湖北省武汉市蔡甸区第五高级中学校(高中部)2022-2023学年高二物理下学期期末试卷含解析

湖北省武汉市蔡甸区第五高级中学校(高中部)2022-2023学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.下列说法正确的是（）A．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大B．α粒子散射实验中极少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据C．核反应方程：Be+He→C+x中的x为质子D．C的半衰期为5730年，若测得一古生物遗骸中的C含量只有活体中的，则此遗骸距今约有21480年参考答案：B【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度．【分析】根据光电效应方程比较光电子的最大初动能；卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子核式结构模型；根据在核反应方程中电荷数守恒、质量数守恒得出x的电荷数和质量数，从而确定x是什么粒子．半衰期为原子核有半数发生衰变所需的时间．【解答】解：A、不可见光的频率不一定比可见光的频率大，则用不可见光照射金属不一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大．故A错误．B、α粒子散射实验中极少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据．故B正确．C、根据电荷数守恒，质量数守恒知，x的电荷数为0，质量数为1，则x为中子．故C错误．D、测得一古生物遗骸中的C含量只有活体中的，知经过了3个半衰期，则此遗骸距今约有17190年．故D错误．故选：B．2.（单选）如图所示，ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，磁场垂直纸面向外，比荷为e/m的电子以速度v0从A点沿AB方向射入，欲使电子能经过BC边，则磁感应强度B的取值应为（

）

参考答案：D3.下列说法中正确的是

（

）A．指南针指出的“北”不是真正的北，两者有一定的差别B．地球两极与地磁两极不重合，地磁南极在地球南极附近，地磁北极在地球北极附近C．在任何星球上都能利用指南针进行方向的判断D．我国是最早在航海上使用指南针的国家参考答案：AD4.下表为某电热水壶铭牌上的一部分内容.根据表中的信息，可计算出在额定电压下以额定功率工作时通过电热水壶的电流约为型号SP-988

额定功率2200W额定电压220V额定容量1.6L

A．0.15A

B．0.23A

C．4.4A

D．10.0A参考答案：D5.如图所示，两平行光滑金属导轨CD、PQ间距为L，与电动势为E、内阻为r的电源相连，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成θ角，回路其余电阻不计．在空间施加匀强磁场可以使ab棒静止，则磁场的磁感强度的最小值及其方向分别为（）A．，水平向右B．，垂直于回路平面向下C．，竖直向下D．，垂直于回路平面向下参考答案：B【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；安培力．【分析】导体棒受重力、支持力和安培力，三力平衡，当安培力沿斜面向上时，安培力最小，此时根据安培力公式计算出的磁感应强度即为最小值．【解答】解：对导体棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如图所示：从图象可以看出，当安培力沿斜面向上时，安培力最小；故安培力的最小值为：FA=mgsinθ，故磁感应强度的最小值为：B==根据欧姆定律，有：E=I（R+r）故有：B=根据左手定则，磁场方向垂直平面向下；故选：B．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）紫光在真空中的传播速度是_______m／s,它射入折射率为的水中时传播速度为_______m／s。参考答案：3×108；2.25×1087.用升压变压器可以实现高压输电，以减少远距离输电过程中的电能损失。为了达到升压的目的，升压变压器的原线圈匝数应

（选填“少于”或“多于”）副线圈匝数。电容器是储存

的装置。首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家是

。参考答案：少于，电荷，奥斯特8.天然放射性元素放出的α、β、γ三种射线的贯穿本领各不相同，图1为这三种射线贯穿物体情况的示意图，①、②、③各代表一种射线，则①为

射线，它的贯穿本领很弱；③为

射线，它的贯穿本领很强参考答案：9.半径为R的表面光滑的半球固定在水平面上。在距其最高点的正上方为h的悬点O，固定长L的轻绳一端，绳的另一端拴一个重为G的小球。小球静止在球面上。则绳对小球的拉力T= ，球面对小球的支持力N=

。参考答案：mgL/（R+h）

mgR/（R+h）10.在验证动量守恒定律的实验里，两半径相同的小球质量之比∶＝8∶3，实验记录纸上，各点（O、M、P、N）位置如图所示，其中O点为斜槽末端所系重锤线指的位置，那么，、两球中，__

__球是入射球，碰撞结束时刻，两球的动量之比∶＝__________。参考答案：略11.（3分）如上图所示，两条平行金属导轨ab、cd置于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，两导轨间的距离L=0.6m。金属杆MN沿两条导轨向右匀速滑动，速度v=10m/s，产生的感应电动势为3V。由此可知，磁场的磁感应强度B=___________T。

参考答案：0.512.在空间某一区域，有一匀强电场，一质量为m的液滴，带正电荷，电量为q，在此电场中恰能沿竖直方向作匀速直线运动，则此区域的电场强度的大小为

____，方向_

_____

___。参考答案：，竖直向上该带电液滴在竖直方向上做匀速直线运动，所以受力平衡，而且液滴受到竖直向下的重力，那么电场力方向竖直向上，所以，解得，正电荷受到的电场力的方向和电场的方向是相同的，所以电场方向竖直向上13.（4分）在折射率为n、厚度为d的玻璃平板上方的空气中有一点光源S,从S发出的光线SA以角度θ入射到玻璃板上表面,经过玻璃板后从下表面射出,如图所示,若沿此光线传播的光从光源到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃板中的传播时间相等,点光源S到玻璃上表面的垂直距离应为__________,若减小入射角θ，出射光线的侧移量将_______(填“变大”，“不变”，或“变小”)参考答案：，变小三、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.（6分）现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分突出的问题。下表提供了一组部分人的人体电阻平均值数据。测量项目完全干燥时出汗或潮湿时电阻电流（加220V）电阻电流（加220V）手与手之间200kΩ1.1×10-3A5kΩ

