浙江省杭州市分水中學高二物理期末試題含解析

浙江省杭州市分水中學高二物理期末試題含解析一、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.如圖所示，一條繃緊的皮帶連接兩個半徑不同的皮帶輪．若皮帶輪做勻速轉動，兩輪邊緣的N、P兩點（）A．角速度相同 B．轉動周期相同C．線速度大小相同 D．向心加速度大小相同參考答案：C【考點】向心加速度；線速度、角速度和周期、轉速．【分析】傳動裝置在傳動過程中不打滑時，兩輪邊緣上各點的線速度大小相等．當線速度大小一定時，角速度與半徑成反比．因此根據(jù)題目條件可知加速度及周期的關系．【解答】解：A、據(jù)題，皮帶與輪之間無相對滑動，兩輪邊緣上與皮帶接觸處的速度都與皮帶相同，所以兩輪邊緣的線速度大小相同．由v=rω知，半徑不等，則兩輪的角速度不等，故A錯誤，C正確．B、由公式T=知，兩輪轉動的周期不等，故B錯誤．D、由公式a==vω知，兩輪邊緣的向心加速度大小不等，故D錯誤．故選：C2.（單選）幾位同學為了探究電梯起動和制動時的加速度大小，他們將體重計放在電梯中。一位同學站在體重計上，然后乘坐電梯從1層直接到10層，之后又從10層直接回到1層。并用照相機拍照對體重計盤面數(shù)據(jù)進行記錄，如圖所示（箭頭方向表示電梯運動方向）。他們根據(jù)記錄，進行了以下推斷分析，其中正確的是A．只根據(jù)圖2和圖3可估測出電梯向上起動時的加速度B．只根據(jù)圖1和圖2可估測出電梯向上制動時的加速度C．只根據(jù)圖1和圖5可估測出電梯向下制動時加速度D．只根據(jù)圖4和圖5可估測出電梯向下起動時加速度參考答案：C3.（多選題）如圖所示，一位同學玩飛鏢游戲．圓盤最上端有一P點，飛鏢拋出時與P等高，且距離P點為L．當飛鏢以初速度v0垂直盤面瞄準P點拋出的同時，圓盤以經過盤心O點的水平軸在豎直平面內勻速轉動．忽略空氣阻力，重力加速度為g，若飛鏢恰好擊中P點，則（）A．飛鏢擊中P點所需的時間為B．圓盤的半徑可能為C．圓盤轉動角速度的最小值為D．P點隨圓盤轉動的線速度可能為參考答案：AD【考點】平拋運動；勻速圓周運動．【分析】飛鏢做平拋運動的同時，圓盤上P點做勻速圓周運動，恰好擊中P點，說明A點正好在最低點被擊中，則P點轉動的時間t=（2n+1），根據(jù)平拋運動水平位移可求得平拋的時間，兩時間相等聯(lián)立可求解．【解答】解：A、飛鏢水平拋出做平拋運動，在水平方向做勻速直線運動，因此t=，故A正確．B、飛鏢擊中P點時，P恰好在最下方，則2r=，解得圓盤的半徑

r=，故B錯誤．C、飛鏢擊中P點，則P點轉過的角度滿足θ=ωt=π+2kπ（k=0，1，2…）故ω==，則圓盤轉動角速度的最小值為．故C錯誤．D、P點隨圓盤轉動的線速度為v=ωr=?=當k=2時，v=．故D正確．故選：AD．4.一條輕質繩的一端固定，在另一端加上一個水平力，當力達到1000N時就會被拉斷，若用此繩拔河，兩邊的拉力都是600N，則繩子A．一定會斷

B.一定不會斷C.可能斷，可能不斷

D.會不會斷，無法確定參考答案：B5.（單選）一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地．兩板間有一個正試探電荷固定在P點，如圖所示，以C表示電容器的電容、E表示兩板間的場強、φ表示P點的電勢，W表示正電荷在P點的電勢能，若正極板保持不動，將負極板緩慢向右平移一小段距離l0的過程中，各物理量與負極板移動距離x的關系圖象中正確的是參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.修理汽車使用的移動電燈的電壓不能超過36V，現(xiàn)有一個工人使用的燈泡標有“36V100W”字樣，通過一個次級線圈匝數(shù)為198匝的變壓器把220V照明用電降壓后給它供電．變壓器的初級線圈的匝數(shù)是1210，初級線圈中的電流是A．參考答案：解：因，可得

