山西省大同市铁路分局职工子弟湖东中学2021-2022学年高二物理上学期期末试题含解析

山西省大同市铁路分局职工子弟湖东中学2021-2022学年高二物理上学期期末试题含解析一、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.如图所示为氢原子的能级图．用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，

可能观测到氢原子发射的不同波长的光有：

A．6种

B．10种

C．12种

D．15种参考答案：B2.(多选)（2014?内黄县校级一模）如图所示的电路，闭合开关，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态．为了使液滴竖直向上运动，下列操作可行的是（）A． 断开开关，将两板间的距离拉大一些B． 断开开关，将两板水平地向相反方向移开一些C． 保持开关闭合，将两板间的距离减小一些D． 保持开关闭合，以两板各自的左侧板沿为轴，同时向上（即逆时针方向）转过一个小角度参考答案：BC解：A、将S断开，电量Q不变，增大板间距离d，根据E=，U=，C=，则E=，与d无关，则E不变，带电液滴不动．故A错误；B、将S断开，Q不变，将两板水平地向相反方向移开一些，正对面积S减小，根据E=知，E变大，则电场力变大，液滴向上运动．故B正确；C、保持开关闭合，板间距离d变小，电势差不变，根据E=知，电场强度增大，电场力增大，将向上运动．故C正确；D、保持开关闭合，以两板各自的左侧板沿为轴，逆时针方向转过一个小角度，板间距离减小，场强增大，电场力也逆时针转过一个小角度，液滴将沿电场力与重力的合力方向运动，不可能竖直向上运动，故D错误．故选：BC．3.如图所示，一带正电的滑环套在水平放置且足够长的粗糙绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场中。现给环施以一个水平向右的冲量，使其运动，则滑环在杆上的运动情况不可能是

A．先做减速运动，后做匀速运动B．一直做减速运动，直至静止C．先做加速运动，后做匀速运动D．一直做匀速运动参考答案：C4.如图所示，在O点置一点电荷Q，以O为圆心作一圆。现将一电荷从A分别移到圆上的B、C、D三点，则电场力做功最多的过程是：A．移到B的过程

B．移到C的过程C．移到D的过程

D．三个过程一样多

参考答案：D5.如图所示，一个电量为+Q的点电荷甲，固定在绝缘水平面上的O点，另一个电量为-q、质量为m的点电荷乙从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动，到B点时速度最小且为v。已知静电力常量为k，点电荷乙与水平面的动摩擦因数为μ，AB间距离为L则（

）A．OB间的距离为B．从A到B的过程中，电场力对点电荷乙做的功为W=μmgL+C．从A到B的过程中，电场力对点电荷乙做的功为W=μmgL+

D．在点电荷甲形成的电场中，AB间电势差参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为，如果保持它们所带的电量不变，将它们之间的距离增大到原来的倍，它们之间作用力的大小等于

。参考答案：F/97.右图为穿过某线圈的磁通量随时间变化的一t图象，已知线圈匝数为l0匝，则0～2s线圈中产生的感应电动势大小为

V，2～6s线圈中产生的感应电动势大小为

V，6～8s线圈中产生的感应电动势大小为

V。参考答案：_10_______

____0__________

____20____8.有一台电动起重机，其两端的电压为380伏，通过它的电流为10安时，起重机正好以3m/s的速度匀速提起100千克的物体，不考虑其他机械能的损失，则电动机的电阻为

Ω。（g取10m/s2）参考答案：8由能量守恒：380×10=3800=100R+1000×3解得R=8Ω9.如图所示，一质点在a、b间做简谐运动，O是它振动的平衡位置。若从质点经过O点开始计时，经3s，质点第一次到达M点，再经2s，它第二次经过M点。则该质点的振动图象可能是下图中的参考答案：B10.汽艇在宽为400m、水流速度为3m/s的河中以最短时间过河，已知它在静水中的速度为4m/s，其过河时间为

s、过河位移为

m。参考答案：100

50

11..两个完全相同的条形磁铁，放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示，开始时平板及磁铁皆处于水平位置，且静止不动．a．现将AB突然竖直向上平移(平板与磁铁之间始终接触)，并使之停在A″B″处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起．b．如果将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在位置A′B′处，结果发现两条形磁铁也吸在了一起，请回答下列问题：(1)开始时两磁铁静止不动，磁铁间的相互作用力是________力；右侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向________．(2)在a过程中磁铁开始滑动时，平板正在向上加速还是减速呢？答：________.

