山西省忻州市芳兰学校高二物理下学期期末试题含解析

山西省忻州市芳兰学校高二物理下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.（单选题）为了简化安培的实验，我们可以用图10所示的装置探究影响安培力方向的因素。实验中如果发现导体棒被推出磁铁外，则此时磁铁的磁极和电流方向可能是（

）A．磁铁N极在上，电流方向A→B

B．磁铁N极在上，电流方向B→AC．磁铁S极在上，电流方向B→A

D．以上三种情况都有可能参考答案：B2.（单选）通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。则该交流电的有效值I。A．3A

B．2AC．3A

D．6A参考答案：A3.（单选）如图所示，P、Q为平行板电容器，两极板竖直放置,在两板间用绝缘线悬挂一带电小球.将该电容器与电源连接，闭合电建后，悬线与竖直方向夹角为.则A.保持电建闭合，缩小P、Q两板间的距离，角度会减小B.保持电建闭合，加大P、Q两板间的距离，角度会增大C.将开关再断开，加大P、Q两板间的距离，角度会增大

D.将开关再断开，缩小P、Q两板间的距离，角度不变化参考答案：D4.现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构．为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为，其中n＞1．已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为（）A． B．

C．

D．参考答案：D【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；动能定理的应用；物质波．【分析】因电子在传播过程为形成物质波，故在测量中应使波长较小；由德布罗意波的波长公式可知电子的动量及速度；则可求得电子的动能，由动能定理可求得加速电压．【解答】解：物质波的波长λ=；则=v=由动能定理可得：Ue=mv2解得U=；故选D．5.如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容器制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在的电路中的其它量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的A．距离变化

B．正对面积变化C．介质变化

D．电压变化参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.物体内所有

和

的总和叫物体的内能。温度越高，分子的平均动能越

（填“大”或“小”）。参考答案：分子动能，分子势能

，大7.（4分）质量为m的汽车，驶过一半径为R的拱桥，到达桥顶时汽车的速度为v，则此时汽车对桥的压力为______________。参考答案：

mg-mv2/R8.匀强电场中有A、B、C三点，构成边长为10cm的等边三角形，如图所示，一粒子从A沿直线移动到B的过程中电场力始终不做功；带电q=-2×10-6C的点电荷，由B移动到C的过程中克服电场力做功为×10-4J。由此可知，A、C两点的电势差UAC=________V，电场强度的大小为________V/m。参考答案：__V

__4000__V/m

9.如图所示，固定在水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时，磁感应强度为B0，此时到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B随时间t变化的函数式是________________参考答案：10.某一回旋加速器，两半圆形金属盒的半径为R，它们之间的电压为U，所处的磁场的感应强度为B，带电粒子的质量为m，电荷量为q，则带电粒子所能获得的最大动能为__________参考答案：11.一个200匝、面积200cm2的圆线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，磁感应强度在0．05s内由0．1T增加到0．5T，在此过程中，穿过线圈的磁通量的变化率是

wb/s，线圈中感应电动势的大小是

V。参考答案：0．16wb/s，32V12.如右图所示为安全防盗门上观察孔（俗称“猫眼”），直径cd=1.5cm，门的厚度ac=2.0cm，为了扩大向外观察的范围，在孔中完全嵌入折射率为n的玻璃，由图中光线可知，玻璃的折射率n=

；若要将视野扩大到1800，需重新嵌入的新的玻璃的折射率等于

。参考答案：n=sinθ1/sinθ2，

5/313.（6分）正电子发射计算机断层显像（PET）：它的基本原理是将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程．15O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象．根据PET原理，回答下列问题：①写出15O的衰变的方程式______________________。②设电子质量为m，电荷量为q，光速为c，普朗克常数为h，则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长λ=

