浙江省杭州市分水中學(xué)高二物理期末試題含解析

浙江省杭州市分水中學(xué)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.如圖所示，一條繃緊的皮帶連接兩個(gè)半徑不同的皮帶輪．若皮帶輪做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，兩輪邊緣的N、P兩點(diǎn)（）A．角速度相同 B．轉(zhuǎn)動(dòng)周期相同C．線速度大小相同 D．向心加速度大小相同參考答案：C【考點(diǎn)】向心加速度；線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速．【分析】傳動(dòng)裝置在傳動(dòng)過(guò)程中不打滑時(shí)，兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等．當(dāng)線速度大小一定時(shí)，角速度與半徑成反比．因此根據(jù)題目條件可知加速度及周期的關(guān)系．【解答】解：A、據(jù)題，皮帶與輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，兩輪邊緣上與皮帶接觸處的速度都與皮帶相同，所以兩輪邊緣的線速度大小相同．由v=rω知，半徑不等，則兩輪的角速度不等，故A錯(cuò)誤，C正確．B、由公式T=知，兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的周期不等，故B錯(cuò)誤．D、由公式a==vω知，兩輪邊緣的向心加速度大小不等，故D錯(cuò)誤．故選：C2.（單選）幾位同學(xué)為了探究電梯起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的加速度大小，他們將體重計(jì)放在電梯中。一位同學(xué)站在體重計(jì)上，然后乘坐電梯從1層直接到10層，之后又從10層直接回到1層。并用照相機(jī)拍照對(duì)體重計(jì)盤面數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，如圖所示（箭頭方向表示電梯運(yùn)動(dòng)方向）。他們根據(jù)記錄，進(jìn)行了以下推斷分析，其中正確的是A．只根據(jù)圖2和圖3可估測(cè)出電梯向上起動(dòng)時(shí)的加速度B．只根據(jù)圖1和圖2可估測(cè)出電梯向上制動(dòng)時(shí)的加速度C．只根據(jù)圖1和圖5可估測(cè)出電梯向下制動(dòng)時(shí)加速度D．只根據(jù)圖4和圖5可估測(cè)出電梯向下起動(dòng)時(shí)加速度參考答案：C3.（多選題）如圖所示，一位同學(xué)玩飛鏢游戲．圓盤最上端有一P點(diǎn)，飛鏢拋出時(shí)與P等高，且距離P點(diǎn)為L(zhǎng)．當(dāng)飛鏢以初速度v0垂直盤面瞄準(zhǔn)P點(diǎn)拋出的同時(shí)，圓盤以經(jīng)過(guò)盤心O點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．忽略空氣阻力，重力加速度為g，若飛鏢恰好擊中P點(diǎn)，則（）A．飛鏢擊中P點(diǎn)所需的時(shí)間為B．圓盤的半徑可能為C．圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的最小值為D．P點(diǎn)隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度可能為參考答案：AD【考點(diǎn)】平拋運(yùn)動(dòng)；勻速圓周運(yùn)動(dòng)．【分析】飛鏢做平拋運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，圓盤上P點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，恰好擊中P點(diǎn)，說(shuō)明A點(diǎn)正好在最低點(diǎn)被擊中，則P點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間t=（2n+1），根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)水平位移可求得平拋的時(shí)間，兩時(shí)間相等聯(lián)立可求解．【解答】解：A、飛鏢水平拋出做平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此t=，故A正確．B、飛鏢擊中P點(diǎn)時(shí)，P恰好在最下方，則2r=，解得圓盤的半徑

r=，故B錯(cuò)誤．C、飛鏢擊中P點(diǎn)，則P點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度滿足θ=ωt=π+2kπ（k=0，1，2…）故ω==，則圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的最小值為．故C錯(cuò)誤．D、P點(diǎn)隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度為v=ωr=?=當(dāng)k=2時(shí)，v=．故D正確．故選：AD．4.一條輕質(zhì)繩的一端固定，在另一端加上一個(gè)水平力，當(dāng)力達(dá)到1000N時(shí)就會(huì)被拉斷，若用此繩拔河，兩邊的拉力都是600N，則繩子A．一定會(huì)斷

