山西省阳泉市辛兴乡辛兴中学2021-2022学年高二物理上学期期末试卷含解析

山西省阳泉市辛兴乡辛兴中学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.在匀速圆周运动中，线速度A．大小不变

B．大小不断改变

C．方向不变

D．方向不断改变参考答案：AD2.（单选）如右图所示，用长为L的细线拴一个质量为M的小球，使小球在水

平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向间的夹角为θ，关于小球的受力情况，下列说法错误的是（

）A．向心力等于线的拉力B．向心力等于线的拉力和小球所受重力的合力C．向心力等于细线对小球拉力的水平分量D，向心力的大小等于Mgtanθ参考答案：A3.如图所示，虚线为匀强电场的等势面，相邻等势面的电势差相等，一正电荷在等势面1处由静止释放，不计重力，到等势面3时动能为10J，取等势面2为零电势位置，则（

）

A．等势面1的电势为负值

B．该匀强电场的方向水平向左C．等势面3的电势为负值

D．正电荷到等势面2时的动能为5J参考答案：CD4.由甲地向乙地输电，输送的电功率一定，输电线的材料一定，设输电电压为U，输电线横截面积为S，输电线因发热损失的电功率为P，那么A.若U一定，则P与S成反比

B.若U一定，则P与S平方成反比C.若S一定，则P与U平方成反比

D.若S一定，则P与U成反比参考答案：AC5.南极考察队员在地球南极附近水平面上驾驶一辆冰车向前行进时，由于地磁场的作用，冰车两端会有电势差。设驾驶员左方电势为φ1，右方电势为φ2，则A．向着南极行进时，φ1比φ2高B．背着南极行进时，φ1比φ2低C．在水平冰面上转圈时，φ1比φ2高D．无论怎样在水平面上行进，φ1总是比φ2低参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示是一列横波在某一时刻的波形图，波沿x轴正向传播．(1)该时刻A质点运动的方向是向________，C点的运动方向是向________。(2)再经过，质点A通过的路程是________cm，质点C的位移是________cm.参考答案：．(1)上下下(2)40(1)由于波沿x轴正方向传播，所以A点在“下坡区”，向上运动；C点、D点均在“上坡区”，C、D两点都向下运动；(2)再经过，A又回到平衡位置，所以A通过的路程为4cm；C点也回到平衡位置，其位移为0.思路分析：已知波的传播方向，根据走坡法判断出质点的振动，再经过，A又回到平衡位置，所以A通过的路程为2A，C点也回到平衡位置，其位移为0.试题点评：本题考查了波传播过程中质点的振动，以及路程和位移的求解，弄清楚过程是关键7.如图所示，地面上有一高h=3.75m的平台，平台下有一倾角可调的挡板，挡板的一端与平台边缘A点的正下方B点重合。将一个可视为质点的小球以v=5m/s的速度水平推出。小球下落过程中所受空气阻力忽略不计。适当调节挡板的倾角θ，小球会刚好垂直撞在挡板上，则小球运动时间t=_____s，挡板倾角θ=_____。(g取10m／s2)参考答案：0.5

45°8.如图所示，一匝数为100匝正方形线圈放在一匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里。此时穿过线圈平面的磁通量为0.4wb，现将线圈平面绕OO'轴转过90o，此时穿过线圈平面的磁通量为______wb，若此过程历时2s，则这段时间内线圈中平均感应电动势的大小为_______V。参考答案：0

209.如图所示，圆弧轨道与水平面平滑连接，轨道与水平面均光滑，质量为m的物块B与轻质弹簧拴接静止在水平面上，弹簧右端固定，质量为3m的物块A从圆弧轨道上距离水平面高h处由静止释放，与B碰撞后推着B一起运动但与B不粘连．求：Ⅰ．弹簧的最大弹性势能；Ⅱ．A与B第一次分离后，物块A沿圆弧面上升的最大高度．参考答案：解：Ⅰ．A下滑与B碰前，根据机械能守恒得：3mgh=×3mA与B碰撞，根据动量守恒得：3mv1=4mv2弹簧最短时弹性势能最大，系统的动能转化为弹性势能，据功能关系可得：Epmax=×4m解得：Epmax=mghⅡ．据题意，A．B分离时A的速度大小为v2A与B分离后沿圆弧面上升到最高点的过程中，根据机械能守恒得：3mgh′=×3m解得：h′=h答：Ⅰ．弹簧的最大弹性势能是mgh；Ⅱ．A与B第一次分离后，物块A沿圆弧面上升的最大高度是h．10.在光电效应实验中，某金属的截止频率为ν0，该金属的逸出功为

