山東省青島市第五中學2021-2022學年高二物理上學期期末試卷含解析

山東省青島市第五中學2021-2022學年高二物理上學期期末試卷含解析一、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.質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示，離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(速度可看作為零)，經(jīng)加速電場加速后垂直進入有界勻強磁場，到達記錄它的照相底片P上，設(shè)離子在P上的位置到入口處S1的距離為x，可以判斷（

）A．若離子束是同位素，則x越大，離子質(zhì)量越大B．若離子束是同位素，則x越大，離子質(zhì)量越小C．只要x相同，則離子質(zhì)量一定相同D．只要x相同，則離子的荷質(zhì)比一定相同參考答案：AD2.如圖11所示，正方形容器處在勻強磁場中，一束電子從a孔沿a→b方向垂直射入容器內(nèi)的勻強磁場中，結(jié)果一部分電子從小孔c射出，一部分電子從小孔d射出，則從c、d兩孔射出的電子（10．ABD

）

A．速度之比vc∶vd=2∶1B．在容器中運動的時間之比tc∶td=1∶2C．在容器中運動的加速度大小之比ac∶ad=∶1D．在容器中運動的加速度大小之比ac∶ad=2∶1參考答案：3.如圖所示，長為L＝3m的木板A質(zhì)量為M＝2kg，A靜止于足夠長的光滑水平面上，小物塊B(可視為質(zhì)點)靜止于A的左端，B的質(zhì)量為m1＝1kg，曲面與水平面相切于M點?，F(xiàn)讓另一小物塊C(可視為質(zhì)點)，從光滑曲面上離水平面高h＝3.6m處由靜止滑下，C與A相碰后與A粘在一起，C的質(zhì)量為m2＝1kg，A與C相碰后，經(jīng)一段時間B可剛好離開A。(g＝10m/s2)求：(1)A、B之間的動摩擦因數(shù)μ；(2)從開始到最后損失的機械能。參考答案：(1)0.1

(2)27J【詳解】（1）設(shè)C滑至水平面的速度為v，由動能定理m2gh＝m2v2得對C、A碰撞過程，設(shè)碰后共同速度為v1，由動量守恒有：m2v＝(M＋m2)v1B恰好滑離A時與A有相同的速度，設(shè)為v2。對A、C、B組成的系統(tǒng)由動量守恒定律可得：m2v＝(M＋m1＋m2)v2對A、B、C組成的系統(tǒng)由能量守恒可得μ＝0.1

（2）C與A碰撞過程中損失的機械能：代入得ΔE1＝24JA、C粘在一起后，B相對A走了一個木板的長度L，損失的機械能:ΔE2＝μm1gL

代入得ΔE2＝3J整個過程中損失的機械能：ΔE＝ΔE1＋ΔE2＝27J4.（單選）A、B、C是三個不同規(guī)格的燈泡，按圖所示方式連接恰好能正常發(fā)光，已知電源的電動勢為E，內(nèi)電阻為r，將滑動變阻器的滑片P向左移動，則三個燈亮度變化是A．都比原來亮

B．都比原來暗C．A、B燈比原來亮，C燈變暗D．A、B燈比原來暗，C燈變亮參考答案：C5.如圖所示，在一粗糙水平面上有兩塊質(zhì)量分別為m1和m2的木塊1和2，中間用一原長為l、勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接起來，木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)用一水平力向右拉木塊2，當兩木塊一起勻速運動時，兩木塊之間的距離是：A．

B．C．

D．參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.2011年3月11日發(fā)生在日本的里氏9.0級強震引發(fā)巨大海嘯，使福島核電站遭到損毀，造成了嚴重的核泄漏，泄漏物中的碘131具有放射性，它在自發(fā)地進行衰變時，生成元素氙（元素符號為），同時輻射出射線，請完成后面的核反應(yīng)方程:．碘131的半衰期為8天，經(jīng)過32天（約為一個月），其剩余的碘131為原來的

