河北省保定市容城第一中学2022-2023学年高二物理期末试卷含解析

河北省保定市容城第一中学2022-2023学年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.将弹簧从原长逐渐压缩的过程中，关于弹性势能的变化，下列说法正确的是（

）

A．增加

B．减少

C．不变

D．无法确定参考答案：A2.如图所示，静止在光滑水平面上的木板，右端有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连，质量M=2kg．质量m=1kg的铁块以水平速度v0=6m/s，从木板的左端沿板面向右滑行，压缩弹簧后又被弹回，最后恰好停在木板的左端．在上述过程中弹簧具有的最大弹性势能为（）A．3J B．4J C．12J D．6J参考答案：C【考点】动量守恒定律；功能关系．【分析】当M和m的速度相等时，弹簧压缩量最大，弹性势能最大，根据动量守恒定律和能量守恒定律求出弹簧具有的最大弹性势能．【解答】解：对M和m组成的系统研究，规定向右为正方向，根据动量守恒定律得：mv0=（M+m）v，解得：v=．根据能量守恒得，弹簧的最大弹性势能为：==12J，故C正确，ABD错误．故选：C．3.氢原子的能级图如图所示，下列说法中正确的是（）A．大量处于量子数n=4的能级的氢原子向低能级跃迁时，最多辐射12种不同频率的光B．能量为13eV的光子照射处于基态的氢原子时，可以使原子跃迁到n=4的能级C．能量为11eV的电子撞击处于基态的氢原子，可以使氢原子跃迁到n=2的能级D．用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂不能发生光电效应参考答案：C【考点】光电效应；氢原子的能级公式和跃迁．【分析】根据数学组合公式得出大量处于量子数n=4的能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射不同频率的光子种数；当吸收的光子能量等于两能级间的能级差，才可以被吸收发生跃迁，但是用电子撞击，能量可以被部分吸收发生跃迁．当入射光的频率大于金属的极限频率，会发生光电效应，结合辐射的光子能量与逸出功大小判断能否发生光电效应．【解答】解：A、根据=6知，大量处于量子数n=4的能级的氢原子向低能级跃迁时，最多辐射6不同频率的光，故A错误．B、当吸收的光子能量等于两能级间的能级差，才能发生跃迁，n=1和n=4间的能级差为12.75eV，吸收13eV的光子能量，不能从n=1跃迁到n=4能级，故B错误．C、n=1和n=2间的能级差为10.2eV，由于用电子撞击基态的氢原子，部分电子动能被吸收，则用能量为11eV的电子撞击处于基态的氢原子，可以使氢原子跃迁到n=2的能级，故C正确．D、n=1和n=2间的能级差为10.2eV，则从n=2跃迁到n=1能级辐射的光子能量为10.2eV，大于金属铂的逸出功，能使金属铂发生光电效应，故D错误．故选：C．4.（单选）如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A．电压表与电流表的示数都增大B．电压表与电流表的示数都减小C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大参考答案：B5.如图所示，匀强电场场强为E，A与B两点间的距离为d，AB与电场线夹角为а,则A与B两点间的电势差为(

)A.Ed

B.Edcosa

C.EdsinaD.Edtana参考答案：二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.用两根钢丝绳AB、BC将一根电线杆OB垂直固定在地面上，且它们在同一个平面内，如图所示，设AO=5m，OC=9m，OB=12m，为使电线杆不发生倾斜，两根绳上的张力之比为__________。参考答案：39∶257.某实验小组利用下图甲所示器材测量滑块与木板之间的动摩擦因素。

实验步骤：①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；②将装有橡皮泥滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图所示。在A端向右水平拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作F；③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②；实验数据如下表所示：次数力123456G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.590.830.991.221.371.61

（1）根据表中数据在图乙坐标纸上作出F－G图线___________。（2）由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ＝________(保留两位有效数字)。（3）在A端向右水平拉动木板速度的大小对动摩擦因数的测量____________（选填“会”或“不会”）产生影响。参考答案：

(1).（1）[Failedtodownloadimage:null]；

(2).（2）0.39～0.41

(3).（3）不会【详解】（1）根据表格中的数据在坐标纸上作出F-G图线。如图所示。

（2）由题意可知，稳定时，弹簧秤的示数等于滑块与木板间的滑动摩擦力，根据知，图线的斜率等于滑块与木板间的动摩擦因数，则。（3）滑动摩擦力与相对速度无关，则在A端向右水平拉动木板速度的大小对动摩擦因数的测量不会产生影响。8.在验证机械能守恒定律的实验中，某同学使用50Hz交变电流作电源，在打出的纸带上选择5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，他测量了C点到A点、和E点到C点的距离，如图丙所示。则纸带上C点的速度

m/s，重锤的加速度为

m/s2。参考答案：9.如右图是小球做平抛运动时的一闪光照片，该照片记下平抛小球在运动中的几个位置O、A、B、C，其中O为小球刚作平抛运动时初位置，OD为竖直线，照片的闪光间隔是1/30s，小球的初速度为

m/s(g=10m/s2图中小方格均为正方形)。参考答案：0.510.如图1所示，理想变压器的输入端接正弦交流电源，保持输入电压的有效值不变。副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2；输电线的等效电阻为R，开始时，电键K断开。当K接通后，输电线上损耗的功率占原线圈中的功率的比例

