2022年云南省大理市民族中學(xué)高二物理上學(xué)期期末試題含解析

2022年云南省大理市民族中學(xué)高二物理上學(xué)期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選）一飛機在北半球的上空以速度v水平飛行，飛機機身長為a，翼展為b；該空間地磁場磁感應(yīng)強度的水平分量為B1，豎直分量為B2；駕駛員左側(cè)機翼的端點用A表示，右側(cè)機翼的端點用B表示，用E表示飛機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，則A．E=B1vb，且A點電勢低于B點電勢

B．E=B1vb，且A點電勢高于B點電勢C．E=B2vb，且A點電勢低于B點電勢

D．E=B2vb，且A點電勢高于B點電勢參考答案：D2.如圖所示，虛線a、b和c是某靜電場中的三個等勢面，它們的電勢分別為φa、φb和φc，φa＞φb＞φc，一帶正電的粒子射入電場中，其運動軌跡如實線KLMN所示，由圖可知（

）A．粒子從K到L的過程中，電場力做負功

B．粒子從L到M的過程中，電場力做負功C．粒子從K到L的過程中，電勢能增加

D．粒子從L到M的過程中，動能減小參考答案：AC3.（單選）帶電粒子在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運動，現(xiàn)欲縮短其旋轉(zhuǎn)周期，下列可行的方案是(

)A.增大磁感應(yīng)強度

B.減小磁感應(yīng)強度C.增大粒子的入射速率

D.減小粒子的入射速率參考答案：A4.某氣體的摩爾質(zhì)量是M，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的摩爾體積為V，阿伏伽德羅常數(shù)為，下列敘述中正確的是A.該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為B.該氣體每個分子的質(zhì)量為C.每個氣體分子在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積為D.該氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù)為參考答案：B【詳解】A．摩爾質(zhì)量除以摩爾體積等于密度，該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為，故A錯誤；B．每個氣體分子的質(zhì)量為摩爾質(zhì)量與阿伏伽德羅常數(shù)的比值，即，故B正確；C．由于分子間距的存在，每個氣體分子的體積遠小于，故C錯誤；D．分子數(shù)密度等于物質(zhì)的量乘以阿伏伽德羅常數(shù)再除以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的體積V，即，故D錯誤。5.在一次討論中，老師問道：“假如水中相同深度處有a、b、c三種不同顏色的單色點光源，有人在水面上方同等條件下觀測發(fā)現(xiàn)，b在水下的像最深，c照亮水面的面積比a的大．關(guān)于這三種光在水中的性質(zhì)，同學(xué)們能做出什么判斷？”有同學(xué)回答如下：①c光的頻率最大②a光的傳播速度最?、踒光的折射率最大④a光的波長比b光的短根據(jù)老師的假定，以上回答正確的是A．②④B．①③C．③④

D.①②參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.直線AB是電場中的一條電場線，電子經(jīng)過A點時的速度為vA，方向從A點指向B，僅在電場力的作用下到達B點，此時電子的速度為零，則電場線的方向是從________指向_____

A、B兩點電勢較高的點是________點參考答案：ABA7.用200N的拉力將地面上一個質(zhì)量為10kg的物體提升10m（重力加速度g=10m/s2，空氣阻力忽略不計）。拉力對物體所做的功是_________J；物體被提高后具有的重力勢能是_________J（以地面為零勢能參考面）；物體被提高后具有的動能是_________J。參考答案：8.如圖所示。粗細均勻的電阻為r的金屬圓環(huán)放在磁感應(yīng)強度為B的垂直環(huán)面的勻強磁場中，圓環(huán)的直徑為d。長為d、電阻為r／2的金屬棒ab在中點處與環(huán)相切，現(xiàn)使ab始終以垂直于棒的、大小為V的速度向左運動，到達圓環(huán)的直徑位置時，ab棒兩端的電勢差大小為

。

參考答案：9.帶電量為C的粒子先后經(jīng)過電場中的A、B兩點，克服電場力做功J，已知B點電勢為50V，則（l）A、B間兩點間的電勢差是；（2）A點的電勢；（3）電勢能的變化；（4）把電量為C的電荷放在A點的電勢能．參考答案：10.一根長為0.2m的導(dǎo)線，通以3A的電流，當(dāng)電流方向與磁場方向垂直時，它受到的磁場的作用力是6×10-2N，當(dāng)導(dǎo)線的長度在原位置縮短為原來的一半時，它受到的磁場的作用力是_____N。參考答案：6×10-211.三個速率不同的同種帶電粒子，如圖所示沿同一方向從圖中長方形區(qū)域的勻強磁場上邊緣射入，從下邊緣飛出時，相對入射方向的偏角分別為90°，60°，30°，它們在磁場中運動時間比為

