浙江省温州市第八中学高二物理上学期期末试题带解析

浙江省温州市第八中学高二物理上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. 如图所示为两列不同频率的水波通过相同的小孔所形成的衍射图样，由图可知，两列波的波长和频率的大小关系是（）
A．λA＞λB，f A＞f B B．λA＜λB，f A＜f B C．λA＞λB，f A＜f B D．λA＜λB，f A＞f B
参考答案：
C
【考点】波的干涉和衍射现象．
【分析】发生明显衍射的条件是；障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多．
【解答】解：由图知A图衍射现象最明显，B图最不明显，属于A中波长最大，B中波长最短，而相同的介质中，水波的速度相同，根据v=λf，可知，波长越长，则频率越高，故C正确，ABD错误．故选：C
2. （多选题）如图所示，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为m，长为l，通过的电流大小为I 且垂直纸面向里，匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角，则导体棒受到的（）
A．安培力大小为BIl B．安培力大小为BIlsin θ
C．摩擦力大小为BIlcos θD．支持力大小为mg+BIlcos θ
参考答案：
AD
【考点】安培力．
【分析】导体棒AC静止于水平导轨上，受到重力、安培力、导轨的支持力和静摩擦力．导体棒与磁场方向垂直，安培力大小F A=BIl，根据左手定则判断安培力方向，根据平衡条件求解导轨对导体棒的摩擦力和支持力．【解答】解：以导体棒为研究对象，分析受力，如图．
其中，安培力大小F A=BIl，根据平衡条件得：
G+F A cosθ=N…①
f=F A sinθ…②
由①得：N=G+F A cosθ=mg+BIlcosθ
由②得：f=BIlsinθ
故AD正确，BC错误．
故选：AD．
3. （单选）如图所示，一束单色光沿半圆柱形玻璃砖的半径垂直ab面入射，有光线从ab面射出。

以O点为圆心，将玻璃砖缓慢转过θ角时，恰好没有光线从ab面射出，则该玻璃砖的折射率为（）
A. 1／sin（θ／2）
B. 1／sinθ
C. 1／sin2θ
D. 1／2sinθ
参考答案：
B
4. 关于洛伦兹力，下列说法正确的是
A．带电粒子在磁场中一定会受到洛伦兹力的作用
B．若带电粒子在某点受到洛伦兹力的作用，则该点的磁感应强度一定不为零
C．洛伦兹力不会改变运动电荷的速度
D．仅受洛伦兹力作用（重力不计）的运动电荷的动能一定不改变
参考答案：
BD
5. 某实验小组的欲验证“动能定理”，他们的实验装置如图所示，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、砝码．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．要完成该项实验，还需要的实验器
材有（）
A. 天平
B. 刻度尺
C. 秒表
D. 弹簧秤
参考答案：
AB
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示，弹簧振子在振动过程中，振子从a到b历时0.2s，振子经a、b两点时速度相同；若它从b再回到a的最短时间为0.4s，则该振子的振动频率为_______Hz．参考答案：
1.25
解：由题，振子从a到b历时0.2s，振子经a、b两点时速度相同，则a、b两点关于平衡位置对称．振子从b再回到a的最短时间为0.4s，则振子b→最大→b的时间是0.2s，根据对称性分析得知，振子从a→b→正最大→负最大→a的总时间为0.8s，即振子振动的周期为T=0.8s，频率为
故答案为：1.25
7. 当A、B两端接入150V的电压时，C、D两端电压为50V.当C、D两端接入150V电压时，A、B两端电压为100V,求R1：R2：R3=--_________
参考答案：
4：4：1；
当A、B两端接入150V的电压时，2R1和R2串联，R2电压50V，根据串联电压与电阻成正比
当C、D两端接入150V电压时，2R3和R2串联，R2电压100V，根据串联电压与电阻成正比
8. 在s内把磁铁的一极插入匝数为100匝的螺线管中，穿过每匝线圈的磁通量由0增至1.5×10-2Wb
，这段时间内螺线管产生的感应电动势是 V。

