2022-2023学年湖南省衡阳市 衡东县新塘潭泊中学高二物理上学期期末试卷含解析

2022-2023学年湖南省衡阳市衡东县新塘潭泊中学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.关于光电效应有如下几种陈述，其中正确的是（

）A．金属电子的逸出功与入射光的频率成正比B．光电流强度与入射光强度无关C．用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能要大D．对任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应参考答案：D2.（单选）如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框架，和OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，OC之间连一个电阻R，导体框架与导体电阻均不计，若要使OC能以角速度ω匀速转动，则外力做功的功率是（

）A．B2ω2r4/2R

B．B2ω2r4/R

C．B2ω2r4/4R

D．B2ω2r4/8R参考答案：C3.科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷，下列论述中正确的是（

）A．把质子或电子叫元电荷B．1.6×10－19C的电量叫元电荷C．电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷D．质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷参考答案：BCD4.真空中有两个点电荷带同种电荷ql、q2，它们相距较近，保持静止状态，今释放q2，且q2只在q1的库仑力的作用下运动，则q2在运动过程中受到的库仑力A．不断减小；

B．不断增大

C．始终保持不变；

D．先增大后减小参考答案：AC5.如图甲所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中有固定的金属框架ABC，已知∠B＝θ，导体棒DE在框架上从B点开始在外力作用下，沿垂直DE方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架构成等腰三角形回路。设框架和导体棒材料相同，其单位长度的电阻均为R，框架和导体棒均足够长，不计摩擦及接触电阻。关于回路中的电流I和电功率P随时间t变化的下列四个图像中可能正确的是图乙中的（

）A．①③

B．①④

C．②③

D．②④参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一只氖管的起辉电压（达到或超过起辉电压后氖管会发光）与交变电压V的有效值相等，若将这交变电压接到氖管的两极，在一个周期内，氖管的发光时间为

参考答案：

0.01s

7.用多用电表的欧姆挡检测一个二极管，将多用电表的红表笔与二极管的a端连接，黑表笔与二极管的b端连接，测得二极管的电阻值为5，将多用电表的红表笔接二极管的b端，黑表笔接二极管的a端，测得其电阻值为900，该二极管的正极是___________端。参考答案：b8.开普勒第三定律指出：所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在____________，所有行星的轨道的____________三次方跟____________的二次方的比值都相等，其表达式为____________________。参考答案：椭圆焦点

、

半长轴

、

公转周期

、9.物体做自由落体运动，第1秒末和第2秒末重力功率之比为______________；第1秒内和第2秒内重力做功之比为_______________。参考答案：1：2，1：310.我国的“嫦娥二号”探月卫星在发射1533秒后进入近地点，高度为200km的地月转移轨道．假设卫星中有一边长为50cm的正方形导线框，由于卫星的调姿由水平方向转至竖直方向，此时地磁场磁感应强度B=4×10﹣5T，方向如图所示．该过程中磁通量的改变量的大小是1.4×10﹣5Wb．参考答案：解：由图示可知，穿过回路的磁通量变化量为：△Φ=Φ′﹣Φ=Bcosβ?S﹣Bsinα?S=4×10﹣5×cos（180°﹣37°）×0.5×0.5﹣4×10﹣5×sin37°×0.5×0.5=﹣1.4×10﹣5Wb；因此过程中磁通量的改变量的大小是1.4×10﹣5Wb；故答案为：1.4×10﹣5．11.如图所示，滑动变阻器的滑动头从a向b移动的过程中，通过电流表A的电流方向是

（填向上或向下），电容器极板上的电量不断

（填增加或减少）。参考答案：向下，增加12.某简谐运动的位移与时间关系表示为：x=0.1sin（100πt+）cm，由此可知该振动的振幅是0.1cm，频率是50Hz，零时刻振动物体的初相位为．参考答案：解：据题简谐运动的位移与时间关系为：x=0.1sin（100πt+）cm；根据简谐运动的表达式为x=Asin（ωt+φ），知：振幅为：A=0.1cm；圆频率为：ω=100πrad/s，则由ω=2πf得：频率f=Hz=50Hz，初相位为故答案为：0.1，50，．有两个单摆做简谐运动，位移与时间关系是：13.x1=3asin(4πbt+)

