山西省长治市城南中学高二物理上学期期末试题含解析

山西省长治市城南中学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.在如图所示的电路中E为电源，其内阻为r，R1为定值电阻（R1＞r），R2为电阻箱，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表，A为理想电流表，闭合开关后，下列说法正确的是（）A.用光照射，电流表示数变小B.用光照射，电压表示数变小C.将电阻箱阻值变大，电流表示数变大D.将电阻箱阻值变大，电压表示数变大参考答案：C【详解】A、用光照射，阻值减小，则电路总电阻减小，干路总电流增大，路段电压减小，两端电压增大，则并联部分电压减小，则通过电流减小，则通过电流增大，即电流表示数增大，电压表示数增大，故AB错误；C、将变阻箱阻值变大，则电路总电阻变大，干路总电流减小，路端电压增大，两端电压减小，则并联部分电压增大，则通过电流增大，即电流表示数增大，电压表示数减小，故C正确，D错误。2.由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，在使用人工的方法制造后才被发现。已知Np经过一系列α衰变和β衰变后变成Bi。下列论述中正确的是A．核Bi比核Np少28个中子B．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变C．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变D．发生β衰变时，核内中子数不变参考答案：3.一定质量的理想气体，由初始状态A开始，按图中箭头所示的方向进行了一系列状态变化，最后又回到初始状态A，即A→B→C→A（其中BC与纵轴平行，CA与横轴平行），这一过程称为一个循环，则：A．由A→B，气体分子的平均动能

（填“增大”、“减小”或“不变”）B．由B→C，气体的内能

（填“增大”、“减小”或“不变”）C．由C→A，气体

热量（填“吸收”或“放出”）参考答案：4.如图所示，一个质量为m，电荷量为q的带负电的粒子(重力不计)，以初速度v由狭缝S1，垂直进入电场强度为E的匀强电场中．(1)为了使此粒子不改变方向从狭缝S2穿出，则必须在匀强电场区域加入匀强磁场，求匀强磁场B1的大小和方向．(2)带电粒子从S2穿出后垂直边界进入一个矩形区域，该区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，粒子运动轨迹如图所示，若射入点与射出点间的距离为L，求该区域的磁感应强度B2的大小．参考答案：5.如图所示，是两人合作模拟振动曲线的记录装置。先在白纸中央画一条直线OO1使它平行于纸的长边，作为图象的横坐标轴。一个人用手使铅笔尖在白纸上沿垂直于OO1的方向振动，另一个人沿OO1的方向匀速拖动白纸，纸上就画出了一条描述笔尖振动情况的x-t图象。下列说法中正确的是CA．白纸上OO1轴上的坐标代表速度B．白纸上与OO1垂直的坐标代表振幅C．匀速拖动白纸是为了保证时间均匀变化D．拖动白纸的速度增大，可使笔尖振动周期变长参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在一根足够长的竖直绝缘杆上，套着一个质量为m、带电量为-q的小球，球与杆之间的动摩擦因数为μ．场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场方向如图13所示，小球由静止开始下落。小球开始下落时的加速度为

，小球运动的最大加速度为

，

小球运动的最大速度为

。参考答案：;

g

;

7.我国照明用的正弦式交流电的频率为

Hz,电压为220V,电压的峰值为

V。参考答案：8.地球在周围空间会产生磁场，叫______。地磁场的分布大致上就像一个_____磁体。参考答案：地磁场

条形

ks5u9.如图所示，匀强电场中a、b两点的距离为0.4m，两点的连线与电场线成37°角，两点间的电势差为32V，则匀强电场的场强大小为

▲

V/m，把电量为10－10C正电荷从a点移到b点电势能将减少

▲

J.参考答案：100,（2分）3.2×10－9J（10.（6分）图2为图1所示波的振源的振动图像，根据图示信息回答下列问题：

该波的波长为

，周期为

，波速为 .

参考答案：0.4m（2分），0.02s（2分），20m/s（2分）11.用接在50Hz交流电源上的打点计时器，测定小车速度，某次实验中得到一条纸带，如下图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个记数点，分别标明0、l、2、3、4……，量得0与1两点间距离x1=30mm，3与4两点间的距离x2=48mm，则小车在0与1两点间的时间间隔是

s，3与4两点间的平均速度为

m／s。参考答案：0.1

、

0.4812.(1)某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作，请你判断是否恰当(填“是”或“否”)．①把单摆从平衡位置拉开某一任意角度后释放：

▲

；②在摆球经过最低点时启动秒表计时：

▲

；③用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期：

▲

。(2)该同学改进测量方法后，得到的部分测量数据见表．用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的示数如图所示，该球的直径为

▲

mm，根据表中数据可以初步判断单摆周期随

▲

的增大而增大。参考答案：13.（4分）如图所示，匝数为N匝的矩形金属线圈，在磁感应强度为B特的匀强磁场中，以弧度/秒的角速度绕着跟磁场方向垂直的转动轴OO′匀速转动。已知线框的边长米，米，从图示位置开始计时，请写出线圈中感应电动势随时间变化的表达式

