山東省萊蕪市和莊鄉(xiāng)普通中學2022-2023學年高二物理期末試題含解析

山東省萊蕪市和莊鄉(xiāng)普通中學2022-2023學年高二物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（多選題）“軌道電子俘獲”是放射性同位素衰變的一種形式，即原子核俘獲一個核外電子，核內(nèi)一個質子變?yōu)橹凶?，原子核衰變成一個新核，并且放出一個中微子（其質量小于電子質量且不帶電）．若一個靜止的原子核發(fā)生“軌道電子俘獲”（電子的初動量可不計），則（）A．生成的新核與衰變前的原子核質量數(shù)相同B．生成新核的核電荷數(shù)增加C．生成的新核與衰變前的原子核互為同位素D．生成的新核與中微子的動量大小相等參考答案：AD【考點】動量守恒定律；原子核衰變及半衰期、衰變速度．【分析】原子核俘獲一個核外電子，核內(nèi)一個質子變?yōu)橹凶?，原子核衰變成一個新核，并且放出一個中微子，因為質子和中子的質量數(shù)相同，所以新核和原核的質量數(shù)相同，電荷數(shù)減?。雍撕头@的電子組成的系統(tǒng)，動量守恒．【解答】解：A、質子與中子的質量數(shù)相同，所以發(fā)生“軌道電子俘獲”后新核與原核質量數(shù)相同，A正確；B、新核質子數(shù)減少，故核電荷數(shù)減少，故B錯誤；C、新核與原核質子數(shù)不同，不能稱它們互為同位素，故C錯誤；D、以靜止原子核及被俘獲電子為系統(tǒng)，系統(tǒng)動量守恒，系統(tǒng)初動量為零，所以生成的新核與中微子的動量大小相等，方向相反，D正確．故選AD．2.如圖所示,實線為一勻強電場的電場線，一個帶負電粒子射入電場后，留下一條從a到b虛線所示的徑跡，重力不計，下列判斷正確的是（

）A.b點電勢高于a點電勢

B.粒子在a點的動能小于在b點的動能C.粒子在a點的電勢能小于在b點的電勢能D.場強方向向左參考答案：C3.如圖所示，直線ＯＡＣ為某一直流電源的總功率Ｐ總隨著電流Ｉ變化的圖線，拋物線ＯＢＣ為同一直流電源內(nèi)部的熱功率Ｐｒ隨電流Ｉ變化的圖線，若Ａ、Ｂ對應的橫坐標為2Ａ，則下面說法中錯誤的是

Ａ、電源電動勢為3Ｖ，內(nèi)阻為1ΩＢ、線段ＡＢ表示的輸出功率為2ＷＣ、電流為2Ａ時，外電路電阻為0.5ΩＤ、電流為3Ａ時，外電路電阻為2Ω參考答案：D4.（單選）水平面上存在豎直方向的勻強磁場，磁場的邊界是MN，在MN左側無磁場，如圖甲所示．現(xiàn)有一個閉合的金屬線框以恒定速度從MN左側水平進入勻強磁場區(qū)域．線框中的電流隨時間變化的i﹣t圖象如圖乙所示，則線框的形狀可能是圖中的（）A．B．C．D．參考答案：解：導體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢E=BLv，設線框總電阻是R，則感應電流I==；由圖乙所示圖象可知，感應電流先均勻增大，后均勻減?。蛴捎贐、v、R是定值，故導體棒的有效長度L應先均勻增大，后均勻減?。瓵、梯形線框勻速進入磁場時，有效長度L先均勻增加，后不變，最后均勻減小，產(chǎn)生的感應電流先均勻增大，后不變，再均勻減小，不符合要求，故A錯誤；B、三角形線框勻速進入磁場時，有效長度L先增加，后減小，且隨時間均勻變化，符合題意，故B正確；D、閉合圓環(huán)勻速進入磁場時，有效長度L先變大，后變小，但L不隨時間均勻變化，不符合題意，故C錯誤；D、正六邊形線框進入磁場時，有效長度L先均勻增大，再不變，后均勻減小，產(chǎn)生的感應電流先均勻變大，再不變，后均勻變小，不符合題意，故D錯誤．故選：B．5.（單選）我們可以用如圖所示的裝置探究影響安培力方向的因素．實驗中把磁鐵的N極放置在金屬棒上端，給金屬棒通以A→B的電流，則金屬棒將（

