天津高級(jí)中學(xué)2022年高二物理下學(xué)期期末試卷含解析一、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.如圖5所示，固定在水平絕緣平面上足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌不計(jì)電阻，但表面粗糙，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)電阻R，質(zhì)量為m的金屬棒(電阻也不計(jì))放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，用水平恒力F把a(bǔ)b棒從靜止起向右拉動(dòng)的過(guò)程中(

)A．恒力F做的功等于電路產(chǎn)生的電能B．恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能C．克服安培力做的功大于電路中產(chǎn)生的電能D．恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能和棒獲得的動(dòng)能之和參考答案：D2.A、B、C三個(gè)塑料小球，A和B，B和C，C和A之間都是相互吸引的，如果A帶正電，則（

）A.

B、C都帶負(fù)電

B.

B球帶負(fù)電，C球帶正電C.

B、C兩球中必有一個(gè)帶負(fù)電，另一個(gè)不帶電

D.

B、C兩球均不帶電參考答案：C3.（多選）回旋加速器的工作原理如圖所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可以忽略不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直。A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m、電荷量為+q，在加速器中被加速，加速電壓為U，加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用。則下列說(shuō)法正確的是（

）A．粒子第1次和第2次經(jīng)過(guò)狹縫后軌道半徑之比為B．加速電場(chǎng)的頻率為C．粒子可獲得的最大動(dòng)能為

D．粒子被加速的總次數(shù)為參考答案：ACD4.關(guān)于電場(chǎng)線，下列說(shuō)法中正確的是（

）A．電場(chǎng)線就是電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡B．電場(chǎng)中的電場(chǎng)線可以相交C．電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越小D．電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向與負(fù)試探電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向相反參考答案：D5.如圖所示電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的滑動(dòng)觸頭P向b端移動(dòng)時(shí)：（

）

A．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小

B．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大C．電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大

D．電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小

參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖10所示，將α、β和γ三束射線射人磁場(chǎng)中，圖中A束射線是γ射線，B束射線是

射線，C束射線是

射線。參考答案：7.質(zhì)量為m的物體靜止在足夠大的水平地面上，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)用一水平恒力F作用于物體上使之加速前進(jìn)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t撤去，則物體運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為

。參考答案：8.現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開(kāi)關(guān)如圖所示連接。當(dāng)線圈A放在線圈B中時(shí)閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。現(xiàn)保持開(kāi)關(guān)閉合，抽出A中鐵芯，電表指針將

（填“向右偏”、“向左偏”、“不偏轉(zhuǎn)”）；當(dāng)他將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P向左加速滑動(dòng)時(shí)，電表指針將

（填“向右偏”、“向左偏”、“不偏轉(zhuǎn)”）。參考答案：向左偏，向左偏9.（2分）走時(shí)準(zhǔn)確的鐘表，其分針的角速度與時(shí)針的角速度之比為

。參考答案：12：110.如圖所示，自耦變壓器輸入端A、B接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值UAB＝100V，R0＝40W，當(dāng)滑動(dòng)片處于線圈中點(diǎn)位置時(shí)，C、D兩端電壓的有效值UCD為_(kāi)__________V，通過(guò)電阻R0的電流有效值為_(kāi)____________A．當(dāng)觸頭P向下滑動(dòng)的時(shí)候，流過(guò)交流電源的電流______________。（填“增大”、“減小”或“不變”）參考答案：11.（6分）如圖所示，MON是固定的光滑絕緣直角桿，MO沿水平方向，NO沿豎直方向，A、B為兩個(gè)套在此桿上的帶有同種電荷的小球。用一指向豎直桿的水平力F作用在A球上，使兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將A球沿水平向右方向緩慢拉動(dòng)一小段距離后，A、B兩小球可以重新平衡。則后—種平衡狀態(tài)與前一種平衡狀態(tài)相比較，A、B兩小球間的庫(kù)侖力

；A球?qū)O桿的壓力

。（選填變大，變小或不變）

參考答案：變小，不變（各3分）12.如圖，R1=2，小明在實(shí)驗(yàn)中記錄三只電表的讀數(shù)時(shí)，不慎漏記了單位，記下了一組數(shù)據(jù)是1.5、2.5和3，請(qǐng)你幫助它確定電源電壓是_____V，R2的電阻是_____。參考答案：___3__________，_________3___13.甲、乙、丙、丁四個(gè)帶電小球，若甲排斥乙，乙吸引丙，丙吸引丁，已知甲帶正電，那么丙帶________電，丁帶__________電。參考答案：負(fù),

