2022福建省南平市樹人高級中學高二物理下學期期末試題含解析一、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.質量為m的小球在豎直光滑圓形內軌道中做圓周運動，周期為T，則以下說法正確的是：（

）A．每運轉一周，小球所受重力的沖量的大小為0

B．每運轉一周，小球所受重力的沖量的大小為mgT

C．每運轉一周，小球所受合力的沖量的大小為0

D．每運轉半周，小球所受重力的沖量的大小一定為mgT/2參考答案：BC2.（多選）如圖所示，圖中實線是一簇未標明方向的由點電荷產生的電場線，虛線是某帶電粒子通過該電場區域時的運動軌跡，a、b是軌跡上的兩點，若帶電粒子在運動過程中只受電場力作用，根據此圖可做出的正確判斷是()A．帶電粒子所帶電荷的正、負B．帶電粒子在a、b兩點的受力方向C．帶電粒子在a、b兩點的加速度何處較大D．帶電粒子在a、b兩點的速度何處較大參考答案：BCD3.電磁波包含了射線、紅外線、紫外線、無線電波等，按波長由長到短的排列順序是(

)A．射線、紅外線、紫外線、無線電

B．紅外線、無線電波、射線、紫外線C．無線電波、紅外線、紫外線、射線D．紫外線、無線電波、射線、紅外線參考答案：C4.一臺小型發電機產生的電動勢隨時間變化的正弦規律圖象如圖甲所示．已知發電機線圈內阻為5.0Ω，現外接一只電阻為95.0Ω的燈泡，如圖乙所示，則()A．電壓表的示數為220VB．電路中的電流方向每秒鐘改變50次C．燈泡實際消耗的功率為484WD．發電機線圈內阻每秒鐘產生的焦耳熱為24.2J參考答案：D5.（單選）如圖所示，一根有質量的金屬棒MN，兩端用細軟導線連接后懸掛于a、b兩點．棒的中部處于方向垂直紙面向里的勻強磁場中，棒中通有電流，方向從M流向N，此時懸線上有拉力，為了使拉力等于零，可以（）A．適當減小磁感應強度B．使磁場反向C．適當增大電流強度D．使電流反向參考答案：考點：安培力；共點力平衡的條件及其應用；左手定則．專題：共點力作用下物體平衡專題．分析：通電導線在磁場中的受到安培力作用，由公式F=BIL求出安培力大小，由左手定則來確定安培力的方向．解答：解：棒的中部處于方向垂直紙面向里的勻強磁場中，棒中通有電流，方向從M流向N，根據左手定則可得，安培力的方向豎直向上，由于此時懸線上有拉力，為了使拉力等于零，則安培力必須增加．所以適當增加電流強度，或增大磁場故選：C．點評：學會區分左手定則與右手定則，前者是判定安培力的方向，而后者是判定感應電流的方向．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（6分）質量為m的物體，在傾角為θ的光滑斜面上由靜止開始下滑，經過時間t，物體的速度為v，在這段時間內，重力對物體的沖量為______，支持力的沖量大小為______，合外力對物體的沖量大小為______。參考答案：（1）mgt；（2）mgcosθt；（3）mv7.（4分）某汽車在平直路面上緊急剎車時，加速度的大小是6m／s2，如果必須在2s內停下來，車的行駛速度最高不能超過

m／s，這種情況下剎車后汽車通過的距離是

m。參考答案：12；128.利用單擺測量某地的重力加速度，現測得擺球質量為m，擺長為L，通過傳感器測出擺球運動時位移隨時間變化的規律為，則該單擺的振動周期為

，該處的重力加速度g=

；若減小振幅A，則周期

（選填“增大”、“減小”或“不變”）．

參考答案：

（2分），

（2分），

不變9.一質點沿直線運動，先以4m/s運動6s，又以6m/s運動了12m，全程平均速

m/s。參考答案：4.5m/s

10.利用油膜法可粗略測定分子的大小和阿伏加德羅常數。已知油酸的摩爾質量為M，密度為ρ。n滴油酸的總體積為V，一滴油酸所形成的單分子油膜的面積為S。則每個油酸分子的直徑d＝____▲__；阿伏加德羅常數NA＝____▲__。參考答案：11.14．如圖所示，金屬環半徑為a，總電阻為2R，勻強磁場磁感應強度為B，垂直穿過環所在平面．電阻為R／2的導體桿AB沿環表面以速度v向右滑至環中央時，桿兩端的電壓為____________。參考答案：12.如圖所示的變壓器的原線圈1接到220V的交流電源上。副線圈2的匝數n2＝30匝，與一個“12V12W”的燈泡L連接，L能正常發光。副線圈3的輸出電壓U3＝110V，與電阻R連接，通過R的電流為0.4A，由此可知原線圈與副線圈3的匝數比為

