山東省萊蕪市和莊鄉(xiāng)普通中學(xué)2022-2023學(xué)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(xué)2022-2023學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)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(gè)核外電子，核內(nèi)一個(gè)質(zhì)子變?yōu)橹凶樱雍怂プ兂梢粋€(gè)新核，并且放出一個(gè)中微子（其質(zhì)量小于電子質(zhì)量且不帶電）．若一個(gè)靜止的原子核發(fā)生“軌道電子俘獲”（電子的初動(dòng)量可不計(jì)），則（）A．生成的新核與衰變前的原子核質(zhì)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(dòng)量大小相等參考答案：AD【考點(diǎn)】動(dòng)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(gè)核外電子，核內(nèi)一個(gè)質(zhì)子變?yōu)橹凶樱雍怂プ兂梢粋€(gè)新核，并且放出一個(gè)中微子，因?yàn)橘|(zhì)子和中子的質(zhì)量數(shù)相同，所以新核和原核的質(zhì)量數(shù)相同，電荷數(shù)減?。雍撕头@的電子組成的系統(tǒng)，動(dòng)量守恒．【解答】解：A、質(zhì)子與中子的質(zhì)量數(shù)相同，所以發(fā)生“軌道電子俘獲”后新核與原核質(zhì)量數(shù)相同，A正確；B、新核質(zhì)子數(shù)減少，故核電荷數(shù)減少，故B錯(cuò)誤；C、新核與原核質(zhì)子數(shù)不同，不能稱它們互為同位素，故C錯(cuò)誤；D、以靜止原子核及被俘獲電子為系統(tǒng)，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，系統(tǒng)初動(dòng)量為零，所以生成的新核與中微子的動(dòng)量大小相等，方向相反，D正確．故選AD．2.如圖所示,實(shí)線為一勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，一個(gè)帶負(fù)電粒子射入電場(chǎng)后，留下一條從a到b虛線所示的徑跡，重力不計(jì)，下列判斷正確的是（

）A.b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)

B.粒子在a點(diǎn)的動(dòng)能小于在b點(diǎn)的動(dòng)能C.粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能D.場(chǎng)強(qiáng)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(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為2Ａ，則下面說(shuō)法中錯(cuò)誤的是

Ａ、電源電動(dòng)勢(shì)為3Ｖ，內(nèi)阻為1ΩＢ、線段ＡＢ表示的輸出功率為2ＷＣ、電流為2Ａ?xí)r，外電路電阻為0.5ΩＤ、電流為3Ａ?xí)r，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(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的邊界是MN，在MN左側(cè)無(wú)磁場(chǎng)，如圖甲所示．現(xiàn)有一個(gè)閉合的金屬線框以恒定速度從MN左側(cè)水平進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．線框中的電流隨時(shí)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(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv，設(shè)線框總電阻是R，則感應(yīng)電流I==；由圖乙所示圖象可知，感應(yīng)電流先均勻增大，后均勻減?。蛴捎贐、v、R是定值，故導(dǎo)體棒的有效長(zhǎng)度L應(yīng)先均勻增大，后均勻減?。瓵、梯形線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有效長(zhǎng)度L先均勻增加，后不變，最后均勻減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流先均勻增大，后不變，再均勻減小，不符合要求，故A錯(cuò)誤；B、三角形線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有效長(zhǎng)度L先增加，后減小，且隨時(shí)間均勻變化，符合題意，故B正確；D、閉合圓環(huán)勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有效長(zhǎng)度L先變大，后變小，但L不隨時(shí)間均勻變化，不符合題意，故C錯(cuò)誤；D、正六邊形線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有效長(zhǎng)度L先均勻增大，再不變，后均勻減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流先均勻變大，再不變，后均勻變小，不符合題意，故D錯(cuò)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(shí)驗(yàn)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(dòng)

B．向磁鐵外擺動(dòng)

C．靜止不動(dòng)

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

。參考答案：7.某同學(xué)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(kāi)關(guān)?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）根據(jù)圖示的電路，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，用于測(cè)量

（填“電流”、“電壓”）；開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，用于測(cè)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(gè)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(yīng)

聯(lián)一個(gè)

