浙江省杭州市分水中学高二物理期末试题含解析

浙江省杭州市分水中学高二物理期末试题含解析一、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.如图所示，一条绷紧的皮带连接两个半径不同的皮带轮．若皮带轮做匀速转动，两轮边缘的N、P两点（）A．角速度相同 B．转动周期相同C．线速度大小相同 D．向心加速度大小相同参考答案：C【考点】向心加速度；线速度、角速度和周期、转速．【分析】传动装置在传动过程中不打滑时，两轮边缘上各点的线速度大小相等．当线速度大小一定时，角速度与半径成反比．因此根据题目条件可知加速度及周期的关系．【解答】解：A、据题，皮带与轮之间无相对滑动，两轮边缘上与皮带接触处的速度都与皮带相同，所以两轮边缘的线速度大小相同．由v=rω知，半径不等，则两轮的角速度不等，故A错误，C正确．B、由公式T=知，两轮转动的周期不等，故B错误．D、由公式a==vω知，两轮边缘的向心加速度大小不等，故D错误．故选：C2.（单选）几位同学为了探究电梯起动和制动时的加速度大小，他们将体重计放在电梯中。一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从1层直接到10层，之后又从10层直接回到1层。并用照相机拍照对体重计盘面数据进行记录，如图所示（箭头方向表示电梯运动方向）。他们根据记录，进行了以下推断分析，其中正确的是A．只根据图2和图3可估测出电梯向上起动时的加速度B．只根据图1和图2可估测出电梯向上制动时的加速度C．只根据图1和图5可估测出电梯向下制动时加速度D．只根据图4和图5可估测出电梯向下起动时加速度参考答案：C3.（多选题）如图所示，一位同学玩飞镖游戏．圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L．当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动．忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则（）A．飞镖击中P点所需的时间为B．圆盘的半径可能为C．圆盘转动角速度的最小值为D．P点随圆盘转动的线速度可能为参考答案：AD【考点】平抛运动；匀速圆周运动．【分析】飞镖做平抛运动的同时，圆盘上P点做匀速圆周运动，恰好击中P点，说明A点正好在最低点被击中，则P点转动的时间t=（2n+1），根据平抛运动水平位移可求得平抛的时间，两时间相等联立可求解．【解答】解：A、飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，因此t=，故A正确．B、飞镖击中P点时，P恰好在最下方，则2r=，解得圆盘的半径

r=，故B错误．C、飞镖击中P点，则P点转过的角度满足θ=ωt=π+2kπ（k=0，1，2…）故ω==，则圆盘转动角速度的最小值为．故C错误．D、P点随圆盘转动的线速度为v=ωr=?=当k=2时，v=．故D正确．故选：AD．4.一条轻质绳的一端固定，在另一端加上一个水平力，当力达到1000N时就会被拉断，若用此绳拔河，两边的拉力都是600N，则绳子A．一定会断

B.一定不会断C.可能断，可能不断

D.会不会断，无法确定参考答案：B5.（单选）一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．两板间有一个正试探电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势，W表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.修理汽车使用的移动电灯的电压不能超过36V，现有一个工人使用的灯泡标有“36V100W”字样，通过一个次级线圈匝数为198匝的变压器把220V照明用电降压后给它供电．变压器的初级线圈的匝数是1210，初级线圈中的电流是A．参考答案：解：因，可得

又

求得故答案为：1210，7.在光滑的水平面上有六个滑块排成一条直线，第一至五的五个相同滑块质量均为m，第六个滑块质量M=3m。当用第一个滑块与第二个滑块发生碰撞，使各个滑块依次碰撞下去，设每次碰撞是对心正碰且没有机械能损失。当各滑块不再发生碰撞时，第一个滑块的速率与最后一个滑块的速率之比V1:V6＝

。参考答案：1：1

8.用30cm的细线将质量为4×10-3㎏的带电小球P悬挂在Ｏ点下，当空中有方向为水平向右，大小为1×104N/C的匀强电场时，小球偏转37°后处在静止状态。(Sin37o=0.6,cos37o=0.8)则分析小球的带电性质为_________电、小球的带电量为_______细线的拉力为______________.参考答案：9.完成下列核反应方程（1）H+H→He+10n+17.6Mev（2）H+He→O+11H（3）U→Th+42He．参考答案：解：（1）设生成物的质量数为x，则有2+3=4+x，所以x=1，电荷数：z=1+1﹣2=0，即生成物为中子，10n．（2）设生成物的质量数为x，则有14+4=17+x，所以x=1，电荷数：z=7+2﹣8=1，即生成物为质子11H．（3）设生成物的质量数为x，则有92=234+x，所以x=4，根据电荷数守恒可知，z=92﹣90=2，是氦核42He．．故答案为：（1）10n；（2）11H；（3）42He10.如图所示，有一未知电阻Rx，为了较准确地测出其电阻值，某同学通过以下两组测量数据，判断电压表S端是接a点还是接b点。当电压表的S端接a点时，两个电表的示数分别为12V、0.15A；当电压表的S端接b点时，两个电表的示数分别为11V、0.2A，那么该电阻的测量值较为准确的数值等于

Ω，测量值相对于真实值的偏差情况是

（填“偏大”或“偏小”）。参考答案：

80Ω、

偏大

11.如图所示，理想变压器的次级有两组线圈，图中三个灯泡的规格相同，四个电表对电路的影响都可忽略不计。开关K断开时，灯L1正常发光，这时两电流表示数之比IA1：IA2=1：4；开关K闭合时，三个灯都正常发光，这时两电流表示数之比=

