山西省臨汾市西張中學(xué)2021-2022學(xué)年高二物理上學(xué)期期末試題含解析

山西省臨汾市西張中學(xué)2021-2022學(xué)年高二物理上學(xué)期期末試題含解析一、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.（單選）如圖所示是某離子速度選擇器的原理示意圖，在一半徑為R=10cm的圓柱桶內(nèi)有B=1×10﹣4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向平行于軸線(xiàn)，在圓柱桶內(nèi)某一直徑兩端開(kāi)有P、Q兩個(gè)小孔，其中P孔作為入射孔，離子束以不同角度入射，最后有不同速度的離子束從Q孔射出，現(xiàn)有一離子源發(fā)射荷質(zhì)為2×1011C/kg的陽(yáng)離子，且粒子束中速度分布連續(xù)，當(dāng)角θ=45°時(shí)，出射離子速度v的大小是（）A．m/sB．2m/sC．2m/sD．4m/s參考答案：解：離子從小孔a射入磁場(chǎng)，與ab方向的夾角為α=45°，則離子從小孔b離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度與ab的夾角也為α=45°，過(guò)入射速度和出射速度方向作垂線(xiàn)，得到軌跡的圓心O′，畫(huà)出軌跡如圖，由幾何知識(shí)得到軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角θ=2α=90°，則離子的軌跡半徑=2R由牛頓第二定律得：Bqv=m解得：v==2×106m/s故選B2.在電磁波譜中，紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光和倫琴射線(xiàn)（射線(xiàn)）三個(gè)波段的頻率大小關(guān)系是A．紅外線(xiàn)的頻率最大，可見(jiàn)光的頻率最小B．倫琴射線(xiàn)的頻率最大，紅外線(xiàn)的頻率最小C．可見(jiàn)光的頻率最大，紅外線(xiàn)的頻率最小D．倫琴射線(xiàn)頻率最大，可見(jiàn)光的頻率最小參考答案：B3.如圖示，金屬桿ab以恒定的速率v在光滑的平行導(dǎo)軌上向右滑行，設(shè)整個(gè)電路中總電阻為R（恒定不變），整個(gè)裝置置于垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則下列說(shuō)法正確的是（

）A．a(chǎn)b桿中的電流與速率v成正比B．電阻R上產(chǎn)生的電熱功率與速率v成正比C．磁場(chǎng)作用于ab桿的安培力與速率v成正比D．外力對(duì)ab桿做功的功率與速率v成正比參考答案：AC4.圖中的四個(gè)圖分別表示勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、閉合電路中一部分直導(dǎo)線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)速度v和電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I的相互關(guān)系，其中正確是（

）

參考答案：A5.（單選）如圖2所示，正中O是水面上一波源，實(shí)、虛線(xiàn)分別表示該時(shí)刻的波峰、波谷，A是擋板，B是小孔，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，水面上的波形發(fā)生明顯衍射的區(qū)域是

A．陰影I、Ⅱ區(qū)

B．陰影I區(qū)域

C．陰影Ⅱ區(qū)域

D．上述答案均不對(duì)參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如下圖，圖線(xiàn)a是線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的正弦交流電的圖象，當(dāng)調(diào)整線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖線(xiàn)b所示，線(xiàn)圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為

；兩種情況在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱之比Qa∶Qb＝

。參考答案：3∶2

；

9∶4

7.已知地面附近高度每升高m，大氣壓降低mmHg．為了觀測(cè)大氣壓這一微小變化，某實(shí)驗(yàn)小組巧妙地設(shè)計(jì)了如圖所示的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，在一個(gè)密閉的玻璃瓶的塞子上插入一根兩端開(kāi)口且足夠長(zhǎng)的細(xì)玻璃管，瓶?jī)?nèi)有一定量的水和空氣．由于內(nèi)外壓強(qiáng)差，細(xì)玻璃管內(nèi)水面a將與瓶?jī)?nèi)有一定的高度差．（不計(jì)水面升降引起的瓶?jī)?nèi)空氣體積的變化，水銀的密度為13.6×103kg/m3）（1）該小組成員選擇瓶?jī)?nèi)裝水而不裝水銀的主要原因是．（2）現(xiàn)將玻璃瓶放置在地面上，記錄此時(shí)管內(nèi)水面a的位置，再將玻璃瓶放到離地m的講臺(tái)上時(shí)，則玻璃管內(nèi)水面將（上升，下降）mm；（設(shè)溫度保持不變）（3）小組成員想用此裝置來(lái)測(cè)量高度．先將此裝置放在溫度為27℃、大氣壓為mmHg的A處，測(cè)得水柱的高度mm．然后將裝置緩慢地平移另一高度的B處，待穩(wěn)定后發(fā)現(xiàn)水柱升高了mm，已知B處比A處的溫度高1℃，則AB間高度差為m；參考答案：①水密度比水銀小，同樣壓強(qiáng)變化時(shí)，高度差明顯（答到水的密度小便能得分）

②上升，1.36；③5.48.雨滴下落時(shí)所受到的空氣阻力與雨滴的速度有關(guān)，雨滴速度越大，它受到的空氣阻力越大；此外，當(dāng)雨滴速度一定時(shí)，雨滴下落時(shí)所受到的空氣阻力還與雨滴半徑的次方成正比。假設(shè)一個(gè)大雨滴和一個(gè)小雨滴從同一云層同時(shí)下落，最終它們都

