浙江省温州市西湾中学2021年高二物理上学期期末试卷含解析

1、浙江省温州市西湾中学2021年高二物理上学期期末试卷含解析一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分每小题只有一个选项符合题意1. 如图所示电路，灯a、b都能正常发光，忽然灯a变亮，灯b变暗，如果电路中有一处出现断路故障，则出现断路故障的电路是（    ）         ar1所在的支路 br2所在的支路         cr3所在的支路 d电源所在的电路参考答案：b2. （单选题）如图所示的电路

2、中，电源的电动势为e，内阻为r，a为灯泡，d为理想的电压表在变阻器的滑片p由b端向c端滑动的过程中aa灯变亮，d示数变大ba灯变亮，d示数变小ca灯变暗，d示数变大       da灯变暗，d示数变小参考答案：d解：当变阻器p由b端向c端滑动的过程中，接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，总电流增大，内压变大，则路端电压减小，电压表d的示数变小，电阻r上电压变大，则灯a两端电压变小，则灯a亮度变暗，故选d 3. 两个等量异种电荷的连线的垂直平分线上有a、b、c三点，如图所示，下列说法正确的是（   

3、60;  ） aa点电势比b点低      ba、b、c三点和无穷远处等电势 ca、b两点的场强方向相同，b点场强比a点小 d一个电子在a点无初速释放，则它将在c点两侧往复振动参考答案：b4. （多选题）如图所示，a球振动后，通过水平细绳迫使b、c振动，振动达到稳定时，下列说法中正确的是（）a只有a、c振动周期相等bc的振幅比b的振幅小cc的振幅比b的振幅大da、b、c的振动周期相等参考答案：cd【考点】产生共振的条件及其应用【分析】由题意a做自由振动，b、c做受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期，即

4、等于a的固有周期；c发生共振，振幅最大【解答】解：由题意，a的质量最大，a做自由振动，其振动周期就等于其固有周期，而b、c在a产生的驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期，即等于a的固有周期，所以三个单摆的振动周期相等；由于c、a的摆长相等，则c的固有周期与驱动力周期相等，产生共振，其振幅振幅比b摆大所以cd正确，ab错误故选：cd5. 一个质量为2kg的物体，在大小分别为15n和20n的两个力作用下运动。关于该物体的运动情况，下列说法正确的是（    ）a加速度大小最大是10m/s2b加速度大小一定是17.5m/s2c加速度大小可能是15m/s2

5、d加速度大小可能是20m/s2 参考答案：c二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 如图，和是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒。ab和cd用导线连成一个闭合回路。当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力。由此可知是      极，是       极， a、b两点的电势a_  _b （填空“>”、“<”或“ 参考答案：    s   ，   n  

6、60;  ，    >    。 7. 如图，r1=2，小明在实验中记录三只电表的读数时，不慎漏记了单位，记下了一组数据是1.5、2.5和3，请你帮助它确定电源电压是_v，r2的电阻是_。参考答案：_3_，_3_8. 电磁打点计时器是一种使用   （选填“直流”或“交流”）电源的计时仪器，电源的频率是  hz时，在某次“练习使用打点计时器”实验中，其中一段打点纸带如图所示，a、b、c、d是连续打出的四个点由图中数据可知，纸带的运动是   （选填“匀速”或“变速”）运动，

7、物体的加速度是   m/s2参考答案：交流，50，变速，10【考点】测定匀变速直线运动的加速度【分析】了解打点计算器的工作原理，根据匀变速直线运动的推论公式x=at2可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上c点时小车的瞬时速度大小【解答】解：电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，电源的频率是50hz时，它每隔0.02s打一次点a、b、c、d是连续打出的四个点由图中数据可知，相邻的计数点的距离在增大，所以纸带的运动是变速运动，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上c点时小车的瞬时