B.一定不會(huì)斷C.可能斷，可能不斷

D.會(huì)不會(huì)斷，無(wú)法確定參考答案：B5.（單選）一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地．兩板間有一個(gè)正試探電荷固定在P點(diǎn)，如圖所示，以C表示電容器的電容、E表示兩板間的場(chǎng)強(qiáng)、φ表示P點(diǎn)的電勢(shì)，W表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，若正極板保持不動(dòng)，將負(fù)極板緩慢向右平移一小段距離l0的過(guò)程中，各物理量與負(fù)極板移動(dòng)距離x的關(guān)系圖象中正確的是參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.修理汽車使用的移動(dòng)電燈的電壓不能超過(guò)36V，現(xiàn)有一個(gè)工人使用的燈泡標(biāo)有“36V100W”字樣，通過(guò)一個(gè)次級(jí)線圈匝數(shù)為198匝的變壓器把220V照明用電降壓后給它供電．變壓器的初級(jí)線圈的匝數(shù)是1210，初級(jí)線圈中的電流是A．參考答案：解：因，可得

又

求得故答案為：1210，7.在光滑的水平面上有六個(gè)滑塊排成一條直線，第一至五的五個(gè)相同滑塊質(zhì)量均為m，第六個(gè)滑塊質(zhì)量M=3m。當(dāng)用第一個(gè)滑塊與第二個(gè)滑塊發(fā)生碰撞，使各個(gè)滑塊依次碰撞下去，設(shè)每次碰撞是對(duì)心正碰且沒有機(jī)械能損失。當(dāng)各滑塊不再發(fā)生碰撞時(shí)，第一個(gè)滑塊的速率與最后一個(gè)滑塊的速率之比V1:V6＝

。參考答案：1：1

8.用30cm的細(xì)線將質(zhì)量為4×10-3㎏的帶電小球P懸掛在Ｏ點(diǎn)下，當(dāng)空中有方向?yàn)樗较蛴?，大小?×104N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，小球偏轉(zhuǎn)37°后處在靜止?fàn)顟B(tài)。(Sin37o=0.6,cos37o=0.8)則分析小球的帶電性質(zhì)為_________電、小球的帶電量為_______細(xì)線的拉力為______________.參考答案：9.完成下列核反應(yīng)方程（1）H+H→He+10n+17.6Mev（2）H+He→O+11H（3）U→Th+42He．參考答案：解：（1）設(shè)生成物的質(zhì)量數(shù)為x，則有2+3=4+x，所以x=1，電荷數(shù)：z=1+1﹣2=0，即生成物為中子，10n．（2）設(shè)生成物的質(zhì)量數(shù)為x，則有14+4=17+x，所以x=1，電荷數(shù)：z=7+2﹣8=1，即生成物為質(zhì)子11H．（3）設(shè)生成物的質(zhì)量數(shù)為x，則有92=234+x，所以x=4，根據(jù)電荷數(shù)守恒可知，z=92﹣90=2，是氦核42He．．故答案為：（1）10n；（2）11H；（3）42He10.如圖所示，有一未知電阻Rx，為了較準(zhǔn)確地測(cè)出其電阻值，某同學(xué)通過(guò)以下兩組測(cè)量數(shù)據(jù)，判斷電壓表S端是接a點(diǎn)還是接b點(diǎn)。當(dāng)電壓表的S端接a點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)電表的示數(shù)分別為12V、0.15A；當(dāng)電壓表的S端接b點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)電表的示數(shù)分別為11V、0.2A，那么該電阻的測(cè)量值較為準(zhǔn)確的數(shù)值等于

Ω，測(cè)量值相對(duì)于真實(shí)值的偏差情況是

（填“偏大”或“偏小”）。參考答案：

80Ω、

偏大

11.如圖所示，理想變壓器的次級(jí)有兩組線圈，圖中三個(gè)燈泡的規(guī)格相同，四個(gè)電表對(duì)電路的影響都可忽略不計(jì)。開關(guān)K斷開時(shí)，燈L1正常發(fā)光，這時(shí)兩電流表示數(shù)之比IA1：IA2=1：4；開關(guān)K閉合時(shí)，三個(gè)燈都正常發(fā)光，這時(shí)兩電流表示數(shù)之比=

