2022年福建省泉州市石光中學(xué)高二物理期末試題含解析一、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.圖為氫原子能級圖。現(xiàn)有一群處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子，用這些氫原子輻射出的光照射逸出功為2.13eV的某金屬，則（）A.這些氫原子能輻射出三種不同頻率的光子B.這些氫原子輻射出光子后，電子的總能量保持不變C.這些氫原子輻射出的所有光都能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D.該金屬逸出的所有光電子中，初動能的最大值約為10.62eV參考答案：D【分析】根據(jù)數(shù)學(xué)組合公式，求出氫原子可能輻射光子頻率的種數(shù)；能級間躍遷時，輻射的光子能量等于兩能級間的能級差，能級差越大，輻射的光子頻率越高；根據(jù)庫侖力提供向心力分析電子動能的變化。【詳解】A．根據(jù)=6知，這些氫原子可能輻射出6種不同頻率的光子。故A錯誤；B．這些氫原子輻射出光子后，電子的動能增大，電勢能減小，總能量會減小。故B錯誤；C．氫原子由n=4躍遷到n=3產(chǎn)生的光的能量：E43=E4﹣E3=﹣0.85﹣（﹣1.51）=0.66eV＜2.13eV，所以不能使逸出功為2.13eV的金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯誤；D．氫原子由n=4向n=1能級躍遷時輻射的光子能量最大，頻率最大，最大能量為13.6eV﹣0.85eV=12.75eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，入射光的能量越高，則電子的動能越大，初動能的最大值為：Ekm=12.75eV﹣2.13eV=10.62eV，故D正確。【點睛】本題主要考查了氫原子的躍遷及其應(yīng)用，較為簡單。2.如圖所示，質(zhì)量m=10kg的物體在水平面上向左運動，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，與此同時物體受到一個水平向右的推力F＝20N的作用，則物體產(chǎn)生的加速度是（g取為10m/s2）

(

)

A．0

B．4m/s2,水平向右C．2m/s2，水平向左

D．2m/s2，水平向右參考答案：B3.兩個相同的金屬小球，帶電量之比為1：5，當(dāng)它們相距r時的相互作用力為F1．若把它們互相接觸后再放回原處，它們的相互作用力變?yōu)镕2，則F1：F2可能是（）A.5：1

B.5：9

C.5：4

D.5：8參考答案：BC由庫侖定律可得：F=k，帶電量之比是1：5，當(dāng)它們相距r時作用力大小為F1=k；當(dāng)兩相同金屬小球帶同種電荷時，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，它們的電荷量都變?yōu)?q，當(dāng)它們相距r時作用力大小為F2=k，所以庫侖力之比為5：9。當(dāng)兩相同金屬小球帶異種電荷時，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，它們的電荷量變?yōu)?q，當(dāng)它們相距r時作用力大小為F2′=k，所以庫侖力是原來的5：4。故BC正確、AD錯誤。故選BC。【點睛】本題考查庫侖定律的同時，利用了控制變量法．當(dāng)控制距離不變時，去改變電荷量，從而確定庫侖力的變化．當(dāng)然也可控制電荷量不變，去改變間距，從而得出庫侖力的變化．4.下列說法中正確的是：A．磁感線是閉合曲線B．磁感線從條形磁鐵的N極出發(fā)，終止于S極C．通電直導(dǎo)線在勻強磁場中各處所受安培力大小和方向都相同D．通電直導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感強度一定參考答案：

A5.如圖所示，若選取地面處的重力勢能為零，則圖中靜止在距地面H高處的物體的機械能等于

A．mgh

B．mgHC．mg(h+H)

D．mg(H-h)參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（4分）如圖所示，匝數(shù)為N匝的矩形金屬線圈，在磁感應(yīng)強度為B特的勻強磁場中，以弧度/秒的角速度繞著跟磁場方向垂直的轉(zhuǎn)動軸OO′勻速轉(zhuǎn)動。已知線框的邊長米，米，從圖示位置開始計時，請寫出線圈中感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達式

。

參考答案：NBL1L2ωcosωt7.我們可以通過以下實驗，來探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。（1）給岀的實物圖中，請用筆畫線代替導(dǎo)線補全實驗電路；（2）接好電路，合上開關(guān)瞬間，電流表指針

