2022-2023学年福建省莆田市埭头第一中学高二物理下学期期末试卷含解析

2022-2023学年福建省莆田市埭头第一中学高二物理下学期期末试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（单选）从静止开始作匀加速直线运动的物体，第2s内通过的位移为3m，则物体的加速度为（

）A．0.5m/s2

B.1m/s2

C.1.5m/s2

D.2m/s2参考答案：D2.如图所示区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动（O轴位于磁场边界）。则线框内产生的感应电流的有效值为A. B. C. D.参考答案：D【详解】交流电流的有效值是根据电流的热效应得出的，线框转动周期为T，而线框转动一周只有的时间内有感应电流，则有，解得：。故D项正确，ABC三项错误。3.图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子由M点向N点运动，可以判定

A.粒子带负电，运动过程电势能减小B.粒子带负电，运动过程电势能增大C.粒子带正电，运动过程电势能减小D.粒子带正电，运动过程电势能增大参考答案：C4.下列关于速度的说法中正确的是(

)

A．京沪高速铁路实验时的列车最高时速可达484km/h，指的是瞬时速度

B．沪宁高速公路限速120km/h，指的是平均速度

C．子弹射出枪口时的速度为500m/s，指的是平均速度

D．某运动员百米跑的成绩是10s，则他冲刺时的速度一定为10m/s参考答案：A5.下列说法正确的是（）A．加速度是描述单位时间内物体速度变化大小的物理量B．匀加速直线运动是加速度均匀变化的运动C．加速度不变（且不为零）时，速度也有可能保持不变D．两物体都做匀变速直线运动，在给定的时间间隔内，末速度大的其位移一定也大参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，光滑绝缘杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点，质量为m，带电量为的有孔小球从杆上A点无初速下滑，已知q<<Q，AB=h，小球滑到B点时速度大小为，则小球从A运动到B的过程中，电场力做的功为：______________；A、C两点间电势差为____________.参考答案：7.将输入为220V，输出为6V的变压器，改绕成输出为30V的变压器.若副线圈原来的匝数为30匝，原线圈匝数不变，则副线圈应增加的匝数是

。参考答案：120匝

8.一频率f=1.75HZ的简谐横波沿水平方向由P点向Q点沿直线传播，P、Q两点间距1m，某时刻，P在波谷处，Q恰好在平衡位置。若波长λ＞2m，则该波波长λ=_____m,波速v=___m/s.参考答案：9.质点沿x轴正方向运动，在时刻它的位置坐标为，时刻它的位置坐标为，则在这段时间内质点的位置变化Δx=

m，平均速度v=

m/s。参考答案：-10

-2.510.如图所示，线圈为100匝，在2s内穿过线圈的磁通量由0.04Wb均匀增大到0.08Wb，这2s时间内线圈产生的感应电动势为

V，如果线圈回路的总电阻为10Ω，则感应电流是

A。参考答案：2

、

0.2

11.图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。（1）在图中画线连接成实验电路图。（2）完成下列主要实验步骤中的填空①按图接线。②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出___________________，并用天平称出____________。④用米尺测量_______________。（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_________。（4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。参考答案：12.平行板电容器所带量Q=4×l0-8C，它的两极板之间电压U=2v如果两板电量各减少一半，则两板间电势差变为

V，两板间的电场强度将变为原来的

。参考答案：1，1/213.（4分）放射性元素的原子核在发生α衰变或b衰变生成新原子核时，会同时伴随着___________射线。已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2，经t＝T1T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比mA:mB＝_________。参考答案：γ，2T2：2T1

