2022年福建省泉州市石光中學(xué)高二物理期末試題含解析

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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.圖為氫原子能級(jí)圖?，F(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(dòng)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(jí)間躍遷時(shí)，輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，能級(jí)差越大，輻射的光子頻率越高；根據(jù)庫(kù)侖力提供向心力分析電子動(dòng)能的變化?！驹斀狻緼．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(cuò)誤；B．這些氫原子輻射出光子后，電子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，總能量會(huì)減小。故B錯(cuò)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(cuò)誤；D．氫原子由n=4向n=1能級(jí)躍遷時(shí)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(dòng)能越大，初動(dòng)能的最大值為：Ekm=12.75eV﹣2.13eV=10.62eV，故D正確。【點(diǎn)睛】本題主要考查了氫原子的躍遷及其應(yīng)用，較為簡(jiǎn)單。2.如圖所示，質(zhì)量m=10kg的物體在水平面上向左運(yùn)動(dòng)，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，與此同時(shí)物體受到一個(gè)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(gè)相同的金屬小球，帶電量之比為1：5，當(dāng)它們相距r時(shí)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(kù)侖定律可得：F=k，帶電量之比是1：5，當(dāng)它們相距r時(shí)作用力大小為F1=k；當(dāng)兩相同金屬小球帶同種電荷時(shí)，兩者相互接觸后再放回原來(lái)的位置上，它們的電荷量都變?yōu)?q，當(dāng)它們相距r時(shí)作用力大小為F2=k，所以庫(kù)侖力之比為5：9。當(dāng)兩相同金屬小球帶異種電荷時(shí)，兩者相互接觸后再放回原來(lái)的位置上，它們的電荷量變?yōu)?q，當(dāng)它們相距r時(shí)作用力大小為F2′=k，所以庫(kù)侖力是原來(lái)的5：4。故BC正確、AD錯(cuò)誤。故選BC。【點(diǎn)睛】本題考查庫(kù)侖定律的同時(shí)，利用了控制變量法．當(dāng)控制距離不變時(shí)，去改變電荷量，從而確定庫(kù)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(kù)侖力的變化．4.下列說(shuō)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(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)力大的地方磁感強(qiáng)度一定參考答案：

A5.如圖所示，若選取地面處的重力勢(shì)能為零，則圖中靜止在距地面H高處的物體的機(jī)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(jì)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(qiáng)度為B特的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以弧度/秒的角速度繞著跟磁場(chǎng)方向垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知線框的邊長(zhǎng)米，米，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，請(qǐng)寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的表達(dá)式

。

參考答案：NBL1L2ωcosωt7.我們可以通過以下實(shí)驗(yàn)，來(lái)探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。（1）給岀的實(shí)物圖中，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)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(dòng)滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)上互成角度的兩個(gè)力，它們的大小分別是9N和12N，當(dāng)它們之間的夾角變化時(shí)，合力也發(fā)生變化，其中合力的最大值是____N，當(dāng)兩個(gè)力的夾角為90o時(shí)，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(shí)它的兩板間電壓是_______V。參考答案：22010.如圖11所示，在正的點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U＝200V．電荷量為6×10-8C的正試探電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)其做的功為___________J，A、B兩點(diǎn)中電勢(shì)較高的點(diǎn)是______________點(diǎn)．參考答案：11.如圖1所示為研究光電效應(yīng)的電路圖．（1）對(duì)于某金屬用紫外線照射時(shí)，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片向右移動(dòng)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(fù)極對(duì)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(shí)，測(cè)得電流計(jì)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(dòng)能為

，金屬的逸出功為

．參考答案：（1）減小，可能；（2）2eV，3eV．【考點(diǎn)】光電效應(yīng)．【分析】（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器向右移動(dòng)時(shí)，正向電壓增大，光電子做加速運(yùn)動(dòng)，需討論光電流是否達(dá)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(shí)，會(huì)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(shí)，電流表示數(shù)為0，知道光電子點(diǎn)的最大初動(dòng)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(dòng)變阻器滑動(dòng)片向右移動(dòng)的過程中，若光電流達(dá)到飽和，則電流表示數(shù)不變，若光電流沒達(dá)到飽和電流，則電流表示數(shù)增大，所以滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片向右移動(dòng)的過程中，電流表的示數(shù)不可能減?。瞎獾念l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(shí)，電流表示數(shù)為0，知道光電子點(diǎn)的最大初動(dòng)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(gè)驗(yàn)電器用金屬網(wǎng)罩罩住，當(dāng)加上水平向右的、場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，驗(yàn)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(shí)，金屬網(wǎng)罩的感應(yīng)電荷在網(wǎng)罩內(nèi)部空間會(huì)激發(fā)一個(gè)電場(chǎng)，它的場(chǎng)強(qiáng)大小為