）

A．向磁鐵內(nèi)擺動

B．向磁鐵外擺動

C．靜止不動

D．上下振動參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.(4分)如圖所示，由某種透光物質制成等腰直角三棱鏡，腰長=16cm，為了測定這種物質的折射率，使兩腰分別與Ox、Oy重合，當從OB邊的C點觀察A棱時，發(fā)現(xiàn)A棱的視位置在D處．若C點坐標為(0，12)，D點坐標為（9，0)，則該透光物質的折射率為

。參考答案：7.某同學用量程為1mA、內(nèi)阻為150Ω的表頭按圖示電路改裝成量程分別為1V和1A的多用電表。圖中R1和R2為定值電阻，S為開關?；卮鹣铝袉栴}：（1）根據(jù)圖示的電路，開關S斷開時，用于測量

（填“電流”、“電壓”）；開關S閉合時，用于測量

(填“電流”、“電壓)。（2）定值電阻的阻值R1=

Ω，R1=

Ω。參考答案：電壓，電流，850,1。8.將一個滿偏電流為10mA，內(nèi)阻為100Ω電流表改裝為量程為10V的電壓表應

聯(lián)一個

Ω。參考答案：串，9009.麥克斯韋電磁理論的基本要點是：__________________________。參考答案：變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場麥克斯韋的電磁場理論：變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場，在電場的周圍不一定存在著由該電場產(chǎn)生的磁場，原因是若變化的電場就一定產(chǎn)生磁場，若是穩(wěn)定的電場則不會產(chǎn)生磁場的，若周期性變化的電場一定產(chǎn)生同周期變化的磁場，而均勻變化的電場不能產(chǎn)生均勻變化的磁場。10.如圖所示，勻強磁場中有一個固定的金屬框，在框上放一根金屬棒AB，金屬框與金屬棒構成閉合電路ABEF．當AB不動時，電路中（填“有”或“無”）感應電流；當AB向右移動時，電路中（填“有”或“無”）感應電流．參考答案：無，有【考點】導體切割磁感線時的感應電動勢．【分析】當閉合回路中的部分導體做切割磁感線運動時，導致磁通量變大，從而使導體中可以產(chǎn)生感應電流．【解答】解：根據(jù)題意可知，當AB不動時，則磁通量不變，則沒有感應電流；當導體沿紙面向右運動時，穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應電流．故答案為：無，有兩質量均為11.M的冰船A、B靜止在光滑冰面上，軸線在一條直線上，船頭相對，質量為m的小球從A船跳入B船，又立刻跳回，A、B兩船最后的速度之比是_______________。參考答案：M：（M+m）

