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河北省石家莊市第三十五中學2022年高二物理期末試卷含解析一、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.如圖所示,一個內壁光滑的圓錐的軸線垂直于水平面,圓錐固定不動,兩個質量相同的球、緊貼著內壁分別在圖中所示的水平面內做勻速圓周運動,則下列選項中正確的是A.球的線速度必大于球的線速度B.球的角速度必小于球的角速度C.球的運動周期必小于球的運動周期[來源:學§科§網]D.球對筒壁的壓力必大于球對筒壁的壓力參考答案:AB2.質量為m的炮彈沿水平方向飛行,其動能為Ek,突然在空中爆炸成質量相同的兩塊,其中一塊向后飛去,動能為,另一塊向前飛去,則向前的這塊的動能為A.

B.

C.

D.參考答案:B3.(單選題)已知長直通電導線在其周圍某點產生磁場的磁感應強度與該導線中的電流成正比,與該點到導線的距離成反比。如圖所示,a、b、c、d四根長直通電導體棒平行放置,它們的橫截面構成一個正方形,O為正方形中心,a、b、d中電流方向垂直紙面向里,c中電流方向垂直紙面向外,電流大小滿足:Ia=Ic=Id<Ib,則關于a、b、c、d長直通電導線在O點產生合磁場的方向可能是(

)A.由0點指向aob區(qū)域

B.由0點指向boc區(qū)域C.由O點指向cod區(qū)域D.由O點指向aod區(qū)域參考答案:D4.如圖所示,一閉合直角三角形線框以速度v勻速穿過勻強磁場區(qū)域.從BC邊進入磁場區(qū)開始計時,到A點離開磁場區(qū)止的過程中,線框內感應電流的情況(以逆時針方向為電流的正方向)是如圖所示中的參考答案:A5..下列說法中正確的是

A.晶體一定具有各向異性

B.兩個分子間的距離減小,則分子勢能減少

C.溫度不同的理想氣體,分子的平均動能可能相同

D.葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用參考答案:D二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計16分6.聲傳感器話筒能將______信號轉換為_______信號,電容式話筒的保真度比動圈式話筒好,其工作原理如圖所示。Q是絕緣支架,薄金屬膜M和固定電極N形成一個電容器,被直流電源充電,當聲波使膜片振動時,電容發(fā)生變化,電路中形成變化的電流。當膜片向右運動的過程中電容

(選填“變大”或“變小”),導線AB中有

(選填“向左”或“向右”)的電流。

參考答案:聲,電,變小,向左7.實驗中保持滑塊質量不變,改變滑塊受力時,測出滑塊在相等時間內由靜止開始運動的位移x.以小車的受力F為橫坐標,以小車的位置移x為縱坐標作圖,得出的圖象應是________,得出的實驗結論應是________.參考答案:8.如圖所示,為一列沿水平方向傳播的簡諧橫波在t=0時的波形圖,右圖是這列波中質點p的振動圖線,那么:(1)該波的傳播速度為________m/s;(2)該波的傳播方向為________(填“向左”或“向右”);(3)圖中Q點(坐標為x=2.25m處的點)的振動方程為:y=____________________cm.參考答案:(1)0.5m/s(2分)(2)向左(2分)(3)y=0.2cosπt

cm(2分)9.下圖是交流發(fā)電機的示意圖。為了清楚,老師只畫出了一匝線圈(實際共有N匝)。線圈AB邊(長l1)連在金屬環(huán)K上,CD邊(長也為l1)連在滑環(huán)L上;導體做的兩個電刷E、F分別壓在兩個滑環(huán)上,線圈在轉動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接。假定線圈沿逆時針方向以角速度ω0勻速轉動,如圖甲至丁。那么:(1)線圈轉到上述圖示的

位置時,線圈中電流最大;(2)線圈由丙轉到丁的過程中,AB邊中電流的方向

;(3)當AD邊和BC邊長均為l2,磁場可視為磁感應強度B的勻強磁場,整個電路總電阻設為R,以丙圖位置計時t=0,則線圈中電流隨時間變化的規(guī)律為i=

.

參考答案:10.電路中有一段導體,給它加20mV的電壓時,通過它的電流為5mA,可知這段導體的電阻為

Ω,如給它加30mV的電壓時,它的電阻為

Ω。參考答案:11.法國學者_______提出了著名的分子電流假設,這個假設揭示了磁現象的電本質,它使我們認識到磁鐵磁場和電流磁場一樣都是由__________產生的。參考答案:安培,電流12.有一充電的平行板電容器,兩極板間距3mm,兩極板的電壓為3V,則板間的電場強度為___

__V/m,現設法使極板上的電荷量減少3×10-4C。于是其電壓降為原來的1/3,由此可知,該電容的電容量為___

__μF。參考答案:13.電量為2×10-6C的正點電荷放入電場中A點,受到作用力為4×10-4N,方向向右,則A點的場強為________N/C,方向________。參考答案:三、簡答題:本題共2小題,每小題11分,共計22分14.關于電磁場的理論,下列說法正確的是(

)A.在電場周圍一定產生磁場,磁場周圍一定產生電場B.在變化的電場周圍一定產生變化的磁場,變化的磁場周圍一定產生變化的電場C.均勻變化的電場周圍一定產生均勻變化的磁場D.周期性變化的電場周圍一定產生周期性變化的磁場參考答案:B15.(6分)現代家庭電器化程度越來越高,用電安全是一個十分突出的問題。下表提供了一組部分人的人體電阻平均值數據。測量項目完全干燥時出汗或潮濕時電阻電流(加220V)電阻電流(加220V)手與手之間200kΩ1.1×10-3A5kΩ