又

求得故答案為：1210，7.在光滑的水平面上有六個滑塊排成一條直線，第一至五的五個相同滑塊質量均為m，第六個滑塊質量M=3m。當用第一個滑塊與第二個滑塊發(fā)生碰撞，使各個滑塊依次碰撞下去，設每次碰撞是對心正碰且沒有機械能損失。當各滑塊不再發(fā)生碰撞時，第一個滑塊的速率與最后一個滑塊的速率之比V1:V6＝

。參考答案：1：1

8.用30cm的細線將質量為4×10-3㎏的帶電小球P懸掛在Ｏ點下，當空中有方向為水平向右，大小為1×104N/C的勻強電場時，小球偏轉37°后處在靜止狀態(tài)。(Sin37o=0.6,cos37o=0.8)則分析小球的帶電性質為_________電、小球的帶電量為_______細線的拉力為______________.參考答案：9.完成下列核反應方程（1）H+H→He+10n+17.6Mev（2）H+He→O+11H（3）U→Th+42He．參考答案：解：（1）設生成物的質量數(shù)為x，則有2+3=4+x，所以x=1，電荷數(shù)：z=1+1﹣2=0，即生成物為中子，10n．（2）設生成物的質量數(shù)為x，則有14+4=17+x，所以x=1，電荷數(shù)：z=7+2﹣8=1，即生成物為質子11H．（3）設生成物的質量數(shù)為x，則有92=234+x，所以x=4，根據(jù)電荷數(shù)守恒可知，z=92﹣90=2，是氦核42He．．故答案為：（1）10n；（2）11H；（3）42He10.如圖所示，有一未知電阻Rx，為了較準確地測出其電阻值，某同學通過以下兩組測量數(shù)據(jù)，判斷電壓表S端是接a點還是接b點。當電壓表的S端接a點時，兩個電表的示數(shù)分別為12V、0.15A；當電壓表的S端接b點時，兩個電表的示數(shù)分別為11V、0.2A，那么該電阻的測量值較為準確的數(shù)值等于

Ω，測量值相對于真實值的偏差情況是

（填“偏大”或“偏小”）。參考答案：

80Ω、

偏大

11.如圖所示，理想變壓器的次級有兩組線圈，圖中三個燈泡的規(guī)格相同，四個電表對電路的影響都可忽略不計。開關K斷開時，燈L1正常發(fā)光，這時兩電流表示數(shù)之比IA1：IA2=1：4；開關K閉合時，三個燈都正常發(fā)光，這時兩電流表示數(shù)之比=

，兩電壓表示數(shù)之比UV1：UV2=

。參考答案：3:4，4:112.某汽車的質量為5000kg，發(fā)動機的額定功率為36kW，在水平公路上勻速行駛時所受阻力為2400N，則汽車行駛中能達到的最大速度為

m/s；此汽車以額定功率啟動，速度達到v=10m/s時的加速度大小為

m/s2。參考答案：15，0.2413.一矩形線圈，面積S=110-5m2，匝數(shù)n=100，兩端點連接一電容器（C=20F），線圈的上半部分處在勻強磁場中，磁場正以增加，則電容器的左極板帶

電。（填“正、負”），電容器所帶電量q=

C。參考答案：正試題分析：根據(jù)楞次定律，磁場在均勻增加，線圈中由于是斷路，沒有感應電流，但是有感應電動勢，左極板帶正電，感應電動勢大小為,所帶電荷量為考點：考查了法拉第電磁感應定律的應用點評：在求磁通量變化時，注意中S表示的是有效面積，三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（8分）在3秒鐘時間內，通過某導體橫截面的電荷量為4.8C，試計算導體中的電流大小。參考答案：根據(jù)電流的定義可得：I=Q/t=4.8/3A=1.6A………………（8分）15.（5分）如圖是研究電磁感應現(xiàn)象的實驗裝置圖，結合圖片，請說出能產生感應電流的幾種做法(至少三種)。(1)

；(2)

；(3)

。參考答案：(1)

閉合開關瞬間；(2)斷開開關瞬間；(3)