手与脚之间300kΩ7.3×10-4A8kΩ

手与塑料鞋底之间400kΩ5.5×10-4A10kΩ

①从表中可看出干燥时电阻大约是潮湿时电阻的_______倍。②在空格中填入，对人体加220伏电压后的电流值。③若对人的安全电流是25mA以下，上述哪几项是十分危险的。④电路上有规格为10A的熔丝（俗称保险丝），如右图所示用电器R的功率是1500W，这时通过熔丝实际电流是多少？一个潮湿的人，手脚触电，为什么熔丝不会断（即熔丝不能救人命）。参考答案：（1）40（2）测量项目完全干燥时出汗或潮湿时电阻电流（加220V）电阻电流（加220V）手与手之间200kΩ1.1×10-3A5kΩ4.4×10-2A手与脚之间300kΩ7.3×10-4A8kΩ2.8×10-2A手与塑料鞋底之间400kΩ5.5×10-4A10kΩ2.2×10-2A（3）潮湿（4）0．15A四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，轻弹簧的两端与质量均为2m的B、C两物块固定连接，静止在光滑水平面上，物块C紧靠挡板但不粘连．另一质量为m的小物块A以速度vo从右向左与B发生弹性正碰，碰撞时间极短可忽略不计．（所有过程都在弹簧弹性限度范围内）求：（1）A、B碰后瞬间各自的速度；（2）弹簧第一次压缩最短与第一次伸长最长时弹性势能之比．参考答案：解：（1）A、B发生弹性正碰，碰撞过程中，A、B组成的系统动量守恒、机械能守恒，以A、B组成的系统为研究对象，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mvo=mvA+2mvB，在碰撞过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得：mv02=mvA2+?2mvB2，联立解得：vA=﹣v0，vB=v0；（2）弹簧第一次压缩到最短时，B的速度为零，该过程机械能守恒，由机械能守恒定律得，弹簧的弹性势能：EP=?2m?vB2=mv02，从弹簧压缩最短到弹簧恢复原长时，B、C与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧恢复原长时，B的速度vB=v0，速度方向向右，C的速度为零，从弹簧恢复原长到弹簧第一次伸长最长时，B、C与弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒，弹簧伸长最长时，B、C速度相等，以向右为正方向，由动量守恒定律得：2mvB=（2m+2m）v′，由机械能守恒定律得：?2m?vB2=?（2m+2m）?v′2+EP′，解得：EP′=mv02，弹簧第一次压缩最短与第一次伸长最长时弹性势能之比：EP：EP′=2：1；答：（1）A、B碰后瞬间，A的速度为v0，方向向右，B的速度为v0，方向向左；（2）弹簧第一次压缩最短与第一次伸长最长时弹性势能之比为2：1．【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律．【分析】（1）A、B发生弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，由动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出碰后两物体的速度．（2）在B压缩弹簧过程中，系统机械能守恒，由机械能守恒定律可以求出弹簧的弹性势能；当弹簧第一次伸长最长时，B、C两物体组成的系统动量守恒、机械能守恒，由动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出弹簧的弹性势能，然后求出弹簧的弹性势能之比．17.如图所示，在水平面上方的真空室内存在以两虚线为边界的三个区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，每一个区域中都存在大小不变的电场和磁场，但电场强度和磁感应强度的方向相同或相反．已知区域Ⅰ、Ⅲ中的磁感应强度大小Bl＝B3＝2T，区域Ⅱ中的电场强度大小E2＝1.0V/m，现有一个带负电、比荷q/m＝4.9C/kg的质点以速率v＝9.8m/s在区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的水平面内沿轨迹A→B→C→D→A垂直于场强方向运动，其中AB、DC为直线，曲线BC和DA为半圆弧，且在同一水平面内．重力加速度g取9.8m/s2．(1)试判定区域Ⅰ中电场强度E1的方向并计算其大小；(2)试计算质点运动轨迹中半圆弧的半径R；(3)轨迹AB、CD附近空间的场强方向如何？试求磁感应强度B2的大小．参考答案：18.如图甲所示，表面绝缘、倾角q=30°的斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行.斜面所在空间有一宽度D=0.40m的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离s=0.55m.一个质量m=0.10kg、总电阻R=0.25W的单匝矩形闭合金属框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L=0.50m.从t=0时刻开始，线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不计，且没有机械能损失.线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示.已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数m=/3，重力加速度g取10m/s2.（1）求线框受到的拉力F的大小；（2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；（3）已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足v＝v0-（式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小，x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小），求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q.参考答案：解：（1）由v-t图象可知，在0～0.4s时间内线框做匀加速直线运动，进入磁场时的速度为v1=2.0m/s，所以在此过程中的加速度a==5.0m/s2

由牛顿第二定律F-mgsinθ-μmgcosθ=ma

解得F=1.5N

（2）由v-t图象可知，线框进入磁场区域后以速度v1做匀速直线运动

产生的感应电动势E=BLv1

通过线框的电流I==

线框所受安培力F安=BIL=

对于线框匀速运动的过程，由力的平衡条件，有F=mgsinθ+μmgcosθ+

解得B=0.50T

（3）由v-t图象可知，线框进入磁场区域后做匀速直线运动，并以速度v1匀速穿出磁场，说明线框的宽度等于磁场的宽度D=0.40m

线框ab边离开磁场后做匀减速直线运动，到达档板时的位移为s-D=0.15m

设线框与挡板碰撞前的速度为v2

由动能定理，有-mg(s-D)sinθ-μmg(s-D)cosθ=

解得v2==1.0m/s

线框碰档板后速度大小仍为v2，线框下滑过程中，由于重力