河北省张家口市李家堡乡中学2022-2023学年高二物理下学期期末试卷含解析

河北省张家口市李家堡乡中学2022-2023学年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）电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，用电场线可以形象地描述电场的强弱和方向。最早提出用电场线描述电场的物理学家是（

）ks5uA．牛顿

B．开普勒

C．法拉第

D．伽利略参考答案：C2.如图所示的电路，电源电动势为12V，内阻恒定且不可忽略．初始时刻，电路中的电流等于I0，且观察到电动机正常转动．现在调节滑动变阻器使电路中的电流减小为I0的一半，观察到电动机仍在转动．不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是（）A．电源的热功率减为初始时的一半B．电源的总功率减为初始时的一半C．电动机的热功率减为初始时的一半D．变阻器的功率减为初始时的四分之一参考答案：B【考点】闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．【分析】电源和电动机的热功率根据公式P=I2R分析；电源的总功率根据公式P=EI分析．【解答】解：AC、电源的内阻和电动机的内阻不变，根据公式P=I2R知：电路中的电流减小为I0的一半，则电源的热功率减为初始时的，电动机的热功率减为初始时的．故A、C错误．B、根据P=EI知：电路中的电流减小为I0的一半，而电源的电动势不变，则电源的总功率减为初始时的一半，故B正确D、电路中的电流减小为I0的一半，说明变阻器接入电路的电阻增大，所以由P=I2R知变阻器的功率大于初始时的．故D错误．故选：B3.（单选）如图所示，两块带电平行金属板水平放置其间形成匀强电场现有带正电、负电和不带电的小球各一个，它们的质量相同，以初速度的先后垂直于电场方向射入电场，分别打在正极板的a、b、c三处，则（）A．c带负电，b不带电，a带正电B．三个小球在电场中运动时间相等C．三个小球打在极板上时动能相等D．运动中，a球机械能增加，c球机械能减小参考答案：D4.如图所示，质量相等的A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，两物块始终相对于圆盘静止，则两物块

A．线速度相同

B．向心加速度相同C．角速度相同

D．向心力相同参考答案：C5.如图所示为用直流电动机提升重物的装置，重物的重量为500N，电源电动势为110V，不计电源内阻及各处摩擦，当电动机以0.90m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流为5.0A，可以判断：A．电动机消耗的总功率为450WB．提升重物消耗的功率为450WC．电动机线圈的电阻为22Ω

D．电动机线圈的电阻为4Ω参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量Q1＞Q2，点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时，正好处于平衡，则该点电荷

（填“一定是正电荷”“一定是负电荷”“正负电荷都可能”）；该点电荷离

近（填Q1或Q2）参考答案：正负电荷都可能；Q2；7.如图所示，直线A为某电源的U－I图线，曲线B为某小灯泡的U－I图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率是____________w电源的总功率是--------------______________w参考答案：

4

w

6

w8.元电荷（基本电荷）：电子和质子所带等量的异种电荷，电荷量e=1.60×10-19C.实验指出，所有带电体的电荷量或者等于电荷量e，或者是电荷量e的整数倍．因此，电荷量e称为元电荷．电荷量e的数值最早由美国科学家

用实验测得的．参考答案：密立根9.修理汽车使用的移动电灯的电压不能超过36V，现有一个工人使用的灯泡标有“36V100W”字样，通过一个次级线圈匝数为198匝的变压器把220V照明用电降压后给它供电．变压器的初级线圈的匝数是1210，初级线圈中的电流是A．参考答案：解：因，可得

又

求得故答案为：1210，10.图13中矩形线框ab边长l1=20cm，bc边长l2=10cm，电阻为20Ω，置于B=0．3T的匀强磁场中，磁感线方向与线框平面垂直，若用力拉动线框，使线框沿图中箭头方向以v=5．0m/s的速度匀速运动，求在把线框从如图位置拉出磁场过程中，通过导体回路某一截面的电量是库仑，在此过程中外力做功是焦耳．参考答案：3×10-4C，4．5×10-5J11.如图所示的电路中，定值电阻R1＝12Ω，R2＝R3＝4Ω，则R1和R2中的电流之比为I1∶I2＝________，R2和R3两端电压之比为U2∶U3＝_______。参考答案：1∶3、3∶4