。若用频率为ν（ν＞ν0）的单色光做该实验，则其遏止电压为

。（已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为、和）参考答案：hν0

11.一理想变压器，原线圈匝数nl＝1100，接在电压220V的交流电源上．当它对11只并联的“36V，60w”灯泡供电时，灯泡正常发光．由此可知该变压器副线圈的匝数n2＝______，通过原线圈的电流I1＝______

A．参考答案：180

3(每空2分)12.（4分）地球同步卫星定点在______上空，同步卫星绕地球旋转的周期是____h。参考答案：赤道，2413.修理汽车使用的移动电灯的电压不能超过36V，现有一个工人使用的灯泡标有“36V100W”字样，通过一个次级线圈匝数为198匝的变压器把220V照明用电降压后给它供电．变压器的初级线圈的匝数是1210，初级线圈中的电流是A．参考答案：解：因，可得

又

求得故答案为：1210，三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵

使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮

在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩

擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：A．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB；B．调整气垫导轨，使导轨处于水平；C．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上；D．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1；E．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2．本实验中还应测量的物理量是

，利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是

．参考答案：_B的右端至D板的距离L2____，_m1L1/t1=m2L2/t2___15.气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵

使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮

在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩

擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：A．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB；B．调整气垫导轨，使导轨处于水平；C．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上；D．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1；E．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2．本实验中还应测量的物理量是

，利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是

．参考答案：_B的右端至D板的距离L2____，_m1L1/t1=m2L2/t2___四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（9分）如图甲所示是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r＝0.1m、匝数n＝20的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.2T，线圈的电阻为2Ω，它的引出线接有8Ω的小电珠L。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时（x取向右为正），求：

（1）线圈运动时产生的感应电动势E的大小；（2）线圈运动时产生的感应电流I的大小，并在图丁中画出感应电流随时间变化的图像（在图甲中取电流由C向上流过电珠L到D为正）；（3）每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小；（4）该发电机的输出功率P（摩擦等损耗不计）。参考答案：解析：（1）从图可以看出，线圈往返的每次运动都是匀速直线运动，其速度为v＝m/s＝0.8m/s

（1分）线圈做切割磁感线E＝2nprBv＝2′20′3.14′0.1′0.2′0.8V＝2V

（2分）（2）感应电流I＝A＝0.2A

（1分）电流图像（1分）（3）由于线圈每次运动都是匀速直线运动，所以每次运动过程中推力必须等于安培力。F推＝F安＝nILB＝2nIprB＝2′20′0.2′3.14′0.1′0.2N＝0.5N

（2分）（4）发电机的输出功率即灯的电功率．P＝I2R2＝0.22′8W＝0.32W

（2分）17.(14分)(1)如图甲所示，三棱镜的横截面是一直角三角形，∠A=90°，∠B=30°，∠C=60°，已知棱镜材料的折射率为，底边BC涂黑，一细束入射光沿平行于底边BC的方向入射，经AB面折射到AC面，则此束光能否从AC面射出？(2)如图乙，把两个顶角分别为∠A1=60°和∠A2=30°的棱镜胶合在一起，DC边水平放置，两个棱镜材料的折射率与入射光的波长之间的关系为：

，

=1.1,=1×105nm2

,

=1.3,

=5×104nm2①发现波长0的光线从任何方向入射，经过AC面时不发生偏折，求此波长0，并求棱镜ACD和棱镜ACB对此光束的折射率n1和n2；②在图乙中波长为0和波长为400nm紫光沿图示相同方向射向AD边，设二种波长不同的光线都从BC面出射，其中波长0的光线从BC面出射后与DC平行，在图乙中定性画出二种色光的光路。(忽略一切反射)

参考答案：解析：(1)（6分）光线射向AB面的入射角i＝60°，由折射定律有，解得r=30°（3分）光线射向CD面的入射角θ＝90°-r=60°设该棱镜的临界角为Ｃ，则因θ＞C,故发生全反射，所以光线不能从AC面射出。（3分）(2)①（5分）光线在介质分界面不发生折射的条件是分界面两侧的折射率相等，所以

，

=500nm（3分），

n1=n1=1.5（2分）②（3分）∵n1（紫）＞n2（紫）∴对紫光而言在AC面上是从光密介质射向光疏介质，故折射角大于入射角，如图。18.如图所示，水平放置的两块平行金属板长L=5．Ocm，两板间距d=1．Ocm，两板

间电压U=91V，且下板带正电。一个电子沿水平方向以速度v0=2．0×107m／s从两板正中央射入，已知电子电荷量q=1．6×10-19C，质量m=9．1×10-31kg。求：

(1)电子离开金属板时的侧向位移y的