山东省济宁市曲阜师范大学附属中学高二物理下学期期末试题含解析

山东省济宁市曲阜师范大学附属中学高二物理下学期期末试题含解析一、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.如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示．在0﹣时间内，直导线中电流向上，则在﹣T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（）A．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左B．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右C．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右D．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左参考答案：C【考点】楞次定律；安培力．【分析】在﹣T时间内，直线电流方向向下，根据安培定则判断出直导线周围的磁场，根据磁场的变化，通过楞次定律判断出金属线框中的感应电流，从而通过受力判断线框所受安培力的合力．【解答】解：在﹣T时间内，直线电流方向向下，根据安培定则，知导线右侧磁场的方向垂直纸面向外，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生顺时针方向的感应电流．根据左手定则，知金属框左边受到的安培力方向水平向右，右边受到的安培力水平向左，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属框所受安培力的合力水平向右．故C正确，A、B、D错误．故选：C．2.发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线电阻为R，通过导线的电流为I，学校的输入电压U2，下列计算线路损耗功率的式子中正确的是（

）A.U12／R

B.（U1－U2）2／R

C.I2R

D.

IU2参考答案：BC3.如图所示，真空中存在竖直向上的匀强电场和水平方向的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为q的物体以速度v在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，下列说法正确的是A．电场强度为

B．物体运动过程中机械能守恒C．物体逆时针转动

D．磁感应强度为参考答案：AC4.（单选题）点电荷A和B，电量分别为4Q和-Q，在AB连线上，如图1所示，电场强度为零的地方在A．A和B之间

B．A右侧C．B左侧

D．A的右侧及B的左侧参考答案：C5.如图所示，A为空心金属球，B为靠近A的另一个原来不带电的枕形金属壳．将另一个带正电的小球C从A球开口处放入A球中央，但不触及A球．则B出现的情况是（）A．靠近A的一端带正电，远离A的另一端带负电B．靠近A的一端带负电，远离A的另一端带正电C．靠近A的一端带负电，远离A的另一端不带电D．靠近A的一端带正电，远离A的另一端不带电参考答案：B【考点】静电现象的解释．【分析】一个带正电的小球C从A球开口处放入A球中央，但不触及A球．此时A的电子被吸引到内侧，外侧带正电，这时B靠近A的一端就会感应出负电．【解答】解：带正电的小球C放在A球中央时，A的内侧感应出负电，外侧带正点，当B靠近A时，靠近A的一端就会感应出负电，另一端带正电．故选：B．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）在玻尔的氢原子模型中,已知电子的第1条(即离核最近的那条)可能轨道的半径为r1,则第2条可能轨道的半径r2=________.电子在这第2条可能轨道上运动时的动能Ek=______.已知基本电荷为e,静电力恒量为k.参考答案：4r1；7.如图所示的匀强磁场，磁感应强度为0.2T，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度为0.2m，导线中电流为1A.该导线所受安培力的大小为

N。参考答案：0.04N8.如图一个带正电的质点，电荷量q＝2.0×10－9C，在静电场中由A点移动到B点。在这过程中除电场力外，其它力做的功为6.0×10－5J，质点的动能增加了8.0×10－5J，则电场力做功________________J,A、B两点间的电势差UAB为___________V若此电场为匀强电场，A，B间距离为5m，则此电场的电场强度大小为___________V/m.参考答案：

2.0×10-5

ks5u

1×104

2×103

9.下图为“研究电磁感应现象”的实验装置,部分导线已连接。.(1)将图中所缺的导线补接完整.(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后.将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将向__________偏.原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将向__________偏.参考答案：右

右10.在同一直线上依次有a、b、c三点，且bc=3ab，在a点固定一个带正电的小球，在b点引入电量为2.0×10－8C的检验电荷，其所受电场力为2.0×10－6N。将该检验电荷移去后，b点的场强为____，c点场强为____。如果要使b点的场强为零，可在c点放一个电量是a点处带电小球的电量的____倍的____电荷。参考答案：11.我国照明用的正弦式交流电的频率为

