山西省运城市夏县第二中学2021年高二物理上学期期末试卷含解析

山西省运城市夏县第二中学2021年高二物理上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.用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的一群氢原子。停止照射后，发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为v1、v2、v3，且v2恰好能使某种金属A发生光电效应。由此可知

A．单色光的光子能量E=hv1

B．单色光的光子能量E=hv3

C．单色光的光子能量E=h（v1+v2）

D．v1、v3也能使金属A发生光电效应参考答案：BC2.质点是一种理想化的物理模型，下面对质点的理解正确的是A．只有体积很小的物体才可以看作质点B．只有质量很小的物体才可以看作质点C．研究月球绕地球运动的周期时，可将月球看作质点D．因为地球的质量、体积很大，所以在任何情况下都不能将地球看作质点参考答案：C3.关于自由落体运动，下列说法正确的是（

）A．不考虑空气阻力的运动是自由落体运动B．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动C．质量大的物体，所受重力大，因而落地速度大D．重力加速度在地球赤道处最大参考答案：B4.用起重机将质量为m的物体匀速地吊起一段距离，那么作用在物体上的各力的做功情况，下列说法正确的是A.重力做正功，拉力做负功，合力做功为零

B.重力做负功，拉力做正功，合力做功为零C.重力做负功，拉力做正功，合力做正功

D.重力不做功，拉力做正功，合力做正功参考答案：B5.（多选）如图所示，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通有如图(a)所示的交流电i，则（

）A．在t1到t2时间内A、B两线圈相吸B．在t2到t3时间内A、B两线圈相吸C．t1时刻两线圈间作用力为零D．t2时刻两线圈间作用力最大参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在研究电流跟电压、电阻之间关系的实验中，小明通过改变电路中的电压和电阻，分别测得了如图所示两组数据分析表1数据，可得到的结论是：

。分析表2数据，可得到的结论是：

。参考答案：对定值电阻来说，通过它的电流和他它两端电压成正比在电压恒定的情形下，电流和电阻大小成反比。7.如右图所示，将马蹄形磁铁放在铁架台上，并使粗铜棒P恰好位于磁铁的磁极间。按右图连接成电路，在粗铜棒静止的情况下，闭合电键，发现粗铜棒发生运动。（1）该现象给明磁场对__________有力的作用，改变_________或__________可以改变这个作用力的方向；（2）在如图所示的情况下，粗铜棒P将向_________运动。参考答案：（1）电流，电流方向，磁场方向

（2）右8.传感器是把非电学量（如速度、温度、压力等）的变化转换成电学量变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线与电介质固定并与导电液体形成一个电容器，从指示器显示的电容C大小的变化就能反映液面升降情况。某次观测时，指示器显示电容C在增大，据此可判断液面在

▲

（填“升高”或“降低”）。ks5u

参考答案：

升高

9.面积0.5m2的闭合导线环处于磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是_________Wb，当导线环转过90°时，环面与磁场平行时，穿过环面的磁通量为__________Wb.

参考答案：0.2,

0

10.（4分）如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一个温度计和一个进气管，另一端有个可移动的胶塞(用卡子卡住)，用打气筒慢慢向容器内打气，当容器内的压强增大到一定程度时，读出温度计的读数。打开卡子，让气体快速冲开胶塞，此后再读温度计的示数将__________（填升高、降低），说明气体对外做功，内能__________（填增加、减小）。参考答案：

降低，减小11.（4分）用分子动理论解释气体的实验定律，一定质量的理想气体，体积保持不变时，分子密集程度保持不变，当温度升高时，分子的平均动能

，气体的压强

，这就是查理定律的微观解释。（填“增大”、“减小”或“不变”）参考答案：增大，增大12.如图所示，导体棒A、B相互连接，一带正电的导体Q靠近A端。用手接触B端，移去手再移去Q，将A、B分开，则A带

电荷，B带

电荷。若手的接触点改在A端，先分开A、B，再移走导体Q，则A带

电荷，B带

电荷。（请在答题卷上填正、负或不带电）参考答案：负，负，负，不带电13.汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动，可以明显的看出滑动的痕迹，即常说的刹车线，由刹车线长短可以得知汽车刹车前的速度大小，因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据。若汽车刹车后以7m/s2的加速度运动，刹车线长14m，则可知汽车在紧急刹车前的速度的大小是

m/s。参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（10分）为了“探究碰撞中的不变量”，小明在光滑桌面上放有A、B两个小球．A球的质量为0.3kg，以速度8m/s跟质量为0.1kg、静止在桌面上的B球发生碰撞，并测得碰撞后B球的速度为9m/s，A球的速度变为5m/s，方向与原来相同．根据这些实验数据，小明对这次碰撞的规律做了如下几种猜想．【猜想1】碰撞后B球获得了速度，A球把速度传递给了B球．【猜想2】碰撞后B球获得了动能，A球把减少的动能全部传递给了B球．(1)你认为以上的猜想成立吗？若不成立，请简述理由.(2)根据实验数据，通过计算说明，有一个什么物理量，在这次碰撞中，B球所增加的这个物理量与A球所减少的这个物理量相等？参考答案：（1）猜想1、2均不成立.因为A球的速度只减少了3m/s,B球的速度却增加了8m/s,所以猜想1是错的。（2分）A球的动能减少了,B球动能增加了,所以猜想2也是错的；（2分）（2）计算：B球动量的增加量ΔpB=0.1×9=0.9kg·m/s，（2分）A球动量的减少量ΔpA=0.3×8－0.3×5=0.9kg·m/s，（2分）从计算结果可得，B球动量的增加量与A球动量的减少量相等．即系统的总动量保持不变．（2分）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.(16分)如图所示，一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁，在其外部产生一个中心辐射磁场(磁场水平向外)，其大小为(其中r为辐射半径——考察点到圆柱形磁铁中心轴线的距离，k为常数)，设一个与磁铁同轴的圆形铝环，半径为R(大于圆柱形磁铁的半径)，制成铝环的铝丝其横截面积为S，铝环由静止下落通过磁场，下落过程中铝环平面始终水平，已知铝丝电阻率为，密度为，当地重力加速度为g，试求：

（1）铝环下落的速度为v时铝环的感应电动势是多大？（2）铝环下落的最终速度是多大？（3）如果从开始到下落高度为h时，速度最大，经历的时间为t，这一过程中电流的有效值I0是多大？

参考答案：解析：（1）由题意知圆形铝环所在处的磁感应强度为铝环有效切割长度为其周长，即

当铝环速度为v时，切割磁感线产生的电动势为

（4分）（2）)当铝环加速度为零时，有最大速度，根据题意有：铝环的电阻R0为

（1分）铝环的质量

（1分）铝环中的电流为

此时安培力

（3分）由平衡条件可知

（2分）联立解得

（1分）（3）由能量守恒定律得

（3分）

解得

（1分）17.如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37o，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2。已知sin37o=0.60，cos37o=0.80，求：（1）通过导体棒的电流；（2）导体棒受到的安培力大小以及方向；（3）导体棒受到的摩擦力大小与方向。

参考答案：（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：I=

…………1分

I=1.5A…………1分（2）导体棒受到的安培力：F安=BIL…………2分

F=0.30N…………1分

方向沿斜面向上

1分（3）导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mgsin37o=0.24N………1分由于F1小于安培力，故导体棒受