山西省忻州市季莊聯(lián)校2021-2022學年高二物理上學期期末試卷含解析

山西省忻州市季莊聯(lián)校2021-2022學年高二物理上學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.（多選題）如圖所示，平行金屬導軌與水平面間的傾角為θ，導軌電阻不計，與阻值為R的定值電阻相連，磁感強度為B的勻強磁場垂直穿過導軌平面．有一質量為m長為l的導體棒從ab位置獲平行斜面的大小為v的初速向上運動，最遠到達a′b′的位置，滑行的距離為s，導體棒的電阻也為R，與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ．則（）A．上滑過程中導體棒受到的最大安培力為B．上滑過程中安培力、滑動摩擦力和重力對導體棒做的總功為C．上滑過程中電流做功發(fā)出的熱量為﹣mgs（sinθ+μcosθ）D．上滑過程中導體棒損失的機械能為﹣mgssinθ參考答案：CD【考點】導體切割磁感線時的感應電動勢；電磁感應中的能量轉化．【分析】導體棒向上做減速運動，開始時速度最大，產(chǎn)生的感應電流最大，受到的安培力最大，由E=BLv、I=、FA=BIL求出最大安培力．根據(jù)動能定理分析總功．由能量守恒定律研究電流做功發(fā)出的熱量．上滑的過程中動能減小，重力勢能增加，即可求得機械能的損失．【解答】解：A、導體棒開始運動時所受的安培力最大，由E=BLv、I=、FA=BIL得到最大安培力為FA=．故A錯誤．B、導體棒上滑的過程中，根據(jù)動能定理得知：安培力、滑動摩擦力和重力對導體棒做的總功為﹣mv2．故B錯誤．C、根據(jù)能量守恒可知，上滑過程中導體棒的動能減小，轉化為焦耳熱、摩擦生熱和重力勢能，則有電流做功發(fā)出的熱量為Q=mv2﹣mgs（sinθ+μcosθ）．故C正確．D、上滑的過程中導體棒的動能減小mv2，重力勢能增加mgssinθ，所以導體棒損失的機械能為mv2﹣mgssinθ．故D正確．故選：CD2.如圖所示，是一個小燈泡的電流強度隨小燈泡兩端電壓變化的關系圖，則根據(jù)小燈泡的伏安特性曲線可判定下列說法中正確的是

A．小燈泡的電阻隨著所加電壓的增加而減小B．小燈泡燈絲的電阻率隨著燈絲溫度的升高而減小C．歐姆定律對小燈泡不適用D．如果把三個這種相同的燈泡串聯(lián)后，接到電壓恒為12V的電源上，則流過每個小燈泡的電流為0.4A參考答案：D3.如圖，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構成的導線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應強度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉動半周，在線框中產(chǎn)生感應電流．現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應強度大小隨時間線性變化．為了產(chǎn)生與線框轉動半周過程中同樣大小的電流，磁感應強度隨時間的變化率的大小應為A.

B.

C.

D.參考答案：C4.1從高出地面3m處豎直向上拋出一個小球，它上升5m后回落，最后到達地面，小球運動全過程的位移大小為

(

)A．3m

B．5m

C．8m

D．13m參考答案：A5.（多選）恒力F作用在質量為m的物體上，如圖所示，由于地面對物體的摩擦力較大，沒有被拉動，則經(jīng)時間t，下列說法正確的是（

）A．拉力F對物體的沖量大小為零B．拉力F對物體的沖量大小為FtC．拉力F對物體的沖量大小是FtcosθD．合力對物體的沖量大小為零參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.河寬420m，船在靜水中的速度為5m/s，水流速度是4m/s，則過河的最短時間為

，最小位移為

m。參考答案：C7.圖13中矩形線框ab邊長l1=20cm，bc邊長l2=10cm，電阻為20Ω，置于B=0．3T的勻強磁場中，磁感線方向與線框平面垂直，若用力拉動線框，使線框沿圖中箭頭方向以v=5．0m/s的速度勻速運動，求在把線框從如圖位置拉出磁場過程中，通過導體回路某一截面的電量是庫侖，在此過程中外力做功是焦耳．參考答案：3×10-4C，4．5×10-5J8.原子核放出一個α粒子(He)后，核的電荷數(shù)將____．(選填“增加”或“減少”)____(填數(shù)字)．原子核放出一個β粒子(e)后，核的電荷數(shù)將______(選填“增加”或“減少”)______(填數(shù)字)．參考答案：減少，2；增加；19.一燈泡上標有“220V，110W”，則此燈泡在額定電壓____

