安徽省合肥市第三十一中学2021-2022学年高二物理上学期期末试题含解析

安徽省合肥市第三十一中学2021-2022学年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.如图所示，两个质量都是m的小球A、B用轻杆连接后斜放在墙上处于平衡状态．已知墙面光滑，水平地面粗糙．现将A球向上移动一小段距离，两球再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，地面对B球的支持力FN和轻杆上受到的压力F的变化情况是()A.FN不变，F变大B.FN不变，F变小C.FN变大，F变大D.FN变大，F变小参考答案：B试题分析：先对整体受力分析，整体受总重力、地面的支持力、墙壁对A的弹力，地面对B的静摩擦力．整体处于平衡状态，从而可知N的大小变化．再隔离对A球进行受力分析，A球受重力，墙壁的弹力和杆子的弹力，三个力处于平衡状态，通过夹角的变化，判断轻杆受到压力的变化．解：对整体进行受力分析，知N=2mg，移动两球后，仍然平衡，则N仍然等于2mg，所以N不变．再隔离对A进行受力分析，轻杆对A的作用力等于轻杆上受到的压力，轻杆对A球的作用力F=，当A球向上移动一小段距离，夹角θ减小，cosθ变大，所以F减小．故B正确，A、C、D错误．故选B．【点评】在该题中运用了整体法和隔离法，先对整体受力分析，确定地面对球B的支持力不变．再隔离分析，判断杆子对球的作用力变化．2.在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂。中子在重水中可与核碰撞减速，在石墨中与核碰撞减速。上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？参考答案：解得：在重水中靶核质量：mH＝2mn

在石墨中靶核质量：mc＝12mn

与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好。3.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速．两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图所示，设匀强磁场的磁感应强度为B，D形金属盒的半径为R，狭缝间的距离为d，匀强电场间的加速电压为U，要增大带电粒子（电荷量为q质量为m，不计重力）射出时的动能，则下列方法中正确的是(

)A．增大匀强电场间的加速电压

B．减小狭缝间的距离

C．增大磁场的磁感应强度

D．增大D形金属盒的半径参考答案：CD4.（单选）如图所示，A、B两个点电荷的电量分别为＋Q和＋q，放在光滑绝缘水平面上，A、B之间用绝缘的轻弹簧连接.当系统平衡时，弹簧的伸长量为x0.若弹簧发生的均是弹性形变，则( )A．保持Q不变，将q变为2q，平衡时弹簧的伸长量等于2x0B．保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量小于2x0C．保持Q不变，将q变为－q，平衡时弹簧的缩短量等于x0D．保持q不变，将Q变为－Q，平衡时弹簧的缩短量小于x0参考答案：B5.(单选)入射光照射到金属表面上发生了光电效应,若入射光的强度减弱,但频率保持不变,那么以下说法正确的是(

)A.从光照射到金属表面到发射出光电子之间的时间间隔明显增加B.逸出的光电子的最大初动能减少C.单位时间内从金属表面逸出的光电子的数目减少D.有可能不再产生光电效应参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.物体内所有

和

的总和叫物体的内能。温度越高，分子的平均动能越

（填“大”或“小”）。参考答案：分子动能，分子势能

，大7.如图,一理想变压器原线圈输入的交变电压为e=311sin100πtV,其副线圈上,接有一只铭牌上标有“6V.9W”字样的灯泡,且刚好能正常发光,已知原线圈匝数n1为1100匝,则副线圈n2=

匝.参考答案：8.（4分）在国际单位制中，加速度的单位是“米/秒2”，读作“

”。加速度是描述速度变化

的物理量。参考答案：米每二次方秒，快慢9.如图所示为研究平行板电容器电容的实验。电容器充电后与电源断开，电量Q将不变，与电容器相连的静电计用来测量电容器的____________。在常见的电介质中，由于空气的______________是最小的，当极板间插入其它的电介质板时，电容器的电容将_________（填“增大”、“减小”或“不变”），于是我们发现，静电计指针偏角将__________。（填“增大”、“减小”或“不变”）参考答案：10.一线圈匝数为n=10匝，线圈电阻不计，在线圈外接一个阻值R=2.0Ω的电阻，如图甲所示。线圈内有垂直纸面向里的磁场，线圈内磁通量φ随时间t变化的规律如图乙所示。线圈中产生的感应电动势为

