山西省忻州市關(guān)縣陳家營(yíng)中學(xué)2021-2022學(xué)年高二物理下學(xué)期期末試題含解析

山西省忻州市關(guān)縣陳家營(yíng)中學(xué)2021-2022學(xué)年高二物理下學(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.如圖所示，讓平行板電容器充電后，靜電計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)一定角度，若不改變A、B兩極板的電量，僅讓B板向A板靠近，則靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度（

）

A、一定減小B、一定增大C、一定不變D、無法判斷參考答案：A2.（多選）如圖所示，在坐標(biāo)系xOy中，有邊長(zhǎng)為a的正方形金屬線框abcd，其一條對(duì)角線ac和y軸重合、頂點(diǎn)a位于坐標(biāo)原點(diǎn)O處。在y軸的右側(cè)的I、IV象限內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的上邊界與線框ab邊剛好重合，左邊界與y軸重合，右邊界與y軸平行。t=0時(shí)，線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)上邊界的方向穿過磁場(chǎng)區(qū)域。取沿a→b→c→d→a的感應(yīng)電流方向?yàn)檎较?，則在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流i、ab間的電勢(shì)差Uab隨時(shí)間t變化的圖線是（

）參考答案：AC3.勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放入一通電導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，長(zhǎng)10cm，電流為5A，所受安培力為0.5N，則磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為A．1T

B．0.01T C．0.25T D．25T參考答案：A4.如圖所示，當(dāng)將帶正電荷的球C移近不帶電的枕形金屬導(dǎo)體時(shí)，枕形金屬導(dǎo)體上電荷的移動(dòng)情況是（）A．枕形金屬導(dǎo)體中的正電荷向B端移動(dòng)，負(fù)電荷不移動(dòng)B．枕形金屬導(dǎo)體中的負(fù)電荷向A端移動(dòng)，正電荷不移動(dòng)C．枕形金屬導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時(shí)分別向B端和A端移動(dòng)D．枕形金屬導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時(shí)分別向A端和B端移動(dòng)參考答案：B5.（單選）某單色光照射到一逸出功為W的光電材料表面，所產(chǎn)生的光電子在垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的最大半徑為r，設(shè)電子的質(zhì)量為m，帶電量為e，普朗克常量為h，則該光波的頻率為（

） 參考答案：D根據(jù)光電效應(yīng)方程得，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，有：，則最大初動(dòng)能該光波的頻率：故D正確。故選D。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.一平行板電容器兩極板間的距離為d，極板面積為S，對(duì)此電容器充電后斷開電源，當(dāng)增加兩級(jí)板間距時(shí)，電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度

，電勢(shì)差為

，（填增大、減小或不變）參考答案：7.有面積為0.02m2的單匝矩形線圈，垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)放置，若它以某條邊為軸轉(zhuǎn)過90°，用時(shí)間0.01s，則在此過程中，穿過線圈的磁通量變化量為

；線圈內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

。參考答案：8.有兩個(gè)質(zhì)量為m的均處于基態(tài)的氫原子A、B，A靜止，B以速度v0與之發(fā)生碰撞．己知碰撞前后二者的速度均在一條直線上，碰撞過程中部分動(dòng)能有可能被某一氫原子吸收，從而該原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后，此原子向低能級(jí)態(tài)躍遷，并發(fā)出光子．若氫原子碰撞后發(fā)出一個(gè)光子，則速度v0至少為

。已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1(E1<0)．參考答案：9.（6分）如圖所示是做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置簡(jiǎn)圖。在抽成真空的玻璃管內(nèi)，K為陰極（用金屬銫制成，發(fā)生光電效應(yīng)的逸出功為1.9eV），A為陽極。在a、b間不接任何電源，用頻率為（高于銫的極限頻率）的單色光照射陰極K，會(huì)發(fā)現(xiàn)電流表指針有偏轉(zhuǎn)。這時(shí)，若在a、b間接入直流電源，a接正極，b接負(fù)極，并使a、b間電壓從零開始逐漸增大，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)增大到2.1V時(shí)，電流表的示數(shù)剛好減小到零。則a、b間未接直流電源時(shí)，通過電流表的電流方向?yàn)?/p>

（填上或下），從陰極K發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能EK=

J；入射單色光的頻率ν=

赫茲。參考答案：上，3.36×10-19，9.65×101410.遠(yuǎn)距離輸電，若輸送的電功率一定，輸電電壓增大到2倍，輸電線的電阻減小到原來的0．5倍，則輸電線損失的功率變?yōu)樵瓉淼?/p>

倍。參考答案：0.125

11.如圖所示，粗細(xì)均勻的、電阻為r的金屬圓環(huán)，放在圖示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，圓環(huán)直徑為l；長(zhǎng)為l、電阻為r/2的金屬棒ab放在圓環(huán)上，以v0向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)ab棒運(yùn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí)，金屬棒兩端的電勢(shì)差為

參考答案：BLV/312.如圖所示，長(zhǎng)為，質(zhì)量為的小船停在靜水中，一個(gè)質(zhì)量為的人站在船頭，若不計(jì)水的阻力，在人從船頭走到船尾的過程中，小船對(duì)地的位移是

。參考答案：13.在真空中兩個(gè)帶等量異種的點(diǎn)電荷，電量均為4×10-8C，相距40cm，則它們之間的相互作用力大小為________；在兩者連線的中點(diǎn)處，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為____________。（靜電力常量k的值為9.0×109N·m2/c2）參考答案：9.0×10-5N

