江西省九江市九都中学2021-2022学年高二物理下学期期末试题含解析

江西省九江市九都中学2021-2022学年高二物理下学期
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. 核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变期时会辐射射线。

下列说法正确的是
A.碘131释放的射线由氦核组成
B.铯137衰变时辐射出的光子能量小于可见光光子能量
C.与铯137相比，碘131衰变更慢。

D.与铯133和铯137含有相同的质子数
参考答案：
D
2. 如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的顶点在x轴上且底边长为4L，高为L，底边与x轴平行。

纸面内一边长为L的正方形导线框以恒定速度沿x轴正方向穿过磁场区域，在t=0时刻恰好位于图中所示的位置。

以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流—位移（i-x）关系的是
参考答案：
A
线圈从0开始向右运动L时，线圈的右侧导体切割磁感线，有效长度增大，故电动势均匀增大，电流增大，由右手定则可知，电流方向沿顺时针；
L到2L时，左侧边开始进入磁场，由图可知，右侧增加的长度与左侧增加的长度相互抵消，故有效长度不变，则感应电动势不变，电流不变，沿顺时针方向；
2L时，右侧导体达到最大，左侧有效长度最小；而2L到3L过程中，右侧长度减小，而左侧长度增大，故电流要减小；在2.5L时，两边长度相等，故电流为零；此后到3L时，左侧增大，而右侧减小，故左侧将大于右侧，由右手定则可得出电流方向反向，电流增大；至此即可判断BCD错误，A正确；
3. 关于光的波粒二象性的理解正确的是（）
A.大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性
B.光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子
C.高频光是粒子，低频光是波
D.波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著
参考答案：
AD
4. 黄、红、绿三种单色光以相同的入射角到达介质和空气的界面．若黄光恰好发生全反射，则（）
A、绿光一定能发生全反射
B、红光一定能发生全反射
C、绿光在该介质中波长最短
D、只有红光从介质进入空气
参考答案：
ACD
5. 做竖直上抛运动的物体，重力对物体做功的情况是
A．上升过程做正功B．上升过程不做功C．下落过程做正功 D．下落过程不做功
参考答案：
C
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示，一只横截面积为S=0.10m2，匝数为120匝的闭合线圈放在平行于线圈轴线的匀强磁场中，线圈的总电阻为R=1.2Ω。

该匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如右图所示，则：⑴从t=0到t=0.30s时间内，通过该线圈任意一个横截面的电荷量q为▲；⑵这段时间内线圈中产生的电热Q为▲。

参考答案：
7. (1)下列实验中，深人地揭示了光的粒子性一面的有。

(2)场强为E、方向竖直向上的匀强电场中有两小球A、B，它们的质量分别为m1、m2，电量分别为q1、q2、A、B两球由静止释放，重力加速度为g，则小球A和B组成的系统动量守恒应满足的关系式为。

(3)约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元索衰变成的同时放出另一种粒子，这种粒子是__________。

是的同
位素，被广泛应用于生物示踪技术1 mg 随时间衰变的关系右图，请估算4 mg的
经天的衰变后还剩0.25 mg?
参考答案：
AB 电场力与重力平衡正电子56
8. 如图4所示，一个半径为R质量为M的半圆形光滑小碗，在它的边上1/4圆弧处让一质量为m的小滑块自由滑下，碗下是一台秤，当滑块在运动时，台秤的最大读数是＿＿＿＿＿＿＿。

参考答案：
Mg+3mg
9. 已知电流表的内阻约为0.1Ω，电压表内阻约为10kΩ．若待测电阻约为5Ω，用伏安法测其电阻，应采用电流表法，测量值比真实值偏；若待测电阻约为500Ω，用伏安法测其电阻时，应采用电流表法．ks5u
参考答案：
外接、小、内接
10. 已知某星球的半径为R，星球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则该星球的第一宇宙速度为________________；该星球的质量为
___________________。

参考答案：
，
11. 如图9所示把一条长导线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线拄上，形成闭合回路。

两个同学迅速摇动导线，可以发电吗；你的理由是______ ；你认为两个同学沿那个方向站立时，发电的可能性比较大______ ；
参考答案：
12. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图中实线所示，质点P的坐标为（4，0），t＝0.4 s时的波形如图中虚线所示。

波的传播速度
为m/s；若T>0.4 s，当t＝1.0 s时，P点的坐标为。

参考答案：
【解析】
13. 一正弦交变电流的电流i随时间t变化的规律如图所示。

由图可知
（1）该交变电流的有效值为__________A
（2）该交变电流的频率为________ Hz
（3）该交变电流的瞬时值表达式为i＝________________________A
（4）若该交变电流通过阻值R＝40 Ω的白炽灯，则电灯消耗的功率是_______W
参考答案：
5 25 10sin（50t） 2000
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （10分）为了“探究碰撞中的不变量”，小明在光滑桌面上放有A、B两个小球．A球的质量为0.3kg，以速度8m/s跟质量为0.1kg、静止在桌面上的B球发生碰撞，并测得碰撞后B球的速度为9m/s，A球的速度变为5m/s，方向与原来相同．根据这些实验数据，小明对这次碰撞的规律做了如下几种猜想．
【猜想1】碰撞后B球获得了速度，A球把速度传递给了B球．
【猜想2】碰撞后B球获得了动能，A球把减少的动能全部传递给了B球．
(1)你认为以上的猜想成立吗？若不成立，请简述理由.
(2)根据实验数据，通过计算说明，有一个什么物理量，在这次碰撞中，B球所增加的这个物理量与A球所减少的这个物理量相等？
参考答案：
（1）猜想1、2均不成立.因为A球的速度只减少了3m/s, B球的速度却增加了
8m/s ,所以猜想1是错的。

