山西省運(yùn)城市夏縣第二中學(xué)2021年高二物理上學(xué)期期末試卷含解析

山西省運(yùn)城市夏縣第二中學(xué)2021年高二物理上學(xué)期期末試卷含解析一、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.用光子能量為E的單色光照射容器中處于基態(tài)的一群氫原子。停止照射后，發(fā)現(xiàn)該容器內(nèi)的氫能夠釋放出三種不同頻率的光子，它們的頻率由低到高依次為v1、v2、v3，且v2恰好能使某種金屬A發(fā)生光電效應(yīng)。由此可知

A．單色光的光子能量E=hv1

B．單色光的光子能量E=hv3

C．單色光的光子能量E=h（v1+v2）

D．v1、v3也能使金屬A發(fā)生光電效應(yīng)參考答案：BC2.質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的物理模型，下面對(duì)質(zhì)點(diǎn)的理解正確的是A．只有體積很小的物體才可以看作質(zhì)點(diǎn)B．只有質(zhì)量很小的物體才可以看作質(zhì)點(diǎn)C．研究月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期時(shí)，可將月球看作質(zhì)點(diǎn)D．因?yàn)榈厍虻馁|(zhì)量、體積很大，所以在任何情況下都不能將地球看作質(zhì)點(diǎn)參考答案：C3.關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（

）A．不考慮空氣阻力的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)B．自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．質(zhì)量大的物體，所受重力大，因而落地速度大D．重力加速度在地球赤道處最大參考答案：B4.用起重機(jī)將質(zhì)量為m的物體勻速地吊起一段距離，那么作用在物體上的各力的做功情況，下列說(shuō)法正確的是A.重力做正功，拉力做負(fù)功，合力做功為零

B.重力做負(fù)功，拉力做正功，合力做功為零C.重力做負(fù)功，拉力做正功，合力做正功

D.重力不做功，拉力做正功，合力做正功參考答案：B5.（多選）如圖所示，A、B為兩個(gè)相同的環(huán)形線圈，共軸并靠近放置，A線圈中通有如圖(a)所示的交流電i，則（

）A．在t1到t2時(shí)間內(nèi)A、B兩線圈相吸B．在t2到t3時(shí)間內(nèi)A、B兩線圈相吸C．t1時(shí)刻兩線圈間作用力為零D．t2時(shí)刻兩線圈間作用力最大參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.在研究電流跟電壓、電阻之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，小明通過(guò)改變電路中的電壓和電阻，分別測(cè)得了如圖所示兩組數(shù)據(jù)分析表1數(shù)據(jù)，可得到的結(jié)論是：

。分析表2數(shù)據(jù)，可得到的結(jié)論是：

。參考答案：對(duì)定值電阻來(lái)說(shuō)，通過(guò)它的電流和他它兩端電壓成正比在電壓恒定的情形下，電流和電阻大小成反比。7.如右圖所示，將馬蹄形磁鐵放在鐵架臺(tái)上，并使粗銅棒P恰好位于磁鐵的磁極間。按右圖連接成電路，在粗銅棒靜止的情況下，閉合電鍵，發(fā)現(xiàn)粗銅棒發(fā)生運(yùn)動(dòng)。（1）該現(xiàn)象給明磁場(chǎng)對(duì)__________有力的作用，改變_________或__________可以改變這個(gè)作用力的方向；（2）在如圖所示的情況下，粗銅棒P將向_________運(yùn)動(dòng)。參考答案：（1）電流，電流方向，磁場(chǎng)方向

（2）右8.傳感器是把非電學(xué)量（如速度、溫度、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量變化的一種元件，在自動(dòng)控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。如圖是一種測(cè)定液面高度的電容式傳感器的示意圖，金屬芯線與電介質(zhì)固定并與導(dǎo)電液體形成一個(gè)電容器，從指示器顯示的電容C大小的變化就能反映液面升降情況。某次觀測(cè)時(shí)，指示器顯示電容C在增大，據(jù)此可判斷液面在

▲

（填“升高”或“降低”）。ks5u

參考答案：

升高

9.面積0.5m2的閉合導(dǎo)線環(huán)處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)磁場(chǎng)與環(huán)面垂直時(shí)，穿過(guò)環(huán)面的磁通量是_________Wb，當(dāng)導(dǎo)線環(huán)轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，環(huán)面與磁場(chǎng)平行時(shí)，穿過(guò)環(huán)面的磁通量為__________Wb.

參考答案：0.2,

0

10.（4分）如圖所示，厚壁容器的一端通過(guò)膠塞插進(jìn)一個(gè)溫度計(jì)和一個(gè)進(jìn)氣管，另一端有個(gè)可移動(dòng)的膠塞(用卡子卡住)，用打氣筒慢慢向容器內(nèi)打氣，當(dāng)容器內(nèi)的壓強(qiáng)增大到一定程度時(shí)，讀出溫度計(jì)的讀數(shù)。打開卡子，讓氣體快速?zèng)_開膠塞，此后再讀溫度計(jì)的示數(shù)將__________（填升高、降低），說(shuō)明氣體對(duì)外做功，內(nèi)能__________（填增加、減?。?。參考答案：