，所以在自然狀態(tài)下，其輻射強度會較快減弱，不必恐慌．

參考答案：(2分),（2分）7.地面上一無線電波發(fā)射站發(fā)射頻率為9×107Hz的無線電波，該波的波長為＿＿＿＿m。假設(shè)地球與月球的距離是3.9×108m，那么該無線電波到達月球所需的時間t=＿＿＿＿＿＿s。參考答案：3.3，1.38.如圖所示，實線表示某電場中的三條電場線，虛線表示帶電粒子只在電場力作用下的運動軌跡，試判斷：粒子帶__________電．粒子在__________點加速度大．A、B兩點電勢較高的點是__________．參考答案：正BB粒子只受電場力作用，由粒子運動軌跡知粒子應(yīng)帶正電．由B處電場線較密知B點場強較大，且粒子在B點受力方向與該處的場強方向相同，則粒子在B點加速度較大．由電場線性質(zhì)可知B點電勢較高．即φB>φA9.把“龜兔賽跑”的過程簡化后，用如圖所示的s—t圖表示，那么烏龜做勻速直線運動的速度v=

m／s。比賽的前50m，烏龜?shù)倪\動速度

兔子的運動速度(填“大于”、“等于”或“小于”），第500S末烏龜與兔子的距離為

m。

參考答案：10.半徑為R的表面光滑的半球固定在水平面上。在距其最高點的正上方為h的懸點O，固定長L的輕繩一端，繩的另一端拴一個重為G的小球。小球靜止在球面上。則繩對小球的拉力T= ，球面對小球的支持力N=

。參考答案：mgL/（R+h）

mgR/（R+h）11.質(zhì)量為0.01kg的子彈以400m/s的水平速度射中一靜止在光滑水平面上質(zhì)量為0.19kg的木塊，子彈進入木塊6cm深度而相對于木塊靜止。則子彈的最終速度為______________m/s，在此過程中，系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量為______________J。參考答案：

子彈與木塊最后具有相同的速度，根據(jù)動量守恒定律：得；根據(jù)能量守恒定律，對系統(tǒng)有得：。12.一個中性的物體失去一些電子，這個物體就帶

電；反之，這個中性的物體得到一些電子，它就帶

電。參考答案：13.有一個稱為“千人震”的趣味物理小實驗如圖1，實驗是用一節(jié)電動勢為1.5V的新干電池，幾根導(dǎo)線、開關(guān)和一個用于日光燈上的鎮(zhèn)流器，幾位做這個實驗的同學手拉手成一串，另一位同學將電池、鎮(zhèn)流器、開關(guān)用導(dǎo)線將它們首、尾兩位同學兩個空著的手相連，如圖所示，在通或斷時就會使連成一串的同學都有觸電感覺，該實驗原理是