（2分）A球的动能减少了
,B球动能增加了,所以猜想2也是错的；（2分）
（2）计算：B球动量的增加量Δp B =0.1×9=0.9kg·m/s，（2分）A球动量的减少量Δp A=0.3×8－0.3×5=0.9 kg·m/s，（2分）从计算结果可得，B球动量的增加量与A球动量的减少量相等．即系统的总动量保持不变．（2分）
15. （4分）如图是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊接处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属熔化，焊接在一起，我国生产的自行车车架就是用这种办法焊接的。

请定性地说明：为什么交变电流的频率越高，焊接处放出的热量越多？
参考答案：
交变电流的频率越高，它产生的磁场的变化就越快。

根据法拉第电磁感应定律，在待焊接工件中产生的感应电动势就越大，感应电流就越大(2分)，而放出的热量与电流的平方成正比，所以交变电流的频率越高，焊接处放出的热餐越多(2分)。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 图1中B为电源，电动势V，内阻不计。

固定电阻，R2为电可变阻，阻值在1 000Ω---2 000Ω。

C为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长，两极板的间距。

S为屏，与极板垂直，到极板的距离。

有一细电子束沿图中虚线以速度连续不断地射入C。

已知电子电量，电子，电子质量，电子打到屏S上出现亮点。

忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力。

（1）当R
=2 000Ω时，求电子到达屏S上时，它离O点的距离y。

2
的阻值，求电子到达屏S上的亮线长度。

（2）连续调解R
2
参考答案：
（1）2.4×10-2m
（2）1×10-3m
17. （计算）如图所示，U形导轨固定在水平面上，右端放有质量为m的金属棒ab，ab与导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨围成正方形，边长为L，金属棒接入电路的电阻为R，导轨的电阻不计．从t=0时刻起，加一竖直向上的匀强磁场，其磁感应强度随时间的变化规律为B=kt，（k＞0），设金属棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．
（1）求金属棒滑动前，通过金属棒的电流的大小和方向；
（2）t为多大时，金属棒开始移动？
（3）从t=0时刻起到金属棒开始运动的过程中，金属棒中产生的焦耳热多大？
参考答案：
（1）金属棒滑动前，通过金属棒的电流的大小和方向由a到b；
（2）t为时，金属棒开始移动；
（3）从t=0时刻起到金属棒开始运动的过程中，金属棒中产生的焦耳热μmgL
考点：法拉第电磁感应定律；电磁感应中的能量转化
解：（1）由法拉第电磁感应定律，则有：
由闭合电路欧姆定律，则有：
得：
根据楞次定律，则有方向：由a到b；
（2）由于安培力F=BIL∝B=kt∝t，随时间的增大，安培力将随之增大．当安培力增大到等于最大静摩擦力时，ab将开始向左移动．
这时有：
解得：
（3）由Q=I2Rt
得：
答：（1）金属棒滑动前，通过金属棒的电流的大小和方向由a到b；
（2）t为时，金属棒开始移动；
（3）从t=0时刻起到金属棒开始运动的过程中，金属棒中产生的焦耳热μmgL．
18. 如图所示，两根足够长的“∧”形状的金属导轨构成两个斜面，斜面与水平面间夹角均为θ=37°，导轨间距L=1m，导轨电阻可忽略不计．两根相同的金属棒ab和a′b′的质量都为m=0.2kg，电阻R=1Ω，与导轨垂直放置且接触良好，金属棒和导轨之间的动摩擦因数μ=0.25，两个导轨斜面分别处于垂直于自身斜面向上的两匀强磁场中（图中未画出），磁感应强度B的大小相同．让a′b′在平行于斜面的外力F作用下保持静止，将金属棒ab由静止开始释放，当ab下滑速度达到稳定时，整个回路消耗的电功率为P=8W．g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8．求：
（1）ab下滑的最大加速度；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）ab下落了30m高度时，速度已经达到稳定，求此过程中回路电流的发热量Q．
参考答案：
解：
（1）当ab棒刚下滑时，ab棒的加速度最大，设为a，则
mgsinθ﹣μmgcosθ=ma
解得：a=4m/s2
（2）ab棒达到最大速度v m时做匀速运动，设电动势为E，电流为I，则
mgsinθ=BIL+μmgcosθ
感应电动势：E=BLυm
感应电流：I=
功率表达式，P=EI
解得：v m=10m/s，
B=0.4T
（3）根据能量守恒得，有
解得：Q=30J
答：（1）ab下滑的最大加速度4m/s2；
（2）磁感应强度B的大小0.4T；
（3）ab下落了30m高度时，速度已经达到稳定，此过程中回路电流的发热量30J．
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化．
【分析】（1）对ab棒受力分析，由牛顿第二定律求最大加速度；
（2）根据平衡条件，结合电磁感应定律与闭合电路欧姆定律，及功率表达式，即可求解；
（3）ab下落了30m高度时，其下滑速度已经达到稳定，ab棒减小的重力势能转化为其动能、摩擦生热和焦耳热，根据能量守恒列式求回路电流的发热量Q．。