閉合開關，移動滑動變阻器滑片。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.氫原子處于基態(tài)時，原子的能量為E1＝－13.6eV，當處于n＝3的激發(fā)態(tài)時，能量為E3＝－1.51eV，則：(1)當氫原子從n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷到n＝1的基態(tài)時，向外輻射的光子的波長是多少？(2)若要使處于基態(tài)的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照射原子？(3)若有大量的氫原子處于n＝3的激發(fā)態(tài)，則在躍遷過程中可能釋放出幾種不同頻率的光子？參考答案：（1）（2）（3）3種(1)根據(jù)能級之間的能量差公式：，得；光子的能量與波長之間的關系：所以從n=3激發(fā)態(tài)躍遷到n=1發(fā)射光的波長：(2)要使處于基態(tài)的氫原子電離，照射光光子的能量應能使電子從第1能級躍遷到無限遠處，最小頻率的電磁波的光子能量應為：；得：.(3)當大量氫原子處于n=3能級時，可釋放出的光子種類為種【點睛】解決本題的關鍵知道能級間躍遷放出或吸收光子的能量滿足；掌握公式的應用，知道電離與躍遷的區(qū)別，并理解頻率與波長的關系，注意單位的轉換．17.（21分）嫦娥1號奔月衛(wèi)星與長征3號火箭分離后，進入繞地運行的橢圓軌道，近地點離地面高，遠地點離地面高，周期約為16小時，稱為16小時軌道（如圖中曲線1所示）。隨后，為了使衛(wèi)星離地越來越遠，星載發(fā)動機先在遠地點點火，使衛(wèi)星進入新軌道（如圖中曲線2所示），以抬高近地點。后來又連續(xù)三次在抬高以后的近地點點火，使衛(wèi)星加速和變軌，抬高遠地點，相繼進入24小時軌道、48小時軌道和地月轉移軌道（分別如圖中曲線3、4、5所示）。已知衛(wèi)星質量，地球半徑，地面重力加速度，月球半徑。1．試計算16小時軌道的半長軸a和半短軸b的長度，以及橢圓偏心率。2．在16小時軌道的遠地點點火時，假設衛(wèi)星所受推力的方向與衛(wèi)星速度方向相同，而且點火時間很短，可以認為橢圓軌道長軸方向不變。設推力大小，要把近地點抬高到600，問點火時間應持續(xù)多長？3．試根據(jù)題給數(shù)據(jù)計算衛(wèi)星在16小時軌道的實際運行周期。4．衛(wèi)星最后進入繞月圓形軌道，距月面高度約為200，周期分鐘，試據(jù)此估算月球質量與地球質量之比值。參考答案：解析：1.橢圓半長軸a等于近地點和遠地點之間距離的一半，亦即近地點與遠地點矢徑長度（皆指衛(wèi)星到地心的距離）與的算術平均值，即有

(1)

代入數(shù)據(jù)得

km

(2)

橢圓半短軸b等于近地點與遠地點矢徑長度的幾何平均值，即有

(3)

代入數(shù)據(jù)得

(4)

橢圓的偏心率

(5)代入數(shù)據(jù)即得

(6)2.當衛(wèi)星在16小時軌道上運行時，以和分別表示它在近地點和遠地點的速度，根據(jù)能量守恒，衛(wèi)星在近地點和遠地點能量相等，有

(7)式中是地球質量，是萬有引力常量.因衛(wèi)星在近地點和遠地點的速度都與衛(wèi)星到地心的連線垂直，根據(jù)角動量守恒，有

(8)

注意到

(9)

由(7)、(8)、(9)式可得

(10)

(11)當衛(wèi)星沿16小時軌道運行時，根據(jù)題給的數(shù)據(jù)有

由(11)式并代入有關數(shù)據(jù)得km/s

(12)依題意，在遠地點星載發(fā)動機點火，對衛(wèi)星作短時間加速，加速度的方向與衛(wèi)星速度方向相同，加速后長軸方向沒有改變，故加速結束時，衛(wèi)星的速度與新軌道的長軸垂直，衛(wèi)星所在處將是新軌道的遠地點.所以新軌道遠地點高度km，但新軌道近地點高度km.由(11)式，可求得衛(wèi)星在新軌道遠地點處的速度為

km/s

(13)衛(wèi)星動量的增加量等于衛(wèi)星所受推力F的沖量，設發(fā)動機點火時間為?t，有

(14)由(12)、(13)、(14)式并代入有關數(shù)據(jù)得

t=

(約2.5分)

(15)這比運行周期小得多.3.當衛(wèi)星沿橢圓軌道運行時，以r表示它所在處矢徑的大小，v表示其速度的大小，表示矢徑與速度的夾角，則衛(wèi)星的角動量的大小

(16)

其中

（17）是衛(wèi)星矢徑在單位時間內掃過的面積，即衛(wèi)星的面積速度.由于角動量是守恒的，故是恒量.利用遠地點處的角動量，得

(18)又因為衛(wèi)星運行一周掃過的橢圓的面積為

(19)所以衛(wèi)星沿軌道運動的周期

(20)由(18)、(19)、(20)式得

(21)代入有關數(shù)據(jù)得

s(約15小時46分)

(22)注：本小題有多種解法.例如，由開普勒第三定律，繞地球運行的兩亇衛(wèi)星的周期T與T0之比的平方等于它們的軌道半長軸a與a0之