河北省保定市涿州第二中学高二物理下学期期末试卷含解析

河北省保定市涿州第二中学高二物理下学期期末试卷含解析
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. 安培的磁性起源假说，揭示了磁现象的本质，它使我们认识到磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由产生的。

参考答案：
电荷的运动
2. 如图所示,在一根绷紧的横绳上挂几个摆长不等的单摆,其中A、E的摆长相等,A摆球的质量远大于其他各摆,当A摆振动起来后, 带动其余各摆也随之振动,达到稳定后,以下关于各摆的振动的说法正确的是（）
A.各摆振动的周期都相等
B.C摆振动的振幅最大
C.B、C、D、E四摆中,E摆的振幅最大
D.C摆振动的周期最大
参考答案：
AC
3. 穿过一个电阻为的闭合线圈的磁通量每秒均匀减小Wb，则线圈中，下列说法正确的是（）
A. 感应电动势为0.4V
B. 感应电动势每秒减小0.4V
C. 感应电流恒为0.4A
D. 感应电流每秒减小0.1A 参考答案：
A
4. 利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值，如图4所示是用这种方法获得的弹性细绳中拉力F随时间t变化的图线，实验时，把小球举到悬点O处，然后放手让小球自由落下，由图线所提供的信息，可以判断
A．绳子的自然长度为 gt22 B．t2时刻小球的速度最大
C．t1时刻小球的速度最大 D．t1时刻到t2时刻小球的速度先增大后减小
参考答案：
D
5. 如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1Ω。

一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2kg，接入电路的电阻为1Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8T。

将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6）( )
A．2.5m/s 1W B．5m/s 1W
C．7.5m/s 9W D．15m/s 9W
参考答案：
B
导体棒MN受重力mg，安培力F和垂直斜面向上的支持力Fn，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN做匀速运动，有F=mgsinθ，又F=BIL，，则=5m/s，灯泡消耗的电功率
P==1W，故B对，A、C、D错。

二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 太阳中含有大量的氘核，因氘核不断发生核反应释放大量的核能，以光和热的形式向外辐射．已知氘核质量为2.013 6u，氦核质量为3.015 0u，中子质量为1.008 7u，1u的质量相当于931.5MeV
的能量
则：
（1）完成核反应方程：H+H→+n ．（2）求核反应中释放的核能．
（
3）在两氘核以相等的动能
0.35MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应
中产生的中子和氦核的动能．
参考答案：
（1）He ；
（2）核反应中释放的核能为3.26MeV；
（3）中子的动能为2.97MeV，氦核的动能为0.99MeV．
【考点】爱因斯坦质能方程；动量守恒定律．
【分析】（1）根据质量数守恒与核电荷数守恒，写出核反应方程式．
（2）求出核反应过程中的质量亏损，然后由质能方程求出释放的核能．
（3）两氘核对心碰撞过程，遵守动量守恒和能量守恒根据动量守恒和能量守恒列方程求解．
【解答】解：（1）由核电荷数守恒可知，新核的核电荷数是2，因此新核是He，
由质量数与核电荷数守恒可知，核反应方程式是：H+H→He+n；
（2）反应过程中质量减少了：
△m=2×2.0136u﹣1.0087u﹣3.0150u=0.0035u，
反应过程中释放的核能△E=0.0035×931.5MeV=3.26MeV
（3）设n核和He的动量分别为P1和P2，
由动量守恒定律得：O=P1+P2，由此得P1和P2大小相等，
由动能和动量关系E=及n和He的质量关系得：
中子的动能E n是He核动能E He的3倍，即E n：E He=3：1，
由能量守恒定律得：E He+E n=△E+2E K，
解得：中子的动能E n=2.97MeV，He的动能：E He=0.99MeV，
故答案为：（1）He；
（2）核反应中释放的核能为3.26MeV；
（3）中子的动能为2.97MeV，氦核的动能为0.99MeV．
7. （6分）一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级图如图所示，氢原子可能发射种频率的光子;氢原子由量子数n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射光子的能量是 eV；用n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射的光子照射下表中几种金属，金属能发生光电效应.
几种金属的逸出功
参考答案：
6 2.55eV 铯
解：因为，知氢原子可能发射6种频率的光子．氢原子由量子数n=4的能级跃迁到
n=2的能级时辐射光子的能量等于两能级间的能级差，即E=E
4
-E
2
=-0.85+3.40eV=2.55eV．E 只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应．
8. 直线电流的磁场方向可以用安培定则来判断：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的方向。