，两电压表示数之比UV1：UV2=

。参考答案：3:4，4:112.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：15，0.2413.一矩形线圈，面积S=110-5m2，匝数n=100，两端点连接一电容器（C=20F），线圈的上半部分处在匀强磁场中，磁场正以增加，则电容器的左极板带

电。（填“正、负”），电容器所带电量q=

C。参考答案：正试题分析：根据楞次定律，磁场在均匀增加，线圈中由于是断路，没有感应电流，但是有感应电动势，左极板带正电，感应电动势大小为,所带电荷量为考点：考查了法拉第电磁感应定律的应用点评：在求磁通量变化时，注意中S表示的是有效面积，三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（8分）在3秒钟时间内，通过某导体横截面的电荷量为4.8C，试计算导体中的电流大小。参考答案：根据电流的定义可得：I=Q/t=4.8/3A=1.6A………………（8分）15.（5分）如图是研究电磁感应现象的实验装置图，结合图片，请说出能产生感应电流的几种做法(至少三种)。(1)

；(2)

；(3)

。参考答案：(1)

闭合开关瞬间；(2)断开开关瞬间；(3)

闭合开关，移动滑动变阻器滑片。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.氢原子处于基态时，原子的能量为E1＝－13.6eV，当处于n＝3的激发态时，能量为E3＝－1.51eV，则：(1)当氢原子从n＝3的激发态跃迁到n＝1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？(2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？(3)若有大量的氢原子处于n＝3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种不同频率的光子？参考答案：（1）（2）（3）3种(1)根据能级之间的能量差公式：，得；光子的能量与波长之间的关系：所以从n=3激发态跃迁到n=1发射光的波长：(2)要使处于基态的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第1能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：；得：.(3)当大量氢原子处于n=3能级时，可释放出的光子种类为种【点睛】解决本题的关键知道能级间跃迁放出或吸收光子的能量满足；掌握公式的应用，知道电离与跃迁的区别，并理解频率与波长的关系，注意单位的转换．17.（21分）嫦娥1号奔月卫星与长征3号火箭分离后，进入绕地运行的椭圆轨道，近地点离地面高，远地点离地面高，周期约为16小时，称为16小时轨道（如图中曲线1所示）。随后，为了使卫星离地越来越远，星载发动机先在远地点点火，使卫星进入新轨道（如图中曲线2所示），以抬高近地点。后来又连续三次在抬高以后的近地点点火，使卫星加速和变轨，抬高远地点，相继进入24小时轨道、48小时轨道和地月转移轨道（分别如图中曲线3、4、5所示）。已知卫星质量，地球半径，地面重力加速度，月球半径。1．试计算16小时轨道的半长轴a和半短轴b的长度，以及椭圆偏心率。2．在16小时轨道的远地点点火时，假设卫星所受推力的方向与卫星速度方向相同，而且点火时间很短，可以认为椭圆轨道长轴方向不变。设推力大小，要把近地点抬高到600，问点火时间应持续多长？3．试根据题给数据计算卫星在16小时轨道的实际运行周期。4．卫星最后进入绕月圆形轨道，距月面高度约为200，周期分钟，试据此估算月球质量与地球质量之比值。参考答案：解析：1.椭圆半长轴a等于近地点和远地点之间距离的一半，亦即近地点与远地点矢径长度（皆指卫星到地心的距离）与的算术平均值，即有

(1)

代入数据得

km

(2)

椭圆半短轴b等于近地点与远地点矢径长度的几何平均值，即有

(3)

代入数据得

(4)

椭圆的偏心率

(5)代入数据即得

(6)2.当卫星在16小时轨道上运行时，以和分别表示它在近地点和远地点的速度，根据能量守恒，卫星在近地点和远地点能量相等，有

(7)式中是地球质量，是万有引力常量.因卫星在近地点和远地点的速度都与卫星到地心的连线垂直，根据角动量守恒，有

(8)

注意到

(9)

由(7)、(8)、(9)式可得

(10)

(11)当卫星沿16小时轨道运行时，根据题给的数据有

由(11)式并代入有关数据得km/s

(12)依题意，在远地点星载发动机点火，对卫星作短时间加速，加速度的方向与卫星速度方向相同，加速后长轴方向没有改变，故加速结束时，卫星的速度与新轨道的长轴垂直，卫星所在处将是新轨道的远地点.所以新轨道远地点高度km，但新轨道近地点高度km.由(11)式，可求得卫星在新轨道远地点处的速度为

km/s

(13)卫星动量的增加量等于卫星所受推力F的冲量，设发动机点火时间为?t，有

(14)由(12)、(13)、(14)式并代入有关数据得

t=

(约2.5分)

(15)这比运行周期小得多.3.当卫星沿椭圆轨道运行时，以r表示它所在处矢径的大小，v表示其速度的大小，表示矢径与速度的夹角，则卫星的角动量的大小

(16)

其中

（17）是卫星矢径在单位时间内扫过的面积，即卫星的面积速度.由于角动量是守恒的，故是恒量.利用远地点处的角动量，得

(18)又因为卫星运行一周扫过的椭圆的面积为

(19)所以卫星沿轨道运动的周期

(20)由(18)、(19)、(20)式得

(21)代入有关数据得

s(约15小时46分)

(22)注：本小题有多种解法.例如，由开普勒第三定律，绕地球运行的两亇卫星的周期T与T0之比的平方等于它们的轨道半长轴a与a0之