正三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.在1731年，一名英國(guó)商人發(fā)現(xiàn)，雷電過(guò)后，他的一箱新刀叉竟顯示出磁性．請(qǐng)應(yīng)用奧斯特的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，解釋這種現(xiàn)象．參考答案：閃電產(chǎn)生的強(qiáng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)會(huì)使刀叉磁化．15.（10分）為了“探究碰撞中的不變量”，小明在光滑桌面上放有A、B兩個(gè)小球．A球的質(zhì)量為0.3kg，以速度8m/s跟質(zhì)量為0.1kg、靜止在桌面上的B球發(fā)生碰撞，并測(cè)得碰撞后B球的速度為9m/s，A球的速度變?yōu)?m/s，方向與原來(lái)相同．根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小明對(duì)這次碰撞的規(guī)律做了如下幾種猜想．【猜想1】碰撞后B球獲得了速度，A球把速度傳遞給了B球．【猜想2】碰撞后B球獲得了動(dòng)能，A球把減少的動(dòng)能全部傳遞給了B球．(1)你認(rèn)為以上的猜想成立嗎？若不成立，請(qǐng)簡(jiǎn)述理由.(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，有一個(gè)什么物理量，在這次碰撞中，B球所增加的這個(gè)物理量與A球所減少的這個(gè)物理量相等？參考答案：（1）猜想1、2均不成立.因?yàn)锳球的速度只減少了3m/s,B球的速度卻增加了8m/s,所以猜想1是錯(cuò)的。（2分）A球的動(dòng)能減少了,B球動(dòng)能增加了,所以猜想2也是錯(cuò)的；（2分）（2）計(jì)算：B球動(dòng)量的增加量ΔpB=0.1×9=0.9kg·m/s，（2分）A球動(dòng)量的減少量ΔpA=0.3×8－0.3×5=0.9kg·m/s，（2分）從計(jì)算結(jié)果可得，B球動(dòng)量的增加量與A球動(dòng)量的減少量相等．即系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變．（2分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.發(fā)電機(jī)的端電壓為220V，輸出電功率為44kW，輸電導(dǎo)線的電阻為0.2Ω，如果用原、副線圈匝數(shù)之比為1：10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線路后，再用原、副線圈匝數(shù)比為10：1的降壓變壓器降壓供給用戶．（1）畫出全過(guò)程的線路圖．（2）求用戶得到的電壓和功率．（3）若不經(jīng)過(guò)變壓而直接送到用戶，求用戶得到的功率和電壓．參考答案：解：（1）全過(guò)程的線路圖（2）根據(jù)得：U1=220×10V=2200V則輸電線上的電流為：I2=A=20A損失的功率為：P損=I22R=400×0.2W=80W．輸電線上損失的電壓為：△U=I2R=20×0.2V=4V則降壓變壓器輸入電壓為：U3=U2﹣△U=2200﹣4V=2196V根據(jù)得用戶得到的電壓為：U4==219.6V；用戶得到的功率為：P′=P﹣P損=44000﹣80W=43920W．（3）若不經(jīng)過(guò)變壓而直接送到用戶，輸電線上的電流I=，則輸電線上損失的電壓U′=IR=200×0.2=40V，所以用戶得電壓U2=U1﹣U′=220﹣40=180V．用戶得到功率為答：（1）全過(guò)程的線路圖如圖．（2）用戶得到的電壓和功率分別為219.6V，43920W．（3）若不經(jīng)過(guò)變壓而直接送到用戶，用戶得到的功率和電壓分別為180V，36kW【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電．【分析】根據(jù)升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比和輸入電壓，求出輸出電壓，從而得出輸送的電流，根據(jù)P損=I2R求出輸電線上損耗的功率．根據(jù)輸電線上的電壓損失得出降壓變壓器的輸入電壓，從而得出用戶得到的電壓．根據(jù)功率損失求出用戶得到的功率17.（21分）嫦娥1號(hào)奔月衛(wèi)星與長(zhǎng)征3號(hào)火箭分離后，進(jìn)入繞地運(yùn)行的橢圓軌道，近地點(diǎn)離地面高，遠(yuǎn)地點(diǎn)離地面高，周期約為16小時(shí)，稱為16小時(shí)軌道（如圖中曲線1所示）。隨后，為了使衛(wèi)星離地越來(lái)越遠(yuǎn)，星載發(fā)動(dòng)機(jī)先在遠(yuǎn)地點(diǎn)點(diǎn)火，使衛(wèi)星進(jìn)入新軌道（如圖中曲線2所示），以抬高近地點(diǎn)。后來(lái)又連續(xù)三次在抬高以后的近地點(diǎn)點(diǎn)火，使衛(wèi)星加速和變軌，抬高遠(yuǎn)地點(diǎn)，相繼進(jìn)入24小時(shí)軌道、48小時(shí)軌道和地月轉(zhuǎn)移軌道（分別如圖中曲線3、4、5所示）。已知衛(wèi)星質(zhì)量，地球半徑，地面重力加速度，月球半徑。1．試計(jì)算16小時(shí)軌道的半長(zhǎng)軸a和半短軸b的長(zhǎng)度，以及橢圓偏心率。2．在16小時(shí)軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)點(diǎn)火時(shí)，假設(shè)衛(wèi)星所受推力的方向與衛(wèi)星速度方向相同，而且點(diǎn)火時(shí)間很短，可以認(rèn)為橢圓軌道長(zhǎng)軸方向不變。設(shè)推力大小，要把近地點(diǎn)抬高到600，問(wèn)點(diǎn)火時(shí)間應(yīng)持續(xù)多長(zhǎng)？3．試根據(jù)題給數(shù)據(jù)計(jì)算衛(wèi)星在16小時(shí)軌道的實(shí)際運(yùn)行周期。4．衛(wèi)星最后進(jìn)入繞月圓形軌道，距月面高度約為200，周期分鐘，試據(jù)此估算月球質(zhì)量與地球質(zhì)量之比值。參考答案：解析：1.橢圓半長(zhǎng)軸a等于近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)之間距離的一半，亦即近地點(diǎn)與遠(yuǎn)地點(diǎn)矢徑長(zhǎng)度（皆指衛(wèi)星到地心的距離）與的算術(shù)平均值，即有