，通过R的电流方向为

，通过R的电流大小为

。参考答案：11.（1）用多用表测电阻，每次换档后，需重新

，再进行测量。某次测量电阻时，选择开关和指针的位置如图11（a）所示，则被测电阻的阻值为

Ω。（2）用多用表测电路中的电流时，选择开关和指针的位置如图11（b）所示，则所测电流的大小是

mA。参考答案：调零；

300；5012.14．一个有初速的、电量为+4×10－8C为的带电粒子，在电场中只受电场力作用，从A点运动到B点的过程中，克服电场力做了8×10－5J的功。则A、B两点的电势差=____，在此过程中，电荷的动能_______（填“增加”或“减少”）了________eV.参考答案：13.（2分）一直流电动机，额定电压为220V，额定功率为1100W，线圈电阻为1Ω，则电动机正常工作时的输出功率为

W。参考答案：1075三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.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零．15.在燃气灶上常常安装电子点火器，用电池接通电子线路产生高压，通过高压放电的电火花来点燃气体请问点火器的放电电极为什么做成针尖状而不是圆头状？参考答案：燃气灶电极做成针尖状是利用尖端放电现象解：尖端电荷容易聚集，点火器需要瞬间高压放电，自然要高电荷密度区，故安装的电子点火器往往把放电电极做成针形．【点睛】强电场作用下，物体尖锐部分发生的一种放电现象称为尖端放电，它属于一种电晕放电.它的原理是物体尖锐处曲率大，电力线密集，因而电场强度大，致使其附近部分气体被击穿而发生放电.如果物体尖端在暗处或放电特别强烈，这时往往可以看到它周围有浅蓝色的光晕．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，带正电量为q的液滴，处在水平方向的匀强磁场中，磁感应强度为B，液滴运动速度为v，若要液滴在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，则：（1）所施加匀强电场的电场强度大小和方向如何？（2）液滴的绕行方向怎样？参考答案：解：（1）液滴在电磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，重力与电场力等大反向，合力为零，即：mg=qE，解得：E=，电场力方向竖直向上，由于液滴带正电，则电场方向竖直向上；（2）液滴带正电，判断在最高点受向下的磁场力，由左手定则可知，粒子在最高点时速度方向水平向左，即粒子绕行方向为逆时针；答：（1）匀强电场的电场强度大小为：，方向：竖直向上；（2）液滴的绕行方向：逆时针方向．【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【分析】（1）液滴在电磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，电场力与重力合力为零，据此求出电场强度的大小与方向．（2）应用左手定则判断出液滴的绕行方向．17.如图所示，abcd为质量M＝2kg的导轨，放在光滑绝缘的水平面，另有一根质量m＝0.6kg的金属棒PQ平行于bc放在水平导轨上，PQ棒左边靠着绝缘的竖直立柱e、f（竖直立柱光滑，且固定不动），导轨处于匀强磁场中，磁场以为界，左侧的磁场方向竖直向上，右侧的磁场方向水平向右，磁感应强度大小都为B＝0.8T．导轨的bc段长l＝0.5m，其电阻r＝0.4Ω，金属棒的电阻R＝0.2Ω，其余电阻均可不计．金属棒与导轨间的动摩擦因数m＝0.2．若在导轨上作用一个方向向左、大小为F＝2N的水平拉力，设导轨足够长，重力加速度g取，试求：（1）导轨运动的最大加速度；（2）导轨的最大速度；（3）定性画出回路中感应电流随时间变化的图线．

参考答案：

（1）

当刚拉动导轨时，v＝0，由①式可知，则由②式可知，此时有最大加速度，即．（2）随着导轨速度v增大，增大而a减小，当a＝0时，有最大速度，从②式可得，有③将代入①式，得．18.一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30°，斜边AB=a．棱镜材料的折射率为n=．在此截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜．画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原路返回的情况．）参考答案：解：设入射角为i，折射角为r，由折射定律得：=n①由已知条件i=45°，n=解得

r=30°②（1）如果入射光线在法线的右侧，根据几何知识得知，光线与AB垂直，光路图如图所示．设出射点F，由几何关系可得

AF=a③即出射点在AB边上离A点a的位置．（2）如果入射光线在法线的左侧