山西省忻州市受录联校2021-2022学年高二物理下学期期末试题含解析

山西省忻州市受录联校2021-2022学年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.电阻R和电动机M相串联接到电路中,如图,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等.电键接通后,电动机正常工作.设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2,经过时间t,电流通过电阻做功W1,产生热量Q1,电流通过电动机做功W2,产生热量Q2.则有(

)A．U1＜U2

Q1＝Q2

B．U1=U2

Q1<Q2

C．W1=W2

Q1=Q2

D．W1<W2

Q1<Q2参考答案：A2.如图所示,A,B为两块竖直放置的平行金属板,G是静电计,开关S合上后,静电计指针张开一个角度.下述做法可使指针张角增大的是()A.使A,B两板靠近些B.使A,B两板正对面积错开些C.断开S后,使B板向左平移减小板间距离D.断开S后,使A,B板错位正对面积减小参考答案：D试题分析：由图可看出静电计测得的是A、B两金属板间的电势差，电势差增大，指针张角就增大。只要电键S闭合着，两板间的电势差就不变，总等于电源的电动势，故A、B项错；断开S后，两板上的电量保持不变，两板间距变小，由知电容C增大，再由知两板间的电势差U减小，故C项错；断开S后减小两板正对面积，由知电容C减小，再由知电压U增大，故D项正确。考点：本题考查了静电计、电容及平行板电容器的电容概念和公式。3.（单选题）下列说法正确的是( )A．两个电荷直接接触才能产生相互作用力

B．两个磁体间的相互作用力是通过磁感线产生作用的C．电荷在磁场中一定受到磁场力的作用D．两个电荷间的相互作用力是通过电场产生作用的参考答案：D4.（单选）小萌同学家楼道灯的控制电路中接入了光传感器。在天黑时，灯就亮；在天亮时，灯就熄灭。这样天黑时，不管是否有人经过楼道，灯都是亮着的，白白浪费了宝贵的电能。学了门电路和传感器后，小萌同学就试着改进楼道灯，以节约能源。她设想在楼道灯控制电路中接入另一个传感器，在天黑时，出现声音灯才开启，这样便可节约大量电能。你认为小萌应接入的传感器和两个传感器间采用的门电路分别是(

)A．温度传感器、与门

B．声传感器、与门

C．声传感器、或门

D．力传感器、或门参考答案：B5.图21为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在A、板间，如图所示。带电粒子从处以速度沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入型盒中的匀强磁场做匀速圆周运动。对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是A．带电粒子每运动一周被加速两次B．带电粒子每运动一周C.加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关D.加速电场方向需要做周期性的变化

参考答案：二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一只氖管的起辉电压（达到或超过起辉电压后氖管会发光）与交变电压V的有效值相等，若将这交变电压接到氖管的两极，在一个周期内，氖管的发光时间为

参考答案：

0.01s

7.将一个满偏电流为1mA，内阻为100Ω的电流表改装成量程为0~3V的电压表，需要

联一个

Ω的电阻参考答案：串

2900

8.某同学用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻，其中R是电阻箱，R0是定值电阻，且R0＝3000Ω，G是理想电流计。改变R的阻值分别读出电流计的读数，作出图像如图乙所示，则电源的电动势是_________，内阻是_________。参考答案：3V

,

1Ω

9.绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按图所示方法连接，判断在以下各情况中，线圈Ⅱ中是否有感应电流产生,若有则判断R中感应电流方向（没有填“无”有则填“向左”或“向右”）①闭合电健K的瞬时___________________．②保持电键K闭合的________________________．③断开电键K的瞬时_______________________．④电键K闭合将变阻器RO的滑动端向左滑动时：___________．参考答案：向右，无，向左，向右。10.（4分）验钞机上发出的___

能使钞票上的荧光物质发光；电视机的遥控器发出的________可控制电视机；光的________现象说明光是一种横波；用激光垂直照射一个不透光的小圆板时，光屏上影的中心会出现一个亮斑，这是光的__________现象。参考答案：紫外线，红外线，偏振，衍射11.如图11所示，线圈面积，匝数，两端点连接一电容器,线圈中的匀强磁场磁感应强度按增加，则A、B两点________（填A或B）点电势高;电容器所带电荷量__________C。参考答案：12.电量为2×10-6C的正点电荷放入电场中A点，受到作用力为4×10-4N，方向向右，则该点的场强为

N/c,方向

。若把另一电荷放在该点受到力为2×10-4N，方向向左，则这个电荷的电量大小为

C，是

(填正或负)电荷。参考答案：200、向右、、负13.如图是电熨斗的结构图，它装有双金属片温度传感器，其作用是控制电路的通断，常温下右图中上下触点是

（填“接触”或“分离”）的，当温度升高时双金属片

_（填“上层”或“下层”）膨胀比另一层大。若需要设定更高的温度，则应该调节升降螺丝向

（填“上”或“下”）。参考答案：接触，上层，下三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（1）在练习使用多用电表时，某同学将选择开关拨至“×10Ω”挡时，欧姆表的内部结构可简化为图甲中虚线框内的电路，欧姆表已经进行了必要的调零．该同学想用一个电阻箱Rx较精确地测出该电路中电源的电动势E和该倍率下完成调零后欧姆表的内阻R内（即Rg+R0+r），他的操作步骤是：a．将欧姆表与电阻箱Rx连成图甲所示的闭合电路；b．改变电阻箱阻值，记下电阻箱示数Rx和对应的电流表G的示数I；c．将记录的各组Rx、I的数据描点在乙图中，得到1/I—Rx图线；d．由乙图所作1/I—Rx图线，求出电源电动势E和欧姆表内阻R内．图甲中，a表笔的颜色是▲（填红或黑），电源电动势E为▲V，欧姆表内阻R内为▲Ω，电流表G的量程是▲mA．