（填“加速”、“減速”或“勻速”）下落。

（填“大”或“小”）雨滴先落到地面；接近地面時(shí)，

（填“大”或“小”）雨滴的速度較小。參考答案：勻速（2分） 大（1分） 小（1分）9.如圖所示，質(zhì)量為M的小車(chē)靜止在光滑的水平地面上，車(chē)上裝有半徑為R的半圓形光滑軌道．現(xiàn)將質(zhì)量為m的小球放于半圓形軌道的邊緣上，并由靜止開(kāi)始釋放，當(dāng)小球滑至半圓形軌道的最低點(diǎn)位置時(shí)，小車(chē)移動(dòng)的距離為，小球的速度為．參考答案：；．【考點(diǎn)】動(dòng)量守恒定律．【分析】（1）小球從靜止下滑時(shí)，系統(tǒng)水平方向不受外力，動(dòng)量守恒．小球下滑直到右側(cè)最高點(diǎn)的過(guò)程中，車(chē)一直向左運(yùn)動(dòng)，根據(jù)系統(tǒng)水平方向平均動(dòng)量守恒，用水平位移表示小球和車(chē)的速度，根據(jù)動(dòng)量守恒列式求解車(chē)向左移動(dòng)的最大距離；（2）小球滑至車(chē)的最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)的水平方向動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒列式，即可求出小球的速度；【解答】解：當(dāng)小球滾到最低點(diǎn)時(shí)，設(shè)此過(guò)程中小球水平位移的大小為s1，車(chē)水平位移的大小為s2．在這一過(guò)程中，由系統(tǒng)水平方向總動(dòng)量守恒得（取水平向左為正方向）m﹣M=0又s1+s2=R由此可得：s2=當(dāng)小球滾至凹槽的最低時(shí)，小球和凹槽的速度大小分別為v1和v2．據(jù)水平方向動(dòng)量守恒

mv1=Mv2另?yè)?jù)機(jī)械能守恒得：mgR=mv12+Mv22得：v1=故答案為：；．10.用頻率為ν的光照射光電管陰極時(shí)，產(chǎn)生的光電流隨陽(yáng)極與陰極間所加電壓的變化規(guī)律如圖所示，Uc為遏止電壓.已知電子電荷量為-e，普朗克常量為h，則光電子的最大初動(dòng)能Ekm=

；該光電管發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率ν0=

．參考答案：Ekm=eUc

ν0=ν-eUc/h

11.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用

（選填“直流”或“交流”）電源的計(jì)時(shí)儀器。下圖是某同學(xué)在研究小車(chē)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶。圖中A、B、C、D、E是按打點(diǎn)先后順序依次選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s由圖中的數(shù)據(jù)可知，打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度_________（選填“大于”或“小于”）打D點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度；計(jì)數(shù)點(diǎn)B、D對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)小車(chē)平均速度的大小為_(kāi)__________。參考答案：12.如圖11所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，點(diǎn)為半圓弧的圓心，.電荷量相等、符號(hào)相反的兩個(gè)電荷分別置于M、N兩點(diǎn)，這時(shí)點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E1；若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)，則點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小變?yōu)镋2。則E1與E2之比為

。參考答案：13.（6分）（鈾）衰變?yōu)椋ㄣU）的半衰期為45億年，假設(shè)一塊礦石原來(lái)只含鈾而不含鉛，并且發(fā)生衰變的鈾都變成鉛，那么經(jīng)過(guò)90億年時(shí)，這塊礦石中鈾核和鉛核的數(shù)目之比為_(kāi)_______，鈾核和鉛核的質(zhì)量之比為_(kāi)____________。參考答案：1：3，238：618三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.讀出圖中游標(biāo)卡尺與螺旋測(cè)微器的讀數(shù)，游標(biāo)卡尺讀數(shù)為

mm，螺旋測(cè)微器讀數(shù)為

mm．參考答案：50.15，5.693±0.002．【考點(diǎn)】刻度尺、游標(biāo)卡尺的使用；螺旋測(cè)微器的使用．【分析】解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀．【解答】解：1、游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：5cm=50mm，游標(biāo)尺上第3個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為3×0.05mm=0.15mm，所以最終讀數(shù)為：50mm+0.15mm=50.15mm．2、螺旋測(cè)微器的固定刻度為5.5mm，可動(dòng)刻度為19.3×0.01mm=0.193mm，所以最終讀數(shù)為5.5mm+0.193mm=5.693mm，由于需要估讀，最后的結(jié)果為5.693±0.002．故答案為：50.15，5.693±0.002．15.“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)重物減少的重力勢(shì)能略大于增加的動(dòng)能，其主要原因是A．重物的質(zhì)量過(guò)大B．重物的體積過(guò)小C．電源的電壓偏低D．重物及紙帶在下落時(shí)受到阻力參考答案：D四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，直線(xiàn)MN上方為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)以速度v從點(diǎn)O與MN成30°角的方向射入磁場(chǎng)中，求：(1)電子從磁場(chǎng)中射出時(shí)距O點(diǎn)多遠(yuǎn)。(2)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多。參考答案：(1)由左手定則可判斷出電子應(yīng)落在ON之間，根據(jù)幾何關(guān)系可解得圓心角為60°，則電子出射點(diǎn)距O點(diǎn)的距離等于電子的運(yùn)動(dòng)半徑.(2)電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間應(yīng)為t＝T＝17.（14分）圖示是一透明的圓柱體的橫截面，其半徑R＝20cm，折射率為，AB是一條直徑，今有一束平行光沿AB方向射向圓柱體，試求：

（1）光在圓柱體中的傳播速度；

（2）距離直線(xiàn)AB多遠(yuǎn)的入射光線(xiàn)，折射后恰經(jīng)過(guò)B點(diǎn).參考答案：（1）光在圓柱體中的傳播速度

（2）設(shè)光線(xiàn)PC經(jīng)折射后經(jīng)過(guò)B點(diǎn)