8、速度大小vc=2.1m/s纸带在打下a、d点间运动的平均速度大小是： =2m/s根据匀变速直线运动的推论公式x=at2可以求出加速度的大小，得：a=10m/s2故答案为：交流，50，变速，109. 如图11所示，a、b两灯电阻相同，当滑动变阻器的滑动端p向下滑动时，通过电源的电流          ，电阻r中的电流        （填“增大”、“减小”或“不变”），电灯a将     &#

9、160;  ，电灯b将           （填“变暗”、“变亮”、“不变”）。参考答案：增大   增大   变暗   变暗10. 一个气泡(气泡内气体视为理想气体)从恒温水池的底部缓慢向上升起，上升过程中气泡内气体    （选填“吸热”或“放热”），其内能 、压强   （选填“减小”、“增大”或“不变”）。参考答案：11. 如左图所示，为使灯泡最亮，开关应该连到   

10、0;       （a端或b端）如右图所示，为使灯泡最亮，开关应该连到           （a端或b端）参考答案：12. 在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1500匝，横截面积s=20cm2，螺线管导线电阻r=1.0，r1=4.0，r2=5.0，c=30f闭合开关，在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度b按如图乙所示的规律变化电路中电流稳定后电容器两板间的电压是0.6v，下极板带正电参考答案：解：根据法拉第电磁感应定律

11、：e=ns=1500××20×104=1.2v；根据全电路欧姆定律，有：i=0.12a根据楞次定律可知，螺线管下极带正电，则电流稳定后电容器下极板带正电；s断开后，流经r2的电量即为s闭合时c板上所带的电量q电容器两端的电压：u=ir2=0.12×5=0.6v故答案为：0.6，正13. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，保持小车的质量不变，改变小车所受的作用力，测得了下表所示的5组数据，并已在坐标平面上画出部分数据点，如图所示： 组别12345f/n01.12.23.34.4a/ms-200.511.52（1）在图中画出第 4 组数据对应的数据点，

12、然后作出a-f的关系图线；（2）由所作图线可以得到结论：在质量一定的情况下，加速度 a 与作用力 f 成_比； （3）当研究加速度与质量的关系时，应保持          不变，改变小车的质量来进行实验参考答案：（1）见右图（2）正（3）小车受到的作用力 三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. （6分）现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分突出的问题。下表提供了一组部分人的人体电阻平均值数据。测量项目完全干燥时出汗或潮湿时电阻电流（加220v）电阻电流（加220v）手与手之间2

13、00k1.1×10-3a5k 手与脚之间300k7.3×10-4a8k 手与塑料鞋底之间400k5.5×10-4a10k 从表中可看出干燥时电阻大约是潮湿时电阻的_倍。在空格中填入，对人体加220伏电压后的电流值。若对人的安全电流是25ma以下，上述哪几项是十分危险的。电路上有规格为10a的熔丝（俗称保险丝），如右图所示用电器r的功率是1500w，这时通过熔丝实际电流是多少？一个潮湿的人，手脚触电，为什么熔丝不会断（即熔丝不能救人命）。参考答案：（1）40（2）测量项目完全干燥时出汗或潮湿时电阻电流（加220v）电阻电流（加220v）

14、手与手之间200k1.1×10-3a5k4.4×10-2a手与脚之间300k7.3×10-4a8k2.8×10-2a手与塑料鞋底之间400k5.5×10-4a10k2.2×10-2a（3）潮湿（4）015a15. 用游标为10分度的卡尺测量的某物体的直径，示数如图所示，读数为         参考答案：1.47四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示，一质量为m、长为l的长方形木板b放在光滑水平地面上，在其右端放一质量为m的小木块a，m<

15、m。现以地面为参照系给a、b以大小相等、方向相反的初速度v0，使a开始向左运动、b开始向右运动，最后a刚好没有滑离b板。求： （1）它们最后的速度大小和方向（2）a、b系统损失的机械能（3）小木块a向左运动到达的最远方（从地面上看）离出发点的距离。  参考答案：解:（1）a刚好没有滑离b板时，vavbv，a在b的最左端 设向右为正方向：mv0mv0（mm）v 得速度方向向右（2） a、b系统损失的机械能 （3）当a向左减速为零时，设a离出发点向左最远为s , 对a由动能定理有a、b系统损失的机械能转化为热能由上两式得17. （12分）神舟五号载人飞船在绕地球飞行的第5圈进行

