湖南省娄底市行知中学2021-2022学年高二物理下学期期末试题含解析

湖南省娄底市行知中学2021-2022学年高二物理下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.（多选）如图所示，电量．质量分别为q1．q2．m1．m2的两个小球，用绝缘丝线悬于同一点，静止后它们恰好位于同一水平面上，细线与竖直方向夹角分别为α．β（）A．若m1=m2，q1＜q2，则α＜βB．若m1＞m2，q1=q2，则α＞βC．若m1=m2，q1＜q2，则α=βD．q1、q2是否相等与α、β谁大谁小无关，若m1＞m2，则α＜β参考答案：解：设左边球为A，右边球为B，则对A、B球受力分析，根据共点力平衡和几何关系得：m1g=F1cosα，m2g=F2cosβ由于F1=F2，若m1=m2．则有α=β；若m1＞m2．则有α＜β根据题意无法知道带电量q1、q2的关系．故选：CD．2.一金属圆环水平固定放置，现将一竖直的条形磁铁在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环：A、始终相互吸引

B、始终相互排斥

C、先互相吸引后相互排斥

D、先相互排斥后相互吸引参考答案：D3.某元素的原子核可以俘获自身核外的一个K电子而转变成新元素，这种现象称为K俘获，在K俘获的过程中，原子核将会以光子的形式放出K电子的结合能。关于K俘获的过程，下列说法中正确的是A．原子序数不变

B．原子序数减小C．原子总质量不变

D．原子总质量减小参考答案：BD4.如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止；现用力F沿斜面向上推A，但AB并未运动。下列说法正确的是（

）A．A、B之间的摩擦力可能大小不变

B．A、B之间的摩擦力一定变小C．B与墙之间可能没有摩擦力

D．弹簧弹力一定不变参考答案：AD5.如图所示，在某一电场中有一条直电场线，在电场线上取AB两点，将一个电子由A点以某一初速度释放，它能沿直线运动到B点，且到达B点时速度恰为零，电子运动的v-t图象如图所示。则下列判断正确的是（

）A．B点场强小于A点场强B．电子在A点的加速度小于在B点的加速度C．B点的电势低于A点的电势D．正电荷在A点的电势能小于在B点的的电势能参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，水平地面上的物体质量为m，跨过动滑轮的绳子一端沿水平方向固定在墙上，另一端与水平方向成θ角，且受恒力F作用．在物体沿水平地面向右移动l的过程中，绳子的拉力所做的功W＝________。

参考答案：7.如图所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且三个电荷都处于平衡状态.（1）如q2为正电荷，则q1为

电荷，q3为

电荷.（2）q1、q2、q3三者电量大小之比是

.参考答案：解:若设q1、q3均带正电，则虽然q2可以平衡，但q1或q3所受的两个库仑力由于均为斥力故而方向相同，不能平衡.若设q1、q3均带负电，则每个点电荷所受的两个库仑力均方向相反，可能平衡.因此，q1、q3均带负电.也就是说，在这种情况下，q1、q3必须是同种电荷且跟q2是异种电荷.q1受q2水平向右的库仑引力作用和q3水平向左的库仑斥力作用.由库仑定律和平衡条件有同理，对q2有;对q3有.以上三式相比，得q1:q2:q3=.点评:本题设置的物理情景比较清楚，过程也很单一，但仍要注意分析，仔细运算，容易出现的问题有:由于未认真审题，误认为只是要求q2处于平衡状态而没有看清是三个点电荷均要处于平衡状态;或者在分析时，片面地认为只要考虑其中两个点电荷的平衡条件就行了，似乎只要满足了这一条件，它们对第三个点电荷的库存仑力肯定相等;或者运算时丢三落四.凡此种种，均不可能得出正确的结果.