；人有觸電感覺時開關(guān)是通，還是斷的瞬間

，因為

．參考答案：（1）鎮(zhèn)流器的自感現(xiàn)象；斷開瞬間；只有在電路剛斷開時才能產(chǎn)生很高的自感電動勢使人產(chǎn)生觸電的感覺．【考點】自感現(xiàn)象和自感系數(shù)．【分析】只有當閉合電路斷開時，導(dǎo)致電路中的電流變化，鎮(zhèn)流器出現(xiàn)自感現(xiàn)象，產(chǎn)生瞬間高壓，給同學們都有觸電感覺．【解答】解：當開關(guān)閉合后，鎮(zhèn)流器與同學們并聯(lián)，由于電源為1.5V的新干電池，所以電流很?。敂嚅_時，鎮(zhèn)流器電流發(fā)生變小，從而產(chǎn)生很高的瞬間電壓，通過同學們身體有觸電的感覺．故答案為：（1）鎮(zhèn)流器的自感現(xiàn)象；斷開瞬間；只有在電路剛斷開時才能產(chǎn)生很高的自感電動勢使人產(chǎn)生觸電的感覺．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（解答）如圖所示，一水平放置的矩形線圈abcd，在細長的磁鐵N極附近豎直下落，保持bc邊在紙外，ab邊在紙內(nèi)，由圖中位置Ⅰ經(jīng)位置Ⅱ到位置Ⅲ，這三個位置都靠得很近，且位置Ⅱ剛好在條形磁鐵中心軸線上，在這個過程中穿過線圈的磁通量怎樣變化？有無感應(yīng)電流？參考答案：穿過線圈的磁通量先減少后增加，線圈中有感應(yīng)電流根據(jù)條形磁鐵N極附近磁感線的分布情況可知，矩形線圈在位置Ⅰ時，磁感線從線圈的下面斜向上穿過；線圈在位置Ⅱ時，穿過它的磁通量為零；線圈在位置Ⅲ時，磁感線從線圈上面斜向下穿過。所以，線圈從Ⅰ到Ⅱ磁通量減少，從Ⅱ到Ⅲ磁通量增加。穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生15.如圖4－1－24所示，一閉合金屬環(huán)從上而下通過通電螺線管，b為螺線管的中點，金屬環(huán)通過a、b、c三處時，能產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎？參考答案：金屬環(huán)通過a、c處時產(chǎn)生感應(yīng)電流；通過b處時不產(chǎn)生感應(yīng)電流．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（20分）圖中A和B是真空中的兩塊面積很大的平行金屬板、加上周期為T的交流電壓，在兩板間產(chǎn)生交變的勻強電場．己知B板電勢為零，A板電勢UA隨時間變化的規(guī)律如圖所示，其中UA的最大值為的U0，最小值為一2U0．在圖中，虛線MN表示與A、B扳平行等距的一個較小的面，此面到A和B的距離皆為l．在此面所在處，不斷地產(chǎn)生電量為q、質(zhì)量為m的帶負電的微粒，各個時刻產(chǎn)生帶電微粒的機會均等．這種微粒產(chǎn)生后，從靜止出發(fā)在電場力的作用下運動．設(shè)微粒一旦碰到金屬板，它就附在板上不再運動，且其電量同時消失，不影響A、B板的電壓．己知上述的T、U0、l，q和m等各量的值正好滿足等式

若在交流電壓變化的每個周期T內(nèi)，平均產(chǎn)主320個上述微粒，試論證在t＝0到t＝這段時間內(nèi)產(chǎn)生的微粒中，有多少微?？傻竭_A板（不計重力，不考慮微粒之間的相互作用）。參考答案：解析：為了討論在這段時間內(nèi)產(chǎn)生的微粒的運動情況，先設(shè)想有一靜止粒子在A板附近，在電場作用下，由A板向B板運動，若到達B板經(jīng)歷的時間為，則有根據(jù)式（1）可求得

由此可知，凡位于到A板這一區(qū)域中的靜止微粒，如果它受的電場作用時間大于，則這些微粒都將到達B板。在發(fā)出的微粒，在的電場作用下，向A板加速運動，加速的時間為，接著在的電場作用下減速，由于減速時的加速度為加速時的兩倍，故經(jīng)過微粒速度減為零。由此可知微?？衫^續(xù)在的電場作用下向B板運動的時間為

由于，故在時產(chǎn)生的微粒最終將到達B板（確切地說，應(yīng)當是），不會再回到A板。在大于但小于時間內(nèi)產(chǎn)生的微粒，被的電場加速的時間小于，在的電場作用下速度減到零的時間小于，故可在的電場作用下向B板運動時間為所以這些微粒最終都將打到B板上，不可能再回到A板。由以上分析可知，在到時間內(nèi)產(chǎn)生的微粒中，只有在到時間內(nèi)產(chǎn)生的微粒能到達A板，因為各個時刻產(chǎn)生帶電微粒的機會均等，所以到達A板的微粒數(shù)為

（9）評分標準：本題20分。論證在到時間內(nèi)產(chǎn)生的微?？赡艿竭_A板給10分；論證到時間內(nèi)產(chǎn)生的微粒不能到達A板給6分。求得最后結(jié)果式（9）再給4分。17.如圖所示，是示波器工作原理的示意圖，電子經(jīng)電壓U1從靜止加速后垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)電場的電壓為U2，兩極板間距為d，極板長度為L，電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)量為h，每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)量（h/U2）叫示波器的靈敏度，試求：該示波器的靈敏度，并探究可采用哪些方法提高示波器的靈敏度。參考答案：根據(jù)動能動理，電子進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度為v

則U1e=mv2/2

(1)

在偏轉(zhuǎn)電場中電子的偏轉(zhuǎn)量為h=at