__V的電源下正常工作，通過燈絲的電流為__

__A，燈絲電阻為___________，燈泡消耗的電功率為________W，燈泡在一分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量是__________

__J。（2）（6分）若根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出如圖所示的圖象，則該電池的電動勢E=________V；內(nèi)阻r=________Ω；（3）（5分）某同學想對電路上的某個電阻進行測量，他將多用電表的轉換開關轉到“×10”擋，進行

調(diào)零（填歐姆或機械），然后斷開電路，測量結果如圖所示，則的阻值為

。參考答案：10.有一充電的平行板電容器，兩板間電壓為3V，現(xiàn)使它的電量減少3×10-4C，于是電容器兩極板間電壓減小了2V，此電容器的電容是________μF，電容器原來的帶電量是________C，若電容器極板上的電量全部放掉，電容器的電容________μF.參考答案：11.某同學在實驗室里熟悉各種儀器的使用。他將一條形磁鐵放在轉盤上，如圖甲所示，磁鐵可隨轉盤轉動，另將一磁感應強度傳感器固定在轉盤旁邊，當轉盤（及磁鐵）轉動時，引起磁感應強度測量值周期性地變化，該變化與轉盤轉動的周期一致。經(jīng)過操作，該同學在計算機上得到了如圖乙所示的圖像。（1）在圖像記錄的這段時間內(nèi)，圓盤轉動的快慢情況是___________________。（2）圓盤勻速轉動時的周期是_______s。參考答案：（1）先快慢不變，后越來越慢（3分）

（2）12.正弦交流電是由閉合線圈在勻強磁場中勻速轉動產(chǎn)生的.線圈中感應電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖所示,則此感應電動勢的有效值為__________,頻率為__________.參考答案：

(1).220

(2).0.02

(3).50由圖可知，此感應電動勢的最大值為311V，有效值為；周期為0.02s；頻率為。13.（４分）一輛汽車以10m／s的速度勻速行駛10s，然后又以2m／s2的加速度行駛10s，汽車在這20s內(nèi)的位移是_______m，平均速度是_____m／s。參考答案：300；15三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（1）在用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中，某同學由于沒有量角器，他在完成了光路圖以后，以點為圓心、10.00cm長為半徑畫圓，分別交線段于點，交、′連線延長線于點.過點作法線′的垂線交′于點，過點作法線′的垂線交′于點，如圖實所示.用刻度尺量得=8.00cm,=4.00cm.由此可得出玻璃折射率=___________.（2）小明同學設計了一個用刻度尺測半圓形玻璃磚折射率的實驗（如圖所示），他進行的主要步驟是：A．用刻度尺測玻璃磚的直徑AB的大小d。B．先把白紙固定在木板上，將玻璃磚水平放置在白紙上，用筆描出玻璃磚的邊界，將玻璃磚移走，標出玻璃磚的圓心O、直徑AB、AB的法線OC。C．將玻璃磚放回白紙的原處，長直尺MN緊靠A點并與直徑AB垂直放置。D．調(diào)節(jié)激光器，使PO光線從玻璃磚圓弧面沿半徑方向射向圓心O，并使長直尺MN的左右兩端均出現(xiàn)亮點，記下左側亮點到A點的距離x1，右側亮點到A點的距離x2。則①小明利用實驗數(shù)據(jù)計算玻璃折射率的表達式n＝

。②關于上述實驗以下說法正確的是

。A.在∠BOC的范圍內(nèi)，改變?nèi)肷涔釶O的入射角，直尺MN上可能只出現(xiàn)一個亮點B.左側亮點到A點的距離x1一定小于右側亮點到A點的距離x2C.左側亮點到A點的距離x1一定大于右側亮點到A點的距離x2D.要使左側亮點到A點的距離x1增大，應減小入射角參考答案：（1）1.5

（2）①

②ABD15.在做測干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗時，備有下列器材選用：A.干電池一節(jié)（電動勢約為1.5V） B.直流電流表（量程0-0.6-3A,0.6A擋內(nèi)阻0.10Ω，3A擋內(nèi)阻0.025Ω）C.直流電壓表（量程0-3-15V,3V擋內(nèi)阻5KΩ，15V擋內(nèi)阻25KΩ）D.滑動變阻器（阻值范圍0-15Ω，允許最大電流lA）E.滑動變阻器（阻值范圍0-1000Ω，允許最大電流0.5A）F.電鍵