（2）若该同学将图甲中电流表G并联一个定值电阻，组成一个新的欧姆表（表盘刻度不变），新欧姆表的倍率较改装前欧姆表的倍率▲（填变大、变小或相同）

．参考答案：（1）黑（2分）8（2分）160（2分）50（2分）（2）变小．15.器材：量程为10.0mA、内阻约30-40的电流表一个，定值电阻R1=150，定值电阻R2=100，单刀单掷开关K，导线若干。要求利用这些器材测量一干电池（电动势约1.5V）的电动势。按要求在实物示意图上连线。（以画线代替导线）用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为=

式中各直接测得量的意义是：

参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图9所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，已知线圈面积为0.01m2，匝数100匝，线圈电阻r=2Ω，外电阻R=8Ω，电流表和电压表对电路的影响忽略不计。线圈在磁感强度B=2/π（T）的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO’匀速转动，角速度ω=10πrad/s。若线圈经图示位置时开始计时（线圈平面平行于磁场方向），（1）写出线圈中感应电动势的最大值和有效值

（2）从图示位置起转过90°过程中，通过电阻R的电量

（3）从图示位置起转过90°过程中，线圈上产生的焦耳热参考答案：：1）峰值电动势Em="nBSω"=20v…..（1分）

有效值E=14.14V

（2）所求电量C…（2分）

（3）回路中电流的有效值A…（2分）

所求过程所用时间s…………（1分）

所以线圈中产生的焦耳热J…………17.（8分）一质量为m的小球，以初速度v0沿水平方向射出，恰好垂直地射到一倾角为30°的固定斜面上，并立即反方向弹回。已知反弹速度的大小是入射速度大小的，求在碰撞中斜面对小球的冲量大小(碰撞时间极短可不计重力的冲量)

参考答案：解析：小球在碰撞斜面前做平抛运动，设刚要碰撞斜面时小球速度为v由题意，v的方向与竖直线的夹角为30°，且水平分量仍为0，如图。由此得=20

①（3分）碰撞过程中，小球速度由变为反向的碰撞时间极短，可不计重力的冲量，由动量定理，斜面对小球的冲量为

②（3分）由①②得

③（2分）18.（20分）如图所示，一块长为的光滑平板PQ固定在轻质弹簧上端，弹簧的下端与地面固定连接。平板被限制在两条竖直光滑的平行导轨之间（图中未画出竖直导轨），从而只能地竖直方向运动。平板与弹簧构成的振动系统的振动周期。一小球B放在光滑的水平台面上，台面的右侧边缘正好在平板P端的正上方，到P端的距离为。平板静止在其平衡位置。水球B与平板PQ的质量相等。现给小球一水平向右的速度，使它从水平台面抛出。已知小球B与平板发生弹性碰撞，碰撞时间极短，且碰撞过程中重力可以忽略不计。要使小球与平板PQ发生一次碰撞而且只发生一次碰撞，的值应在什么范围内？取参考答案：解析：如果小球的水平速度比较大，它与平板的第一次碰撞正好发生在平板的边缘Q处，这时的值便是满足题中条件的最大值；如果小球的水平速度较小，在它与平板发生第一次碰撞后再次接近平板时，刚好从平板的边缘Q处越过而不与平板接触，这时的值便是满足题中条件的最小值．设小球从台面水平抛出到与平板发生第一次碰撞经历的时间为，有

（1）若碰撞正好发生在Q处，则有

（2）从（1）、（2）两式解得的值便是满足题中条件的最大值，即

（3）代入有关数据得

（4）如果，小球与平板的碰撞处将不在Q点．设小球第一次刚要与平板碰撞时在竖直方向的速度为，则有

（5）以、分别表示碰撞结束时刻小球和平板沿竖直方向的速度，由于碰撞时间极短，在碰撞过程中，小球和平板在竖直方向的动量守恒．设小球和平板的质量都是m，则有

（6）因为碰撞是弹性的，且平板是光滑的，由能量守恒可得

（7）解（6）、（7）两式，得

（8）

（9）碰撞后，平板从其平衡位置以为初速度开始作简谐振动．取固定坐标，其原点O与平板处于平衡位置时板的上表面中点重合，x轴的方向竖直向下，若以小球和平板发生碰撞的时刻作为，则平板在t时刻离开平衡位置的位移

（10）式中

（11）A和是两个待定的常量，利用参考圆方法，在t时刻平板振动的速度

（12）因时，．，由（9）、（11）、（12）式可求得

（13）

（14）把（13）、（14）式代入（10）式，得

（15）碰撞后，小球开始作平抛运动．如果第一次碰撞后，小球再经过时间与平板发生第二次碰撞且发生在Q处，则在发生第二次碰撞时，小球的x座标为

（16）平板的x座标为

（17）在碰撞时，有

（18）由（16）、（17）、（18）式，代入有关数据得

（19）这便是满足的方程式，通过数值计算法求解方程可得（参见数值列表）

（20）如果第二次碰撞正好发生在平板的边缘Q处，则有

（21）由（1）、（20）和（21）式得

（22）而