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

山西省忻州市季莊聯(lián)校2021-2022學(xué)年高二物理上學(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.（多選題）如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的傾角為θ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，與阻值為R的定值電阻相連，磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面．有一質(zhì)量為m長為l的導(dǎo)體棒從ab位置獲平行斜面的大小為v的初速向上運(yùn)動(dòng)，最遠(yuǎn)到達(dá)a′b′的位置，滑行的距離為s，導(dǎo)體棒的電阻也為R，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．則（）A．上滑過程中導(dǎo)體棒受到的最大安培力為B．上滑過程中安培力、滑動(dòng)摩擦力和重力對(duì)導(dǎo)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(dǎo)體棒損失的機(jī)械能為﹣mgssinθ參考答案：CD【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化．【分析】導(dǎo)體棒向上做減速運(yùn)動(dòng)，開始時(shí)速度最大，產(chǎn)生的感應(yīng)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(dòng)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(dòng)能減小，重力勢能增加，即可求得機(jī)械能的損失．【解答】解：A、導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)時(shí)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(cuò)誤．B、導(dǎo)體棒上滑的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理得知：安培力、滑動(dòng)摩擦力和重力對(duì)導(dǎo)體棒做的總功為﹣mv2．故B錯(cuò)誤．C、根據(jù)能量守恒可知，上滑過程中導(dǎo)體棒的動(dòng)能減小，轉(zhuǎn)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(dǎo)體棒的動(dòng)能減小mv2，重力勢能增加mgssinθ，所以導(dǎo)體棒損失的機(jī)械能為mv2﹣mgssinθ．故D正確．故選：CD2.如圖所示，是一個(gè)小燈泡的電流強(qiáng)度隨小燈泡兩端電壓變化的關(guān)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(duì)小燈泡不適用D．如果把三個(gè)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(gè)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(gòu)成的導(dǎo)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(yīng)強(qiáng)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(zhuǎn)動(dòng)半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流．現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化．為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率的大小應(yīng)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(gè)小球，它上升5m后回落，最后到達(dá)地面，小球運(yùn)動(dòng)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(zhì)量為m的物體上，如圖所示，由于地面對(duì)物體的摩擦力較大，沒有被拉動(dòng)，則經(jīng)時(shí)間t，下列說法正確的是（

）A．拉力F對(duì)物體的沖量大小為零B．拉力F對(duì)物體的沖量大小為FtC．拉力F對(duì)物體的沖量大小是FtcosθD．合力對(duì)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(jì)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(shí)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(qiáng)磁場中，磁感線方向與線框平面垂直，若用力拉動(dòng)線框，使線框沿圖中箭頭方向以v=5．0m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，求在把線框從如圖位置拉出磁場過程中，通過導(dǎo)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(gè)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(gè)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(biāo)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出如圖所示的圖象，則該電池的電動(dòng)勢E=________V；內(nèi)阻r=________Ω；（3）（5分）某同學(xué)想對(duì)電路上的某個(gè)電阻進(jìn)行測量，他將多用電表的轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到“×10”擋，進(jìn)行

調(diào)零（填歐姆或機(jī)械），然后斷開電路，測量結(jié)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(xué)在實(shí)驗(yàn)室里熟悉各種儀器的使用。他將一條形磁鐵放在轉(zhuǎn)盤上，如圖甲所示，磁鐵可隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，另將一磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器固定在轉(zhuǎn)盤旁邊，當(dāng)轉(zhuǎn)盤（及磁鐵）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，引起磁感應(yīng)強(qiáng)度測量值周期性地變化，該變化與轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的周期一致。經(jīng)過操作，該同學(xué)在計(jì)算機(jī)上得到了如圖乙所示的圖像。（1）在圖像記錄的這段時(shí)間內(nèi)，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢情況是___________________。（2）圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)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(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示,則此感應(yīng)電動(dòng)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(yīng)電動(dòng)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(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（1）在用插針法測定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)由于沒有量角器，他在完成了光路圖以后，以點(diǎn)為圓心、10.00cm長為半徑畫圓，分別交線段于點(diǎn)，交、′連線延長線于點(diǎn).過點(diǎn)作法線′的垂線交′于點(diǎn)，過點(diǎn)作法線′的垂線交′于點(diǎn)，如圖實(shí)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(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用刻度尺測半圓形玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)（如圖所示），他進(jìn)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(biāo)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M(jìn)N緊靠A點(diǎn)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M(jìn)N的左右兩端均出現(xiàn)亮點(diǎn)，記下左側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x1，右側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x2。則①小明利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算玻璃折射率的表達(dá)式n＝

