广东省汕尾市陆河县河田中学2022年高二物理下学期期末试卷含解析

广东省汕尾市陆河县河田中学2022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.半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图所示。有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图所示。在t=0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为+q的微粒，从静止释放，两板间距足够长。则以下说法正确的是(

)

A.第1秒内金属圆环中的感应电流为逆时针方向B.第2秒内粒子所受电场力将反向C.第1秒内粒子将向下做自由落体运动D.第1秒内上极板的电势高于下极板的电势参考答案：D【详解】A.有楞次定律可知：第1秒内金属圆环中的感应电流为顺时针方向，故A错误；B.根据楞次定律可知在前2s内金属板上极板带正电，上极板电势高于下极板，电场方向没有发生变化，所以第2秒内粒子所受电场力不会反向，故B错误；CD.根据楞次定律可知在前2s内金属板上极板带正电，上极板电势高于下极板，平行板内存在向下的电场，所以带正电的粒子受到向下的电场力，但加速度不一定等于g，所以不一定做自由落体运动，故C错误；D正确；2.如图，B为AC的中点，如果在A处放一个＋Q的点电荷，测得B处的场强EB＝48N/C，则()

A．EC＝24N/CB．EC＝12N/CC．若要使EB＝0，可在C处放一个－Q的点电荷D．把q＝10－9C的点电荷放在C点，则其所受电场力的大小为6×10－9N参考答案：B3.两颗人造地球卫星，都绕地球作圆周运动，它们的质量之比m1∶m2＝2∶1，轨道半径之比r1∶r2＝1∶2，则它们的速度大小之比v1∶v2等于

A．2

B．

C．D．4参考答案：B4.一理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图所示．如果负载电阻的滑动片向上移动．则图中所有交流电表的读数及输入功率变化情况正确的是(均为理想电表)(

)A．V1、V2不变，A1增大，A2减小，P增大B．V1、V2不变，A1、A2增大，P增大C．V1、V2不变，A1、A2减小，P减小D．V1不变，V2增大，A1减小，A2减小，P减小参考答案：C5.质能方程E=mc2揭示了物体的能量和质量之间存在着密切的确定关系，提出这一方程的科学家是（

）A．牛顿

B．爱因斯坦

C．卢瑟福

D．法拉第

参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，光滑的平行导轨PQ、MN水平放置，导轨的左右两端分别接定值电阻，R1=3Ω，R2＝6Ω。金属棒的电阻为0.5Ω，金属棒ab与PQ、MN垂直，并接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中。已知平行导轨间距L=0.5m，现对ab施加一水平向右的外力F使之以v=5m/s的速度向右匀速运动，则金属棒ab两端的电压为__________V，R1消耗的功率为___________W。参考答案：4.如图是一个正弦交变电流的i—t图象，根据这一图象，该交流电的瞬时值表达式为

A,它的有效值为

A。参考答案：i=2sin5πt,

28.如图12所示，一质量m＝0.1kg的金属棒ab可沿接有电阻R＝1Ω的足够长的竖直导体框架无摩擦地滑动，框架间距L＝50cm，匀强磁场的磁感应强度B＝0.4T，方向如图示，其余电阻均不计．若棒ab由静止开始沿框架下落，且与框保持良好接触，当棒ab运动达到稳定状态时的速度v＝

．（g＝10m/s2）参考答案：25m/s9.现有三个相同的绝缘金属球A、B、C，其中A球带电荷量为+8Q，B球带电荷量为-2Q，C球不带电。(1)保持A和B的位置不变，而将C先与A接触，再与B接触，最后移走C球，则此时，A与B之间的库仑力是原来的

倍。(2)若将C球与A、B球反复接触足够多次，最后移走C球，则此时A与B之间的库仑力为原来的的

倍。参考答案：10.如图为电磁流量计的示意图，直径为d的非磁性材料制成的圆形导管内有导电液体流动，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导电液体流动方向而穿过一段圆形管道。若测得管壁内a、b两点间的电势差为U，则管中导电液体的流量Q=

参考答案：11.我国科技人员用升温析晶法制出了超大尺寸单晶钙钛矿晶体，尺寸超过71mm，这是世界上首次报导尺寸超过0.5英寸的钙钛矿单晶．假设该单晶体的体积为V，密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数NA，则该晶体所含有的分子数为_________，分子直径为_______________．（球的体积，D为球的直径）参考答案：

(1).

