山西省太原市西山煤电集团公司第七中学2022年高二物理上学期期末试卷含解析

山西省太原市西山煤电集团公司第七中学2022年高二物理上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.洛仑兹力演示仪可以演示磁场和电子束运动速度对洛仑兹力的影响。其核心结构如图（a）所示。亥姆霍兹线圈由两组单环线圈组成，通入电流后，两组线圈之间形成匀强磁场。玻璃泡抽真空后充入适量氩气，用电流加热一段时间后，阴极会向外喷射电子，并在阳极的吸引下形成稳定的电子束。亥姆霍兹线圈没有通电时，玻璃泡中出现如图（b）粗黑线所示的光束（实际上光束是蓝绿色的）。若接通亥姆霍兹线圈电源，就会产生垂直于纸面方向的磁场，则电子束的轨迹描述正确的是(图中只画出了部分轨迹)参考答案：D2.A、B两刚性球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A球的动量是5kg·m／s，B球的动量是7kg·m／s，当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量的不可能值是(

)

A．-4kg·m/s、14kg·m/s

B．3kg·m/s、9kg·m/sC．-5kg·m/s、17kg·m/s

D．6kg·m／s、6kg·m/s参考答案：ACD3.做简谐运动的弹簧振子A．振幅越大，周期越大B．在平衡位置时速度和加速度都达到最大值C．从最大位移处向平衡位置运动的过程是匀加速过程D．在最大位移处速度为零，加速度最大参考答案：D4..如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中（

）A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针

B．感应电流方向先顺时针后逆时针再逆时针

C．感应电流方向一直是逆时针

D．感应电流方向一直是顺时针参考答案：A5.关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是（）A．磁感线只能形象地描述各点磁场的方向B．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的C．磁感线是磁场中客观存在的线D．磁感线总是从磁体的北极出发，到南极终止参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（2分）三个半径相同的弹性球，置于光滑的水平面上，三球在同一条直线上，如图所示，已知mA=mB=1kg,当A以速度vA=10m/s向B运动，若B不再与A相碰，则C球的质量最大为

kg。参考答案：17.如图，半径为r的金属圆盘（电阻不计）在垂直于盘面的匀强磁场中绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，电阻R两端分别接盘心O和盘边缘，则通过电阻R的电流强度大小为

，方向是

。参考答案：8.在张紧的两端固定的弦上，满足弦长等于______，就能形成驻波．弦上的波被分成几段，每段两端的点始终是静止不动的，称为____，每段中各质点以相同的步调上、下振动，中间点振幅最大，称为波腹．参考答案：半波长的整数倍，波节、波腹9.（4分）压缩机某次压缩气体时，活塞对气体做了5×105J的功，同时气体向外传递了2×105J的热量，则气体的内能_______（填“增加”或“减少”）了_____J。参考答案：增加，3×10510.图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，已知磁感应强度大小为B，线圈的匝数为n,线圈转动的角速度为，正方形线圈的边长为L，线圈的内阻为r,外电阻为R，则线圈产生的感应电动势e的表达式为：

；线圈从开始转过300过程中，通过电阻R的电量为：

；线圈从开始转过900过程中，外力对线圈所做的功为：

；参考答案：；,11.氢原子的能级图如图所示．原子从能级n=3向n=1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应．有一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属．普朗克常量h=6.63×10﹣34J?s，（1）氢原子向较低能级跃迁时共能发出

种频率的光；（2）该金属的逸出功

（3）截止频率

（保留一位小数）参考答案：（1）6，（2）12.09eV，（3）2.9×1015Hz．【考点】玻尔模型和氢原子的能级结构．【分析】（1）根据数学组合公式得出氢原子向低能级跃迁时发出不同频率的光子种数．（2）抓住原子从能级n=3向n=1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应求出金属的逸出功．（3）根据逸出功，结合W0=hv0求出截止频率．【解答】解：（1）根据知，氢原子向低能级跃迁时共能发出6种频率的光．（2）原子从能级n=3向n=1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应，知辐射的光子能量等于逸出功，则W0=E3﹣E1=﹣1.51﹣（﹣13.6）eV=12.09eV．（3）根据W0=hv0得，截止频率==2.9×1015Hz．故答案为：（1）6，（2）12.09eV，（3）2.9×1015Hz．12.如图一闭合三角形导线框ABC，∠ABC=120o，AB=BC=1m，放在磁感应强度为2T的匀强磁场中，磁场垂直于线框平面，若在线框中通以I=1A的电流，则AB与BC所受磁场力的合力大小为

N，整个线框所受磁场力的合力大小为

N。参考答案：3.46

013.如图所示，线圈ABCO面积为0.4m2，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，方向为x轴正方向，通过线圈的磁通量为_________Wb。在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°的过程中，通过线圈的磁通量改变了_________Wb。(可以用根式表示)参考答案：15.0

或3.46×10-2

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全，轿车在发生一定强度的碰撞时，利叠氮化纳（NaN3）爆炸产生气体（假设都是N2）充入气囊．若氮气充入后安全气囊的容积V=56L，囊中氮气密度ρ=2.5kg/m3，已知氮气的摩尔质最M=0.028kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，试估算：（1）囊中氮气分子的总个数N；（2）囊中氮气分子间的平均距离．参考答案：解：（1）设N2的物质的量为n，则n=氮气的分子总数N=NA代入数据得N=3×1024．（2）气体分子间距较大，因此建立每个分子占据一个立方体，则分子间的平均距离，即为立方体的边长，所以一个气体的分子体积为：而设边长为a，则有a3=V0解得：分子平均间距为a=3×10﹣9m答：（1）囊中氮气分子的总个数3×1024；（2）囊中氮气分子间的平均距离3×10﹣9m．【考点】阿伏加德罗常数．【分析】先求出N2的物质量，再根据阿伏加德罗常数求出分子的总个数．根据总体积与分子个数，从而求出一个分子的体积，建立每个分子占据一个立方体，则分子间的平均距离，即为立方体的边长，15.用游标为10分度的卡尺测量的某物体的直径，示数如图所示，读数为

参考答案：1.47四、计算题：本题共3小题，共计47分16.以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿负x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿正y方向飞出。（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷；（2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B′，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B′多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？参考答案：（1）由粒子的飞行轨迹，利用左手定则可知，该粒子带负电荷。粒子由A点射入，由C点飞出，其速度方向改变了90°，则粒子轨迹半径

又

则粒子的比荷

（2）粒子从D点飞出磁场速度方向改变了60°角，故AD弧所对圆心角60°，粒子做圆周运动的半径

所以 粒子在磁场中飞行时间17.地球是个大磁体，在赤道上，地磁场可以看成是沿南北方向的匀强磁场。如果赤道某处的磁感应强度大小为0.5×10-4T，在赤道上有一根东西方向的直导线，长为20m，通有从东到西30A的电流，则求：(1)地磁场对这根导线的作用力有多大？方向如何?(2)通电直导线如果南北方向放置，则地磁场对这根导线的作用力有多大?参考答案：18.如图所示，平行金属带电板A、B间可看成是匀强电场，两极板之间的电势差为60V，极板间的距离d=4cm，电场中C点到A极板的距离1cm，B板接地，D点到B极板的距离为1cm。求：C、D两点的电势及两点间电势差UCD；若将电荷量为q=2×10-2C的点电荷（不计重力）在外力作

用下从C点匀速移到D点，外力做的功．参考答案：（1）解：

………………..1分

..............................3分（2）解法一：电荷在运动过程中，受到静电力和外力作用，受力分析如图所示从能量转化角度分析，整个过程中静电力和重力做功

.......................1分则，由动能定理得