。參考答案：3:2:112.（4分）如圖所示，正弦交流電經(jīng)過整流器后，電流波形正好去掉了半周。這種單向電流的有效值為

A。

參考答案：213.使物體帶電的方法有：摩擦起電、

和

。參考答案：接觸起電、感應(yīng)起電三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（10分）為了“探究碰撞中的不變量”，小明在光滑桌面上放有A、B兩個小球．A球的質(zhì)量為0.3kg，以速度8m/s跟質(zhì)量為0.1kg、靜止在桌面上的B球發(fā)生碰撞，并測得碰撞后B球的速度為9m/s，A球的速度變?yōu)?m/s，方向與原來相同．根據(jù)這些實驗數(shù)據(jù)，小明對這次碰撞的規(guī)律做了如下幾種猜想．【猜想1】碰撞后B球獲得了速度，A球把速度傳遞給了B球．【猜想2】碰撞后B球獲得了動能，A球把減少的動能全部傳遞給了B球．(1)你認為以上的猜想成立嗎？若不成立，請簡述理由.(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，通過計算說明，有一個什么物理量，在這次碰撞中，B球所增加的這個物理量與A球所減少的這個物理量相等？參考答案：（1）猜想1、2均不成立.因為A球的速度只減少了3m/s,B球的速度卻增加了8m/s,所以猜想1是錯的。（2分）A球的動能減少了,B球動能增加了,所以猜想2也是錯的；（2分）（2）計算：B球動量的增加量ΔpB=0.1×9=0.9kg·m/s，（2分）A球動量的減少量ΔpA=0.3×8－0.3×5=0.9kg·m/s，（2分）從計算結(jié)果可得，B球動量的增加量與A球動量的減少量相等．即系統(tǒng)的總動量保持不變．（2分）15.在1731年，一名英國商人發(fā)現(xiàn)，雷電過后，他的一箱新刀叉竟顯示出磁性．請應(yīng)用奧斯特的實驗結(jié)果，解釋這種現(xiàn)象．參考答案：閃電產(chǎn)生的強電流產(chǎn)生磁場會使刀叉磁化．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，有一對平行金屬板，兩板相距為0.05m．電壓為10V；兩板之間有勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B0=0.1T，方向與金屬板面平行并垂直于紙面向里．圖中右邊有一半徑R為0.1m、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)也存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為，方向垂直于紙面向里．一正離子沿平行于金屬板面，從A點垂直于磁場的方向射入平行金屬板之間，沿直線射出平行金屬板之間的區(qū)域，并沿直徑CD方向射入圓形磁場區(qū)域，最后從圓形區(qū)域邊界上的F點射出．已知速度的偏向角，不計離子重力．求：（1）離子速度v的大??；（2）離子的比荷q/m；（3）離子在圓形磁場區(qū)域中運動時間t．參考答案：17.如圖所示，一小型發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)n＝100，穿過每匝線圈的磁通量φ隨時間按正弦規(guī)律變化，發(fā)電機線圈內(nèi)阻r＝4.0Ω，外電路中的電阻R＝6Ω，燈泡L電阻RL＝12Ω，不計其它電阻，交流電流表為理想電流表。求：（1）線圈轉(zhuǎn)動的角速度ω；（2）交流電流表的讀數(shù)；（3）在1min內(nèi)，電阻R產(chǎn)生的熱量。參考答案：（1）線框進入磁場前沿斜面下滑的加速度為a=gsinθ