(3)在b过程中磁铁开始滑动时，平板正在向下加速还是减速呢？答：________.参考答案：(1)吸引右(2)减速(3)加速12.在光电效应现象中，若某金属的截止波长为，已知真空中的光速和普朗克常量分别为c和h，该金属的逸出功为____________．若用波长为（<0）单色光做实验，则光电子的最大初动能为_______________．参考答案：

13.在研究地球绕太阳公转时，地球_________（填“可以”或“不可以”）看成质点；在研究一列火车通过一座桥的时间时，火车_________（填“可以”或“不可以”）看成质点。参考答案：_可以__；

__不可以三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）（1）开普勒第三定律告诉我们：行星绕太阳一周所需时间的平方跟椭圆轨道半长径的立方之比是一个常量。如果我们将行星绕太阳的运动简化为匀速圆周运动，请你运用万有引力定律，推出这一规律。

（2）太阳系只是银河系中一个非常渺小的角落，银河系中至少还有3000多亿颗恒星，银河系中心的质量相当于400万颗太阳的质量。通过观察发现，恒星绕银河系中心运动的规律与开普勒第三定律存在明显的差异，且周期的平方跟圆轨道半径的立方之比随半径的增大而减小。请你对上述现象发表看法。

参考答案：（1）

（4分）

（2）由关系式可知：周期的平方跟圆轨道半径的立方之比的大小与圆心处的等效质量有关，因此半径越大，等效质量越大。

（1分）

观点一：银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有恒星的质量均计算在内，因此半径越大，等效质量越大。

观点二：银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有质量均计算在内，在圆轨道以内，可能存在一些看不见的、质量很大的暗物质，因此半径越大，等效质量越大。

说出任一观点，均给分。

（1分）

15.在燃气灶上常常安装电子点火器，用电池接通电子线路产生高压，通过高压放电的电火花来点燃气体请问点火器的放电电极为什么做成针尖状而不是圆头状？参考答案：燃气灶电极做成针尖状是利用尖端放电现象解：尖端电荷容易聚集，点火器需要瞬间高压放电，自然要高电荷密度区，故安装的电子点火器往往把放电电极做成针形．【点睛】强电场作用下，物体尖锐部分发生的一种放电现象称为尖端放电，它属于一种电晕放电.它的原理是物体尖锐处曲率大，电力线密集，因而电场强度大，致使其附近部分气体被击穿而发生放电.如果物体尖端在暗处或放电特别强烈，这时往往可以看到它周围有浅蓝色的光晕．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.某空间存在一竖直向下的匀强电场和圆形区域的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，如图所示．一质量为m，带电量为+q的粒子，从P点以水平速度v0射入电场中，然后从M点射入磁场，从N点射出磁场．已知，带电粒子从M点射入磁场时，速度与竖直方向成30°角，弧MN是圆周长的，粒子重力不计．求：（1）电场强度E的大小．（2）圆形区域的半径R．（3）带电粒子从P点到N点，所经历的时间t．参考答案：解：（1）在电场中，粒子经过M点时的速度大小v==2v0竖直分速度vy=v0cot30°=由h=，a=得E=（2）粒子进入磁场后由洛伦兹力充当向心力做匀速圆周运动，设轨迹半径为r．由牛顿第二定律得：qvB=m，r==根据几何关系得：R=rtan30°=（3）在电场中，由h=得t1=；在磁场中，运动时间t2=T=×=故带电粒子从P点到N点，所经历的时间t=t1+t2=+．答：（1）电场强度E的大小是．（2）圆形区域的半径R是．（3）带电粒子从P点到N点，所经历的时间t是+．【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．【分析】（1）粒子在电场中仅受竖直向下的电场力，做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零匀加速直线运动，根据牛顿第二定律和运动学结合求解．（2）粒子进入磁场后由洛伦兹力充当向心力做匀速圆周运动，由牛顿第二定律求出轨迹半径，由几何关系求解R．（3）分两个过程分别求出时间，即可得到总时间．17.电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m，两导轨间距L=0.75m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5Ω，质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热。(取)求：(1)金属棒在此过程中克服安培力的功；(2)金属棒下滑速度时的加速度．(3)为求金属棒下滑的最大速度，有同学解答如下：由动能定理，……。由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答。参考答案：（1）下滑过程中安培力的功即为在电阻上产生的焦耳热，由于，因此

（1分）∴（2分）（2）金属棒下滑时受重力和安培力

（1分）由牛顿第二定律

（2分）∴（1分）(3)此解法正确。

(1分)金属棒下滑时沿斜面受重力和安培力作用，其运动满足上式表明，加速度随速度增加而减小，棒作加速度减小的加速运动。无论最终是否达到匀速，当棒到达斜面底端时速度一定为最大。由动能定理可以得到棒的末速度，因此上述解法正确。(2分)

（1分）∴（1分）18.如图所示，在一个由x