2023-2024学年山东省济宁市城前中学高二年级上册物理期末试卷含解析

2023年山东省济宁市城前中学高二物理期末试卷含解

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.利用金属晶格（大小约作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电

场加速，然后让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。已知电子质量为

&电量为e、初速度为零，加速电压为U,普朗克常量为h,则下列说法中不正确的

是（）

A.该实验说明电子具有波动性

h

B.实验中电子束的德布罗意波长为=\2mcU

C.加速电压〃越大，电子的衍射现象越不明显

D.若用相同动能的质子代替电子，衍射现象将更加明显

参考答案：

D

实验得到了电子的衍射图样，说明电子这种实物粒子发生了衍射，说明电子具有波动性，

1peU

故A正确；由动能定理可得，eU=2mv2-0,电子加速后的速度v=J析,电子德布罗意波的

hh

波长g2meU,故B正确；由电子的德布罗意波波长公式A=声而可知，加速电压U越

大，波长越短，波长越短，衍射现象越不明显，故C错误；物体动能与动量的关系是

P=/m%,由于质子的质量远大于电子的质量，所以动能相同的质子的动量远大于电子的

动量，由X=h/p可知，相同动能的质子的德布罗意波的波长远小于电子德布罗意波的波

长，越长越小，衍射现象越不明显，因此相同动能的质子代替电子，衍射现象将更加不明

显，故D错误；故选AB.

点睛：衍射是波所特有的现象，电子能发生衍射说明电子具有波动性；求出电子德布罗意

波波长的表达式是正确解题的关键.

2.一直升机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为

B.直升机螺旋桨叶片的长度为1,螺旋桨转动的频率为f,顺着地磁场的方向看螺

旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动.螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如图8

所示.如果忽略a到转轴中心线的距离，用£表示每个叶片中的感应电动势，则

A.£=7tfl2B,且a点电势低于b点电势

B.s=27tfl2B,且a点电势低于b点电势

C.s=7tfl2B,且a点电势高于b点电势

D.£=27tfl2B,且a点电势高于b点电势

图8

参考答案:

A

3.（单选）环形线圈放在匀强磁场中，设在第1s内磁场方向垂直于线圈平面向里，如图

甲所示。若磁感应强度随时间t的变化关系如图乙所示。那么在第2s内，线圈中感应电

流的大小和方向是：

A.大小恒定，顺时针方向

B.大小恒定，逆时针方向

C.大小逐渐增加，顺时针方向

D.大小逐渐减小，逆时针方向

参考答案：

B

4.（单选）如图1所示，MN、ATM为一匀强磁场区域的左右边界，磁场宽度为L,方向竖

直向下。边长为/的正方形闭合金属框abed,以初速度山沿光滑绝缘水平面向磁场区域运

动，经过一段时间线框通过了磁场区域。已知l<L,甲、乙两位同学对该过程进行分析，

将线框的ab边与MN重合时记为t=0,分别定性画出了线框所受安培力F随时间t变化的

图线，如图2、3所示。图中S、S2、$3和S’是图线与t轴围成的面积。关于图线的判断

正确的是（）

A.图2正确，且Si>52

B.图2正确，且Si=S2

C.图3正确，且$3>$4

D.图3正确，且53=54

参考答案:

D

5.（单选题）如图，一个边长为/的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场；一

个边长也为/的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线ab与导线框的

一条边垂直，ba的延长线平分导线框。在t=0时，使导线框从图示位置开始以恒定速

度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域。以/表示导线框中感应电流的强

度，取逆时针方向为正。下列表示i—t关系的图示中，可能正确的是（）

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.用电压U和kU通过相同距离相同材料的输电线向用户输送同样的电能，若要求输电线

损失的功率相同，则前后两种情况输电线的横截面积之比为,若采用同样粗细

的输电导线输电，则前后两种情况下输电导线上损失的功率之比为。

参考答案:

k2：1,k2：1

7.如图所示，正三角形abc的边长为L,在磁感应强度为B的匀强磁场中以平行于be边的

速度v匀速运动，则电流表的示数为A,ab两点间的电势差为V.

参考答案:

_0_；_BLv

8.（6分）一闭合线圈有50匝，总电阻R=20l,穿过它的磁通量在0.1s内由

8X10’Wb增加到1.2X10-Wb,则线圈中的感应电动势£=,线圈中的电流

强度1=

参考答案:

2V,（3分）O」A（3分）

9.传感器是把非电学量（如速度、温度、压力等）的变化转换成电学量变化的一种

元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。如图是一种测定液面高度的电容式传感

器的示意图，金属芯线与电介质固定并与导电液体形成一个电容器，从指示器显示

的电容C大小的变化就能反映液面升降情况。某次观测时，指示器显示电容C在

增大，据此可判断液面在▲（填“升高”或“降低”）。ks5u

参考答案：

升高

10.某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：

（1）用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为cm.

（2）小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是.（填选项前的字母）

A.把单摆从平衡位置拉开30。的摆角，并在释放摆球的同时开始计时

I

B.测量摆球通过最低点100次的时间t,则单摆周期为100

C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏

大

D.选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小.

/O12cmI

（」”"“计叫||修1"JJ

O51O

参考答案：

0.97,C.

【考点】用单摆测定重力加速度.

【分析】游标卡尺读数等于固定刻度读数加游标尺读数，不需要估读；

摆角很小的情况下单摆的振动才是简谐运动；单摆摆球经过平衡位置的速度最大，最大位

移处速度为0,在平衡位置计时误差最小；由单摆的周期公式即可求解.