16、变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度h342km的圆形轨道。已知地球半径r6.37×103 km，地面处的重力加速度g10m/s2。试导出飞船在上述圆轨道上运行的周期t的公式（用h、r、g表示），然后计算周期的数值（保留一位有效数字）。参考答案：解析：设地球质量为m，飞船质量为m，速度为v，圆轨道的半径为r，由万有引力和牛顿第二定律，有        地面附近     由已知条件  r=r+h     解以上各式得 

17、  代入数值，得18. （25分）如图所示，有二平行金属导轨，相距l，位于同一水平面内（图中纸面），处在磁感应强度为b的匀强磁场中，磁场方向竖直向下（垂直纸面向里）质量均为m的两金属杆ab和cd放在导轨上，与导轨垂直初始时刻， 金属杆ab和cd分别位于x = x0和x = 0处假设导轨及金属杆的电阻都为零，由两金属杆与导轨构成的回路的自感系数为l今对金属杆ab施以沿导轨向右的瞬时冲量，使它获得初速设导轨足够长，也足够大，在运动过程中，两金属杆之间距离的变化远小于两金属杆的初始间距，因而可以认为在杆运动过程中由两金属杆与导轨构成的回路的自感系数l是恒定不变的杆与导轨之间摩擦可不计求任意

18、时刻两杆的位置xab和xcd以及由两杆和导轨构成的回路中的电流i三者各自随时间t的变化关系。参考答案：解析：解法：当金属杆ab获得沿x轴正方向的初速v0时，因切割磁力线而产生感应电动势，由两金属杆与导轨构成的回路中会出现感应电流由于回路具有自感系数，感应电流的出现，又会在回路中产生自感电动势，自感电动势将阻碍电流的增大，所以，虽然回路的电阻为零，但回路的电流并不会趋向无限大，当回路中一旦有了电流，磁场作用于杆ab的安培力将使ab杆减速，作用于cd杆的安培力使cd杆运动设在任意时刻t，ab杆和cd杆的速度分别为v1和v2（相对地面参考系s），当v1、v2为正时，表示速度沿x轴正方向；若规定逆时针

19、方向为回路中电流和电动势的正方向，则因两杆作切割磁力线的运动而产生的感应电动势                                          (1)当回路中的电流i随时间

20、的变化率为时，回路中的自感电动势                                               &#

21、160;  (2)根据欧姆定律，注意到回路没有电阻，有                                            

22、0;     (3)金属杆在导轨上运动过程中，两杆构成的系统受到的水平方向的合外力为零，系统的质心作匀速直线运动设系统质心的速度为vc，有                                   &

23、#160;           (4)得                                        

24、             (5)vc方向与v0相同，沿x轴的正方向现取一新的参考系，它与质心固连在一起，并把质心作为坐标原点，取坐标轴与x轴平行设相对系，金属杆ab的速度为u，cd杆的速度为，则有                       

25、0;                         (6)                         

26、                       (7)因相对系，两杆的总动量为零，即有                        

27、0;                    (8)由(1)、(2)、(3)、(5)、(6) 、(7) 、(8)各式，得                        &#

28、160;                        (9)在系中，在t时刻，金属杆ab坐标为，在tdt时刻，它的坐标为，则由速度的定义                   &#

29、160;                                    (10)代入 (9) 式得             

30、;                  (11) 若将视为i的函数，由（11）式知为常数，所以与i的关系可用一直线方程表示                          

31、;                   (12) 式中b为常数，其值待定现已知在t0时刻，金属杆ab在系中的坐标，这时i = 0，故得                        

32、;                  (13) 或                               

33、0;         (14) 表示t0时刻金属杆ab的位置表示在任意时刻t，杆ab的位置，故就是杆ab在t时刻相对初始位置的位移，用x表示，                                &#