。②關(guān)于上述實(shí)驗(yàn)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M(jìn)N上可能只出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)B.左側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x1一定小于右側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x2C.左側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x1一定大于右側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x2D.要使左側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x1增大，應(yīng)減小入射角參考答案：（1）1.5

（2）①

②ABD15.在做測干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)時(shí)，備有下列器材選用：A.干電池一節(jié)（電動(dòng)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(dòng)變阻器（阻值范圍0-15Ω，允許最大電流lA）E.滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0-1000Ω，允許最大電流0.5A）F.電鍵

G.導(dǎo)線若干根

①（3分）滑動(dòng)變阻器選用

②（3分）按本實(shí)驗(yàn)要求的電路（系統(tǒng)誤差較小），畫出電路圖。③（6分）根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，畫出的U-I圖象如右圖所示，可得待測電池的電動(dòng)勢為

V，內(nèi)電阻r為

Ω。參考答案：四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)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(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌間距為L＝1m，導(dǎo)軌底端接有阻值為0.5的電阻R，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1T?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m＝0.2kg、電阻為0.5的金屬棒用細(xì)繩通過光滑滑輪與質(zhì)量為M＝0.5kg的物體相連，細(xì)繩與導(dǎo)軌平面平行。將金屬棒與M由靜止釋放，棒沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)了2m后開始做勻速運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過程中，棒與導(dǎo)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(yùn)動(dòng)時(shí)的速度；（2）棒從釋放到開始勻速運(yùn)動(dòng)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(yīng)強(qiáng)度B1不變，取不同質(zhì)量M的物塊拉動(dòng)金屬棒，測出金屬棒相應(yīng)的做勻速運(yùn)動(dòng)的v值，得到實(shí)驗(yàn)圖像如圖所示，請(qǐng)根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)計(jì)算出此時(shí)的B1；（4）改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B2，B2＝2B1，其他條件不變，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)圖上畫出相應(yīng)的v—M圖線，改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B2，B2＝2B1，其他條件不變，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)圖上畫出相應(yīng)的v—M圖線，并請(qǐng)說明圖線與M軸的交點(diǎn)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(duì)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(zhì)量的函數(shù)關(guān)系為：v＝＝M－

再由圖象可得：＝，B1＝0.54T17.(計(jì)算)如圖甲所示，放置在水平桌面上的兩條光滑導(dǎo)軌間的距離L＝1m，質(zhì)量m=1kg的光滑導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌左端與阻值R=4Ω的電阻相連，其它電阻不計(jì)，導(dǎo)軌所在位置有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝2T的勻強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下，現(xiàn)在給導(dǎo)體棒施加一個(gè)水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2s測量一次導(dǎo)體棒的速度，乙圖是根據(jù)所測數(shù)據(jù)描繪出導(dǎo)體棒的v－t圖象。（設(shè)導(dǎo)軌足夠長）求：(1)力F的大小。(2)t=1.2s時(shí)，導(dǎo)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(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到10m/s時(shí)開始做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)安培力和拉力F大小相等。導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度V1=10m/s?！?1分)勻速運(yùn)動(dòng)后導(dǎo)體棒上的電動(dòng)勢：E＝BLV1……(1分)導(dǎo)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(shí)間t=1.2s時(shí)導(dǎo)體棒的速度V2＝7m/s。…(1分)此時(shí)導(dǎo)體棒上的電動(dòng)勢：E＝BLV2……………(1分)導(dǎo)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(jì)算）由圖像知，到1.6s處，圖線下方小方格的個(gè)數(shù)為40個(gè)，每個(gè)小方格代表的位移為△X＝1×0.2m=0.2m，所以1.6s內(nèi)導(dǎo)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(shí)導(dǎo)體棒的速度V2＝8m/s。導(dǎo)體棒動(dòng)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(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌相距1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ＝37°角，下端連接電阻或電容器．勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B＝2T，質(zhì)