手與腳之間300kΩ7.3×10-4A8kΩ

手與塑料鞋底之間400kΩ5.5×10-4A10kΩ

①從表中可看出干燥時電阻大約是潮濕時電阻的_______倍。②在空格中填入,對人體加220伏電壓后的電流值。③若對人的安全電流是25mA以下,上述哪幾項是十分危險的。④電路上有規(guī)格為10A的熔絲(俗稱保險絲),如右圖所示用電器R的功率是1500W,這時通過熔絲實際電流是多少?一個潮濕的人,手腳觸電,為什么熔絲不會斷(即熔絲不能救人命)。參考答案:(1)40(2)測量項目完全干燥時出汗或潮濕時電阻電流(加220V)電阻電流(加220V)手與手之間200kΩ1.1×10-3A5kΩ4.4×10-2A手與腳之間300kΩ7.3×10-4A8kΩ2.8×10-2A手與塑料鞋底之間400kΩ5.5×10-4A10kΩ2.2×10-2A(3)潮濕(4)0.15A四、計算題:本題共3小題,共計47分16.(13分)如圖所示,兩平行金屬板A、B長L=8cm,兩板間距離d=8cm,A板比B板電勢高300V.一帶正電的粒子電荷量q=10-10C,質量m=10-20kg,沿電場中心線RO垂直電場線飛入電場,初速度v0=2×106m/s,粒子飛出平行板電場后經過界面MN、PS間的無電場區(qū)域后,進入固定在O點的點電荷Q形成的電場區(qū)域,(設界面PS右邊點電荷的電場分布不受界面的影響).已知兩界面MN、PS相距為12cm,D是中心線RO與界面PS的交點,O點在中心線上,距離界面PS為9cm,粒子穿過界面PS最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上.(靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2)(1)求粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離多遠?到達PS界面時離D點多遠?(2)在圖上粗略畫出粒子運動的軌跡.參考答案:3cm,12cm解:(1)帶電粒子垂直進入勻強電場后,只受電場力,做類平拋運動,在MN、PS間的無電場區(qū)域做勻速直線運動,界面PS右邊做圓周運動,最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上,圖象如圖所示:

粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離:,代入數據可解得:,帶電粒子在離開電場后將做勻速直線運動,其軌跡與PS線交于,設到中心線的距離為,又由相似三角形得,17.已知鐳的原子序數是88,原子核質量數是226.試問:(1)鐳核中有幾個質子?幾個中子?(2)鐳核所帶的電荷量是多少?(3)呈中性的鐳原子,核外有幾個電子?參考答案:18.(25分)如圖所示,在半徑為的圓柱空間中(圖中圓為其橫截面)充滿磁感應強度大小為的均勻磁場,其方向平行于軸線遠離讀者.在圓柱空間中垂直軸線平面內固定放置一絕緣材料制成的邊長為的剛性等邊三角形框架,其中心位于圓柱的軸線上.邊上點()處有一發(fā)射帶電粒子的源,發(fā)射粒子的方向皆在圖中截面內且垂直于邊向下.發(fā)射粒子的電量皆為(>0),質量皆為,但速度有各種不同的數值.若這些粒子與三角形框架的碰撞均為完全彈性碰撞,并要求每一次碰撞時速度方向垂直于被碰的邊.試問:1.帶電粒子速度的大小取哪些數值時可使點發(fā)出的粒子最終又回到點?2.這些粒子中,回到點所用的最短時間是多少?參考答案:解析:帶電粒子(以下簡稱粒子)從點垂直于邊以速度射出后,在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動,其圓心一定位于邊上,其半徑可由下式求得

(1)1.要求此粒子每次與的三條邊碰撞時都與邊垂直,且能回到點,則和應滿足以下條件:(?。┡c邊垂直的條件.由于碰撞時速度與邊垂直,粒子運動軌跡圓的圓心一定位于的邊上,粒子繞過頂點、、時的圓弧的圓心就一定要在相鄰邊的交點(即、、)上.粒子從點開始向右作圓周運動,其軌跡為一系列半徑為的半圓,在邊上最后一次的碰撞點與點的距離應為,所以的長度應是的奇數倍。粒子從邊繞過點轉回到點時,情況類似,即的長度也應是軌道半徑的奇數倍.取,則當的長度被奇數除所得的也滿足要求,即

=1,2,3,…因此為使粒子與各邊發(fā)生垂直碰撞,必須滿足下面的條件

(2)此時為的奇數倍的條件自然滿足.只要粒子繞過點與邊相碰,由對稱關系可知,以后的碰撞都能與的邊垂直.(ⅱ)粒子能繞過頂點與的邊相碰的條件.由于磁場局限于半徑為的圓柱范圍內,如果粒子在繞點運動時圓軌跡與磁場邊界相交,它將在相交點處以此時的速度方向沿直線運動而不能返回.所以粒子作圓周運動的半徑不能太大,由圖可見,必須(的頂點沿圓柱半徑到磁場邊界的距離,時,粒子圓運動軌跡與圓柱磁場邊界相切),由給定的數據可算得

(3)將1,2,3,…,分別代入(2)式,得

由于,,≥,這些粒子在繞過的頂點時,將從磁場邊界逸出,只有≥4的粒子能經多次碰撞繞過、、點,最終回到點.由此結論及(1)、(2)兩式可得與之相應的速度

(4)這就是由點發(fā)出的粒子與的三條邊垂直碰撞并最終又回到點時,其速度大小必須滿足的條件.2.這些粒子在磁場中做圓周運動的周期為

將(1)式代入,得

(5)可見在及給定時與無關。粒子從點出發(fā)最后回到點的過程中,與的邊碰撞次數愈少,所經歷的時間就愈少,所以應取,如圖所示(圖中

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