，原線圈中通過的電流為

A。

參考答案：2:1

0.255A13.氣體在A→B→C→D→A整個過程中，內能的變化量為0；其中A到B的過程中氣體對外做功W1，C到D的過程中外界對氣體做功W2，則整個過程中氣體向外界放出的熱量為W2﹣W1．．參考答案：氣體在A→B→C→D→A整個過程中，溫度不變，故內能的變化量為零；根據△U=Q+W=0知Q=（W1﹣W2），即氣體向外界放出的熱量為W2﹣W1．三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖1所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系：先安裝好實驗裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復寫紙，記下重垂線所指的位置O．接下來的實驗步驟如下：步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點由靜止滾下，并落在地面上．重復多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點圈在里面，其圓心就是小球落點的平均位置；步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣位置B，讓小球1從A點由靜止滾下，使它們碰撞．重復多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標出碰撞后兩小球落點的平均位置；步驟3：用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、N離O點的距離，即線段OM、OP、ON的長度．（1）對于上述實驗操作，下列說法正確的是

A．應使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下B．斜槽軌道必須光滑C．斜槽軌道末端必須水平D．小球1質量應大于小球2的質量（2）上述實驗除需測量線段OM、OP、ON的長度外，還需要測量的物理量有．A．A、B兩點間的高度差h1B．B點離地面的高度h2C．小球1和小球2的質量m1、m2D．小球1和小球2的半徑r（3）當所測物理量滿足表達式

（用所測物理量的字母表示）時，即說明兩球碰撞遵守動量守恒定律．如果還滿足表達式

（用所測物理量的字母表示）時，即說明兩球碰撞時無機械能損失．（4）完成上述實驗后，某實驗小組對上述裝置進行了改造，如圖2所示．在水平槽末端與水平地面間放置了一個斜面，斜面的頂點與水平槽等高且無縫連接．使小球1仍從斜槽上A點由靜止滾下，重復實驗步驟1和2的操作，得到兩球落在斜面上的平均落點M′、P′、N′．用刻度尺測量斜面頂點到M′、P′、N′三點的距離分別為l1、l2、l3．則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式為

（用所測物理量的字母表示）．參考答案：（1）ACD；（2）C；（3）m1?OP=m1?OM+m2?ONm1?（OP）2=m1?（OM）2+m2?（ON）2；（4）m1=m1+m2．【考點】驗證動量守恒定律．【分析】（1、2）在驗證動量守恒定律的實驗中，運用平拋運動的知識得出碰撞前后兩球的速度，因為下落的時間相等，則水平位移代表平拋運動的速度．根據實驗的原理確定需要測量的物理量．（3）根據動量守恒定律及機械能守恒定律可求得動量守恒及機械能守恒的表達式；（4）小球落在斜面上，根據水平位移關系和豎直位移的關系，求出初速度與距離的表達式，從而得出動量守恒的表達式【解答】解：（1）因為平拋運動的時間相等，根據v=，所以用水平射程可以代替速度，則需測量小球平拋運動的射程間接測量速度．故應保證斜槽末端水平，小球每次都從同一點滑下；同時為了小球2能飛的更遠，防止1反彈，球1的質量應大于球2的質量；故ACD正確，B錯誤；故選：ACD．（2）根據動量守恒得，m1?OP=m1?OM+m2?ON，所以除了測量線段OM、OP、ON的長度外，還需要測量的物理量是小球1和小球2的質量m1、m2．故選：C．（3）因為平拋運動的時間相等，則水平位移可以代表速度，OP是A球不與B球碰撞平拋運動的位移，該位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平拋運動的位移，該位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，該位移可以代表碰撞后B球的速度，當所測物理量滿足表達式m1?OP=m1?OM+m2?ON，說明兩球碰撞遵守動量守恒定律，由功能關系可知，只要m1v02=m1v12+m2v22成立則機械能守恒，故若m1?OP2=m1?OM2+m2?ON2，說明碰撞過程中機械能守恒．（4）碰撞前，m1落在圖中的P′點，設其水平初速度為v1．小球m1和m2發生碰撞后，m1的落點在圖中M′點，設其水平初速度為v1′，m2的落點是圖中的N′點，設其水平初速度為v2．設斜面BC與水平面的傾角為α，由平拋運動規律得：Lp′sinα=gt2，Lp′cosα=v1t解得v1=．同理v1′=，v2=，可見速度正比于．所以只要驗證m1=m1+m2即可．故答案為．（1）ACD；（2）C；（3）m1?OP=m1?OM+m2?ONm1?（OP）2=m1?（OM）2+m2?（ON）2；（4）m1=m1+m2．15.小明用如圖甲所示的裝置做“探究加速度與力的關系”的實驗．保持小車的質量不變，通過實驗作出了圖乙所示的圖象，則：①圖象不通過坐標原點的原因是