。（填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”）；（3）電路穩(wěn)定后，電流表指針

（填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”）；迅速移動滑動變阻器的滑片，電流表指針

（填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”）；（4）根據(jù)以上實驗可得：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是

。參考答案：8.（4分）作用在同一點上互成角度的兩個力，它們的大小分別是9N和12N，當(dāng)它們之間的夾角變化時，合力也發(fā)生變化，其中合力的最大值是____N，當(dāng)兩個力的夾角為90o時，合力的大小是__________N。參考答案：21；159.有一電容器，帶電量為1.0×10-5C，兩板間電壓為200V，如果使它的帶電量再增加1.0×10-6C，這時它的兩板間電壓是_______V。參考答案：22010.如圖11所示，在正的點電荷形成的電場中，A、B兩點間的電勢差U＝200V．電荷量為6×10-8C的正試探電荷從A點移到B點，電場力對其做的功為___________J，A、B兩點中電勢較高的點是______________點．參考答案：11.如圖1所示為研究光電效應(yīng)的電路圖．（1）對于某金屬用紫外線照射時，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．將滑動變阻器滑動片向右移動的過程中，電流表的示數(shù)不可能

（選填“減小”、“增大”）．如果將電源正負極對換，電流表

（選填“一定”、“可能”或“一定沒”）有示數(shù)．（2）當(dāng)用光子能量為5eV的光照射時，測得電流計上的示數(shù)隨電壓變化的圖象如圖2所示．則光電子的最大初動能為

，金屬的逸出功為

．參考答案：（1）減小，可能；（2）2eV，3eV．【考點】光電效應(yīng)．【分析】（1）當(dāng)滑動變阻器向右移動時，正向電壓增大，光電子做加速運動，需討論光電流是否達到飽和，從而判斷電流表示數(shù)的變化．發(fā)生光電效應(yīng)的條件是當(dāng)入射光的頻率大于金屬的極限頻率時，會發(fā)生光電效應(yīng)．（2）該裝置所加的電壓為反向電壓，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于﹣2V時，電流表示數(shù)為0，知道光電子點的最大初動能為2eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程EKm=hγ﹣W0，求出逸出功．【解答】解：（1）AK間所加的電壓為正向電壓，發(fā)生光電效應(yīng)后的光電子在光電管中加速，滑動變阻器滑動片向右移動的過程中，若光電流達到飽和，則電流表示數(shù)不變，若光電流沒達到飽和電流，則電流表示數(shù)增大，所以滑動變阻器滑動片向右移動的過程中，電流表的示數(shù)不可能減小．紫光的頻率小于紫外線，紫外線照射能發(fā)生光電效應(yīng)，但是紫光照射不一定能發(fā)生光電效應(yīng)．所以電流表可能有示數(shù)．（2）由圖2可知，當(dāng)該裝置所加的電壓為反向電壓，當(dāng)電壓是﹣2V時，電流表示數(shù)為0，知道光電子點的最大初動能為：EKm=2eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程有：EKm=hγ﹣W0，W0=3eV．故答案為：（1）減小，可能；（2）2eV，3eV．12.如圖所示，一個驗電器用金屬網(wǎng)罩罩住，當(dāng)加上水平向右的、場強大小為E的勻強電場時，驗電器的箔片

（填“張開”或“不張開”），我們把這種現(xiàn)象稱之為

。此時，金屬網(wǎng)罩的感應(yīng)電荷在網(wǎng)罩內(nèi)部空間會激發(fā)一個電場，它的場強大小為

，方向為

。參考答案：13.如圖所示，勻強電場中a、b兩點的距離為0.4m，兩點的連線與電場線成37°角，兩點間的電勢差為32V，則勻強電場的場強大小為

▲

V/m，把電量為10－10C正電荷從a點移到b點電勢能將減少

▲

J.參考答案：100,（2分）3.2×10－9J（三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（5分）如圖是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗裝置圖，結(jié)合圖片，請說出能產(chǎn)生感應(yīng)電流的幾種做法(至少三種)。(1)

；(2)

；(3)

。參考答案：(1)