8.如图所示，一匝数为100匝正方形线圈放在一匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里。此时穿过线圈平面的磁通量为0.4wb，现将线圈平面绕OO'轴转过90o，此时穿过线圈平面的磁通量为______wb，若此过程历时2s，则这段时间内线圈中平均感应电动势的大小为_______V。参考答案：0

209.两个相同的回旋加速器，分别接在加速电压U1和U2的高频电源上，且U1>U2，有两个相同的带电粒子分别在这两个加速器中运动,设两个粒子在加速器中运动的时间分别为t1和t2，获得的最大动能分别为Ek1和Ek2，则t1____t2,Ek1____Ek2．（填“>”“<”“=”）参考答案：t1<t2,Ek1=Ek210.如图，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒。ab和cd用导线连成一个闭合回路。当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力。由此可知Ⅰ是

极，Ⅱ是

极，a、b两点的电势φa___

__φb（填空“>”、“<”或“＝参考答案：

S

，

N

，

>

。11.导线中的电流为1.6A，在1s内通过该导线某一横截面的电子有_____个。参考答案：101912.用频率为ν的光照射光电管阴极时，产生的光电流随阳极与阴极间所加电压的变化规律如图所示，Uc为遏止电压.已知电子电荷量为-e，普朗克常量为h，则光电子的最大初动能Ekm=

；该光电管发生光电效应的极限频率ν0=

．参考答案：Ekm=eUc

ν0=ν-eUc/h

13.如图所示是一匀强电场，在电场中有M、N、P三点，M、N的连线与电场线方向平行，P、N的连线与电场线方向垂直。已知场强E＝2×102N/C，MN间的距离s＝30cm，一个电荷量为q＝－4×10－8C的点电荷从M点沿MN连线移到N点，电势能

（填“增加”或“减少”)了

J，沿MP连线移到P点，电势能变化了

J。参考答案：增加

，

2.4×10－6

，

2.4×10－6

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.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零．15.（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）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动，形成如图16所示的交变电动势图象，试根据图象求出：

（1）线圈转动的角速度；

（2）电动势的有效值；

（3）t=1.0×10?2s时，线圈平面和磁场方向的夹角。参考答案：（1）（3分）由图象得，交变电动势的周期T=6×10s而周期

代入数值解得

105rad/sks5u

（2）（3分）由图象得，交变电动势的最大值为Em＝20V，电动势的有效值

ks5u代入数值解得

14.1V（3）（3分）交变电动势的瞬时值表达式

线圈平面和磁场方向的夹角

将t=1.0×10?2s代入，解得

17.（16分）在竖直平面内放置一长为L、内壁光滑的薄壁玻璃管，在玻璃管的a端放置一个直径比玻璃管直径略小的小球，小球带电荷量为－q、质量为m．玻璃管右边的空间存在着匀强磁场与匀强电场．匀强磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度为B；匀强电场方向竖直向下，电场强度大小为mg/q．如图所示，场的左边界与玻璃管平行，右边界足够远．玻璃管带着小球以水平速度v0垂直于左边界进入场中向右运动，由于水平外力F的作用，玻璃管进入场中速度保持不变，一段时间后小球从玻璃管b端滑出并能在竖直平面内运动，最后从左边界飞离电磁场．运动过程中小球的电荷量保持不变，不计空气阻力。

（1）试分析小球在玻璃管中的运动情况；

（2）试求小球从玻璃管b端滑出时的速度大小；

（3）试求小球离开场时的运动方向与左边界的夹角。参考答案：（1）小球在玻璃管中沿水平方向做匀速直线运动（2分）竖直方向做初速为零的匀加速直线运动（2分）

或小球做类平抛运动（4分）（2）由得，即重力与电场力平衡（1分）所以小球在管中运动的加速度为：

（2分）设小球运动至b端时的y方向速度分量为vy，则：（1分）所以小球运动至b端时速度大小为（2分）（3）设小球在管中运动的时间为t，小球在磁场中做圆周运动的半径为R，运动轨迹如图所示，t时间内玻璃管的运动距离（1分）由牛顿第二定律得：（1分）由几何关系得：（1分）

因为，所以（1分）

可得（1分）

故，即小球飞离磁场时速度方向垂直于磁场边界向左

（1分）18.如图15所示，水平桌面到地面的高度h=0.8m，质量m=0.2kg的小物块（可以看作质点）放在桌面A端．现对小物块施加一个F=0.8N的水平向右的恒力，小物块从静止开始运动．当它经过桌面上的B点时撤去力F，一段时间后小物块从桌面上的C端飞出，最后落在水平地面上．已知AB=BC=0.5m，小物块在A、B间运动时与桌面间的动摩擦因数μ1=0.2，在B、C间运动时与桌面间的动摩擦因数μ2=0.1．（1）求小物块落地点与桌面C端间的水平距离；（2）某同学作出了如下判断：若仅改变AB段的长度而保持BC段的长度不变，或仅改变BC段的长度而保持AB段的长度不变，都可以使小物块落地点与桌面