河南省新乡市延津县第一高级中学2020年高二物理下学期期末试题带解析

河南省新乡市延津县第一高级中学2020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. 如右图所示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中圆表示波峰，已知波源的频率为
f0，则下列说法正确的是：
A.该图表示波源正在向B点移动
B.观察者在图中A点接收波的频率是定值,但大于f0
C.观察者在图中B点接收波的频率是定值,但大于f0
D.观察者在图中C点或D点接收波的频率是定值,但大于f0
参考答案：
AC
2. 2012年1月8日，当今世界最杰出的理论物理学家霍金迎来70岁生日。

霍金认为，未来1000年内，人类可能移居火星。

火星和地球绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形的。

若火星绕太阳运行的轨道半径是地球绕太阳运行轨道半径的k倍，则火星与地球绕太阳运行的
A．线速度之比是B．角速度之比是
C．周期之比是D．周期之比是
参考答案：
ABC
解析：根据公式可知则线速度之比为，由可知，
则角速度之比为，由可知周期则周期之比为。

3. （单选）远距离输电中，当输送的电功率为P，输送电压为U时，输电线上损失的电功率为△P，若输送的电功率增加为2P，而输电线中损失的电功率减为△P／4。

（输电线电阻不变），那么，输电电压应增为
A．2U B．4U C．8U D．16U
参考答案：
B
4. 关于能量和能源，下列说法正确的是
A．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
B．在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少
C．能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性
D．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造
参考答案：
B
5. 如图所示，悬线下挂着一个带正电的小球，它的质量为m，电荷量为q，整个装置处于水平向右的匀强电场中，电场强度为E，下列说法正确的是（）
A．小球平衡时，悬线与竖直方向夹角的正切值为
B．若剪断悬线，则小球做曲线运动
C．若剪断悬线，则小球做匀速运动
D．若剪断悬线，则小球做匀加速直线运动
参考答案：
D
【考点】电场强度；牛顿第二定律．
【分析】小球受重力、电场力和拉力处于平衡，根据共点力平衡求出悬线与竖直方向夹角的正切值．剪断细线，根据小球的受力，判断其运动情况．
【解答】解：
A 、小球受到重力、电场力和拉力处于平衡，根据共点力平衡得，mgtanθ=qE ，则tanθ=．故A 错
误．
B 、
C 、
D 、剪断细线，小球受重力和电场力，两个力为恒力，合力则为恒力．合力的方向与原来绳子的拉力方向等值反向，所以小球沿细绳方向做初速度为零的匀加速直线运动．故BC 错误，D 正确． 故选：D ．
二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 在电场中某点放一个电荷量为的点电荷，它受到的电场力为
，则该点
的电场强度大小为。

参考答案：
7. 我国生活用电的交流电电压的最大值为________V,有效值为_________V 。

频率为 Hz
参考答案：
8. 游标卡尺读数为___________mm ，螺旋测微器的读数为___________mm 。

ks5u
参考答案：
9.40; 5.545～5.547
9. 某物理兴趣小组在探究平抛运动规律时用频闪相机记录了一个小球在做平抛运动过程中的连续的四个位置，已知背景方格纸的边长为a ，频闪相机的闪光频率为f 。

则该小球平抛的初速度v 0= ，当地的重力加速度g= 。

参考答案：
v 0= 2af ， g= af 2 。

18、我国正在大规模建设第三代移动通信系统(3G)，它将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合起来，能提供无线网络、电话会议、电子商务等信息服务．某移动运营商采用1.8×109 Hz 的电磁波传递信号，此电磁波在真空中的波长为________ m ；在通话时，手机将声音信号转变成电信号，再经过________(选填“调谐”、“调制”或“解调”)后，把信号发送到基站中转。

