山西省長治市實(shí)驗(yàn)中學(xué)2021年高二物理下學(xué)期期末試卷含解析

山西省長治市實(shí)驗(yàn)中學(xué)2021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.（單選）如圖所示，一個(gè)帶負(fù)電的油滴以初速度v0從P點(diǎn)傾斜向上進(jìn)入水平方向的勻強(qiáng)電場中,若油滴到達(dá)最高點(diǎn)C時(shí)速度大小仍為v0，則油滴最高點(diǎn)的位置在(

)A.P點(diǎn)的左上方

B.P點(diǎn)的右上方C.P點(diǎn)的正上方

D.上述情況都可能參考答案：A2.（多選題）關(guān)于力和運(yùn)動的關(guān)系，下列說法中正確的是（）A．力是維持物體運(yùn)動的條件，同一物體所受到的力越大，它的速度越大B．作用在運(yùn)動物體上的某力消失后，物體運(yùn)動的速度可能不斷增加C．放在水平桌面上的物體保持靜止，是由于物體所受合外力為零D．物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化，是與作用在物體上的外力分不開的參考答案：BCD解：A、根據(jù)伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)可知，力不是維持物體運(yùn)動的條件，同一物體所受到的力越大，它的加速度越大，但速度不一定越大，故A錯(cuò)誤．B、作用在運(yùn)動物體上的某力消失后，其所受的合外力方向可能與速度方向相同，其速度不斷增加，故B正確．C、放在水平桌面上的物體保持靜止，則物體處于平衡狀態(tài)，物體所受合外力為零．故C正確．D、力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化，是與作用在物體上的外力分不開的，故D正確．故選：BCD3.于閉合電路，下列說法正確的是（

）A．電源短路時(shí)，內(nèi)電壓等于電源電動勢B．電源短路時(shí)，電流為無限大C．外電路斷開時(shí)，路端電壓為零D．把電壓表直接和電源連接時(shí)，電壓表的示數(shù)總小于電源電動勢參考答案：AD4.下列說法正確的是A.肥皂泡上出現(xiàn)彩色是由于肥皂水對光的折射造成的B.周期性變化的電場可以產(chǎn)生同周期變化的磁場C.無線發(fā)射和接收中解調(diào)是將待傳遞的信號加到高頻電磁波中的過程D.在真空中,紅光和綠光的傳播速度相等E.相對論認(rèn)為:一條沿自身長度方向高速運(yùn)動的桿，其長度總比桿靜止時(shí)的長度小參考答案：BDE【詳解】A．肥皂泡上出現(xiàn)彩色是由于光的干涉造成的。故A錯(cuò)誤。B．根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知，周期性變化的電場可以產(chǎn)生同周期變化的磁場，故B正確。C．將傳遞的信號從高頻載波信號上分離或還原出來的過程叫解調(diào)，故C錯(cuò)誤。D．在真空中，所有色光的傳播速度都相等，故D正確。E．根據(jù)相對論尺縮效應(yīng)可知，一條沿自身長度方向高速運(yùn)動的桿，其長度總比桿靜止時(shí)的長度小，故E正確。5.（多選）遠(yuǎn)距離送電，已知升壓變壓器輸出電壓為U1，功率為P，降壓變壓器的輸入電壓為U2，輸電線的電阻為R，輸電線上電壓為U線，則線路損耗的熱功率P損可用下面哪幾種方法計(jì)算(

)A．

B．

C．

D．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6.參考答案：北，97.如圖所示，水平向左的勻強(qiáng)電場，一根不可伸長的絕緣細(xì)線長度為L，細(xì)線一端拴一個(gè)質(zhì)量為m，帶負(fù)電小球，另一端固定在O點(diǎn)，把小球拉到使細(xì)線水平的位置A，然后由靜止釋放，小球沿弧線運(yùn)動到細(xì)線與水平方向成角的位置B時(shí)速度為零。（1）該小球在B點(diǎn)的電勢能比在A點(diǎn)時(shí)

（大、小）。（2）小球所受電場力與重力之比為

。（3）小球從A到B過程中，電場力做功

。（4）小球從A到B過程中，最大動能為

。參考答案：.①大

②

③④8.（6分）如圖所示，在勻強(qiáng)電場中，將一電荷量為2×C的負(fù)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，其電勢能增加了0.2J，已知A、B兩點(diǎn)間距離為2cm兩點(diǎn)連線與電場方向成角。則：(1)該負(fù)電荷由A移到B的過程中，電場力所做的功=

