河北省衡水市冀州徐庄中学2022-2023学年高二物理期末试题含解析

河北省衡水市冀州徐庄中学2022-2023学年高二物理期末试题含解析一、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1.一颗人造卫星在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，地球的半径为R，卫星的质量为m，卫星离地面的高度为h，引力常量为G，则地球对卫星的万有引力大小为

A．

B．

C．

D．参考答案：2.（多选）光滑斜面上物块A被平行斜面的轻质弹簧拉住静止于O点，如图所示，现将A沿斜面拉到B点无初速释放，物体在BC范围内做简谐运动，则下列说法正确的是：A、OB越长，振动能量越大B、在振动过程中，物体A机械能守恒C．A在C点时，物体与弹簧构成的系统势能最大，在O点时系统势能最小D．B点时物体A的机械能最小参考答案：ACD3.如图所示，蹄形磁铁和闭合线圈abcd在同一竖直平面内，且都能绕各自的竖直中心轴旋转；在外力作用下使磁铁逆时针旋转（从上向下看，下同）。则线圈abcdA．不动

B．顺时针旋转C．逆时针旋转

D．无法判断参考答案：C4.矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图（1）所示。t=0时刻，磁感应强度的方向垂直于纸面向里。在0∽4s时间内，线框的ab边受力随时间变化的图象（ab边所受安培力的方向规定以向左为正方向），可能如图（2）中的（

D）参考答案：D5.（单选）一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的电动势为e=Emsinωt．若将线圈的转速加倍，其它条件不变，则产生的电动势为（）A．Emsin2ωtB．2EmsinωtC．2EmsintD．2Emsin2ωt参考答案：考点：交流发电机及其产生正弦式电流的原理．专题：交流电专题．分析：感应电动势的瞬时值表达式分析答题，交变电流的瞬时值表达式为：e=Emsinωt，其中Em=nBSω．解答：解：感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsinωt，其中Em=nBSω，将线圈的转速加倍，其它条件不变Em和ω都增加一倍，此时交变电流的瞬时值表达式变为e′=2Emsin2ωt．故选D．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图13所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为W1，功率为P1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0.9s时间拉出，外力所做的功为W2，功率为P2，通过导线截面的电荷量为q2，则W1:W2=

,P1:P2=

,q1:q2=

参考答案：3：1

9：1

1：17.如图:有四盏灯，接入如图的电路中,Ｌ1和Ｌ2的电阻均为484Ω,Ｌ3和Ｌ4的电阻均为1210Ω,把电路接通后,四盏灯的电流之比I1:I2:I3=

。参考答案：7：5：28.（6分）频率为50Hz的正弦电流，对人体的安全电压有效值不能超过36V，这个交流电压的周期是_________s，峰值是______________V。

参考答案：0.02；369.如图所示，图甲为热敏电阻的R-t图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱控制电路，继电器线圈的电阻为150Ω,。当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器供电的电池的电动势E=6V,内阻不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源，R为热敏电阻。（1）应该把恒温箱的加热器接在

端（填“AB”或“CD”）。（2）如果要使恒温箱内的温度保持1500C,可变电阻R′的值应调节为

Ω，此时热敏电阻的阻值为

Ω。参考答案：AB

120

3010.如图所示，放在蹄形磁铁两极间的导体棒ab，当通有由b向a的电流时，受到的安培力方向向右，则磁铁的上端是

极；如果磁铁上端是S极，导体棒中的电流方向由a向b，则导体棒受到的安培力方向为

．(选填“向左”、“向右”)参考答案：11.一台发电机产生的电动势的瞬时值表达式为：e=311sin314tV，则此发电机产生的电动势的最大值为_______V，有效值为______V，发电机转子的转速为______转/秒，产生的交流电的频率为____Hz．

参考答案：

311

，

220

，

50

，

50

12.用电阻率是1.7×10-8·m、横截面积为0.34X10-6m2、长200m的绝缘铜导线绕制一个线圈，这个铜线圈的电阻是

。若这个线圈允许通过的最大电流为4.5A，则这个线圈两端允许施加的最大电压是 V。

参考答案：10

4513.如图所示是等离子体发电机的示意图，磁感应强度为B,方向垂直纸面向里，两极板间距离为d，要使输出电压为U，则等离子体的速度v为

▲，a是电源的▲(正、负极)参考答案：

；

正

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.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．15.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零．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，质量为m、边长为L的正方形线框，从有界的匀强磁场上方由静止自由下落，线框电阻为R。匀强磁场的宽度为H。（L＜H），磁感强度为B，线框下落过程中ab边与磁场边界平行且沿水平方向。已知ab边刚进入磁场和刚穿出磁场时线框都作减速运动，加速度大小都是。求：（1）ab边刚进入磁场时与ab边刚出磁场时的速度大小；（2）cd边刚进入磁场时，线框的速度大小；（3）线框进入磁场的过程中，产生的热量。参考答案：（1）由题意可知ab边刚进入磁场与刚出磁场时的速度相等，设为v1，则结线框有：

-------------------------1分

---------------------1分

-----------------1分

且

--------------------1分

解得：

------------------------------1分（2）设cd边刚进入磁场时速度为v2，则cd边进入磁场到ab边刚出磁场应用动能定理得：

------------2分

解得：

--------------2分

（3）由能和转化和守恒定律，可知在线框进入磁场的过程中有

--------------------2分

解得产生的热量：Q＝mgH

--------------1分17.一台电动机额定电压为220V，线圈电阻R=0.5Ω，电动机正常工作时通过电动机线圈的电流为4A，电动机正常工作10min，求：（1）电动机消耗的电能.（2）电动机内阻产生的热量。参考答案：

工作时间为t=10×60s=600s

电动机消耗的电能等于电流做的功w=UIt=220×4×600J=5.28×105J……………4分

根据焦耳定律，内阻产生的热量为Q=I2Rt=42×0.5×600J=4.8×103J……………4分

18.（14分）如图所示，在x<0与x>0的区域中，存在磁感应强度分别为B1与B2的匀强磁场，磁场方向均垂直与纸面向里，且B1>B2．一个带负电的粒子从坐标原点O以速度v沿x轴负方向射出，要使该粒子经过一段时间后又经过O点，B1与B2的比值应满足什么条件？参考答案：粒子分别在x＜0与x＞0的区域中做匀速圆周运动，设粒子的速度大小为v，电荷量和质量分别为q和m，在x＜0与x＞0的区域中运动的半径分别为r1和r2，由牛顿第二定律，

得，………………