34、160;    (15) 当x>0时，ab杆位于其初始位置的右侧；当x<0时，ab杆位于其初始位置的左侧代入(14)式，得                                     (

35、16) 这时作用于ab杆的安培力                                               &#

36、160;              (17)ab杆在初始位置右侧时，安培力的方向指向左侧；ab杆在初始位置左侧时，安培力的方向指向右侧，可知该安培力具有弹性力的性质金属杆ab的运动是简谐振动，振动的周期                      &#

37、160;                                          (18) 在任意时刻t， ab杆离开其初始位置的位移    

38、;                                                  

39、;        (19) a为简谐振动的振幅，j 为初相位，都是待定的常量通过参考圆可求得ab杆的振动速度          (20) (19)、(20)式分别表示任意时刻ab杆离开初始位置的位移和运动速度现已知在t0时刻，ab杆位于初始位置，即x = 0速度故有解这两式，并注意到(18)式得           &

40、#160;                                          (21)        &

41、#160;            (22) 由此得ab杆的位移（23）由 (15) 式可求得ab杆在系中的位置                    (24) 因相对质心，任意时刻ab杆和cd杆都在质心两侧，到质心的距离相等，故在系中，cd杆的位置    &#

42、160;    (25) 相对地面参考系s，质心以的速度向右运动，并注意到（18）式，得ab杆在地面参考系中的位置            (26)cd杆在s系中的位置       （27）回路中的电流由 (16) 式得 (28)解法：当金属杆在磁场中运动时，因切割磁力线而产生感应电动势，回路中出现电流时，两金属杆都要受到安培力的作用，安培力使ab杆的速度改变，使cd杆运动设任意时刻t，两杆的速度分

43、别为v1和v2（相对地面参考系s），若规定逆时针方向为回路电动势和电流的正方向，则由两金属杆与导轨构成的回路中，因杆在磁场中运动而出现的感应电动势为                           (1)令u表示ab杆相对于cd杆的速度，有        

44、                                                  

45、   (2)当回路中的电流i变化时，回路中有自感电动势el，其大小与电流的变化率成正比，即有                                        

46、0;                (3)根据欧姆定律，注意到回路没有电阻，有                               

47、                            由式(2)、(3)两式得                     

48、;                                    (4)设在t时刻，金属杆ab相对于cd杆的距离为，在tdt时刻，ab相对于cd杆的距离为，则由速度的定义，有     

49、0;                                                  (5)

50、代入 () 式得                                                

51、0;       (6)若将视为i的函数，由(6)式可知，为常量，所以与i的关系可以用一直线方程表示，即                                    &#

52、160;                  (7)式中b为常数，其值待定现已知在t0时刻，金属杆ab相对于cd杆的距离为，这时i = 0，故得                        

53、                              (8)或                    &

54、#160;                           (9)表示t0时刻金属杆ab相对于cd杆的位置表示在任意时刻t时ab杆相对于cd杆的位置，故就是杆ab在t时刻相对于cd杆的相对位置相对于它们在t0时刻的相对位置的位移，即从t0到tt时间内ab杆相对于cd杆的位移     &

55、#160;                            (10')于是有                     

56、;                 (11)任意时刻t，ab杆和cd杆因受安培力作用而分别有加速度aab和acd，由牛顿定律有                          &

57、#160;                            (12)                     &#

58、160;                                   (13)两式相减并注意到()式得            

59、60;          (14)式中为金属杆ab相对于cd杆的加速度，而x是ab杆相对cd杆相对位置的位移是常数，表明这个相对运动是简谐振动，它的振动的周期                             &#

60、160;       (15)在任意时刻t，ab杆相对cd杆相对位置相对它们初始位置的位移                                     

61、60;                  (16)a为简谐振动的振幅，j 为初相位，都是待定的常量通过参考圆可求得x随时间的变化率即速度                         (17)现已知在t0时刻，杆位于初始位置，即x = 0，速度故