降低，減小11.（4分）用分子動(dòng)理論解釋氣體的實(shí)驗(yàn)定律，一定質(zhì)量的理想氣體，體積保持不變時(shí)，分子密集程度保持不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能

，氣體的壓強(qiáng)

，這就是查理定律的微觀解釋。（填“增大”、“減小”或“不變”）參考答案：增大，增大12.如圖所示，導(dǎo)體棒A、B相互連接，一帶正電的導(dǎo)體Q靠近A端。用手接觸B端，移去手再移去Q，將A、B分開，則A帶

電荷，B帶

電荷。若手的接觸點(diǎn)改在A端，先分開A、B，再移走導(dǎo)體Q，則A帶

電荷，B帶

電荷。（請(qǐng)?jiān)诖痤}卷上填正、負(fù)或不帶電）參考答案：負(fù)，負(fù)，負(fù)，不帶電13.汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動(dòng)的輪胎在地面上發(fā)生滑動(dòng)，可以明顯的看出滑動(dòng)的痕跡，即常說(shuō)的剎車線，由剎車線長(zhǎng)短可以得知汽車剎車前的速度大小，因此剎車線的長(zhǎng)度是分析交通事故的一個(gè)重要依據(jù)。若汽車剎車后以7m/s2的加速度運(yùn)動(dòng)，剎車線長(zhǎng)14m，則可知汽車在緊急剎車前的速度的大小是

m/s。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.很多轎車中設(shè)有安全氣囊以保障駕乘人員的安全，轎車在發(fā)生一定強(qiáng)度的碰撞時(shí)，利疊氮化納（NaN3）爆炸產(chǎn)生氣體（假設(shè)都是N2）充入氣囊．若氮?dú)獬淙牒蟀踩珰饽业娜莘eV=56L，囊中氮?dú)饷芏圈?2.5kg/m3，已知氮?dú)獾哪栙|(zhì)最M=0.028kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1，試估算：（1）囊中氮?dú)夥肿拥目倐€(gè)數(shù)N；（2）囊中氮?dú)夥肿娱g的平均距離．參考答案：解：（1）設(shè)N2的物質(zhì)的量為n，則n=氮?dú)獾姆肿涌倲?shù)N=NA代入數(shù)據(jù)得N=3×1024．（2）氣體分子間距較大，因此建立每個(gè)分子占據(jù)一個(gè)立方體，則分子間的平均距離，即為立方體的邊長(zhǎng)，所以一個(gè)氣體的分子體積為：而設(shè)邊長(zhǎng)為a，則有a3=V0解得：分子平均間距為a=3×10﹣9m答：（1）囊中氮?dú)夥肿拥目倐€(gè)數(shù)3×1024；（2）囊中氮?dú)夥肿娱g的平均距離3×10﹣9m．【考點(diǎn)】阿伏加德羅常數(shù)．【分析】先求出N2的物質(zhì)量，再根據(jù)阿伏加德羅常數(shù)求出分子的總個(gè)數(shù)．根據(jù)總體積與分子個(gè)數(shù)，從而求出一個(gè)分子的體積，建立每個(gè)分子占據(jù)一個(gè)立方體，則分子間的平均距離，即為立方體的邊長(zhǎng)，四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.(16分)如圖所示，一個(gè)很長(zhǎng)的豎直放置的圓柱形磁鐵，在其外部產(chǎn)生一個(gè)中心輻射磁場(chǎng)(磁場(chǎng)水平向外)，其大小為(其中r為輻射半徑——考察點(diǎn)到圓柱形磁鐵中心軸線的距離，k為常數(shù))，設(shè)一個(gè)與磁鐵同軸的圓形鋁環(huán)，半徑為R(大于圓柱形磁鐵的半徑)，制成鋁環(huán)的鋁絲其橫截面積為S，鋁環(huán)由靜止下落通過(guò)磁場(chǎng)，下落過(guò)程中鋁環(huán)平面始終水平，已知鋁絲電阻率為，密度為，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，試求：

（1）鋁環(huán)下落的速度為v時(shí)鋁環(huán)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多大？（2）鋁環(huán)下落的最終速度是多大？（3）如果從開始到下落高度為h時(shí)，速度最大，經(jīng)歷的時(shí)間為t，這一過(guò)程中電流的有效值I0是多大？

參考答案：解析：（1）由題意知圓形鋁環(huán)所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為鋁環(huán)有效切割長(zhǎng)度為其周長(zhǎng)，即

當(dāng)鋁環(huán)速度為v時(shí)，切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為

（4分）（2）)當(dāng)鋁環(huán)加速度為零時(shí)，有最大速度，根據(jù)題意有：鋁環(huán)的電阻R0為

（1分）鋁環(huán)的質(zhì)量

（1分）鋁環(huán)中的電流為

此時(shí)安培力

（3分）由平衡條件可知

（2分）聯(lián)立解得

（1分）（3）由能量守恒定律得

（3分）

解得

（1分）17.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小以及方向；（3）導(dǎo)體棒受到的摩擦力大小與方向。

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分

I=1.5A…………1分（2）導(dǎo)體棒受到的安培力：F安=BIL…………2分

F=0.30N…………1分

方向沿斜面向上

1分（3）導(dǎo)體棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mgsin37o=0.24N………1分由于F1小于安培力，故導(dǎo)體棒受