。参考答案：①ON+e(3分)；②=

(3分)三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图9所示是双缝干涉实验装置，使用波长为6.0×10－7m的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P处(到双缝的距离相等)观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹中心(即P1到S1、S2的路程差为一个波长)，现换用波长为4.0×10－7m的紫色光照射单缝时，问：(1)屏上P处将出现什么条纹？(2)屏上P1处将出现什么条纹？参考答案：(1)亮条纹(2)暗条纹15.很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全，轿车在发生一定强度的碰撞时，利叠氮化纳（NaN3）爆炸产生气体（假设都是N2）充入气囊．若氮气充入后安全气囊的容积V=56L，囊中氮气密度ρ=2.5kg/m3，已知氮气的摩尔质最M=0.028kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，试估算：（1）囊中氮气分子的总个数N；（2）囊中氮气分子间的平均距离．参考答案：解：（1）设N2的物质的量为n，则n=氮气的分子总数N=NA代入数据得N=3×1024．（2）气体分子间距较大，因此建立每个分子占据一个立方体，则分子间的平均距离，即为立方体的边长，所以一个气体的分子体积为：而设边长为a，则有a3=V0解得：分子平均间距为a=3×10﹣9m答：（1）囊中氮气分子的总个数3×1024；（2）囊中氮气分子间的平均距离3×10﹣9m．【考点】阿伏加德罗常数．【分析】先求出N2的物质量，再根据阿伏加德罗常数求出分子的总个数．根据总体积与分子个数，从而求出一个分子的体积，建立每个分子占据一个立方体，则分子间的平均距离，即为立方体的边长，四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（12分）如图所示，ab、ef是平行地固定在水平绝缘桌面上的光滑金属导轨，导轨间距为d．在导轨左端a、e上连有一个阻值为R的电阻，一质量为3m，长为d的金属棒恰能置于导轨上并和导轨良好接触。起初金属棒静止于MN位置，整个装置处于方向垂直桌面向下、磁感应强度为B的磁场中。现有一质量为m的带电量为q的绝缘小球在桌面上从O点（O为导轨上的一点）以与ef成60°斜向右方射向ab，随后小球直接垂直地打在金属棒的中点上，并和棒粘合在一起（设小球与棒之间没有电荷转移，棒不会垂直于导轨ab运动）。小球运动过程中不计导轨间电场的影响，导轨和金属棒的电阻不计。求：

（1）小球射入磁场时的初速度υ0；（2）电阻R上产生的总热量Q；（3）通过电阻R的总电量Δq；（4）棒移动的距离。参考答案：解析：（1）小球入射磁场后将作匀速圆周运动，设圆周运动的半径为r，其轨迹如图所示（略）由几何知识可知：

(2分)

解得

①

(1分)小球在磁场中作圆周运动：

②

由①②得：

③

(1分)（2）小球和金属棒的碰撞过程，由动量守恒定律得：mυ0=(m＋3m)υ

④(1分)金属棒切割磁感线的过程中，棒和小球的动能转化为电能进而转化成焦耳热：

⑤(1分)由③④⑤可得：

⑥

(1分)（3）棒和小球的速度从υ1变为0的过程中由动量定理有：

⑦（2分）

又

⑧

(1分)由③④⑦⑧可得

⑨

（4）△q=△Φ/R=Bdx/R

(1分)X=△qR/Bd=qR/3Bd

(1分)17.（20分）在倾角为θ的长斜面上有一带有风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑，滑块质量为m，它与斜面间的动摩擦因数为μ.帆受到的空气阻力与滑块下滑的速度大小成正比，即Ff=kv

（1）写出滑块下滑加速度的表达式；（2）写出滑块下滑的最大速度表达式；（3）若m=2kg，θ=30°，g取10m/s2。滑块从静止下滑的速度图象如图所示，图中直线是t=0时v－t图线的切线，由此求出μ、k的值。参考答案：解析：受力：G、FN、F滑、F风（1）Gsinθ－μGcosθ－kv=ma则：a=g（sinθ－μcosθ）－v（2）当a=0时，v最大，此时有：Gsinθ=μGcosθ+kv最大则v最大=（3）由图象中直线部分可得：a=g（sinθ－μcosθ）=3m/s2解得：μ=0.23由图象曲线部分可得：v最大==2m/s解得：k=3.018.在平面直角坐标系xOy中，第Ⅱ象限存在沿x轴正方向的匀强电场，第Ⅰ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从x轴负半轴上的M点以速度v0垂直于x轴射入电场，经y轴上的N点与y轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从x轴正半轴上的P点垂直于x轴射出磁场，如图所示。不计粒子重力，求：（1）M、N两点间的电势差UMN；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；（3）粒子从M点运动到P点的总时间t。参考答案：解：（1）由动能定理：

①

（2分）又∵

②

（1分）由①②可得：

（1分）（2）粒子进入磁场中做匀速