参考答案：
11. 氢原子的能级图如图所示．原子从能级n=3向n=1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应．有一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属．普朗克常量
h=6.63×10﹣34 J?s ，
（1）氢原子向较低能级跃迁时共能发出 种频率的光； （2）该金属的逸出功
（3）截止频率 （保留一位小数）
参考答案：
（1）6，（2）12.09 eV ，（3）2.9×1015 Hz ． 【考点】玻尔模型和氢原子的能级结构．
【分析】（1）根据数学组合公式得出氢原子向低能级跃迁时发出不同频率的光子种数．
（2）抓住原子从能级n=3向n=1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应求出金属的逸出功．
（3）根据逸出功，结合W 0=hv 0求出截止频率．
【解答】解：（1）根据
知，氢原子向低能级跃迁时共能发出6种频率的光．
（2）原子从能级n=3向n=1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应，知辐射的光子能量等于逸出功，则W 0=E 3﹣E 1=﹣1.51﹣（﹣13.6）eV=12.09eV ．
（3）根据W 0=hv 0得，截止频率==2.9×1015 Hz ．
故答案为：（1）6，（2）12.09 eV ，（3）2.9×1015 Hz ．
12. 如图所示，可以自由转动的小磁针静止不动时，靠近螺线管的是小磁针_________极，若将小磁针放到该通电螺线管内部，小磁针指向与图示位置时的指向相___________（填“同”或“反”）。

参考答案：
N ，同
13. 一个带正电的质点，电量q=2.0×10﹣9
C ，在静电场中由a 点移到b 点．在这过程中，除电场力外，其他力做的功为6.0×10﹣5J ，质点的动能增加了8.0×10﹣5J ，则从a 到b 的过程中电场力做的功为 2.0×10﹣5 J ，b 、a 两点间电势差U ba 为 1×104 V ．
参考答案：
根据W ab =qU ab ，得：U ab =
=1×104
V
故答案为：2.0×10﹣5；1×104
点评： 对于研究质点动能变化的问题，要首先考虑能否运用动能定理，并且要知道电场力做功与电势
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. 用游标为10分度的卡尺测量的某物体的直径，示数如图所示，读数为
参考答案：
1.47
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 半径为R的玻璃半圆柱体,横截面如图所示,圆心为O,两条平行单色红光沿截面射向圆柱面,方向与底面垂直光线①的入射点A为圆柱面的顶点,光线②的入射点为B,∠AOB=60°,已知该玻璃对红光的折射率n=求：
(1)求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d；
(2)若入射的是单色蓝光,则距离d比上面求得的结果是大是小?
参考答案：
R/3 小
17. （计算）如图所示，光滑斜面倾角为37°，一带有正电的小物块质量为m，电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加有如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的，
求：（1）原来的电场强度的大小；
（2）物体运动的加速度；
（3）沿斜面下滑距离为L时物体的速度的大小（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
参考答案：（1）原来的电场强度
（2）物体运动的加速度为：a=3m/s2，方向：沿斜面向下
（3）沿斜面下滑距离为L时物体的速度的大小为
考点：共点力平衡的条件及其应用；带电粒子在匀强电场中的运动解：（1）对小球受力分析并合成如图：
由平衡条件得：
F′=mg
在直角三角形中：
tanθ=
得：qE=mgtanθ，解得：
（2）对小球受力分析并正交分解如图：
F合=mgsin37°﹣Fcos37°=ma
即：
解得：a=3m/s2
方向：沿斜面向下
（3）在下滑过程中：W=F合×L
由动能定理：
解得：
答：（1）原来的电场强度
（2）物体运动的加速度为：a=3m/s2，方向：沿斜面向下
（3）沿斜面下滑距离为L时物体的速度的大小为
18. 如图-11所示有一下端固定的轻弹簧，原长时上端位于O0点，质量为m的小物块P（可视为质点）与轻弹簧上端相连，且只能在竖直方向上运动。

当物体静止时，物体下降到O1点，测得弹簧被压缩了x0。

现用一外力将物体拉至O0点上方O2点，轻轻释放后，物块将开始做简谐运动，已知O0O2两点间距离x0，当地重力加速度为g。

求：
（1）物块过O1点时的速度v1是多大？
（2）若物块达到O3点（图中没有标出）时，物块对弹簧的压力最大，则最大压力是重力的几倍？
（3）从O2点到O3点过程中弹性势能变化了多少？
参考答案：
（1）因为O1 O2两点距离原长O0点距离相同，所以势能相同，
……（2分）
v1= ……（1分）
（说明：若答案错误，分析得出O1 O2两点处的势能相同，也得1分。

）
（2）最高点合力为2mg，最低点合力也为2mg，
N-mg=2mg，……（1分）
得N=3mg，即得弹力是重力的3倍……（1分）
（第2问中，没有分析过程，直接出答案得0分）（3）由动能定理可知，……（1分）……（1分）
又因为初末状态速度为零，所以
……（1分）。