12.如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有一半徑r＝10cm、電阻R＝0.01Ω、質量m＝0.02kg的金屬圓環(huán)以v0＝10m/s的速度向一足夠大、磁感應強度B＝0.3T的勻強磁場滑去，當圓環(huán)剛好有一半進入磁場時，圓環(huán)的加速度為a＝158.4m/s2，此過程圓環(huán)增加的內(nèi)能為_________________焦耳。（保留兩位有效數(shù)字）參考答案：13.如圖所示，勻強磁場豎直向下，磁感應強度為B。有一邊長為L的正方形導線框abcd，匝數(shù)為N，可繞OO′邊轉動，導線框總質量為m，總電阻為R?，F(xiàn)將導線框從水平位置由靜止釋放，則在此過程中流過導線某一截面的電量為__________參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（10分）為了“探究碰撞中的不變量”，小明在光滑桌面上放有A、B兩個小球．A球的質量為0.3kg，以速度8m/s跟質量為0.1kg、靜止在桌面上的B球發(fā)生碰撞，并測得碰撞后B球的速度為9m/s，A球的速度變?yōu)?m/s，方向與原來相同．根據(jù)這些實驗數(shù)據(jù)，小明對這次碰撞的規(guī)律做了如下幾種猜想．【猜想1】碰撞后B球獲得了速度，A球把速度傳遞給了B球．【猜想2】碰撞后B球獲得了動能，A球把減少的動能全部傳遞給了B球．(1)你認為以上的猜想成立嗎？若不成立，請簡述理由.(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，通過計算說明，有一個什么物理量，在這次碰撞中，B球所增加的這個物理量與A球所減少的這個物理量相等？參考答案：（1）猜想1、2均不成立.因為A球的速度只減少了3m/s,B球的速度卻增加了8m/s,所以猜想1是錯的。（2分）A球的動能減少了,B球動能增加了,所以猜想2也是錯的；（2分）（2）計算：B球動量的增加量ΔpB=0.1×9=0.9kg·m/s，（2分）A球動量的減少量ΔpA=0.3×8－0.3×5=0.9kg·m/s，（2分）從計算結果可得，B球動量的增加量與A球動量的減少量相等．即系統(tǒng)的總動量保持不變．（2分）15.在1731年，一名英國商人發(fā)現(xiàn)，雷電過后，他的一箱新刀叉竟顯示出磁性．請應用奧斯特的實驗結果，解釋這種現(xiàn)象．參考答案：閃電產(chǎn)生的強電流產(chǎn)生磁場會使刀叉磁化．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，兩平行金屬導軌間的距離L=0.40m，金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ=37o，在導軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應強度B=0.50T、方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場。金屬導軌的一端接有電動勢E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源?，F(xiàn)把一個質量m=0.040kg的導體棒ab放在金屬導軌上，導體棒恰好靜止。導體棒與金屬導軌垂直、且接觸良好，導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻R0=2.5Ω，金屬導軌電阻不計，g取10m/s2。已知sin37o=0.60，cos37o=0.80，求：（1）通過導體棒的電流；（2）導體棒受到的安培力大?。唬?）導體棒受到的摩擦力。參考答案：（1）導體棒、金屬導軌和直流電源構成閉合電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：I==1.5A

（3分）（2）導體棒受到的安培力：

F安=BIL=0.30N

（3分）（3）設導體棒受沿斜面向下的摩擦力f根據(jù)共點力平衡條件

mgsin37o+f=F安

（2分）解得：f=0.06N

方向：沿斜面向下

17.如圖所示，在以O為圓心，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，有一個水平方向的勻強磁場，磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向外．豎直平行正對放置的兩金屬板A、K連在電壓可調的電路中．S1、S2為A、K板上的兩個小孔，且S1、S2和O在同一直線上，另有一水平放置的足夠大的熒光屏D，O點與熒光屏的距離為h．比荷（電荷量與質量之比）為k的帶正電的粒子由S1進入電場后，通過S2射入磁場中心，通過磁場后打在熒光屏D上．粒子進人電場的初速度及其所受重力均可忽略不計．

（1）請分段描述粒子自S1到熒光屏D的運動情況；

（2）求粒子垂直打在熒光屏上P點時速度的大??；

（3）移動變阻器滑片，使粒子打在熒光屏上的Q點，PQ=

（如圖所示），求此時A、K兩極板間的電壓．

參考答案：（1）粒子在電場中自S1至S2做勻速直線運動；自S2至進入磁場前做勻速直線運動；進入磁場后做勻速圓周運動；離開磁場至熒光屏做勻速直線運動．

（4分）（2）設粒子的質量為m，電荷量為q，垂直打在熒光屏上的P點時的速度為，粒子垂直打在熒光屏上，說明粒子在磁場中的運動是四分之一圓周，運動半徑r1=R，如圖所示

（2分）根據(jù)牛頓第二定律

（2分）依題意

（1分）解得

（2分）（3）設粒子在磁場中運動軌道半徑為r2，偏轉角為2，粒子射出磁場時的方向與豎直方向夾角為，粒子打到Q點時的軌跡如圖所示，由幾何關系可知

（2分）

（2分）設此時A、K兩極板間的電壓為U，粒子離