，兩電壓表示數(shù)之比UV1：UV2=

。參考答案：3:4，4:112.某汽車的質(zhì)量為5000kg，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為36kW，在水平公路上勻速行駛時(shí)所受阻力為2400N，則汽車行駛中能達(dá)到的最大速度為

m/s；此汽車以額定功率啟動(dòng)，速度達(dá)到v=10m/s時(shí)的加速度大小為

m/s2。參考答案：15，0.2413.一矩形線圈，面積S=110-5m2，匝數(shù)n=100，兩端點(diǎn)連接一電容器（C=20F），線圈的上半部分處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)正以增加，則電容器的左極板帶

電。（填“正、負(fù)”），電容器所帶電量q=

C。參考答案：正試題分析：根據(jù)楞次定律，磁場(chǎng)在均勻增加，線圈中由于是斷路，沒有感應(yīng)電流，但是有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，左極板帶正電，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為,所帶電荷量為考點(diǎn)：考查了法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用點(diǎn)評(píng)：在求磁通量變化時(shí)，注意中S表示的是有效面積，三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（8分）在3秒鐘時(shí)間內(nèi)，通過(guò)某導(dǎo)體橫截面的電荷量為4.8C，試計(jì)算導(dǎo)體中的電流大小。參考答案：根據(jù)電流的定義可得：I=Q/t=4.8/3A=1.6A………………（8分）15.（5分）如圖是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置圖，結(jié)合圖片，請(qǐng)說(shuō)出能產(chǎn)生感應(yīng)電流的幾種做法(至少三種)。(1)

；(2)

；(3)

。參考答案：(1)

閉合開關(guān)瞬間；(2)斷開開關(guān)瞬間；(3)

閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.氫原子處于基態(tài)時(shí)，原子的能量為E1＝－13.6eV，當(dāng)處于n＝3的激發(fā)態(tài)時(shí)，能量為E3＝－1.51eV，則：(1)當(dāng)氫原子從n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷到n＝1的基態(tài)時(shí)，向外輻射的光子的波長(zhǎng)是多少？(2)若要使處于基態(tài)的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照射原子？(3)若有大量的氫原子處于n＝3的激發(fā)態(tài)，則在躍遷過(guò)程中可能釋放出幾種不同頻率的光子？參考答案：（1）（2）（3）3種(1)根據(jù)能級(jí)之間的能量差公式：，得；光子的能量與波長(zhǎng)之間的關(guān)系：所以從n=3激發(fā)態(tài)躍遷到n=1發(fā)射光的波長(zhǎng)：(2)要使處于基態(tài)的氫原子電離，照射光光子的能量應(yīng)能使電子從第1能級(jí)躍遷到無(wú)限遠(yuǎn)處，最小頻率的電磁波的光子能量應(yīng)為：；得：.(3)當(dāng)大量氫原子處于n=3能級(jí)時(shí)，可釋放出的光子種類為種【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道能級(jí)間躍遷放出或吸收光子的能量滿足；掌握公式的應(yīng)用，知道電離與躍遷的區(qū)別，并理解頻率與波長(zhǎng)的關(guān)系，注意單位的轉(zhuǎn)換．17.（21分）嫦娥1號(hào)奔月衛(wèi)星與長(zhǎng)征3號(hào)火箭分離后，進(jìn)入繞地運(yùn)行的橢圓軌道，近地點(diǎn)離地面高，遠(yuǎn)地點(diǎn)離地面高，周期約為16小時(shí)，稱為16小時(shí)軌道（如圖中曲線1所示）。隨后，為了使衛(wèi)星離地越來(lái)越遠(yuǎn)，星載發(fā)動(dòng)機(jī)先在遠(yuǎn)地點(diǎn)點(diǎn)火，使衛(wèi)星進(jìn)入新軌道（如圖中曲線2所示），以抬高近地點(diǎn)。后來(lái)又連續(xù)三次在抬高以后的近地點(diǎn)點(diǎn)火，使衛(wèi)星加速和變軌，抬高遠(yuǎn)地點(diǎn)，相繼進(jìn)入24小時(shí)軌道、48小時(shí)軌道和地月轉(zhuǎn)移軌道（分別如圖中曲線3、4、5所示）。已知衛(wèi)星質(zhì)量，地球半徑，地面重力加速度，月球半徑。1．試計(jì)算16小時(shí)軌道的半長(zhǎng)軸a和半短軸b的長(zhǎng)度，以及橢圓偏心率。2．在16小時(shí)軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)點(diǎn)火時(shí)，假設(shè)衛(wèi)星所受推力的方向與衛(wèi)星速度方向相同，而且點(diǎn)火時(shí)間很短，可以認(rèn)為橢圓軌道長(zhǎng)軸方向不變。設(shè)推力大小，要把近地點(diǎn)抬高到600，問(wèn)點(diǎn)火時(shí)間應(yīng)持續(xù)多長(zhǎng)？3．試根據(jù)題給數(shù)據(jù)計(jì)算衛(wèi)星在16小時(shí)軌道的實(shí)際運(yùn)行周期。4．衛(wèi)星最后進(jìn)入繞月圓形軌道，距月面高度約為200，周期分鐘，試據(jù)此估算月球質(zhì)量與地球質(zhì)量之比值。參考答案：解析：1.橢圓半長(zhǎng)軸a等于近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)之間距離的一半，亦即近地點(diǎn)與遠(yuǎn)地點(diǎn)矢徑長(zhǎng)度（皆指衛(wèi)星到地心的距離）與的算術(shù)平均值，即有

