广东省广州市兴农中学2021年高二物理上学期期末试卷含解析

广东省广州市兴农中学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，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的顶点在x轴上且底边长为4L，高为L，底边与x轴平行。纸面内一边长为L的正方形导线框以恒定速度沿x轴正方向穿过磁场区域，在t=0时刻恰好位于图中所示的位置。以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流—位移（i-x）关系的是

参考答案：A线圈从0开始向右运动L时，线圈的右侧导体切割磁感线，有效长度增大，故电动势均匀增大，电流增大，由右手定则可知，电流方向沿顺时针；L到2L时，左侧边开始进入磁场，由图可知，右侧增加的长度与左侧增加的长度相互抵消，故有效长度不变，则感应电动势不变，电流不变，沿顺时针方向；2L时，右侧导体达到最大，左侧有效长度最小；而2L到3L过程中，右侧长度减小，而左侧长度增大，故电流要减小；在2.5L时，两边长度相等，故电流为零；此后到3L时，左侧增大，而右侧减小，故左侧将大于右侧，由右手定则可得出电流方向反向，电流增大；至此即可判断BCD错误，A正确；2.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列各图中正确的是(

)参考答案：D3.如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下不能使电流表指针偏转的是(

)A．将磁铁插入螺线管的过程中B．磁铁放在螺线管中不动时C．将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中D．将磁铁从螺线管中向下拉出的过程中参考答案：B4.如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点处的电势为0V，点处的电势为6V,点处的电势为3V,则电场强度的大小为(

)A.200V/m

B.200V/m

C.100V/m

D.100V/m参考答案：A5.（单选）下列说法中错误的是：A．在同一幅磁感线的示意图中，磁感线越密的位置，磁场越强B．有磁不一定有电，但有电（流）必有磁C．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引D．做奥斯特实验时，不管导线如何放置，只要电流足够强，一定能够观察到小磁针的偏转情况参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）一等边三角形ABC，其顶点处都通有相同电流的三根长直导线垂直线面放置，电流方向如图，则三角形ABC的中心的磁感应强度为

。（每根导线在O处产生的磁感应强度均为B）参考答案：07.某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码。实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50Hz。⑴实验的部分步骤如下：①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；②将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，关闭电源；③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。⑵下图是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v。请将C点的测量结果填在表1中的相应位置。⑶在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，

做正功，_________

做负功。⑷实验小组根据实验数据绘出了下图中的图线（其中Δv2=v2-v02），根据图线可获得的结论是

__________________________。要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和

。

表1纸带的测量结果参考答案：8.如图所示，两条电阻忽略不计的光滑平行金属导轨、置于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，两导轨间的距离L=0.6m.电阻r=0.1金属杆MN在水平向右的拉力作用下沿两条导轨向右匀速滑动，速度=10m/s，产生的感应电动势为3V，电阻R=0.9.由此可知，磁场的磁感应强度B=______T，MN受到的水平拉力F=

N.参考答案：0.5T，0.9N9.（3分）如图所示，小球从倾角为30°的斜面上一点作平抛运动，小球的初动能为6J，不计空气阻力，它落到斜面上的P点时的动能为__________J。参考答案：1410.利用油膜法可粗略测定分子的大小和阿伏加德罗常数。已知油酸的摩尔质量为M，密度为ρ。n滴油酸的总体积为V，一滴油酸所形成的单分子油膜的面积为S。则每个油酸分子的直径d＝____▲__；阿伏加德罗常数NA＝____▲__。参考答案：11.在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；然后按图乙将电流表与线圈B连成一个闭合电路，将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路．在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央)．在图乙中：(填“向左”、“向右”、“不”)(1)S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将__________偏转．(2)线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针__________偏转．参考答案：12.（4分）往清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色，这一现象在物理学中称为____________现象，是由于分子的____________而产生的。参考答案：扩散

无规律运动（每空2分）13.如图所示，使单匝闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，在线圈中就会产生交流电。已知磁场的磁感应强度为B，线圈abcd面积为S，线圈转动的角速度为?。当线圈转到如图位置时，线圈中的感应电动势为

；当线圈从图示位置转过90°时，线圈中的感应电动势为

。

参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某学习小组在实验室组装了如图的装置外，还备有下列器材：打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、天平、细沙．测量得滑块的质量为M、沙和小桶的总质量为m．（1）还缺少的实验器材是