【解答】解：(1)游标卡尺读数等于固定刻度读数加游标尺读数；

固定刻度读数为：0.9cm；

游标尺第7刻线与主尺刻线对其，读数为0.07cm,故读数为：0.07+0.9=0.97cm；

(2)A、用单摆的最大摆角应小于5。，故A错误；

B、一个周期的时间内，摆球通过最低点2次，故B错误；

4兀

C、由单摆的周期公式可推出重力加速度的计算式g=T可知，摆长偏大则代入单摆

周期公式计算得到的重力加速度值偏大，故C正确；

D、为减小实验误差因，应选择密度较大的摆球，故D错误.

故选C.

故答案为：0.97,C.

11.如图是一电热水壶的铭牌，由铭牌可知，该电热水壶在额定电压下工作时，所使用的

交流电压的最大值为V,交流电的周期为So

电器名称：电热水壶”

型号：WK-9016B。

额定电压：220V"

工作频率：50Hz。

额定功率：22OOW0

参考答案：

220V,0.02s

12.一条小船停泊在海岸边，有人测量在Imin内小船上下颠簸12次，海浪传播速

度约为v=4m/s,由此可知海浪的波长约是mo

参考答案：

20m

13.如图甲所示为某一长方体导电材料，P、Q为电极，已知长方体的数据：a=2

m,b=0.02m,c=0.01m,在P、Q加上电压后，绘制的U-I图象如图乙所示。

当U=10V时，该材料的电阻率p=.

参考答案：

0.250

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分

14.（解答）如图所示，一水平放置的矩形线圈abcd,在细长的磁铁N极附近竖直下

落，保持bc边在纸外，ab边在纸内，由图中位置I经位置H到位置III,这三个位置

都靠得很近，且位置II刚好在条形磁铁中心轴线上，在这个过程中穿过线圈的磁通量怎样

变化？有无感应电流？

参考答案：

穿过线圈的磁通量先减少后增加，线圈中有感应电流

根据条形磁铁N极附近磁感线的分布情况可知，矩形线圈在位置I时，磁感线从线圈的

下面斜向上穿过；线圈在位置n时，穿过它的磁通量为零；线圈在位置皿时，磁感线从线

圈上面斜向下穿过。所以，线圈从I到II磁通量减少，从II到iii磁通量增加。穿过线圈的

磁通量发生变化，有感应电流产生

15.（6分）现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分突出的问题。

下表提供了一组部分人的人体电阻平均值数据o

完全干燥时出汗或潮湿时

测量项目电流（加电流（加

电阻电阻

220V）220V）

手与手之间200kQ1.1X1O-3A5kQ

手与脚之间300kQ7.3X10-4A8kQ

手与塑料鞋底之

400kQ5.5X10%10kQ

间

①从表中可看出干燥时电阻大约是潮湿时电阻的倍。

②在空格中填入，对人体加220伏电压后的电流值。

③若对人的安全电流是25mA以下，上述哪几项是十分危险的。

④电路上有规格为10A的熔丝（俗称保险丝），如右图所示用电器R的功率

是1500W,这时通过熔丝实际电流是多少？一个潮湿的人，手脚触电，为什么熔

丝不会断（即熔丝不能救人命）。

J---尸

参考答案:

(1)40

(2)

完全干燥时出汗或潮湿时

测量项目电流（加电流（加

电阻电阻

220V）220V）

手与手之间200kQ1.1X1O-3A5kQ4.4X10-2A

手与脚之间300kQ7.3X10-4A8kQ2.8X10-2A

手与塑料鞋底之

400kQ5.5X10-4A10kQ2.2XW2A

间

(3)潮湿

(4)0.15A

四、计算题：本题共3小题，共计47分

16.如图所示，在y<0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸里，磁

感应强度为B.一带负电的粒子(质量为m、电荷量为q)以速度vo从O点射入磁场，入

射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为。.求：

(1)该粒子射出磁场的位置；

(2)该粒子在磁场中运动的时间.(粒子所受重力不计)

0X

XXXxXXX

XXXXXXAxXX

XXXXXXXXXX

XXXXXXXXXX

XXXXXXXXXX

XXXXXxfixXXX

参考答案:

解：(1)带正电的粒子射入磁场后，由于受到洛伦兹力的作用，粒子将沿图示的轨迹运

动，从A点射出磁场，O、A间的距离为L,射出时速度的大小仍为V0,射出方向与x轴

的夹角仍为e.

VQ

由于洛伦兹力提供向心力，贝IJ：qvoB=mT,R为圆轨道的半径，

mv0

解得：R=QB①

圆轨道的圆心位于OA的中垂线上，由几何关系可得：2=Rsin。②

2mvgsinQ

联立①②两式解得L=QB；

2mvgsin©

所以粒子离开磁场的位置为(-qB,0)；

2冗m

(2)因为T=QB

2兀-28f82兀m

该粒子在磁场中运动的时间t=2n=(]-冗)qB；

2mvgsinQ

答：(i)该粒子射出磁场的位置为(-qB,o),

e2--

(2)该粒子在磁场中运动的时间为(1-元)QB.

4

+

XXXX

XXXX

XXXX

XXXX

XXXX

XXXX

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动.

【分析】(1)根据题意画出运动轨迹图，根据几何知识和洛伦兹力提供向心力求出粒子

的坐标位置；

(2)根据转过的角度和周期计算粒子在磁场中运动的时间.

17.在地面附近的真空室中，水平平行虚线PQ、MN间有方向水平且垂直于纸面的

匀强磁场，PQ与MN相距为2L。一个边长为L