(1)

代入數(shù)據(jù)得

km

(2)

橢圓半短軸b等于近地點(diǎn)與遠(yuǎn)地點(diǎn)矢徑長(zhǎng)度的幾何平均值，即有

(3)

代入數(shù)據(jù)得

(4)

橢圓的偏心率

(5)代入數(shù)據(jù)即得

(6)2.當(dāng)衛(wèi)星在16小時(shí)軌道上運(yùn)行時(shí)，以和分別表示它在近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度，根據(jù)能量守恒，衛(wèi)星在近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)能量相等，有

(7)式中是地球質(zhì)量，是萬(wàn)有引力常量.因衛(wèi)星在近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度都與衛(wèi)星到地心的連線垂直，根據(jù)角動(dòng)量守恒，有

(8)

注意到

(9)

由(7)、(8)、(9)式可得

(10)

(11)當(dāng)衛(wèi)星沿16小時(shí)軌道運(yùn)行時(shí)，根據(jù)題給的數(shù)據(jù)有

由(11)式并代入有關(guān)數(shù)據(jù)得km/s

(12)依題意，在遠(yuǎn)地點(diǎn)星載發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，對(duì)衛(wèi)星作短時(shí)間加速，加速度的方向與衛(wèi)星速度方向相同，加速后長(zhǎng)軸方向沒有改變，故加速結(jié)束時(shí)，衛(wèi)星的速度與新軌道的長(zhǎng)軸垂直，衛(wèi)星所在處將是新軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn).所以新軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)高度km，但新軌道近地點(diǎn)高度km.由(11)式，可求得衛(wèi)星在新軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)處的速度為

km/s

(13)衛(wèi)星動(dòng)量的增加量等于衛(wèi)星所受推力F的沖量，設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)間為?t，有

(14)由(12)、(13)、(14)式并代入有關(guān)數(shù)據(jù)得

t=

(約2.5分)

(15)這比運(yùn)行周期小得多.3.當(dāng)衛(wèi)星沿橢圓軌道運(yùn)行時(shí)，以r表示它所在處矢徑的大小，v表示其速度的大小，表示矢徑與速度的夾角，則衛(wèi)星的角動(dòng)量的大小

(16)

其中

（17）是衛(wèi)星矢徑在單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積，即衛(wèi)星的面積速度.由于角動(dòng)量是守恒的，故是恒量.利用遠(yuǎn)地點(diǎn)處的角動(dòng)量，得

(18)又因?yàn)樾l(wèi)星運(yùn)行一周掃過(guò)的橢圓的面積為

(19)所以衛(wèi)星沿軌道運(yùn)動(dòng)的周期

(20)由(18)、(19)、(20)式得

(21)代入有關(guān)數(shù)據(jù)得

s(約15小時(shí)46分)

(22)注：本小題有多種解法.例如，由開普勒第三定律，繞地球運(yùn)行的兩亇衛(wèi)星的周期T與T0之比的平方等于它們的軌道半長(zhǎng)軸a與a0之