G.導線若干根

①（3分）滑動變阻器選用

②（3分）按本實驗要求的電路（系統(tǒng)誤差較?。?，畫出電路圖。③（6分）根據(jù)實驗記錄，畫出的U-I圖象如右圖所示，可得待測電池的電動勢為

V，內(nèi)電阻r為

Ω。參考答案：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，兩根與水平面成θ＝30角的足夠長光滑金屬導軌平行放置，導軌間距為L＝1m，導軌底端接有阻值為0.5的電阻R，導軌的電阻忽略不計。整個裝置處于勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面斜向上，磁感應強度B＝1T?，F(xiàn)有一質量為m＝0.2kg、電阻為0.5的金屬棒用細繩通過光滑滑輪與質量為M＝0.5kg的物體相連，細繩與導軌平面平行。將金屬棒與M由靜止釋放，棒沿導軌運動了2m后開始做勻速運動。運動過程中，棒與導軌始終保持垂直接觸。（取重力加速度g=10m/s2）求：（1）金屬棒勻速運動時的速度；（2）棒從釋放到開始勻速運動的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；（3）若保持某一大小的磁感應強度B1不變，取不同質量M的物塊拉動金屬棒，測出金屬棒相應的做勻速運動的v值，得到實驗圖像如圖所示，請根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)計算出此時的B1；（4）改變磁感應強度的大小為B2，B2＝2B1，其他條件不變，請在坐標圖上畫出相應的v—M圖線，改變磁感應強度的大小為B2，B2＝2B1，其他條件不變，請在坐標圖上畫出相應的v—M圖線，并請說明圖線與M軸的交點的物理意義。參考答案：(1)金屬棒受力平衡，所以

Mg＝mgsinθ＋

所求速度為：v＝＝4m/s

（2）（6分）對系統(tǒng)由能量守恒有：Mgs=mgssinθ+Q+（M＋m）v2

所求熱量為：Q＝Mgs－mgssinθ－（M＋m）v2＝2.4J

（3）（6分）由上式變換成速度與質量的函數(shù)關系為：v＝＝M－

再由圖象可得：＝，B1＝0.54T17.(計算)如圖甲所示，放置在水平桌面上的兩條光滑導軌間的距離L＝1m，質量m=1kg的光滑導體棒放在導軌上，導軌左端與阻值R=4Ω的電阻相連，其它電阻不計，導軌所在位置有磁感應強度為B＝2T的勻強磁場，磁場的方向垂直導軌平面向下，現(xiàn)在給導體棒施加一個水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2s測量一次導體棒的速度，乙圖是根據(jù)所測數(shù)據(jù)描繪出導體棒的v－t圖象。（設導軌足夠長）求：(1)力F的大小。(2)t=1.2s時，導體棒的加速度。(3)在前1.6s內(nèi)通過R的電量為4C，則電阻上產(chǎn)生的熱量。參考答案：(1)10N

(2)3m/s2

（3）48J（1）由圖像可知，導體棒運動的速度達到10m/s時開始做勻速運動，此時安培力和拉力F大小相等。導體棒勻速運動的速度V1=10m/s。…………………(1分)勻速運動后導體棒上的電動勢：E＝BLV1……(1分)導體棒受的安培力：F1＝BIL＝＝N＝10N……………(1分)則：F＝F1＝10N…………………(1分)（2）由圖像可知，時間t=1.2s時導體棒的速度V2＝7m/s?！?1分)此時導體棒上的電動勢：E＝BLV2……………(1分)導體棒受的安培力：F2＝BIL＝＝N＝7N………………(1分)由牛頓定律得：a=＝m/s2=3m/s2……(1分)（3）（可通過電量來計算）由圖像知，到1.6s處，圖線下方小方格的個數(shù)為40個，每個小方格代表的位移為△X＝1×0.2m=0.2m，所以1.6s內(nèi)導體棒的位移X＝0.2×40m＝8m

…………(1分)拉力F做功W＝FX＝10×8J＝80J………………(1分)由圖像知此時導體棒的速度V2＝8m/s。導體棒動能EK＝mV2＝×1×82J＝32J……(1分)根據(jù)能量守恒定律，產(chǎn)生的熱量Q＝W－EK＝48J……………(1分)18.處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行光滑金屬導軌相距1m，導軌平面與水平面成θ＝37°角，下端連接電阻或電容器．勻強磁場方向與導軌平面垂直，磁感應強度的大小B＝2T，質