山西省忻州市季庄联校2021-2022学年高二物理上学期期末试卷含解析

山西省忻州市季庄联校2021-2022学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.（多选题）如图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为θ，导轨电阻不计，与阻值为R的定值电阻相连，磁感强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一质量为m长为l的导体棒从ab位置获平行斜面的大小为v的初速向上运动，最远到达a′b′的位置，滑行的距离为s，导体棒的电阻也为R，与导轨之间的动摩擦因数为μ．则（）A．上滑过程中导体棒受到的最大安培力为B．上滑过程中安培力、滑动摩擦力和重力对导体棒做的总功为C．上滑过程中电流做功发出的热量为﹣mgs（sinθ+μcosθ）D．上滑过程中导体棒损失的机械能为﹣mgssinθ参考答案：CD【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化．【分析】导体棒向上做减速运动，开始时速度最大，产生的感应电流最大，受到的安培力最大，由E=BLv、I=、FA=BIL求出最大安培力．根据动能定理分析总功．由能量守恒定律研究电流做功发出的热量．上滑的过程中动能减小，重力势能增加，即可求得机械能的损失．【解答】解：A、导体棒开始运动时所受的安培力最大，由E=BLv、I=、FA=BIL得到最大安培力为FA=．故A错误．B、导体棒上滑的过程中，根据动能定理得知：安培力、滑动摩擦力和重力对导体棒做的总功为﹣mv2．故B错误．C、根据能量守恒可知，上滑过程中导体棒的动能减小，转化为焦耳热、摩擦生热和重力势能，则有电流做功发出的热量为Q=mv2﹣mgs（sinθ+μcosθ）．故C正确．D、上滑的过程中导体棒的动能减小mv2，重力势能增加mgssinθ，所以导体棒损失的机械能为mv2﹣mgssinθ．故D正确．故选：CD2.如图所示，是一个小灯泡的电流强度随小灯泡两端电压变化的关系图，则根据小灯泡的伏安特性曲线可判定下列说法中正确的是

A．小灯泡的电阻随着所加电压的增加而减小B．小灯泡灯丝的电阻率随着灯丝温度的升高而减小C．欧姆定律对小灯泡不适用D．如果把三个这种相同的灯泡串联后，接到电压恒为12V的电源上，则流过每个小灯泡的电流为0.4A参考答案：D3.如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化．为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为A.

B.

C.

D.参考答案：C4.1从高出地面3m处竖直向上抛出一个小球，它上升5m后回落，最后到达地面，小球运动全过程的位移大小为

(

)A．3m

B．5m

C．8m

D．13m参考答案：A5.（多选）恒力F作用在质量为m的物体上，如图所示，由于地面对物体的摩擦力较大，没有被拉动，则经时间t，下列说法正确的是（

）A．拉力F对物体的冲量大小为零B．拉力F对物体的冲量大小为FtC．拉力F对物体的冲量大小是FtcosθD．合力对物体的冲量大小为零参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.河宽420m，船在静水中的速度为5m/s，水流速度是4m/s，则过河的最短时间为

，最小位移为

m。参考答案：C7.图13中矩形线框ab边长l1=20cm，bc边长l2=10cm，电阻为20Ω，置于B=0．3T的匀强磁场中，磁感线方向与线框平面垂直，若用力拉动线框，使线框沿图中箭头方向以v=5．0m/s的速度匀速运动，求在把线框从如图位置拉出磁场过程中，通过导体回路某一截面的电量是库仑，在此过程中外力做功是焦耳．参考答案：3×10-4C，4．5×10-5J8.原子核放出一个α粒子(He)后，核的电荷数将____．(选填“增加”或“减少”)____(填数字)．原子核放出一个β粒子(e)后，核的电荷数将______(选填“增加”或“减少”)______(填数字)．参考答案：减少，2；增加；19.一灯泡上标有“220V，110W”，则此灯泡在额定电压____

__V的电源下正常工作，通过灯丝的电流为__

__A，灯丝电阻为___________，灯泡消耗的电功率为________W，灯泡在一分钟内产生的热量是__________

__J。（2）（6分）若根据实验数据作出如图所示的图象，则该电池的电动势E=________V；内阻r=________Ω；（3）（5分）某同学想对电路上的某个电阻进行测量，他将多用电表的转换开关转到“×10”挡，进行

调零（填欧姆或机械），然后断开电路，测量结果如图所示，则的阻值为

。参考答案：10.有一充电的平行板电容器，两板间电压为3V，现使它的电量减少3×10-4C，于是电容器两极板间电压减小了2V，此电容器的电容是________μF，电容器原来的带电量是________C，若电容器极板上的电量全部放掉，电容器的电容________μF.参考答案：11.某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用。他将一条形磁铁放在转盘上，如图甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边，当转盘（及磁铁）转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化，该变化与转盘转动的周期一致。经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙所示的图像。（1）在图像记录的这段时间内，圆盘转动的快慢情况是___________________。（2）圆盘匀速转动时的周期是_______s。参考答案：（1）先快慢不变，后越来越慢（3分）

（2）12.正弦交流电是由闭合线圈在匀强磁场中匀速转动产生的.线圈中感应电动势随时间变化的规律如图所示,则此感应电动势的有效值为__________,频率为__________.参考答案：