参考答案：
9. 将电量为的负电荷从电场中A点移到B点，克服电场力做了的功，则该电荷在此过程中电势能了 J；再将该电荷从B点移到C点，电场力做了的功，则A、B和C、A间的电势差分别为= ，= 。

参考答案：
增大，， 5V，-3V；
10. 如图所示的电路中，定值电阻R1＝12Ω，R2＝R3＝4Ω，则R1和R2中的电流之比为I1∶I2＝________，R2和R3两端电压之比为U2∶U3＝_______。

参考答案：
1∶3、3∶4
11. （4分）下图是恒星演化过程的示意图，请填写相应星球的名称。

参考答案：
12. 研究地球的公转时，（填“可以”或“不可以”）把地球看做质点；研究地球的自转时，
（填“可以”或“不可以”）把地球看做质点．
参考答案：
可以，不可以
【考点】质点的认识．
【分析】当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时，我们就可以把它看成质点，根据把物体看成质点的条件来判断即可．【解答】解；当研究地球的公转时，地球的大小和形状可以忽略不计，故地球可以看作质点；
而在研究地球自转时，地球的大小和形状不可以忽略，故不能看作质点；
故答案为：可以，不可以
13. 如图，平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接，极板B接地，若减小电容器极板间的距离，则（填“增大”、“减小”、“保持不变”）电容______，静电计指针偏角________，电量_______，场强_______。

下图中螺旋测微器读数为_______mm。

参考答案：
增大、减小、保持不变、保持不变 2.930mm
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （6分）图所示是电场中某区域的电场线分布图，P、Q是电场中的两点。

（1）请比较P、Q两点中电场强度的强弱并说明理由。

（2）把电荷量为=3.0×C的正点电荷放在电场中的P点，正电荷受到的电场力大小为F=6.0N；如果把移去，把电荷量为=6.0×10C的负点电荷放在P点，求负荷电荷受到的电场力F的大小方向。

参考答案：
(1)Q点电场强度较强(1分)。

因为Q点处电场线分布较P点密(1分)。

(2)P点电场强度E=F/q=6/(3×10)×10（N/C）（2分）
方向向左(或与电场强度方向相反) (1分)
15. （6分）（1）开普勒第三定律告诉我们：行星绕太阳一周所需时间的平方跟椭圆轨道半长径的立方之比是一个常量。

如果我们将行星绕太阳的运动简化为匀速圆周运动，请你运用万有引力定律，推出这一规律。

（2）太阳系只是银河系中一个非常渺小的角落，银河系中至少还有3000多亿颗恒星，银河系中心的质量相当于400万颗太阳的质量。

通过观察发现，恒星绕银河系中心运动的规律与开普勒第三定律存在明显的差异，且周期的平方跟圆轨道半径的立方之比随半径的增大而减小。

请你对上述现象发表看法。

参考答案：
（1）（4分）
（2）由关系式可知：周期的平方跟圆轨道半径的立方之比的大小与圆心处的等效质量有关，因此半径越大，等效质量越大。

（1分）
观点一：
银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有恒星的质量均计算在内，因此半径越大，等效质量越大。

观点二：
银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有质量均计算在内，在圆轨道以内，可能存在一些看不见的、质量很大的暗物质，因此半径越大，等效质量越大。

说出任一观点，均给分。

（1分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，a、b为两个固定的带正电q的点电荷，相距为L，通过其连线中点O作此线段的垂直平分面，在此平面上有一个以O为圆心，半径为L的圆周，其上有一个质量为m，带电荷量为－q的点电荷c做匀速圆周运动，求c的速率。

参考答案：
17. 一个小球从1.25m高处被水平抛出，落到地面的位置与抛出点的水平距离为2.5m，不计空气阻力，g=10m/s2。

求：
（1）小球在空中运动的时间；
（2）小球被抛出时速度的大小。

参考答案：
18. （6分）如图所示，在以角速度ω=2rad/s匀速转动的水平圆盘上，放一质量m=5kg的滑块，滑块离转轴的距离r=0.2m，滑块跟随圆盘一起做匀速圆周运动（二者未发生相对滑动）。

求：
（1）滑块运动的线速度大小；
（2）滑块受到静摩擦力的大小和方向。

参考答案：
解析：
（1）滑块的线速度大小（1分）
代入数据得v＝0.4m/s （1分）
（2）滑块受到静摩擦力的大小（2分）代入数据得（1分）
方向：由所在位置垂直指向转轴（1分）。