，方向?yàn)?/p>

。參考答案：13.如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)的距離為0.4m，兩點(diǎn)的連線與電場(chǎng)線成37°角，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為32V，則勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為

▲

V/m，把電量為10－10C正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)電勢(shì)能將減少

▲

J.參考答案：100,（2分）3.2×10－9J（三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（5分）如圖是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置圖，結(jié)合圖片，請(qǐng)說(shuō)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(dòng)滑動(dòng)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(shí)，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(guó)生產(chǎn)的自行車車架就是用這種辦法焊接的。請(qǐng)定性地說(shuō)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(chǎng)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(dòng)勢(shì)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(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.在小車上豎直固定著一個(gè)高h(yuǎn)=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(zhǎng)度l相同．現(xiàn)線圈和小車一起在光滑的水平面上運(yùn)動(dòng)，速度為v1=1.0m/s，隨后穿過與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T的水平有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里，如圖甲所示．已知小車運(yùn)動(dòng)（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(zhǎng)度l和磁場(chǎng)的寬度d；（2）小車的位移x=10cm時(shí)線圈中的電流大小I；（3）小車的位移x=35cm時(shí)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(jìn)入磁場(chǎng)，線圈中有感應(yīng)電流，受安培力作用，小車做減速運(yùn)動(dòng)，速度v隨位移x減小，當(dāng)x=15cm時(shí)，線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)，線圈中無(wú)感應(yīng)電流，小車做勻速運(yùn)動(dòng)．因此小車的水平長(zhǎng)度l=10cm．當(dāng)x=30cm時(shí)，線圈開始離開磁場(chǎng)，則d=（30﹣5）cm=25cm．（2）當(dāng)x=10cm時(shí)，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(dòng)勢(shì)：E=nBhv2電流I==解得I=A=0.4A．（3）當(dāng)x=35cm時(shí)，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(dòng)勢(shì)：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(zhǎng)度是10cm，磁場(chǎng)的寬度是25cm；（2）小車的位移x=10cm時(shí)線圈中的電流大小是0.4A；（3）小車的位移x=35cm時(shí)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(zhǎng)直細(xì)棒，其周圍產(chǎn)生垂直于帶電細(xì)棒的輻射狀電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E與距細(xì)棒的垂直距離r成反比，即E=，k為未知常量．在帶電長(zhǎng)直細(xì)棒右側(cè)，有一長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)線連接了兩個(gè)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(gè)球在外力F=2mg的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)．不計(jì)兩小球之間的靜電力作用．（1）求k的表達(dá)式；（2）若撤去外力F，求撤去外力瞬間A、B小球間絕緣細(xì)線上的拉力T．參考答案：解：（1）小球A、B及細(xì)線構(gòu)成的整體受力平衡，有得（2）若撤去外力瞬時(shí)，A、B間細(xì)線拉力突然變?yōu)榱?，則對(duì)A球：得，方向向右對(duì)B球：得，方向向右因?yàn)閍A＜aB，所以在撤去外力瞬時(shí)A、B將以相同的加速度a一起向右運(yùn)動(dòng)，A、B間絕緣細(xì)線張緊，有拉力T因此，對(duì)A、B整體，由牛頓第二定律，有由第（1）問可知：對(duì)A：解得答：（1）k的表達(dá)式為；（2）若撤去外力F，撤去外力瞬間A、B小球間絕緣細(xì)線上的拉力T為【考點(diǎn)】牛頓第二定律；力的合成與分解的運(yùn)用；電場(chǎng)強(qiáng)度．【分析】（1）分析AB系統(tǒng)的受力情況，根據(jù)給出的電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式求解電場(chǎng)力，再根據(jù)平衡條件即可明確k的