(1).220

(2).0.02

(3).50由图可知，此感应电动势的最大值为311V，有效值为；周期为0.02s；频率为。13.（４分）一辆汽车以10m／s的速度匀速行驶10s，然后又以2m／s2的加速度行驶10s，汽车在这20s内的位移是_______m，平均速度是_____m／s。参考答案：300；15三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（1）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，某同学由于没有量角器，他在完成了光路图以后，以点为圆心、10.00cm长为半径画圆，分别交线段于点，交、′连线延长线于点.过点作法线′的垂线交′于点，过点作法线′的垂线交′于点，如图实所示.用刻度尺量得=8.00cm,=4.00cm.由此可得出玻璃折射率=___________.（2）小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验（如图所示），他进行的主要步骤是：A．用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d。B．先把白纸固定在木板上，将玻璃砖水平放置在白纸上，用笔描出玻璃砖的边界，将玻璃砖移走，标出玻璃砖的圆心O、直径AB、AB的法线OC。C．将玻璃砖放回白纸的原处，长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置。D．调节激光器，使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O，并使长直尺MN的左右两端均出现亮点，记下左侧亮点到A点的距离x1，右侧亮点到A点的距离x2。则①小明利用实验数据计算玻璃折射率的表达式n＝

。②关于上述实验以下说法正确的是

。A.在∠BOC的范围内，改变入射光PO的入射角，直尺MN上可能只出现一个亮点B.左侧亮点到A点的距离x1一定小于右侧亮点到A点的距离x2C.左侧亮点到A点的距离x1一定大于右侧亮点到A点的距离x2D.要使左侧亮点到A点的距离x1增大，应减小入射角参考答案：（1）1.5

（2）①

②ABD15.在做测干电池的电动势和内电阻的实验时，备有下列器材选用：A.干电池一节（电动势约为1.5V） B.直流电流表（量程0-0.6-3A,0.6A挡内阻0.10Ω，3A挡内阻0.025Ω）C.直流电压表（量程0-3-15V,3V挡内阻5KΩ，15V挡内阻25KΩ）D.滑动变阻器（阻值范围0-15Ω，允许最大电流lA）E.滑动变阻器（阻值范围0-1000Ω，允许最大电流0.5A）F.电键

G.导线若干根

①（3分）滑动变阻器选用

②（3分）按本实验要求的电路（系统误差较小），画出电路图。③（6分）根据实验记录，画出的U-I图象如右图所示，可得待测电池的电动势为

V，内电阻r为

Ω。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，两根与水平面成θ＝30角的足够长光滑金属导轨平行放置，导轨间距为L＝1m，导轨底端接有阻值为0.5的电阻R，导轨的电阻忽略不计。整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度B＝1T。现有一质量为m＝0.2kg、电阻为0.5的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为M＝0.5kg的物体相连，细绳与导轨平面平行。将金属棒与M由静止释放，棒沿导轨运动了2m后开始做匀速运动。运动过程中，棒与导轨始终保持垂直接触。（取重力加速度g=10m/s2）求：（1）金属棒匀速运动时的速度；（2）棒从释放到开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的焦耳热；（3）若保持某一大小的磁感应强度B1不变，取不同质量M的物块拉动金属棒，测出金属棒相应的做匀速运动的v值，得到实验图像如图所示，请根据图中的数据计算出此时的B1；（4）改变磁感应强度的大小为B2，B2＝2B1，其他条件不变，请在坐标图上画出相应的v—M图线，改变磁感应强度的大小为B2，B2＝2B1，其他条件不变，请在坐标图上画出相应的v—M图线，并请说明图线与M轴的交点的物理意义。参考答案：(1)金属棒受力平衡，所以

Mg＝mgsinθ＋

所求速度为：v＝＝4m/s

（2）（6分）对系统由能量守恒有：Mgs=mgssinθ+Q+（M＋m）v2

所求热量为：Q＝Mgs－mgssinθ－（M＋m）v2＝2.4J

（3）（6分）由上式变换成速度与质量的函数关系为：v＝＝M－

再由图象可得：＝，B1＝0.54T17.(计算)如图甲所示，放置在水平桌面上的两条光滑导轨间的距离L＝1m，质量m=1kg的光滑导体棒放在导轨上，导轨左端与阻值R=4Ω的电阻相连，其它电阻不计，导轨所在位置有磁感应强度为B＝2T的匀强磁场，磁场的方向垂直导轨平面向下，现在给导体棒施加一个水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2s测量一次导体棒的速度，乙图是根据所测数据描绘出导体棒的v－t图象。（设导轨足够长）求：(1)力F的大小。(2)t=1.2s时，导体棒的加速度。(3)在前1.6s内通过R的电量为4C，则电阻上产生的热量。参考答案：(1)10N

(2)3m/s2

（3）48J（1）由图像可知，导体棒运动的速度达到10m/s时开始做匀速运动，此时安培力和拉力F大小相等。导体棒匀速运动的速度V1=10m/s。…………………(1分)匀速运动后导体棒上的电动势：E＝BLV1……(1分)导体棒受的安培力：F1＝BIL＝＝N＝10N……………(1分)则：F＝F1＝10N…………………(1分)（2）由图像可知，时间t=1.2s时导体棒的速度V2＝7m/s。…(1分)此时导体棒上的电动势：E＝BLV2……………(1分)导体棒受的安培力：F2＝BIL＝＝N＝7N………………(1分)由牛顿定律得：a=＝m/s2=3m/s2……(1分)（3）（可通过电量来计算）由图像知，到1.6s处，图线下方小方格的个数为40个，每个小方格代表的位移为△X＝1×0.2m=0.2m，所以1.6s内导体棒的位移X＝0.2×40m＝8m

…………(1分)拉力F做功W＝FX＝10×8J＝80J………………(1分)由图像知此时导体棒的速度V2＝8m/s。导体棒动能EK＝mV2＝×1×82J＝32J……(1分)根据能量守恒定律，产生的热量Q＝W－EK＝48J……………(1分)18.处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成θ＝37°角，下端连接电阻或电容器．匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度的大小B＝2T，质