；②用接在50Hz交流電源上的打點計時器，測定小車速度，某次實驗中得到一條紙帶，如圖丙所示，從比較清晰的點起，每五個打印點取一個記數點，分別標明0、l、2、3、4……，量得0與1兩點間距離x1=30mm，3與4兩點間的距離x2=48mm，則小車在0與1兩點間的平均速度為

m/s，小車的加速度為

m/s2．參考答案：25.（1）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠

（2）0.3

；0.6

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.均勻導線制成的單位正方形閉合線框abcd，每邊長為L，總電阻為R，總質量為m.將其置于磁感強度為B的水平勻強磁場上方h處，如圖所示.線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內，且cd邊始終與水平的磁場邊界平行.當cd邊剛進入磁場時，則：（1）求線框中產生的感應電動勢大小.（2）求cd兩點間的電勢差大小.（3）若此時線框加速度恰好為零，求線框下落的高度h應滿足的條件.參考答案：解析:(1)cd邊剛進入磁場時，線框速度v=，線框中產生的感應電動勢為E=BLv＝BL.(2)此時線框中電流I=E/R，cd兩點間的電勢差為U=I(3R/4)=34Bl(3)安培力F=BIL=B2L2/R,根據牛頓第二定律mg-F=ma,由a=0，解得下落高度滿足h=m2gR2/2B4L4.17.如圖為一電梯簡化模型，導體棒ab架在水平導軌上，導軌間加有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度。導體棒ab通過輕質細繩與電梯箱體相連，所有摩擦都不計，已知ab棒的長度為，質量不計，通過的電流大小為，電梯箱體質量為，求：（1）為了能提起電梯箱體，導體棒ab中的電流方向應朝哪？大小至少為多少？（2）現使導體棒以恒定的功率（即安培力的功率）從靜止運行，試通過列式分析ab棒中電流的大小如何變化？（3）若在題（2）中W，電梯箱體上升高度時，運行達到穩定狀態，則此過程電梯運行的時間為多少？參考答案：)(1)b到a,,得.

……………（3分）(2),

因為在增大,而功率不變,所以在變小,…………（2分）當時,箱體做勻速直線運動,導體棒中電流保持不變.

………………（1分）(3)當時,得,速度

……（2分）得18.兩根足夠長的光滑平行直導軌MN、PQ與水平面成θ角放置，兩導軌間距為L，M、P兩點間接有阻值為R的電阻.一根質量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導軌上，并與導軌垂直.整套裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向上，導軌和金屬桿接觸良好，它們的電阻不計.現讓ab桿由靜止開始沿導軌下滑.（1）求ab桿下滑的最大速度vm；（2）ab桿由靜止釋放至達到最大速度的過程中，電阻R產生的焦耳熱為Q，求該過程中ab桿下滑的距離x及通過電阻R的電量q.參考答案：（1）金屬桿ab切割磁感線產生的感應電動勢大小為E=BLv（1分）電路中電流

（1分）金屬桿所受安培力FA=BIL

（1分）設金屬桿ab運動的加速度為