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（4分）如图是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊接处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属熔化，焊接在一起，我国生产的自行车车架就是用这种办法焊接的。请定性地说明：为什么交变电流的频率越高，焊接处放出的热量越多？参考答案：交变电流的频率越高，它产生的磁场的变化就越快。根据法拉第电磁感应定律，在待焊接工件中产生的感应电动势就越大，感应电流就越大(2分)，而放出的热量与电流的平方成正比，所以交变电流的频率越高，焊接处放出的热餐越多(2分)。15.(10分)“玻意耳定律”告诉我们：一定质量的气体．如果保持温度不变，体积减小，压强增大；“查理定律”指出：一定质量的气体，如果保持体积不变，温度升高．压强增大；请你用分子运动论的观点分别解释上述两种现象，并说明两种增大压强的方式有何不同。参考答案：一定质量的气体．如果温度保持不变，分子平均动能不变，每次分子与容器碰撞时平均作用力不变，而体积减小，单位体积内分子数增大，相同时间内撞击到容器壁的分子数增加，因此压强增大，（4分）一定质量的气体，若体积保持不变，单位体积内分子数不变，温度升高，分子热运动加剧，对容器壁碰撞更频繁，每次碰撞平均作用力也增大，所以压强增大。（4分）第一次只改变了单位时间内单位面积器壁上碰撞的分子数；而第二种情况下改变了影响压强的两个因素：单位时间内单位面积上碰撞的次数和每次碰撞的平均作用力。（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（20分）如图所示，接地的空心导体球壳内半径为R，在空腔内一直径上的P1和P2处，放置电量分别为q1和q2的点电荷，q1＝q2＝q，两点电荷到球心的距离均为a．由静电感应与静电屏蔽可知：导体空腔内表面将出现感应电荷分布，感应电荷电量等于－2q．空腔内部的电场是由q1、q2和两者在空腔内表面上的感应电荷共同产生的．由于我们尚不知道这些感应电荷是怎样分布的，所以很难用场强叠加原理直接求得腔内的电势或场强．但理论上可以证明，感应电荷对腔内电场的贡献，可用假想的位于腔外的（等效）点电荷来代替（在本题中假想(等效)点电荷应为两个），只要假想的（等效）点电荷的位置和电量能满足这样的条件，即：设想将整个导体壳去掉，由q1在原空腔内表面的感应电荷的假想（等效）点电荷与q1共同产生的电场在原空腔内表面所在位置处各点的电势皆为0；由q2在原空腔内表面的感应电荷的假想（等效）点电荷与q2共同产生的电场在原空腔内表面所在位置处各点的电势皆为0．这样确定的假想电荷叫做感应电荷的等效电荷，而且这样确定的等效电荷是唯一的．等效电荷取代感应电荷后，可用等效电荷、和q1、q2来计算原来导体存在时空腔内部任意点的电势或场强。1．试根据上述条件，确定假想等效电荷、的位置及电量．2．求空腔内部任意点A的电势UA．已知A点到球心O的距离为r，与的夹角为q。参考答案：解析：1．解法Ⅰ：如图1所示，S为原空腔内表面所在位置，的位置应位于的延长线上的某点B1处，的位置应位于的延长线上的某点B2处．设A1为S面上的任意一点，根据题意有

(1)

(2)怎样才能使(1)式成立呢？下面分析图1中与的关系．若等效电荷的位置B1使下式成立，即

(3)即

(4)则

有

(5)由(1)式和(5)式便可求得等效电荷

(6)由(3)式知，等效电荷的位置B1到原球壳中心位置O的距离

(7)同理，B2的位置应使，用类似的方法可求得等效电荷

(8)等效电荷的位置B2到原球壳中心O位置的距离

(9)解法Ⅱ：在图1中，设，，．根据题意，和两者在A1点产生的电势和为零．有

（1＇）式中

（2＇）

（3＇）由（1＇）、（2＇）、（3＇）式得

（4＇）（4＇）式是以为变量的一次多项式，要使（4＇）式对任意均成立，等号两边的相应系数应相等，即

（5＇）

（6＇）由（5＇）、（6＇）式得

（7＇）解得

（8＇）由于等效电荷位于空腔外部，由（8＇）式求得

（9＇）由（6＇）、（9＇）式有

（10＇）考虑到（1＇）式，有

（11＇）同理可求得

（12＇）

（13＇）

2．A点的位置如图2所示．A的电势由q1、、q2、共同产生，即

(10)

因

代入(10)式得

(11)评分标准：本题20分．第1问18分，解法Ⅰ中(1)、(2)、(6)、(7)、(8)、(9)式各3分．解法Ⅱ的评分可参考解法Ⅰ．第2问2分，即(11)式2分．17.如图所示，电源电动势E0＝15V，内阻r0＝10Ω，电阻R1＝30Ω，R2＝60Ω。两金属板间距d＝0.2m，长Ｌ＝0.5m，金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B＝1T的匀强磁场．闭合开关S，板间电场视为匀强电场，将一质量m=0.1kg的带正电的小球以初速度v０沿两板间中线水平射入板间．忽略空气对小球的作用，取g＝10m/s2．若小球进入板间恰好做匀速圆周运动并沿上金属板的右侧边缘飞出．求：（１）带电小球的电荷量？（５分）（２）带电小球的初速度Ｖ０＝？（５分）参考答案：(1)设R1和R2的并联电阻为R，有：R＝

代入数值得Ｒ并＝２０Ω由闭合电路欧姆定律：设小球质量为m，电荷量为q，小球做匀速圆周运动时，有：qE＝mg

E＝

得q=mgd/u=0.02C设小球做圆周运动的半径为r，有：qvB＝m

由几何关系有：

联立，代入数据，解得：V0=0.26m/s18.如图所示，两根电阻忽略不计的相同金属直角导轨相距为1，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面，且都足够长，两金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，且最大静摩