若总电阻为30Ω，则线圈中的电流为 A
参考答案：
3 0。

1
9. 有一单摆，在山脚下测得周期为T1，移到山顶测得周期为了T2，设地球半径为R，则山的高度为__________。

参考答案：
R
10. 如图所示是洛伦兹力演示仪，甲图为没有磁场时电子束的径迹，乙图为施加垂直于纸面的磁场后，电子束运动的径迹，则在乙图中所加磁场的方向是．（填“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”）
参考答案：
垂直纸面向外
试题分析：粒子带负电，粒子向上偏转，故根据左手定则可得，故所加磁场为垂直纸面向外
考点：考查了左手定则的应用
点评：本题需要注意粒子带负电，四指指向粒子反向方向
11. 一般分子直径的数量级为 __________m;分子质量的数量级为__________kg。

参考答案：
12. 雨滴下落时所受到的空气阻力与雨滴的速度有关，雨滴速度越大，它受到的空气阻力越大；此外，当雨滴速度一定时，雨滴下落时所受到的空气阻力还与雨滴半径的α次方成正比()。

假设一个大雨滴和一个小雨滴从同一云层同时下落，最终它们都
（填“加速”、“减速”或“匀速”）下落。

（填“大”或“小”）雨滴先落到地面；接近地面时，（填“大”或“小”）雨滴的速度较小。

参考答案：匀速，大，小
13. 在相距为d的A、B两板之间有a、b、c三点，a点距A板d，b、c两点距B板也是d，A板接地，A、B间电压为U，如图所示，则b
点的电势为，+q 从a 点运动到c
点的过程中，电场力做功为，﹣q在a点具有的电势能为．
参考答案：
解答：
解：两板间的场强E=
A板接地，即φA=0V，
那么φb﹣φA=，
解得：φb=．
同理，c点的电势为φc=U，
a点的电势为φa=U；
由题意可知，U ac=φa﹣φc=U﹣U=﹣U；
+q 从a 点运动到c 点的过程中，电场力做功为W=qU ac =
，
根据E Pa =﹣q φa =
．
故答案为：
，
，
．
点评：
解决本题的关键掌握匀强电场的场强公式E=，知道d 是沿电场线方向上的距离，并掌握公式
W=qU ，及E P =q ?的应用．
简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全，轿车在发生一定强度的碰撞时，利叠氮化纳（NaN 3）爆炸产生气体（假设都是N 2）充入气囊．若氮气充入后安全气囊的容积V=56L ，囊中氮气密度ρ=2.5kg/m 3，已知氮气的摩尔质最M=0.028kg/mol ，阿伏加德罗常数N A =6.02×1023mol -1，试估算：
（1）囊中氮气分子的总个数N ； （2）囊中氮气分子间的平均距离．
参考答案：
解：（1）设N 2的物质的量为n ， 则n=
氮气的分子总数N=N A
代入数据得
N=3×1024．
（2）气体分子间距较大，因此建立每个分子占据一个立方体， 则分子间的平均距离，即为立方体的边长， 所以一个气体的分子体积为：
而设边长为a ，则有a 3=V 0 解得：分子平均间距为a=3×10﹣9m 答：（1）囊中氮气分子的总个数3×1024； （2）囊中氮气分子间的平均距离3×10﹣9m ． 【考点】阿伏加德罗常数．
【分析】先求出N 2的物质量，再根据阿伏加德罗常数求出分子的总个数．
根据总体积与分子个数，从而求出一个分子的体积，建立每个分子占据一个立方体，则分子间的平均距离，即为立方体的边长，
15. 分子势能随分子间距离r 的变化情况可以在如图所示的图象中表现出来，就图象回答： （1）从图中看到分子间距离在r 0处分子势能最小，试说明理由．
（2）图中分子势能为零的点选在什么位置？在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，对吗？
（3）如果选两个分子相距r 0时分子势能为零，分子势能有什么特点？
参考答案：
解：（1）如果分子间距离约为10
﹣10
m 数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r 0．当分子距
离小于r 0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大．如果分子间距离大于r 0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间距离的增大而增大．
从以上两种情况综合分析，分子间距离以r 0为数值基准，r 不论减小或增大，分子势能都增大．所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点．
（2）由图可知，分子势能为零的点选在了两个分子相距无穷远的位置．因为分子在平衡位置处是分子势能最低点，据图也可以看出：在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零
是正确的．
（3）因为分子在平衡位置处是分子势能的最低点，最低点的分子势能都为零，显然，选两个分子相距r 0时分子势能为零，分子势能将大于等于零． 答案如上．
【考点】分子势能；分子间的相互作用力．
【分析】明确分子力做功与分子势能间的关系，明确分子势能的变化情况，同时明确零势能面的选取是任意的，选取无穷远处为零势能面得出图象如图所示；而如果以r 0时分子势能为零，则分子势能一定均大于零．
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 已知氢原子中氢核与电子之间的最短距离为5.3×10-11m 。