和x2=9asin(8πbt+)，其中a、b为正的常数，则它们的：①振幅之比为

；②摆长之比为

。参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(10分)“玻意耳定律”告诉我们：一定质量的气体．如果保持温度不变，体积减小，压强增大；“查理定律”指出：一定质量的气体，如果保持体积不变，温度升高．压强增大；请你用分子运动论的观点分别解释上述两种现象，并说明两种增大压强的方式有何不同。参考答案：一定质量的气体．如果温度保持不变，分子平均动能不变，每次分子与容器碰撞时平均作用力不变，而体积减小，单位体积内分子数增大，相同时间内撞击到容器壁的分子数增加，因此压强增大，（4分）一定质量的气体，若体积保持不变，单位体积内分子数不变，温度升高，分子热运动加剧，对容器壁碰撞更频繁，每次碰撞平均作用力也增大，所以压强增大。（4分）第一次只改变了单位时间内单位面积器壁上碰撞的分子数；而第二种情况下改变了影响压强的两个因素：单位时间内单位面积上碰撞的次数和每次碰撞的平均作用力。（2分）15.（6分）（1）开普勒第三定律告诉我们：行星绕太阳一周所需时间的平方跟椭圆轨道半长径的立方之比是一个常量。如果我们将行星绕太阳的运动简化为匀速圆周运动，请你运用万有引力定律，推出这一规律。

（2）太阳系只是银河系中一个非常渺小的角落，银河系中至少还有3000多亿颗恒星，银河系中心的质量相当于400万颗太阳的质量。通过观察发现，恒星绕银河系中心运动的规律与开普勒第三定律存在明显的差异，且周期的平方跟圆轨道半径的立方之比随半径的增大而减小。请你对上述现象发表看法。

参考答案：（1）

（4分）

（2）由关系式可知：周期的平方跟圆轨道半径的立方之比的大小与圆心处的等效质量有关，因此半径越大，等效质量越大。

（1分）

观点一：银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有恒星的质量均计算在内，因此半径越大，等效质量越大。

观点二：银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有质量均计算在内，在圆轨道以内，可能存在一些看不见的、质量很大的暗物质，因此半径越大，等效质量越大。

说出任一观点，均给分。

（1分）

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图9所示，用30cm的细线将质量为4×10-3Kg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，g=10m/s2（1）分析小球带电性质（2）求小球的带电荷量（3）若把细绳剪断，分析小球做什么运动，加速度为多少？

参考答案：17.一定质量的理想气体被活塞封闭在气缸内，如图所示水平放置．活塞的质量m=20kg，横截面积S=100cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始使汽缸壁水平放置，活塞与气缸底的距离L1=12cm，离气缸口的距离L2=3cm．外界气温为27℃，大气压强为1.0×105Pa，将气缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对气缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与气缸口相平，已知g=10m/s2，求：（1）此时气体的温度为多少？（2）在对气缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q=370J的热量，则气体增加的内能△U多大？参考答案：解：（1）当气缸水平放置时，p0=1.0×105Pa，V0=L1S=12S，T0=273+27=300K，当气缸口朝上，活塞到达气缸口时，活塞的受力分析图如图所示，由平衡条件得：p1S=p0S+mg，解得：p1=p0+=1.2×105Pa，此时气体的体积：V1=（L1+L2）S=15S，由理想气体状态方程得：=，即：=，解得：T1=450K；（2）当气缸口向上，未加热稳定时，由玻意耳定律得：p0L1S=p1LS，即：1.0×105×12=1.2×105×L，解得：L=10cm，加热后，气体做等压变化，外界对气体做功为：W=﹣p0（L1+L2﹣L）S﹣mg（L1+L2﹣L）=﹣60J根据热力学第一定律可知：△U=W+Q=370﹣60=310J；答：（1）此时气体的温度为450K；（2）在对气缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q=370J的热量，则气体增加的内能△U为310J．【考点】理想气体的状态方程．【分析】（1）根据题意求出气缸内气体的状态参量，然后应用理想气体状态方程可以求出气体的温度．（2）根据题意求出气体对外做的功，然后应用热力学第一定律求出气体内能的增量．18.水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m上面有一质量为0.04kg的均匀金属棒ab，电源电动势为6V，内阻为0.5Ω，滑动变阻器调到2.5Ω时，在金属棒所在位置施加一个垂直于ab的匀强磁场，使金属棒ab对轨道的压力恰好为零,且金属棒ab保持静止。(1)求匀强磁场磁感应强度B的大小和方向．(2)若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时针旋转37°（沿ab方向观察），此时ab仍然静止，求轨道对ab的支持力和摩擦力的大