2022年北京東高地外國語學校高二物理下學期期末試題含解析

2022年北京東高地外國語學校高二物理下學期期末試題含解析一、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.如下圖所示，平行金屬導軌的間距為d，一端跨接一阻值為R的電阻，勻強磁場的磁感應強度為B，方向垂直于導軌所在平面向里，一根長直金屬棒與導軌成60°角放置，且接觸良好，則當金屬棒以垂直于棒的恒定速度v沿金屬導軌滑行時，其他電阻不計，電阻R中的電流為()A. B. C. D.參考答案：A導體棒切割磁感線的有效長度為：

金屬棒中產(chǎn)生的感應電動勢為：通過R的電流為：，故A正確，BCD錯誤。點睛：本題考查導體棒切割磁感線模型，容易產(chǎn)生的錯誤是認為金屬棒的切割長度為d，夾在兩導軌間與速度方向垂直的棒的投影的長度為切割的有效長度，本題速度與棒垂直，兩導軌間的棒長即為切割的有效長度，只有B、L、v三者均相互垂直的時候感應電動勢E才等于BLv。2.在真空中Ａ、Ｂ兩點分別放置等量異種電荷，在電場中通過Ａ、Ｂ兩點的豎直平面內(nèi)對稱位置取一個矩形路徑abcd，如圖所示，現(xiàn)將一電子沿abcd移動一周，則下列判斷正確的是Ａ．由a→b電場力做正功，電子的電勢能減?。拢蒪→c電場對電子先做負功，后做正功，總功為零Ｃ．由c→d電子的電勢能一直增加Ｄ．由d→a電子的電勢能先減小后增加，電勢能總增加量為零參考答案：BD3.（單選）如圖所示為一簇電場線，a，b，c是一條電場線上的三個點，a、b間的距離等于b、c間的距離．用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點的電勢和電場強度，可以斷定（）A．φa＞φb＞φcB．Ea＞Eb＞EcC．φa﹣φb=φb﹣φcD．Ea＜Eb＜Ec參考答案：解：A、順著電場線方向，電勢降低，由于電場線的方向未知，不能判斷電勢的高低．故A錯誤；B、D、由圖知該電場是勻強電場，則有Ea=Eb=Ec．故BD錯誤．C、由公式U=Ed知a、b間和b、c間電勢差相等，則φa﹣φb=φb﹣φc．故C正確．故選：C．4.在豎直向上的勻強磁場中，水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應電流的正方向如圖1所示，當磁場的磁感應強度B隨時間t如圖2變化時，下圖中正確表示線圈中感應電動勢E變化的是

參考答案：A5.長為L的細繩，一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定于某點，當繩豎直時小球靜止，再給小球一水平初速度v0，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，并且剛好能過最高點，則下列說法中正確的是（）A．球過最高點時，速度為零B．球過最高點時，繩的拉力為mgC．開始運動時，繩的拉力為D．球過最高點時，速度大小為參考答案：D【考點】向心力；牛頓第二定律．【分析】小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，剛好越過最高點，知在最高點繩子的拉力為零，靠重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出最高點的速度．【解答】解：A、小球剛好越過最高點，知T=0，根據(jù)牛頓第二定律得，mg=，解得v=．故A、B錯誤，D正確．C、開始運動時，根據(jù)牛頓第二定律得，，解得F=．故C錯誤．故選D．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.參考答案：

增大

增大

7.如上右圖所示，質(zhì)量為10kg的小球掛在傾角為37°的光滑斜面頂端，若斜面和小球一起向右勻速運動，繩對小球的拉力大小為________N；若斜面和小球以加速度a=5m/s2向右勻加速運動，則斜面對小球的支持力大小為________N。（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）參考答案：60；508.在圖中，長為L的導體棒原來不帶電，現(xiàn)將一帶電為+q的點電荷置于木棒左側(cè)，并在棒的軸線上，q距棒左端為R，C為棒的中點，在棒達到靜電平衡時，導體棒上感應電荷在C點產(chǎn)生的場強大小為__

___，場強的方向為___

__。參考答案：9.如圖所示，是在《探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》中打出的一條紙帶，其中1、2、3、4點為依次選定的計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為0.1s，由圖中數(shù)據(jù)，可得計數(shù)點2對應小車的瞬時速度大小為

m/s，小車運動加速度大小為

m/s2。參考答案：1.23m/s，6m/s210.一簡諧波沿x軸正方向傳播。已知軸上x1＝0和x2＝1m兩處的振動圖象分別如圖9所示，又知此波的波長大于1m，則此波的傳播速度v=_____m/s。（只取整數(shù)）參考答案：333m/s

11.在研究產(chǎn)生感應電流條件的實驗中，如下圖甲所示，把條形磁鐵插入或者拔出閉合線圈的過程，線圈的面積盡管沒有變化，但是線圈內(nèi)的磁場強弱發(fā)生了變化，此時閉合線圈中______感應電流(填“有”或“無”)。繼續(xù)做如下圖乙所示的實驗，當導體棒做切割磁感線運動時，盡管磁場的強弱沒有變化，但是閉合回路的面積發(fā)生了變化，此時回路中______感應電流(填“有”或“無”)。因為不管是磁場強弱發(fā)生變化，還是回路面積發(fā)生變化，都是穿過線圈所圍面積的磁通量發(fā)生了變化。這種觀察總結(jié)的方法是物理學中重要的研究方法，即歸納法。參考答案：12.如圖所示，一個電子做順時針方向的勻速圓周運動，運動周期為，若將電子的圓周運動等效為環(huán)形電流，則等效電流大小為_____A，電流方向為__________（填“順時針”或“逆時針”）方向。.參考答案：