（变大，变小，不变），灯泡L1

(变亮、变暗，亮度不变)参考答案：变大，变暗

11.一个未知电阻R无法估计其电阻值，某同学用伏安法测电阻的两种电路各测量一次，如图所示，按甲图测得数据是3.3V、3.0mA，按乙图测得数据是2.5V、5.0mA，由此可知按___

___图所示的电路测量的误差较小，若已知电流表内阻为100Ω,电压表内阻为1000Ω那么R的真实值是

Ω。乙甲

甲

参考答案：

甲

,

_____1000______W12.甲乙两种光子的波长之比为4∶3，分别用它们照射同一金属板，发出光电子的最大初动能为E甲、E乙，则甲乙两种光子的能量之比为

，该金属的逸出功为

.参考答案：

3∶4

，

13.一长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中.开始时，将线与小球拉成水平，小球静止在A点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时，小球到达B点且速度恰好为零.则：AB两点的电势差UAB=

；(2)匀强电场的场强大小=

；参考答案：E=

，

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）图所示是电场中某区域的电场线分布图，P、Q是电场中的两点。（1）请比较P、Q两点中电场强度的强弱并说明理由。（2）把电荷量为=3.0×C的正点电荷放在电场中的P点，正电荷受到的电场力大小为F=6.0N；如果把移去，把电荷量为=6.0×10C的负点电荷放在P点，求负荷电荷受到的电场力F的大小方向。参考答案：(1)Q点电场强度较强(1分)。因为Q点处电场线分布较P点密(1分)。(2)P点电场强度E=F/q=6/(3×10)×10（N/C）（2分）方向向左(或与电场强度方向相反)

(1分)15.(10分)“玻意耳定律”告诉我们：一定质量的气体．如果保持温度不变，体积减小，压强增大；“查理定律”指出：一定质量的气体，如果保持体积不变，温度升高．压强增大；请你用分子运动论的观点分别解释上述两种现象，并说明两种增大压强的方式有何不同。参考答案：一定质量的气体．如果温度保持不变，分子平均动能不变，每次分子与容器碰撞时平均作用力不变，而体积减小，单位体积内分子数增大，相同时间内撞击到容器壁的分子数增加，因此压强增大，（4分）一定质量的气体，若体积保持不变，单位体积内分子数不变，温度升高，分子热运动加剧，对容器壁碰撞更频繁，每次碰撞平均作用力也增大，所以压强增大。（4分）第一次只改变了单位时间内单位面积器壁上碰撞的分子数；而第二种情况下改变了影响压强的两个因素：单位时间内单位面积上碰撞的次数和每次碰撞的平均作用力。（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图在xoy坐标内，在0≤x≤6m的区域存在以ON为界的匀强磁场B1、B2，磁场方向均垂直xoy平面，方向如图，大小均为1T。在x＞6m的区域内存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为×104V/m。一带正电的粒子（不计重力），其比荷q/m=1.0×104C/kg，从A板静止出发，经过加速电压（电压可调）加速后从坐标原点O沿x轴正方向射入磁场B1。（1）要使该带电粒子经过坐标为（3，）的P点（P点在ON线上），求最大的加速电压U0;（2）满足第（1）问加速电压的条件下，粒子再次通过x轴时到坐标原点O的距离和速度大小；（3）粒子从经过O点开始计时，到达P点的时间。参考答案：（1）加速电压最大时，粒子进入磁场中的半径最大，如图1所示，由几何知识可知：r=2m-----------------------------------------1分ks5u

又--------------------------------------2分

电场加速：qU0＝mv2---------------------------------------1分

代入数据解得U0=6×104V-----------------------------------1分

v=2×104m/s(2)粒子运动轨迹如图1所示，粒子经过N点，其坐标为（6,2），设再次到达x轴的位置为M点，N到M过程：

x轴方向：x=vt

-----------------------------------------1分

y轴方向：yN=qEt2/2m

------------------------------------------1分

qEyN=mvM2--mv2

----------------------------------------2分解得：x=4m

vM=2×104m/s

-------------------------------1分所以，M点到O点的距离为（6+4）m

------------------------------1分(3)

T＝2πｍ/Bq，与速度无关--------------------------------------1分粒子通过P点还可能如图2所示，考虑重复性，有：t=nT/6=πnｍ/2Bq=πn×10—4s

(其中n=1,2,3,------)-----------------2分（如果只求出t=T/6=π×10—4s，本小题给1分）17.如图所示，足够长的光滑平行金属导轨cd和ef，水平放置且相距L，在其左端各固定一个半径为r的四分之三金属光滑圆环，两圆环面平行且竖直。在水平导轨和圆环上各有一根与导轨垂直的金属杆，两金属杆与水平导轨、金属圆环形成闭合回路，a、b两金属杆质量均为m，电阻分别为R1、R2，其余电阻不计。整个装置放在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。当用水平向右的恒力F=拉细杆a，达到匀速运动时，杆b恰好静止在圆环上某处。g为重力加速度，试求：（1）杆a做匀速运动时，回路中感应电流的大小；（2）杆a做匀速运动时的速度；（3）杆b静止的位置距圆环最低点的高度。参考答案：.解析：⑴匀速时，拉力与安培力平衡，F=BIL---------2分

得：----------------------------------------------------1分⑵金属棒a切割磁感线，产生的电动势E=BLv----------2分

回路电流--------------------------------------------2分

联立得：------------------------------------1分⑶平衡时，棒和圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，

得：θ=37°--------------------------------------2分-------18.如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面。现将电荷量为10-8C的正点电荷从A点移到B点，电场力做功为，将另一电荷