閉合開關(guān)瞬間；(2)斷開開關(guān)瞬間；(3)

閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片。15.（4分）如圖是高頻焊接原理示意圖，線圈中通以高頻交流電時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于焊接處的接觸電阻很大，放出的焦耳熱很多，致使溫度升得很高，將金屬熔化，焊接在一起，我國生產(chǎn)的自行車車架就是用這種辦法焊接的。請定性地說明：為什么交變電流的頻率越高，焊接處放出的熱量越多？參考答案：交變電流的頻率越高，它產(chǎn)生的磁場的變化就越快。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在待焊接工件中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就越大，感應(yīng)電流就越大(2分)，而放出的熱量與電流的平方成正比，所以交變電流的頻率越高，焊接處放出的熱餐越多(2分)。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.在小車上豎直固定著一個高h=0.05m、總電阻R=10Ω、n=100匝的閉合矩形線圈，且小車與線圈的水平長度l相同．現(xiàn)線圈和小車一起在光滑的水平面上運動，速度為v1=1.0m/s，隨后穿過與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強度B=1.0T的水平有界勻強磁場，方向垂直紙面向里，如圖甲所示．已知小車運動（包括線圈）的速度v隨車的位移x變化的v﹣x圖象如圖乙所示．求：（1）小車的水平長度l和磁場的寬度d；（2）小車的位移x=10cm時線圈中的電流大小I；（3）小車的位移x=35cm時線圈所受的安培力大小及方向如何？參考答案：解：（1）由題圖乙可知，從x=5cm開始，線圈進入磁場，線圈中有感應(yīng)電流，受安培力作用，小車做減速運動，速度v隨位移x減小，當(dāng)x=15cm時，線圈完全進入磁場，線圈中無感應(yīng)電流，小車做勻速運動．因此小車的水平長度l=10cm．當(dāng)x=30cm時，線圈開始離開磁場，則d=（30﹣5）cm=25cm．（2）當(dāng)x=10cm時，由圖象可知線圈右邊切割磁感線的速度v2=0.8m/s由閉合電路歐姆定律得線圈中的電動勢：E=nBhv2電流I==解得I=A=0.4A．（3）當(dāng)x=35cm時，切割磁感線的速度v3=0.4m/s．由閉合電路歐姆定律得線圈中的電動勢：E=nBhv3線圈中的電流I==則安培力F=nBIh=，代入數(shù)據(jù)得F=1N由左手定則可知安培力方向水平向左．答：（1）小車的水平長度是10cm，磁場的寬度是25cm；（2）小車的位移x=10cm時線圈中的電流大小是0.4A；（3）小車的位移x=35cm時線圈所受的安培力大小是1N，方向向左．17.如圖所示，在光滑絕緣水平面放置一帶正電的長直細棒，其周圍產(chǎn)生垂直于帶電細棒的輻射狀電場，場強大小E與距細棒的垂直距離r成反比，即E=，k為未知常量．在帶電長直細棒右側(cè)，有一長為l的絕緣細線連接了兩個質(zhì)量均為m的帶電小球A和B，小球A、B所帶電荷量分別為+2q和+5q，A球距直棒的距離也為l，兩個球在外力F=2mg的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)．不計兩小球之間的靜電力作用．（1）求k的表達式；（2）若撤去外力F，求撤去外力瞬間A、B小球間絕緣細線上的拉力T．參考答案：解：（1）小球A、B及細線構(gòu)成的整體受力平衡，有得（2）若撤去外力瞬時，A、B間細線拉力突然變?yōu)榱悖瑒t對A球：得，方向向右對B球：得，方向向右因為aA＜aB，所以在撤去外力瞬時A、B將以相同的加速度a一起向右運動，A、B間絕緣細線張緊，有拉力T因此，對A、B整體，由牛頓第二定律，有由第（1）問可知：對A：解得答：（1）k的表達式為；（2）若撤去外力F，撤去外力瞬間A、B小球間絕緣細線上的拉力T為【考點】牛頓第二定律；力的合成與分解的運用；電場強度．【分析】（1）分析AB系統(tǒng)的受力情況，根據(jù)給出的電場強度的表達式求解電場力，再根據(jù)平衡條件即可明確k的