(1)

代入數(shù)據(jù)得

km

(2)

橢圓半短軸b等于近地點(diǎn)與遠(yuǎn)地點(diǎn)矢徑長(zhǎng)度的幾何平均值，即有

(3)

代入數(shù)據(jù)得

(4)

橢圓的偏心率

(5)代入數(shù)據(jù)即得

(6)2.當(dāng)衛(wèi)星在16小時(shí)軌道上運(yùn)行時(shí)，以和分別表示它在近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度，根據(jù)能量守恒，衛(wèi)星在近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)能量相等，有

(7)式中是地球質(zhì)量，是萬(wàn)有引力常量.因衛(wèi)星在近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度都與衛(wèi)星到地心的連線垂直，根據(jù)角動(dòng)量守恒，有

(8)

注意到

(9)

由(7)、(8)、(9)式可得

(10)

(11)當(dāng)衛(wèi)星沿16小時(shí)軌道運(yùn)行時(shí)，根據(jù)題給的數(shù)據(jù)有

由(11)式并代入有關(guān)數(shù)據(jù)得km/s

(12)依題意，在遠(yuǎn)地點(diǎn)星載發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，對(duì)衛(wèi)星作短時(shí)間加速，加速度的方向與衛(wèi)星速度方向相同，加速后長(zhǎng)軸方向沒(méi)有改變，故加速結(jié)束時(shí)，衛(wèi)星的速度與新軌道的長(zhǎng)軸垂直，衛(wèi)星所在處將是新軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn).所以新軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)高度km，但新軌道近地點(diǎn)高度km.由(11)式，可求得衛(wèi)星在新軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)處的速度為

km/s

(13)衛(wèi)星動(dòng)量的增加量等于衛(wèi)星所受推力F的沖量，設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)間為?t，有

(14)由(12)、(13)、(14)式并代入有關(guān)數(shù)據(jù)得

t=

(約2.5分)

(15)這比運(yùn)行周期小得多.3.當(dāng)衛(wèi)星沿橢圓軌道運(yùn)行時(shí)，以r表示它所在處矢徑的大小，v表示其速度的大小，表示矢徑與速度的夾角，則衛(wèi)星的角動(dòng)量的大小

(16)

其中

（17）是衛(wèi)星矢徑在單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積，即衛(wèi)星的面積速度.由于角動(dòng)量是守恒的，故是恒量.利用遠(yuǎn)地點(diǎn)處的角動(dòng)量，得

(18)又因?yàn)樾l(wèi)星運(yùn)行一周掃過(guò)的橢圓的面積為

(19)所以衛(wèi)星沿軌道運(yùn)動(dòng)的周期

(20)由(18)、(19)、(20)式得

(21)代入有關(guān)數(shù)據(jù)得

s(約15小時(shí)46分)

(22)注：本小題有多種解法.例如，由開(kāi)普勒第三定律，繞地球運(yùn)行的兩亇衛(wèi)星的周期T與T0之比的平方等于它們的軌道半長(zhǎng)軸a與a0之比的立方，即

若是衛(wèi)星繞地球沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的軌道半徑，則有

得

從而得