2021-2022学年湖北省黄冈市中学高二物理下学期期末试卷含解析

2021-2022学年湖北省黄冈市中学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.（多选题）一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U的关系图象如图a所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，三个用电器消耗的电功率均为P，现将它们连接成如图b所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，它们之间的大小关系有（）A．P1=4PD B．PD=P C．PD＜P2 D．P1＜4P2参考答案：CD【考点】电功、电功率．【分析】根据半导体材料的伏安特性曲线可知，随着电压增大，电阻器D的电阻减小，电压减小，电阻增大．电阻器D与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，三个用电器消耗的电功率均为P，此时三个电阻的阻值相等；当将它们连接成如图（C）所示的电路，接在该电源的两端时，电阻器D的电压小于电源的电压，电阻增大，根据并联电路的特点分析其电流与R1、R2电流的关系，再研究功率关系．【解答】解：由题，电阻器D与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，三个用电器消耗的电功率均为P，此时三个电阻的阻值相等；当将它们连接成如图（b）所示的电路，接在该电源的两端时，电阻器D的电压小于电源的电压，由（a）图象可知，电阻器D的电阻增大，则有RD＞R1=R2．而RD与R2并联，电压相等，根据欧姆定律得知，电流ID＜I2，又I1=I2+ID，得到I1＜2I2，I1＞2ID．，，，所以得到P1＜4P2．P1与4PD的大小无法判断．PD＜P2．由于电阻器的电阻增大，如图（b）的电路中，PD与无法比较．故选：CD2.关于超重和失重的下列说法中，正确的是

()A．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减少了B．物体做自由落体运动时处于完全失重状态，做自由落体运动的物体也受重力作用C．物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态D．物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化参考答案：DB3.如图所示，质量为5×10-8kg的带电微粒以V0=2m／s的速度从水平放置的金属板A、B的中央飞入板间，已知板长L=10cm，板间距离d=2cm．当UAB=1000V时，带电粒子恰好沿直线穿过板间，则(1)UAB为多大时粒子擦上板边沿飞出?(2)UAB在什么范围内带电粒子能从板间飞出?参考答案：；考点：带电粒子在匀强电场中的运动【名师点睛】本题带电粒子在重力场与电场的复合场中做类平抛运动，采用运动的分解法研究，只是重力必须考虑。4.如图所示电容器充电结束后保持与电源连接，电源电压恒定，带电油滴在极板间静止，若将板间距变大些，则油滴的运动将(

)(A)向上运动

(B)向下运动(C)保持静止

(D)向左运动参考答案：B5.关于质点，下列说法中正确的是（

）A．质点是一个理想化模型，实际上并不存在，所以引人这个概念没有多大意义B．只有体积很小的物体才能看作质点C．凡轻小的物体，皆可看作质点D．如果物体的形状和大小对所研究的问题没有影响或影响可以忽略，即可把物体看作质点参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（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)7.把带电量为q的试探电荷放在电场中的A点时，受到的电场力为F，则A点的电场强度为

；若改将带电量为2q的试探电荷放在A点，则该试探电荷受到的电场力为

，此时A点的电场强度为

。参考答案：8.某电池组电动势为6V，如果不考虑它电池组内部的电阻，当把它的两极与20Ω的电阻连在一起时，则电路中的电流强度是A，在20s内电阻产生的热量是J．参考答案：解：根据欧姆定律得：A在20s内电阻产生的热量：Q=EIt=6×0.3×20J=36J故答案为：0.3A，36J9.如图12所示为质谱仪的原理示意图，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为E、方向水平向右．已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点垂直MN进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场．带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点．可测量出G、H间的距离为l．带电粒子的重力可忽略不计．粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度B1的大小为

；偏转磁场的磁感强度B2的大小为

。参考答案：，10.麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是：变化的磁场产生

，变化的电场产生

，从而预言了

的存在。参考答案：电场、磁场、电磁波11.如图所示,q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷,已知q1与q2之间的距离为L1,

q2与q3之间的距离为L2,且每个电荷都处于平衡状态.

(1)如果q2为正电荷,则q1为________电荷,q3为电荷________.（填正、负）

(2)q1、q2的电荷量大小关系是q1________q2（填大于、小于、等于）

.参考答案：1)负、负

(2)大于12.一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为－Q的点电荷，该点电荷距金属球表面的最近距离为r，由于静电感应在金属球上出现了电荷，这些感应电荷在球心激发的电场强度大小为____________，方向_________；（填“左”“右”）若用导线的一端接触金属球的左侧，另一端接触金属球的右侧，侧导线____________（填“能”“不能”）将金属球两侧的感应电荷中和。参考答案：

左

不能13.甲、乙、丙、丁四个带电小球，若甲排斥乙，乙吸引丙，丙吸引丁，已知甲带正电，那么丙带________电，丁带__________电。参考答案：负,

正三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（4分）如图是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊接处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属熔化，焊接在一起，我国生产的自行车车架就是用这种办法焊接的。请定性地说明：为什么交变电流的频率越高，焊接处放出的热量越多？参考答案：交变电流的频率越高，它产生的磁场的变化就越快。根据法拉第电磁感应定律，在待焊接工件中产生的感应电动势就越大，感应电流就越大(2分)，而放出的热量与电流的平方成正比，所以交变电流的频率越高，焊接处放出的热餐越多(2分)。15.关于电磁场的理论，下列说法正确的是（

）A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场参考答案：B四、计算题：本题共3小题，共计47分16.据环保部门测定，在北京地区沙尘暴严重时，最大风速达到12m/s，同时大量的微粒在空中悬浮．沙尘暴使空气中的悬浮微粒的最高浓度达到5.8×10－6kg/m3，悬浮微粒的密度为2.0×103kg/m3，其中悬浮微粒的直径小于10－7m的称为“可吸入颗粒物”，对人体的危害最大．北京地区出现上述沙尘暴时，设悬浮微粒中总体积的为可吸入颗粒物，并认为所有可吸入颗粒物的平均直径为5.0×10－8m，求1.0cm3的空气中所含可吸入颗粒物的数量是多少？(计算时可把吸入颗粒物视为球形，计算结果保留一位有效数字)参考答案：9×105个17.如图所示为两组平行板金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U0加速后通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，A、B分别为两块竖直板的中点，求：（1）电子通过B点时的速度大小；（2）右侧平行金属板的长度；（3）电子穿出右侧平行金属板时的动能．参考答案：解：（1）在加速过程根据动能定理得：eU0=解得到质子射出加速电场的速度v0=（2）粒子在竖直方向：y=，a=在水平方向：x=L=v0t联立上式得到代入数据得L=（3）从刚开始到射出电场的过程中运用动能定理得：

=e（U0+）答：（1）电子通过B点时的速度大小为；（2）右侧平行金属板的长度为；（3）电子穿出右侧平行金属板时的动能为e（U0+）；【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；动能定理的应用．【分析】（1）质子在加速电场中，电场力做正功eU0，由动能定理求解质子射出加速电场的速度．（2）质子进入偏转电场后做类平抛运动，沿水平方向做匀速直线运动，位移大小等于板长L；竖直方向做匀加速直线运动，位移大小等于板间距离的一半，由牛顿第二定律求出加速度，由运动学公式