；(2)A、B兩點(diǎn)間的電勢差以=

；(3)該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E=

。參考答案：（1）-0.2J（2分）；（2）100V（2分）；（3）1×104

V/m

（2分）9.如圖所示，一個(gè)被x軸與曲線方程所圍的空間中存在著勻強(qiáng)磁場．磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T．正方形金屬線框的邊長是L=0.2m，電阻是R=0.1Ω，它的一邊與x軸重合，在拉力F的作用下，以v=10m/s的速度水平向右保持勻速運(yùn)動．則拉力F的最大瞬時(shí)功率是_______W，從圖示位置開始把線框右邊拉至x=0.15m坐標(biāo)處，拉力F需要做_______J的功。參考答案：1.6W

，

0.012J

10.如圖所示，L是一電阻可以忽略不計(jì)的電感線圈，a、b為L上的左右兩個(gè)端點(diǎn)，A、B、C為完全相同的三個(gè)燈泡，原來開關(guān)S是閉合的，三個(gè)燈泡均在發(fā)光，某時(shí)刻將開關(guān)S斷開，則a點(diǎn)的電勢

b點(diǎn)（填“高于”、“低于”或“等于”），B、C兩燈發(fā)生的現(xiàn)象為

．參考答案：低于，三燈均過一會兒才熄滅，流過燈泡BC的電流比原來大，B、C燈變亮后緩慢熄滅【考點(diǎn)】自感現(xiàn)象和自感系數(shù)．【分析】開關(guān)由閉合到斷開瞬間，BC燈原來電流立即消失，而線圈產(chǎn)生自感電動勢與ABC組成回路，由于阻礙作用使電流逐漸減?。窘獯稹拷猓洪_關(guān)閉合穩(wěn)定時(shí)，流過A的電流大于流過BC的，開關(guān)由閉合到斷開瞬間，線圈中產(chǎn)生的自感電流的方向?yàn)橛蒩指向b，所以b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)；BC燈原來的電流瞬間消失，而線圈產(chǎn)生自感電動勢阻礙BC燈中電流減小，并與ABC組成回路，原來兩支路燈電流不相等，則開關(guān)斷開瞬間，電流都從原來A的值開始減小，所以三燈均過一會兒才熄滅，而流過燈泡BC的電流比原來大，B、C燈變亮后緩慢熄滅．故答案為：低于，三燈均過一會兒才熄滅，流過燈泡BC的電流比原來大，B、C燈變亮后緩慢熄滅11.一個(gè)閉合回路由兩部分組成，如圖所示，右側(cè)是總電阻為r的單匝的圓形導(dǎo)線，置于豎直向上均勻變化的磁場中；左側(cè)是光滑的傾角為θ的平行導(dǎo)軌，寬度為d，其電阻不計(jì)．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，且只分布在左側(cè)，一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒此時(shí)恰好能靜止在導(dǎo)軌上，則圓形線圈中的磁場均勻__________(填增強(qiáng)或減弱)，圓形導(dǎo)線中的磁通量變化率為__________。參考答案：增強(qiáng)

12.如下圖，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時(shí)所產(chǎn)生的正弦交流電的圖象，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖線b所示，線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為

；兩種情況在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱之比Qa∶Qb＝

。參考答案：3∶2

；

9∶4

13.參考答案：三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.在“探究單擺周期與擺長關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，（1）某同學(xué)用秒表測得單擺完成40次全振動的時(shí)間如圖甲所示，則單擺的周期為

s；（2）實(shí)驗(yàn)中對提高測量結(jié)果精度有利的建議是______。A．單擺的擺線不能太短B．單擺的擺球密度盡可能大C．單擺的擺角越大越好D．從平衡位置開始計(jì)時(shí)，測量一次全振動的時(shí)間作為擺動周期（3）若單擺在任意擺角θ時(shí)的周期公式可近似為，式中T0為擺角趨近于0°時(shí)的周期，a為常數(shù)；為了用圖象法驗(yàn)證該關(guān)系式，需要測量的物理量有________；某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到了如圖乙所示的圖線，則圖線的斜率表示_______。參考答案：（1）1.89