———1分底邊進入磁場時的速度為υ，則：υ2=2as

———2分底邊產(chǎn)生的電動勢E=BLυ

———1分線框中的感應(yīng)電流I=

———1分（1）T=3.14×10－2sω=

———1分=200rad/s

———1分（2）=+

———1分

E=nφmω

———1分I=

———1分=A

———1分（3）U=IR外

———1分

Q=t

———1分=5×104J

———1分18.（20分）目前，大功率半導(dǎo)體激光器的主要結(jié)構(gòu)形式是由許多發(fā)光區(qū)等距離地排列在一條直線上的長條狀，通常稱為激光二極管條．但這樣的半導(dǎo)體激光器發(fā)出的是很多束發(fā)散光束，光能分布很不集中，不利于傳輸和應(yīng)用．為了解決這個問題，需要根據(jù)具體應(yīng)用的要求，對光束進行必需的變換（或稱整形）．如果能把一個半導(dǎo)體激光二極管條發(fā)出的光變換成一束很細的平行光束，對半導(dǎo)體激光的傳輸和應(yīng)用將是非常有意義的．為此，有人提出了先把多束發(fā)散光會聚到一點，再變換為平行光的方案，其基本原理可通過如下所述的簡化了的情況來說明．如圖，S1、S2、S3是等距離（h）地排列在一直線上的三個點光源，各自向垂直于它們的連線的同一方向發(fā)出半頂角為a=arctan的圓錐形光束．請使用三個完全相同的、焦距為f=1.50h、半徑為r=0.75h的圓形薄凸透鏡，經(jīng)加工、組裝成一個三者在同一平面內(nèi)的組合透鏡，使三束光都能全部投射到這個組合透鏡上，且經(jīng)透鏡折射后的光線能全部會聚于z軸（以S2為起點，垂直于三個點光源連線，與光束中心線方向相同的射線）上距離S2為L=12.0h處的P點．（加工時可對透鏡進行外形的改變，但不能改變透鏡焦距．）1．求出組合透鏡中每個透鏡光心的位置；2．說明對三個透鏡應(yīng)如何加工和組裝，并求出有關(guān)數(shù)據(jù)。參考答案：解析：1．考慮到使3個點光源的3束光分別通過3個透鏡都成實像于P點的要求，組合透鏡所在的平面應(yīng)垂直于z軸，三個光心O1、O2、O3的連線平行于3個光源的連線，O2位于z軸上，如圖1所示．圖中表示組合透鏡的平面，、、為三個光束中心光線與該平面的交點．

＝u就是物距．根據(jù)透鏡成像公式

(1)可解得

因為要保證經(jīng)透鏡折射后的光線都能全部會聚于P點，來自各光源的光線在投射到透鏡之前不能交叉，必須有2utana≤h即u≤2h．在上式中取“－”號，代入f和L的值，算得

≈1.757h (2)此解滿足上面的條件．

分別作3個點光源與P點的連線．為使3個點光源都能同時成像于P點，3個透鏡的光心O1、O2、O3應(yīng)分別位于這3條連線上（如圖1）．由幾何關(guān)系知，有

(3)即光心O1的位置應(yīng)在之下與的距離為

(4)同理，O3的位置應(yīng)在之上與的距離為0.146h處．由(3)式可知組合透鏡中相鄰薄透鏡中心之間距離必須等于0.854h，才能使S1、S2、S3都能成像于P點．2．現(xiàn)在討論如何把三個透鏡L1、L2、L3加工組裝成組合透鏡．因為三個透鏡的半徑r=0.75h，將它們的光心分別放置到O1、O2、O3處時，由于＝＝0.854h<2r，透鏡必然發(fā)生相互重疊，必須對透鏡進行加工，各切去一部分，然后再將它們粘起來，才能滿足(3)式的要求．由于對稱關(guān)系，我們只需討論上半部分的情況．圖2畫出了L1、L2放在平面內(nèi)時相互交疊的情況（紙面為平面）．圖中C1、C2表示L1、L2的邊緣，、為光束中心光線與透鏡的交點，W1、W2分別為C1、C2與O1O2的交點．為圓心的圓1和以（與O2重合）為圓心的圓2分別是光源S1和S2投射到L1和L2時產(chǎn)生的光斑的邊緣，其半徑均為

(5)根據(jù)題意，圓1和圓2內(nèi)的光線必須能全部進入透鏡．首先，圓1的K點（見圖2）是否落在L1上？由幾何關(guān)系可知

(6)故從S1發(fā)出的光束能全部進入L1．為了保證全部光束能進入透鏡組合，對L1和L2進行加工時必須保留圓1和圓2內(nèi)的透鏡部分．下面舉出一種對透鏡進行加工、組裝的方法．在O1和O2之間作垂直于O1O2且分別與圓1和圓2相切的切線和．若沿位于和之間且與它們平行的任意直線對透鏡L1和L2進行切割，去掉兩透鏡的弓形部分，然后把它們沿此線粘合就得到符合所需組合透鏡的上半部．同理，對L2的下半部和L3進行切割，然后將L2的下半部和L3粘合起來，就得到符合需要的整個組合透鏡．這個組合透鏡可以將S1、S2、S3發(fā)出的全部光線都會聚到P點．現(xiàn)在計算和的位置以及對各個透鏡切去部分的大小應(yīng)符合的條件．設(shè)透鏡L1被切去部分沿O1O2方向的長度為x1，透鏡L2被切去部分沿O1O2方向的長度為x2，如圖2所示，則對任意一條切割線，x1、x2之和為

（7）由于必須在和之間，從圖2可看出，沿切割時，x1達最大值(x1M)，x2達最小值(x2m)，代入r，r和的值，得

(8)代入(7)式，得

(9)由圖2可看出，沿切割時，x2達最大值(x2M)，x1達最小值(x1m)，代入r和r的值，得

(10)