Hz，电压有效值为220V，电压的峰值为

V。参考答案：50

；

31112.如图所示，真空中A、B、C、D四点共线且等间距，只在A点放一电量+Q的点电荷时，B点的场强为E，若再将等量异种电荷－Q放在D点，则B点场强变为

。参考答案：13.如图所示，有一磁感应强度B＝9.1×10－4T的匀强磁场，C、D为垂直于磁场方向的一平面内的两点，今有一电子在此磁场中运动，它经过C点时速度v的方向和磁场垂直，且与CD之间的夹角θ＝30°，电子在运动中后来又经过D点，则电子从C点第一次到D点所用的时间是________s．(me＝9.1×10－31kg，e＝1.6×10－19C)参考答案：电子从C点第一次到D点所用的时间是6.5×10－9s．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（解答）如图所示，一水平放置的矩形线圈abcd，在细长的磁铁N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ab边在纸内，由图中位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ，这三个位置都靠得很近，且位置Ⅱ刚好在条形磁铁中心轴线上，在这个过程中穿过线圈的磁通量怎样变化？有无感应电流？参考答案：穿过线圈的磁通量先减少后增加，线圈中有感应电流根据条形磁铁N极附近磁感线的分布情况可知，矩形线圈在位置Ⅰ时，磁感线从线圈的下面斜向上穿过；线圈在位置Ⅱ时，穿过它的磁通量为零；线圈在位置Ⅲ时，磁感线从线圈上面斜向下穿过。所以，线圈从Ⅰ到Ⅱ磁通量减少，从Ⅱ到Ⅲ磁通量增加。穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生15.（6分）（1）开普勒第三定律告诉我们：行星绕太阳一周所需时间的平方跟椭圆轨道半长径的立方之比是一个常量。如果我们将行星绕太阳的运动简化为匀速圆周运动，请你运用万有引力定律，推出这一规律。

（2）太阳系只是银河系中一个非常渺小的角落，银河系中至少还有3000多亿颗恒星，银河系中心的质量相当于400万颗太阳的质量。通过观察发现，恒星绕银河系中心运动的规律与开普勒第三定律存在明显的差异，且周期的平方跟圆轨道半径的立方之比随半径的增大而减小。请你对上述现象发表看法。

参考答案：（1）

（4分）

（2）由关系式可知：周期的平方跟圆轨道半径的立方之比的大小与圆心处的等效质量有关，因此半径越大，等效质量越大。

（1分）

观点一：银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有恒星的质量均计算在内，因此半径越大，等效质量越大。

观点二：银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有质量均计算在内，在圆轨道以内，可能存在一些看不见的、质量很大的暗物质，因此半径越大，等效质量越大。

说出任一观点，均给分。

（1分）

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，匀强磁场磁感应强度B=0.5T，匝数为n=50匝的矩形线圈，绕垂直于匀强磁场的转轴OO′匀速转动，每匝线圈长为L=25cm，宽为d=20cm．线圈每分钟转动1500转，在匀速转动过程中，从线圈平面经过图示位置时开始计时．（1）写出交流感应电动势e的瞬时值表达式；（2）若每匝线圈本身电阻r=0.02Ω，外接一阻值为13Ω的用电器，使线圈与外电路组成闭合电路，写出交流感应电流i的瞬时值表达式；（3）若从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时，感应电动势e′和感应电流i′的瞬时表达式如何？参考答案：解：（1）线圈转动的角速度，则感应电动势的最大值Em=nBSω=50×0.5×0.25×0.2×50π=196V，从图示位置开始计时，e=Emcosωt=196cos（50πt）V．（2）根据欧姆定律得，，则i=14cos（50πt）A（3）若从线圈平面与磁感线垂直的位置开始计时，即从中性面开始计时，感应电动势和电流的瞬时值分别为e′=196sin（50πt）V，i′=14sin（50πt）A．答：（1）交流感应电动势e的瞬时值表达式为e=196cos（50πt）V．（2）交流感应电流i的瞬时值表达式为i=14cos（50πt）A（3）感应电动势和电流的瞬时值分别为e′=196sin（50πt）V，i′=14sin（50πt）A．【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理；正弦式电流的图象和三角函数表达式；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．【分析】根据转动的频率求出线圈转动的角速度，结合感应电动势的峰值表达式求出最大值，从而得出感应电动势的瞬时表达式，结合欧姆定律求出感应电流的瞬时表达式．17.（10分）一列简谐横波在x轴线上传播着，在t1=0和t2=0.005s时的波形曲线如图所示：

（1）横波的波长是多大？振幅A是多大？（2）设周期大于(t2–t1)，如果波向左传播，波速多大？（3）设周期小于(t2–t1)，且波速为6800m/s，求波的传播方向。参考答案：解析：（1）如图A=0.2cm，λ=8m。

（2分）（2）波向左传播：Δt=(n+)T

其中n为自然数

（1分）T=

s

（1分）当n=0时，T=s，

（1分）当n=1时，T=s<0.005s（舍去） （1分）∴υ==1200m/s

（1分）（3）T=

（1分）

（1分）即波传了个波长，结合波形曲线可知波传播方向向右。

（1分）18.1920年，质子已被发现，英国物理学家卢瑟福曾预言可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，他把它叫做中子．1930年发现，在真空条件下用α射线轰击铍（）时，会产生一种看不见的、贯穿力极强的不知名射线和另一种粒子．经过研究发现，这种不知名射线具有如下的特点：①在任意方向的磁场中均不发生偏转；②这种射线的速度小于光速的十分之一；③用它