：电场强度

平行12.有一面积为100cm2的金属环，其电阻，环处于一变化的磁场中，其变化规律按如图12所示规律进行，已知环面与磁场方向垂直，求当在时间内磁场发生变化时，环上产生感应电流的大小为__________，方向为________。参考答案：；逆时针方向13.在一次闪电中，两块云的电势差约为109V，从一块云移到另一块云的电荷量为30C，那么，在这次闪电中电场力所做的功为_______________J。参考答案：3X1010三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（12分）如图所示，有两个带正电的粒子P和Q同时从匀强磁场的边界上的M点分别以30°和60°（与边界的交角）射入磁场，又同时从磁场边界上的同一点N飞出，设边界上方的磁场范围足够大，不计粒子所受的重力影响，则两粒子在磁场中的半径之比rp:rQ=____________，假设P粒子是粒子（），则Q粒子可能是________，理由是_______________________________。参考答案：(1)两粒子在磁场中的半径之比：（5分）（2）可能是质子（3分），质量数与电荷数之比为1:1（4分）15.分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图象中表现出来，就图象回答：（1）从图中看到分子间距离在r0处分子势能最小，试说明理由．（2）图中分子势能为零的点选在什么位置？在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，对吗？（3）如果选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能有什么特点？参考答案：解：（1）如果分子间距离约为10﹣10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0．当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大．如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间距离的增大而增大．从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大．所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点．（2）由图可知，分子势能为零的点选在了两个分子相距无穷远的位置．因为分子在平衡位置处是分子势能最低点，据图也可以看出：在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零是正确的．（3）因为分子在平衡位置处是分子势能的最低点，最低点的分子势能都为零，显然，选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能将大于等于零．答案如上．【考点】分子势能；分子间的相互作用力．【分析】明确分子力做功与分子势能间的关系，明确分子势能的变化情况，同时明确零势能面的选取是任意的，选取无穷远处为零势能面得出图象如图所示；而如果以r0时分子势能为零，则分子势能一定均大于零．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电量为+q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与下极板成30°角，如图所示，不计粒子重力，求：（1）粒子末速度的大小；

（2）匀强电场的场强；

（3）两板间的距离．参考答案：解：（1）粒子离开电场时，合速度与水平夹角30度，由速度关系得合速度：，（2）粒子在匀强电场中为类平抛运动，在水平方向上：L=v0t，在竖直方向上：vy=at，由牛顿第二定律得：qE=ma解得：；（3）粒子做类平抛运动，在竖直方向上：，解得：；答：（1）粒子末速度的大小；（2）匀强电场的场强；（3）两板间的距离：．【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；电场强度．【分析】（1）由速度的合成与分解求出粒子的末速度；（2）粒子在电场中做类平抛运动，由类平抛运动规律可以求出电场强度；（3）由类平抛运动规律可以求出两极板间的距离．17.半径为R的玻璃球置于真空中，O为其球心，如图所示．一束很细的激光沿AB方向射到B点后折射进入玻璃中，并于C点重新进入真空中传播．已知，玻璃的折射率为，光在真空中的传播速度为c．已测出：∠BOC=120°.求：（1）激光束的入射角θ1?（4分） （2）激光在玻璃球中运动时间t？（6分）参考答案：18.(14分)质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．如图所示为一种质谱仪的示意图．已知离子的质量为m，带电量为q,重力不计.速度选择器其中电场强度为E，匀强磁场磁感应强度为