A；

逆時針

13.如圖9所示，將一個內(nèi)阻Rg為500Ω，滿偏電流為1mA的電流表改裝為量程是0—1V和0—10V的兩個量程的電壓表，則R1=

Ω；R2=

Ω

參考答案：R1=

500Ω；R2=9.5×103Ω三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如左下圖所示，螺旋測微器測量某金屬絲的直徑，則此金屬絲的直徑是

mm。右下圖是用20分度的游標卡尺測物體長度的示意圖，則物體長度為

cm。參考答案：5.623mm（5.621~5.624）(3分)

5.015cm

(3分)

15.在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，某同學進行了如下測量：(1)用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度．測量3次，求出其平均值l.其中一次測量結(jié)果如圖甲所示，金屬絲的另一端與刻度尺的零刻線對齊，圖中讀數(shù)為________cm.用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，選不同的位置測量3次，求出其平均值d.其中一次測量結(jié)果如圖乙所示，圖中讀數(shù)為________mm.(2)采用右圖所示的電路測量金屬絲的電阻．電阻的測量值比真實值________(填“偏大”或“偏小”)．最后由公式ρ＝________計算出金屬絲的電阻率(用直接測量的物理量字母表示)．參考答案：(1)24.10～24.14、0.517～0.519(2)偏小

、

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.圖（甲）為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線圈的匝數(shù)n=100、電阻r=10Ω，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R=90Ω，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表．在t=0時刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間t按圖17（乙）所示正弦規(guī)律變化．求：（1）交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值；（2）寫出感應電流隨時間變化的函數(shù)表達式；（3）交流電壓表的示數(shù)；（4）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)動90°過程中通過電阻R的電量．（5）1min時間內(nèi)外力對線框所做的功．參考答案：解：（1）交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的最大值Em=nBSω，因為磁通量的最大值Φm=BS=2×10﹣2Wb，，則電動勢的最大值V=200V；（2）開始時磁通量最小，則電動勢最大；故表達式e=Emcosωt=200cos100t；（3）電動勢的有效值：E===100V，電壓表示數(shù)為：U=IR=?R=×90=90≈127V；（4）根據(jù)得，q=．（5）線圈勻速轉(zhuǎn)動一周的過程中，外力所做的功：W外=Q總=I2（R+r）t=1.42×（90+10）×60=11760J答：（1）交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值為200V；（2）感應電流隨時間變化的函數(shù)表達式為e=200cos100t；（3）交流電壓表的示數(shù)為127V（4）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)動90°過程中通過電阻R的電量為0.02C．（5）1min時間內(nèi)外力對線框所做的功為11760J【考點】交流的峰值、有效值以及它們的關(guān)系．【分析】（1）根據(jù)電動勢最大值的表達式，結(jié)合磁通量的最大值，求出電動勢的最大值；（2）根據(jù)開始時的電動勢明確其函數(shù)關(guān)系，則可明確表達式；（3）根據(jù)最大值確定有效值；（4）根據(jù)法拉第電磁感應定律，結(jié)合磁通量的變化量求出通過電阻R的電量．（5）根據(jù)能量守恒定律及焦耳定律可求得外力所做的功．17.如圖所示，在空間中存在垂直紙面向里的場強為B勻強磁場，其邊界AB、CD的寬度為d，在左邊界的Q點處有一質(zhì)量為m，帶電量為負q的粒子沿與左邊界成30o的方向射入磁場，粒子重力不計．求：（1）帶電粒子能從AB邊界飛出的最大速度？（2）若帶電粒子能垂直CD邊界飛出磁場，穿過小孔進入如圖所示的勻強電場中減速至零且不碰到負極板，則極板間電壓多大？（3）若帶電粒子的速度是，并可以從Q點沿紙面各個方向射入磁場，則粒子能打到CD邊界的范圍？參考答案：（１）粒子能從左邊界射出，臨界情況有

所以粒子能從左邊界射出速度應滿足

（２）粒子能從右邊界射出

解得

粒子不碰到右極板所加電壓滿足的條件

（３）當粒子速度為是時

解得

粒子，如圖

由幾何關(guān)系可得

18.在冬天，高為h=1.25m的平臺上，覆蓋一層薄冰．一乘雪橇的滑雪愛好者，從距平臺邊緣s=24m處以7m/s初速度向平臺邊緣滑去，如圖所示，平臺上的薄冰面與雪橇間的動摩擦因數(shù)為μ=0.05，取g=10m/s2．求：（1）滑雪者滑離平臺時速度的大?。唬?）滑雪者著地點到平臺邊緣的水平距離．參考答案：解：（1）設(shè)滑雪者離開平