Ω。參考答案：串，9009.麥克斯韋電磁理論的基本要點(diǎn)是：__________________________。參考答案：變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論：變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，在電場(chǎng)的周圍不一定存在著由該電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)，原因是若變化的電場(chǎng)就一定產(chǎn)生磁場(chǎng)，若是穩(wěn)定的電場(chǎng)則不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)的，若周期性變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生同周期變化的磁場(chǎng)，而均勻變化的電場(chǎng)不能產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)。10.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)固定的金屬框，在框上放一根金屬棒AB，金屬框與金屬棒構(gòu)成閉合電路ABEF．當(dāng)AB不動(dòng)時(shí)，電路中（填“有”或“無(wú)”）感應(yīng)電流；當(dāng)AB向右移動(dòng)時(shí)，電路中（填“有”或“無(wú)”）感應(yīng)電流．參考答案：無(wú)，有【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．【分析】當(dāng)閉合回路中的部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致磁通量變大，從而使導(dǎo)體中可以產(chǎn)生感應(yīng)電流．【解答】解：根據(jù)題意可知，當(dāng)AB不動(dòng)時(shí)，則磁通量不變，則沒(méi)有感應(yīng)電流；當(dāng)導(dǎo)體沿紙面向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流．故答案為：無(wú)，有兩質(zhì)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(duì)，質(zhì)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(zhì)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(yīng)強(qiáng)度B＝0.3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)滑去，當(dāng)圓環(huán)剛好有一半進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，圓環(huán)的加速度為a＝158.4m/s2，此過(guò)程圓環(huán)增加的內(nèi)能為_(kāi)________________焦耳。（保留兩位有效數(shù)字）參考答案：13.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框abcd，匝數(shù)為N，可繞OO′邊轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線框總質(zhì)量為m，總電阻為R?，F(xiàn)將導(dǎo)線框從水平位置由靜止釋放，則在此過(guò)程中流過(guò)導(dǎo)線某一截面的電量為_(kāi)_________參考答案：三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)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(gè)小球．A球的質(zhì)量為0.3kg，以速度8m/s跟質(zhì)量為0.1kg、靜止在桌面上的B球發(fā)生碰撞，并測(cè)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(lái)相同．根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小明對(duì)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(dòng)能，A球把減少的動(dòng)能全部傳遞給了B球．(1)你認(rèn)為以上的猜想成立嗎？若不成立，請(qǐng)簡(jiǎn)述理由.(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，有一個(gè)什么物理量，在這次碰撞中，B球所增加的這個(gè)物理量與A球所減少的這個(gè)物理量相等？參考答案：（1）猜想1、2均不成立.因?yàn)锳球的速度只減少了3m/s,B球的速度卻增加了8m/s,所以猜想1是錯(cuò)的。（2分）A球的動(dòng)能減少了,B球動(dòng)能增加了,所以猜想2也是錯(cuò)的；（2分）（2）計(jì)算：B球動(dòng)量的增加量ΔpB=0.1×9=0.9kg·m/s，（2分）A球動(dòng)量的減少量ΔpA=0.3×8－0.3×5=0.9kg·m/s，（2分）從計(jì)算結(jié)果可得，B球動(dòng)量的增加量與A球動(dòng)量的減少量相等．即系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變．（2分）15.在1731年，一名英國(guó)商人發(fā)現(xiàn)，雷電過(guò)后，他的一箱新刀叉竟顯示出磁性．請(qǐng)應(yīng)用奧斯特的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，解釋這種現(xiàn)象．參考答案：閃電產(chǎn)生的強(qiáng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)會(huì)使刀叉磁化．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37o，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源?，F(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m=0.040kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取10m/s2。已知sin37o=0.60，cos37o=0.80，求：（1）通過(guò)導(dǎo)體棒的電流；（2）導(dǎo)體棒受到的安培力大??；（3）導(dǎo)體棒受到的摩擦力。參考答案：（1）導(dǎo)體棒、金屬導(dǎo)軌和直流電源構(gòu)成閉合電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：I==1.5A

（3分）（2）導(dǎo)體棒受到的安培力：

F安=BIL=0.30N

（3分）（3）設(shè)導(dǎo)體棒受沿斜面向下的摩擦力f根據(jù)共點(diǎn)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(shè)為圓心，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，有一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外．豎直平行正對(duì)放置的兩金屬板A、K連在電壓可調(diào)的電路中．S1、S2為A、K板上的兩個(gè)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(diǎn)與熒光屏的距離為h．比荷（電荷量與質(zhì)量之比）為k的帶正電的粒子由S1進(jìn)入電場(chǎng)后，通過(guò)S2射入磁場(chǎng)中心，通過(guò)磁場(chǎng)后打在熒光屏D上．粒子進(jìn)人電場(chǎng)的初速度及其所受重力均可忽略不計(jì)．

（1）請(qǐng)分段描述粒子自S1到熒光屏D的運(yùn)動(dòng)情況；

（2）求粒子垂直打在熒光屏上P點(diǎn)時(shí)速度的大??；

（3）移動(dòng)變阻器滑片，使粒子打在熒光屏上的Q點(diǎn)，PQ=

（如圖所示），求此時(shí)A、K兩極板間的電壓．

參考答案：（1）粒子在電場(chǎng)中自S1至S2做勻速直線運(yùn)動(dòng)；自S2至進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻速直線運(yùn)動(dòng)；進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；離開(kāi)磁場(chǎng)至熒光屏做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

（4分）（2）設(shè)粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，垂直打在熒光屏上的P點(diǎn)時(shí)的速度為，粒子垂直打在熒光屏上，說(shuō)明粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是四分之一圓周，運(yùn)動(dòng)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(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌道半徑為r2，偏轉(zhuǎn)角為2，粒子射出磁場(chǎng)時(shí)的方向與豎直方向夾角為，粒子打到Q點(diǎn)時(shí)的軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系可知

（2分）

（2分）設(shè)此時(shí)A、K兩極板間的電壓為U，粒子離