12.如图所示，在x轴上方有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，x轴的下方有沿-y方向的匀强电场，场强大小为E。有一质量为m，带电量为q的粒子（不计重力），从y轴上的M点（图中未标出）静止释放，最后恰好沿y的负方向进入放在N（a,0）点的粒子收集器中，由上述条件可以判定该粒子带

电荷，磁场的方向为

，M点的纵坐标是

。参考答案：负

向里

n=1、2、313.如图所示为原子的能级示意图，原子处于最低能级的能量为E1．原子能量为E1的状态叫

态，能量为E2的状态叫

态（以上两空选填“激发”或“基”）．原子由能量为E2的状态跃迁到能量为E1的状态，要

光子（选填“吸收”或“放出”），光子的能量为

．参考答案：基；激发；放出；E2-E1三、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.分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图象中表现出来，就图象回答：（1）从图中看到分子间距离在r0处分子势能最小，试说明理由．（2）图中分子势能为零的点选在什么位置？在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，对吗？（3）如果选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能有什么特点？参考答案：解：（1）如果分子间距离约为10﹣10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0．当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大．如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间距离的增大而增大．从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大．所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点．（2）由图可知，分子势能为零的点选在了两个分子相距无穷远的位置．因为分子在平衡位置处是分子势能最低点，据图也可以看出：在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零是正确的．（3）因为分子在平衡位置处是分子势能的最低点，最低点的分子势能都为零，显然，选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能将大于等于零．答案如上．【考点】分子势能；分子间的相互作用力．【分析】明确分子力做功与分子势能间的关系，明确分子势能的变化情况，同时明确零势能面的选取是任意的，选取无穷远处为零势能面得出图象如图所示；而如果以r0时分子势能为零，则分子势能一定均大于零．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOB镀银（图中粗线），O表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出．已知光线在M点入射角为30°，∠MOA=60°，∠NOB=30°．求（ⅰ）光线在M点的折射角；（ⅱ）透明物体的折射率．参考答案：解：（ⅰ）如图，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于底面EF对称，Q、P和N三点共线设在M点处，光的入射角为i，折射角为r，∠OMQ=α，∠PNF=β．根据题意有α=30°①由几何关系得，∠PNO=∠PQO=r，于是β+r=60°②且α+r=β③由①②③式得：r=15°④（ⅱ）根据折射率公式有sini=nsinr⑤由④⑤式得：n=⑥答：（ⅰ）光线在M点的折射角为15°．（ⅱ）透明物体的折射率为．【考点】光的折射定律．【分析】（ⅰ）作出光路图，根据几何关系求出光线在M点的折射角．（ⅱ）根据折射角，通过折射定律求出透明物体的折射率．17.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为0.02kg，电阻均为R=0.1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.2T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能保持静止。取g=10m/s2，问：（1）通过cd棒的电流I是多少，方向如何？（2）棒ab受到的力F多大？ks5u（3）棒cd每产生Q=0.1J的热量，力F做的功W是多少？参考答案：18.如图（a）所示，A和B表示在真空中两平行金属板，加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场，图（b）表示一周期性的交变电压波形，横坐标代表时间t，纵坐标代表电压U，从t=0开始，电压为一给定值U0，经过半个周期，突然变为－U0，再过半个周期，又突然变为U0；……如此周期性交替变化。将上述交变电压U加在A、B两板上，使开始时A板电势比B板高。在t=0时，在紧靠B板处有一个初速为零的电子（质量为m，电量为q）在电场作用下开始运动，经过时间T（T为电压变化的周期且已知）刚好到达A板。（1）求两板间的距离d（2）在t=T/3