（2）AB

（3）T（或t、n）和θ

（或）（1）小表盤表針沒有超過了半刻線，故：秒表讀數(shù)=某分鐘+（大表盤示數(shù)）秒所以秒表的示數(shù)為：60s+15.6s=75.6s；單擺完成40次全振動，故周期為：；（2）A、單擺的擺長越長，周期越大，適當(dāng)加長擺長，便于測量周期，故A正確；B、要減小空氣阻力的影響，單擺的擺球密度盡可能大，故B正確；C、單擺在擺角很小的情況下才做簡諧運(yùn)動，則單擺偏離平衡位置的角度不能太大，一般不超過5°，故C錯(cuò)誤；D、單擺周期較小，把一次全振動的時(shí)間作為周期，誤差較大，應(yīng)采用累積法，測多個(gè)周期的時(shí)間取平均值作為單擺的周期，故D錯(cuò)誤；故選AB；（3）根據(jù)可知，需要測量的物理量有T（或t、n）、θ由，若圖象為圖甲所示，應(yīng)變形為，所以圖線的斜率為。15.為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)．光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為lx)．某光敏電阻RP在不同照度下的阻值如下表：照度(lx)0.20.40.60.81.01.2電阻(kΩ)754028232018(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請?jiān)趫D1給定的坐標(biāo)系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點(diǎn)．(2)如圖2所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2V時(shí)，控制開關(guān)自動啟動照明系統(tǒng)．請利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0(lx)時(shí)啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖．(不考慮控制開關(guān)對所設(shè)計(jì)電路的影響光敏電阻RP(符號，阻值見上表)；提供的器材如下：直流電源E(電動勢3V，內(nèi)阻不計(jì))；定值電阻：R1＝10kΩ，R2＝20kΩ，R3＝40kΩ(限選其中之一并在圖中標(biāo)出)；開關(guān)S及導(dǎo)線若干．參考答案：(1)根據(jù)圖表中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)連線，得到如圖所示的變化曲線．阻值隨照度變化的特點(diǎn)：光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大非線性減小．(2)因天色漸暗照度降低至1.0(lx)時(shí)啟動照明系統(tǒng)，此時(shí)光敏電阻阻值為20kΩ，兩端電 壓為2V，電源電動勢為3V，故應(yīng)加上一個(gè)分壓電阻，分壓電阻阻值為10kΩ，即選用R1；此電路的原理圖如圖所示：(1)光敏電阻的阻值隨光照變化的曲線見標(biāo)準(zhǔn)解答．特點(diǎn)：光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大非線性減?。?2)電路原理圖見標(biāo)準(zhǔn)解答．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.一矩形線圈在勻強(qiáng)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=10、電阻r=1W，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R=9Ω，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表。在t＝0時(shí)刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量F隨時(shí)間t按圖（乙）所示正弦規(guī)律變化。求：（1）交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；（2）電路中交流電壓表的示數(shù)。（3）使線圈勻速轉(zhuǎn)動一周，外力作的功。(4)從計(jì)時(shí)開始，線圈轉(zhuǎn)過過程中，通過外電阻的電荷量是多少?

參考答案：（1）交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動勢的最大值Em=NBSω而Fm=BS、，所以，Em=2NpFm/T由F-t圖線可知：Fm=2.0′10-2Wb，T=6.28′10-2s所以Em=20V

所以e=20cos100πt(V)（2）電動勢的有效值E=Em=10

V由閉合電路的歐姆定律，電路中電流的有效值為I==

A交流電壓表的示數(shù)為U=I/R=9V=12.7V.(3)勻速轉(zhuǎn)動一周，根據(jù)能量守恒得：W=Q=I2(R+r)T=1.256J(4)q==

ΔF=Fm(1-sin)

聯(lián)立得q=0.01c

17.如圖所示，水平固定放置的平行金屬板M、N，兩板間的距離為d，在兩板的中心（即到上、下板距離相等，到板左、右端距離相等）有一懸點(diǎn)O，系有一長的絕緣細(xì)線，線的另一端系有一質(zhì)量為m、帶正電荷的小球，電荷量為q。現(xiàn)對兩板充電，使得兩板間形成一豎直向上的勻強(qiáng)電場，勻強(qiáng)電場的大小為。求：（1）小球靜止時(shí)，細(xì)線的拉力大?。?）現(xiàn)給小球以速度，要使得小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做完整的圓周運(yùn)動，小球在整個(gè)圓周運(yùn)動中的最小速度多大？（3）小球能繞懸點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動，當(dāng)小球運(yùn)動到豎直直徑AB的B端時(shí)，細(xì)線突然斷開，設(shè)此時(shí)其水平速度大小為，小球恰好從平行金屬板的邊界飛出，求平行金屬板的長度L。參考答案：（1）qE＝2mg，在B點(diǎn)靜止，則有F＝qE－m＝mg（2）球過A點(diǎn)時(shí)速度最小，，（3）線斷后球做類平拋運(yùn)動，軌跡向上彎曲18.如圖一所示，固定在水平桌面上的光滑金屬框架cdeg處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)量為m的金屬桿ab與金屬框架接觸良好。在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)d、e之間連