求氢原子中氢核与电子之
参考答案：
8.2×10-8N
17. 如图所示，光滑斜面的倾角a=30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l1=1m，bc边的边长l2=0.6m，线框的质量m=1kg，电阻R=0.1Ω，线框受到沿光滑斜面向上的恒力F的作用，已知
F=1ON．斜面上ef线（ef∥gh）的右方有垂直斜面向上的均匀磁场，磁感应强度B随时间t的变化情况如B﹣t图象所示，时间t是从线框由静止开始运动时刻起计的．如果线框从静止开始运动，进人磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh的距离s=5.1m，取g=10m/s2．求：
（1）线框进人磁场前的加速度；
（2 ）线框进人磁场时匀速运动的速度v；
（3）线框整体进入磁场后，ab边运动到gh线的过程中产生的焦耳热．
参考答案：
解：（1）线框进入磁场前，受到重力、细线的拉力F和斜面的支持力作用做匀加速运动，根据牛顿第二定律得
F﹣mgsinα=ma
得，a==5m/s2
（2）线框进人磁场最初一段时间是匀速的，合力为零，由E=Bl1v、I=、F A=BIl1 得安培力为
F A=
根据平衡条件得F=mgsinα+F A=mgsinα+
代入解得v=2m/s
（3）线框abcd进入磁场前做匀加速运动，进磁场的过程中，做匀速运动，进入磁场后到运动到gh线仍做匀加速运动．
进磁场前线框的运动的时间为t1==
进磁场过程中匀速运动的时间为t2==s=0.3s
线框完全进入磁场后线框受力情况与进入磁场前相同，所以该阶段的加速度仍为a=5m/s2．
由s﹣l2=vt3+
解得，t3=1s
因此线框整体进入磁场后，ab边运动到gh线的过程中有感应电流的时间为t4=1﹣（0.9﹣t1﹣t2）=0.8s
线框中产生的感应电动势为E===V=0.25V
线框整体进入磁场后，ab边运动到gh线的过程中产生的焦耳热为
Q==J=0.5J
答：（1）线框进人磁场前的加速度是5m/s2；
（2 ）线框进人磁场时匀速运动的速度v是2m/s；
（3）线框整体进入磁场后，ab边运动到gh线的过程中产生的焦耳热是0.5J．
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律；闭合电路的欧姆定律．
【分析】（1）线框进入磁场前，受到重力、细线的拉力F和斜面的支持力作用做匀加速运动，根据牛顿第二定律求解加速度．
（2）线框进人磁场最初一段时间是匀速的，合力为零，由E=Blv、I=、F=BIl推导出安培力表达式，由平衡条件求解速度．
（3）线框进入磁场前做匀加速直线运动，进磁场的过程中做匀速直线运动，分别由公式求出线框进入磁场前运动的时间和进磁场匀速运动的时间．线框完全进入磁场后受力情况与进入磁场前相同，加速度相同，根据位移公式求解从gh运动到ef的时间，结合图象分析线框整体进入磁场后，ab边运动到gh线的过程中有感应电流的时间，根据法拉第定律求得感应电动势，由焦耳定律求解热量．
18. （10分）一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的竖直放置的气缸内，活塞横截面积为S，距气缸底部的距离为H，可沿气缸内壁无摩擦滑动。

现将质量为m的沙子缓慢地一点一点地倒在活塞上。

已知气体的温度与环境温度均为T0，大气压强为P0，重力加速度为g，活塞重力不计。

（1）试分析说明此过程中理想气体是吸热还是放热？
（2）稳定后活塞距气缸底部的距离h为多少？
（3）当气体温度缓慢升高到多高时活塞可回到原来的位置？参考答案：
解析：。