(2).【详解】该单晶体的质量m=ρV，则分子数为：，单个分子体积：，解得：。12.如图，匀强电场的场强为103V/m，a、b两点间的距离为0.1m，ab连线与电场方向的夹角为60o，则a、b两点间的电势差为

V，若将电量为+的点电荷从a点移到b点，电场力做功为

J．参考答案：50，13.用伏安法测某一电阻时，如果采用如图4所示的甲电路，测量值为R1，如果采用乙电路，测量值为R2，那么R1、R2与真实值R之间满足关系：R1

R；

R2

R

(填＞或＜)参考答案：R1＜R；

R2＞R三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。（1）他组装单摆是在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示，这样做的目的是

（多选，填字母代号）A．保证摆动过程中摆长不变

B．可使周期测量得更加准确C．需要改变摆长时便于调节

D．保证摆球在同一竖直平面内摆动（2）他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则摆球的直径为

mm，单摆摆长为

m（3）下列振动图像真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图像，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是

（填字母代号）参考答案：（1）AC

（2）12.0mm；0.9930mm（3）A

15.影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小．某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小的元件Z做实验，测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律．(1)（4分）他们应选用下图中所示的哪个电路进行实验．()参考答案：A

由测量的数据机题目要求可以知道，滑动变阻器应采用分压式接法，因为元件Z的电阻较小，所以电流表应外接，因此使用电路应选A图四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V0气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略).开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压强分别为和;左活塞在气缸正中间，其上方为真空;右活塞上方气体体积为.现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡.已知外界温度为，不计活塞与气缸壁间的摩擦.求:(1)恒温热源的温度T;(2)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积.参考答案：(1)与恒温热源接触后，在K未打开时，右活塞不动，两活塞下方对气体经历等压过程，由盖·吕萨克定律得

（2分）解得：

（1分）(2)由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞的大，打开K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必须升至气缸顶，才能满足力学平衡条件。气缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程，设左活塞上方气体压强为P，由玻意耳定律得

（2分）

（2分）联立以上两式解得

（2分）其解为，另一个解，不符合题意，舍去。（1分）17.氢原子处于基态时能量E1=–13.6ev、轨道半径为r1，原子第n能级的能量为，轨道半径为.已知电子电量为e，质量为m，静电力衡量为k。(普朗克常量h=6.63×10-34J·s)求：（1）若要使处于n=2的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射氢原子？（2）若已知钠的极限频率为6.00×1014Hz，今用一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光照射钠，通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？（3）氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，则氢原子处于n=2的定态时，核外电子的等效电流多大？(用k、e、m、r1表示)参考答案：（1）解：n=2的氢原子的能量为，用频率为的电磁波照射氢原子，则有（2）已知钠的极限频率为6.00×1014Hz，钠的逸出功为一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光照射钠，要使钠发生光电效应，必使跃迁时两能级的差，所以在六条光谱线中有四条谱线可使钠发生光电效应.（3）氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动,库仑力充当向心力,

核外电子的等效电流

18.如图所示，一个半径为r=0.4m的圆形金属导轨固定在水平面上，根长为r的金属棒ab的a端位于圆心，端与导轨接触良好。从a端和圆形金属导轨分别引出两条导线与倾角为θ=37°、间距为l=0.5m的平行金属导轨相连质量m=0.1kg、电阻R=1Ω的金属棒cd垂直导轨放置在平行导轨上，并与导轨接触良好，且棒cd与两导轨间的动摩擦因数为μ=0.5。导轨间另一支路上有一规格为“2.5Ⅴ0.3A”的小灯泡L和一阻值范围为0~10Ω的滑动变阻器R0。整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=1T。金属棒ab、圆形金属导轨、平行导轨及导线的电阻不计，从上往下看金属棒ab做逆时针转动，角速度大小为ω。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。(1)当ω=40rad/s时，求金属棒ab中产生的感应电动势E1，并指出哪端电势较高；(2)在小灯泡正常发光的情况下，求ω与滑动变阻器接入电路的阻值R0间的关系；(已知通小灯泡的电流与金属棒cd是否滑动无关)；(3)在金属棒cd不发生滑动情况下，要使小灯泡能正常发光，求ω的取值范围。参考答案：（1），b端电势