．（2）实验时为保证滑块受到的合力近似等于沙和小桶的总重力，沙和小桶的总质量m与滑块的质量M应满足的关系是

；实验时为保证细线的拉力等于滑块所受的合外力，首先要做的步骤是

．（3）实验中得到一条纸带如图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取作一个计数点，分别标明0、1、2、3、4，量得1、2两点间的距离x2=12.0mm，2、3两点间的距离x3=30.0mm，3、4两点间的距离x4=48.0mm，由以上信息可以求出滑块运动的加速度大小是

m/s2．打下计数点2时滑块的速度大小为

m/s．（打点计时器使用的交流电源频率为50Hz，结果保留二位有效数字）参考答案：（1）刻度尺；（2）m＜＜M；平衡摩擦力；（3）1.8；0.21．【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．【分析】（1）实验需要测量滑块的位移，需要刻度尺；（2）为使绳子拉力为合力，应先平衡摩擦力，绳子拉力近似等于沙和沙桶的重力，应满足沙和沙桶总质量远小于滑块的质量；（3）利用匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出某点的瞬时速度．应用匀变速运动的推论△x=at2可以求出物体的加速度．【解答】解：（1）根据题意本实验需要测量滑块的位移，所以还缺少的器材是刻度尺．（2）根据牛顿第二定律可知当沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量时，绳子拉力才近似等于沙和沙桶的重力，所以沙和沙桶应满足的实验条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，即m＜＜M，由受力分析可知，为保证细线拉力为木块的合外力，首先要做的是平衡摩擦力．（3）电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点．从比较清晰的点起，每五个打印点取一个作为计数点，故每两个计数点的时间间隔T=0.1s．物体做匀变速直线运动，则时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小，因此小车在打点2时的速度：v2=；根据得：a=故答案为：（1）刻度尺；（2）m＜＜M；平衡摩擦力；（3）1.8；0.21．15.用双缝干涉测光的波长。实验装置如图（甲）所示，已知单缝与双缝间的距离L1=100mm，双缝与屏的距离L2=700mm，双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心（如图（乙）所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。（1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图（丙）所示，则对准第1条时读数x1=______________mm、对准第4条时读数x2=______________mm（2）根据以上条件，可算出这种光的λ=______________nm（保留三位有效数字）

(3)在双缝干涉实验中发现条纹太密,难以测量,下列操作中可以使条纹变稀疏的是（

）A.改用波长较短的光(如紫光)做入射光

B.减小双缝到屏的距离C.减少双缝间距

D.增大双缝间距参考答案：（1）2.190，7.868（2）676

（3）C四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（10分）静止的镭核

发生α衰变，变为氡核（Rn）．已知镭核质量为226.0254u，氡核质量为222.0163u，α粒子质量为4.0026u．

（1）写出核反应方程。

（2）求质量亏损△m.

（3）求衰变时放出的能量E．（1u相当于931.5Mev）参考答案：解析：（1）→+

（1）4分（2）设Ra的质量m1，Rn的质量m2，α粒子m3质量亏损Δm=m1－（m2+m3）

代入得Δm=0.0065u

（2）

3分（3）由爱因斯坦质能方程E=Δmc2

（3）

3分代入数据得E=6.1Mev

17.（12分）如图所示，ab、ef是平行地固定在水平绝缘桌面上的光滑金属导轨，导轨间距为d．在导轨左端a、e上连有一个阻值为R的电阻，一质量为3m，长为d的金属棒恰能置于导轨上并和导轨良好接触。起初金属棒静止于MN位置，整个装置处于方向垂直桌面向下、磁感应强度为B的磁场中。现有一质量为m的带电量为q的绝缘小球在桌面上从O点（O为导轨上的一点）以与ef成60°斜向右方射向ab，随后小球直接垂直地打在金属棒的中点上，并和棒粘合在一起（设小球与棒之间没有电荷转移，棒不会垂直于导轨ab运动）。小球运动过程中不计导轨间电场的影响，导轨和金属棒的电阻不计。求：

（1）小球射入磁场时的初速度υ0；（2）电阻R上产生的总热量Q；（3）通过电阻R的总电量Δq；（4）棒移动的距离。参考答案：解析：（1）小球入射磁场后将作匀速圆周运动，设圆周运动的半径为r，其轨迹如图所示（略）由几何知识可知：

(2分)

解得

①

(1分)小球在磁场中作圆周运动：

②

由①②得：

③

(1分)（2）小球和金属棒的碰撞过程，由动量守恒定律得：mυ0=(m＋3m)υ

④(1分)金属棒切割磁感线的过程中，棒和小球的动能转化为电能进而转化成焦耳热：

⑤(1分)由③④⑤可得：

⑥

(1分)（3）棒和小球的速度从υ1变为0的过程中由动量定理有：

⑦（2分）

又

⑧

(1分)由③④⑦⑧可得

⑨

（4）△q=△Φ/R=Bdx/R

(1分)X=△qR/Bd=qR/3Bd

(1分)18.（计算）（2014秋?城东区校级月考）如图所示，一带电量为q小球用绝缘绳悬挂，匀强电场方向水平向右．小球的重力为G，偏