9.0×103N/C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)，通過計(jì)算說明，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.（4分）如圖是高頻焊接原理示意圖，線圈中通以高頻交流電時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于焊接處的接觸電阻很大，放出的焦耳熱很多，致使溫度升得很高，將金屬熔化，焊接在一起，我國(guó)生產(chǎn)的自行車車架就是用這種辦法焊接的。請(qǐng)定性地說明：為什么交變電流的頻率越高，焊接處放出的熱量越多？參考答案：交變電流的頻率越高，它產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化就越快。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在待焊接工件中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大，感應(yīng)電流就越大(2分)，而放出的熱量與電流的平方成正比，所以交變電流的頻率越高，焊接處放出的熱餐越多(2分)。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，一玻璃磚的橫截面為半圓形，MN為截面的直徑,Q是MN上的一點(diǎn)且與M點(diǎn)的距離QM=（R為半圓形截面的半徑）。MN與水平光屏P平行，兩者的距離為d，一束與截面平行的紅光由Q點(diǎn)沿垂直于MN的方向射入玻璃磚，從玻璃磚的圓弧面射出后，在光屏上得到紅光。玻璃磚對(duì)該紅光的折射率為n=,求：①紅光由于玻璃磚的折射在屏上向什么方向移動(dòng)？移動(dòng)距離是多少？②如果保持入射光線和光屏的位置不變，而使玻璃磚沿MN向左移動(dòng),移動(dòng)的距離小于R/2，請(qǐng)定性說明屏上的光點(diǎn)如何移動(dòng)？亮度如何變化？參考答案：①如圖所示，光線應(yīng)向屏的左側(cè)移動(dòng)

……………2分

……………2分

解得α=600

……………2分

……………2分解得， ……………2分②當(dāng)玻璃磚左移時(shí)，入射角增大，折射角增大，所以光點(diǎn)左移，亮度減弱至消失?！?7.兩塊質(zhì)量都是m的木塊A和B在光滑水平面上均以速度v0/2向左勻速運(yùn)動(dòng)，中間用一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接著，如圖所示?，F(xiàn)從水平方向迎面射來一顆子彈，質(zhì)量為m/4，速度為v0，子彈射入木塊A并留在其中。求：(1)在子彈擊中木塊后的瞬間木塊A、B的速度vA和vB的大小。(2)在子彈擊中木塊后的運(yùn)動(dòng)過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能。參考答案：(1)

(2)(1)在子彈打入木塊A的瞬間，由于相互作用時(shí)間極短，彈簧來不及發(fā)生形變，A、B都不受彈力的作用，故；由于此時(shí)A不受彈力，木塊A和子彈構(gòu)成的系統(tǒng)在這極短過程中不受外力作用，系統(tǒng)動(dòng)量守恒：解得(2)由于木塊A、木塊B運(yùn)動(dòng)方向相同且vA＜vB，故彈簧開始被壓縮，分別給A、B木塊施以彈力，使得木塊A加速、B變減速運(yùn)動(dòng)，彈簧不斷被壓縮，彈性勢(shì)能增大，直到二者速度相等時(shí)彈簧彈性勢(shì)能最大，在彈簧壓縮過程木塊A(包括子彈)、B與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒。設(shè)彈簧壓縮量最大時(shí)共同速度為v，彈簧的最大彈性勢(shì)能為Epm，由動(dòng)量守恒定律得由機(jī)械能守恒定律得聯(lián)立解得：，18.（20分）一個(gè)大容器中裝有互不相溶的兩種液體，它們的密度分別為和（）?，F(xiàn)讓一長(zhǎng)為、密度為的均勻木棍，豎直地放在上面的液體內(nèi)，其下端離兩液體分界面的距離為，由靜止開始下落。試計(jì)算木棍到達(dá)最低處所需的時(shí)間。假定由于木棍運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的液體阻力可以忽略不計(jì)，且兩液體都足夠深，保證木棍始終都在液體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，未露出液面，也未與容器相碰。參考答案：解析：1．用表示木棍的橫截面積，從靜止開始到其下端到達(dá)兩液體交界面為止，在這過程中，木棍受向下的重力和向上的浮力。由牛頓第二定律可知，其下落的加速度

（1）用表示所需的時(shí)間，則

（2）由此解得

（3）2．木棍下端開始進(jìn)入下面液體后，用表示木棍在上面液體中的長(zhǎng)度，這時(shí)木棍所受重力不變，仍為，但浮力變?yōu)椋?dāng)時(shí)，浮力小于重力；當(dāng)時(shí)，浮力大于重力，可見有一個(gè)合力為零的平衡位置．用表示在此平衡位置時(shí)，木棍在上面液體中的長(zhǎng)度，則此時(shí)有

（4）由此可得

（5）即木棍的中點(diǎn)處于兩液體交界處時(shí)，木棍處于平衡狀態(tài)，取一坐標(biāo)系，其原點(diǎn)位于交界面上，豎直方向?yàn)檩S，向上為正，則當(dāng)木棍中點(diǎn)的坐標(biāo)時(shí)，木棍所受合力為零．當(dāng)中點(diǎn)坐標(biāo)為時(shí)，所受合力為

式中

（6）這時(shí)木棍的運(yùn)動(dòng)方程為為沿方向加速度

（7）由此可知為簡(jiǎn)諧振動(dòng)，其周期

（8）為了求同時(shí)在兩種液體中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，先求振動(dòng)的振幅．木棍下端剛進(jìn)入下面液體時(shí)，其速度

（9）由機(jī)械能守恒可知

（10）式中為此時(shí)木棍中心距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離，由（1）、（3）、（9）式可求得，再將和（6）式中的代入（10）式得

（11）由此可知，從木棍下端開始進(jìn)入下面液體到棍中心到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)所走的距離是