。

参考答案：NBL1L2ωcosωt三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距为d＝0.4mm，双缝到光屏的距离为l＝0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数图中已给出，则：(1)分划板在图中B位置时游标卡尺读数为xB＝

▲

mm，相邻两亮条纹的间距Δx＝

▲

mm；(2)波长的表达式λ＝

▲

(用Δx、l、d表示)，该单色光的波长λ＝

▲

m。（以上计算结果均保留两位有效数字）参考答案：（1）15.5，0.63．（2），5.0×10-7．解析解：（1）A位置游标卡尺的主尺读数为11mm，游标读数为0.1×1mm=0.1mm，所以最终读数为11.1mm．B位置游标卡尺的主尺读数为15.mm，游标读数为0.1×5mm=0.5mm，所以最终读数为15.5mm．mm＝0.63mm．

（2）根据双缝干涉条纹的间距公式△x＝λ得，λ＝．代入数据得，λ=5.0×10-7m．15.在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为2cm，试求（1）油酸膜的面积是多少cm2；（2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积；（3）按以上实验数据估测出油酸分子的直径。参考答案：解：（1）油膜的面积S=72×4cm2=288cm2(2)每滴溶液中含有的纯油酸体积V=mL=8×10-6mL（3）油酸分子的直径3×10-8cm=3×10-10m四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示,ef,gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1m,导轨左端连接一个R=2Ω的电阻,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计,整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现对金属棒施加一水平向右的拉力F,使棒从静止开始向右运动.试解答以下问题.(1)若施加的水平外力恒为F=8N,则金属棒达到的稳定速度v1是多少?(2)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒达到的稳定速度v2是多少?(3)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒从开始运动到速度v3=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J,则该过程所需的时间是多少?参考答案：(1)由E=BLv、

I=E/R

和F安=BIL

知F=(B2L2v)/R

F安=F

①

带入数据后得v1=4m/s

②

(2)

③

代入数据后得

④

(3)

⑤

⑥

17.北京时间2017年4月21日19点41分，中国首个货运飞船“天舟一号”在海南文昌发射场发射升空，并成功完成与“天宫二号”的对接任务．天文爱好者小张同学由此研究了火箭的原理：火箭有单级和多级之分．多级火箭是把火箭一级一级地接在一起，第一级燃料用完之后把箭体抛弃，减轻负担，然后第二级开始工作．他做了以下两个方面的探究，请你帮他完成解答：（1）如图甲是模拟单级火箭的工作过程，设光滑水平面上A、B两物体质量分别为2m和m，它们之间有微量的炸药C，爆炸释放的能量为2△E，求爆炸后A获得的速度vA；（2）如图乙是模拟多级火箭的过程，光滑水平面上D、F、G三个物体质量均为m，D、F和F、G之间均有微量炸药P、Q，爆炸时释放的能量均为△E，通过控制使Q先爆炸，P后爆炸，求所有爆炸都发生后物体D的速度vD．参考答案：解：（1）单级爆炸时，取向左为正方向，由动量守恒定律得：

0=2mvA﹣mvB

由能量守恒得：

2△E=?2mvA2+mvB2

联立解得：vA=（2）Q爆炸过程，取向左为正方向，由动量守恒定律得：0=2mvDF﹣mvG

由能量守恒得：△E=?2mvDF2+mvG2

P爆炸过程，同理可得：

2mvDF=mvD+mvF

△E+?2mvDF2=mvD2+mvF2联立解得：vD=（1+）答：（1）爆炸后A获得的速度vA是．（2）所有爆炸都发生后物块D获得的速度vD是（1+）．【考点】动量守恒定律；功能关系．【分析】（1）物体A、B系统所受外力的合力为零，系统动量守恒；根据动量守恒定律和能量守恒定律列式后联立求解爆炸后A获得的速度vA．（2）对Q爆炸过程和P爆炸过程分别运用动量守恒定律和能量守恒定律列式，联立求解所有爆炸都发生后物块D获得的速度vD．18.如图，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点，一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g（1）若固定小车，求滑块运动过程总对小车的最大压力；（2）若不固定小车，滑块仍从A点由静止下滑，然后滑入BC轨道，最后C点滑出小车，已知滑块质量m=，在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，求：①滑块运动过程中，小车最大速度vm；②滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小s．参考答案：解：（1）当滑块到达B时的速度最大，受到的支持力最大；滑块下滑的过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgR=mvB2，滑块在B点处受到的支持力与重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得：N﹣mg=m，解得：N=3mg，由牛顿第三定律得：滑块对小车的压力：N′=N=3mg即滑块运动过程中对小车的最大压力是3mg．（2）①在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍，设小车的最大速度是vm，由机械能守恒定律得：mgR=Mvm2+m（2vm）2，解得：vm=；②由于在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍，所以滑块从B到C运动过程中，滑块的平均速度是小车的平均速度的2倍，即：=2，由于它们运动的时间相等，根据：x=t可得：s滑块=2s车又：s滑块+s车=L所以：小车的位移大小：s=L；答：（1）若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力是3mg；（2）①滑块运动过程中，小车的最大速度大小是；②滑块从B到C