广东省揭阳市南怡中学2021年高二物理期末试卷含解析

广东省揭阳市南怡中学2021年高二物理期末试卷含解析一、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.有一种测量物体重力的电子秤，其电路原理图如图所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（实际上是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示重力的仪表G（实质上是电流表）．不计踏板的质量，已知电流表的量程为2A，内阻为1；电源电动势为12V，内阻为1；电阻R随压力F变化的函数式为：(F和R的单位分别是N和)．下列说法正确的是（

）A．该秤能测量物体的最大重力是2500NB．该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘的0.375A处C．该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘的0.400A处D．该秤可以通过电路规律转换成关系进行刻度转换参考答案：B2.关于重力的说法中，正确的是

A．在地球上的物体都受到重力的作用

B．物体只有在下落时才受到重力的作用

C．物体只有受到支持物的作用才显示重力

D．物体只有放在地面上才受到重力的作用参考答案：A3.图是某导体的伏安特性曲线，由图可知

A．导体的电阻是25?B．导体的电阻是0.04?C．当导体两端的电压是10V时，通过导体的电流是0.4AD．当通过导体的电流是0.1A时，导体两端的电压是2.5V参考答案：ACD4.（单选）带电粒子运动方向垂直匀强磁场方向时，会受到洛伦兹力的作用，下列表述正确的是（

）A.洛伦兹力对带电粒子不做功

B.洛伦兹力不改变带电粒子的动能C.带电粒子所受的力跟运动速度有关

D.洛伦兹力只能改变带电粒子的运动方向参考答案：D5.（单选）如图,质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶,一质量为m的救生员站在船尾,相对小船静止.若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为A.v0+v

B.v0-v

C.v0+(v0+v)

D.v0+(v0-v)参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.有一面积为100cm2的金属环，其电阻，环处于一变化的磁场中，其变化规律按如图12所示规律进行，已知环面与磁场方向垂直，求当在时间内磁场发生变化时，环上产生感应电流的大小为__________，方向为________。参考答案：；逆时针方向7.直线电流的磁场方向可以用安培定则来判断：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟

的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的方向。参考答案：8.长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示。当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小等于_________，方向为_________。参考答案：，沿pq连线且指向+q．水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小与一带电量为Q的点电荷在该处产生的电场强度大小相等，则有：由于该处的电场强度为零，所以方向与一带电量为Q的点电荷在该处产生的电场强度的方向相反，即沿pq连线且指向+q。9.如图,在两根平行长直导线M、N中,通入相同方向、相同大小的电流,导线框abcd和两导线在同一平面内,线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速移动,在移动过程中,线框中感应电流的方向为

，线框所受安培力合力的方向

。参考答案：adcba（逆时针），

向右10.（2分）一电阻接在5V的直流电源上，消耗的电功率为5W，把这一电阻接在某一交变电流，该交变电流的输出电流i随时间t变化的图象如图所示，则这一电阻消耗的电功率为________W。参考答案：12511.质量为m的一段直导线弯成N形后放到光滑水平面上，具体尺寸如图10所示，磁感受应强度为B的匀强磁场竖直向下穿过N形导线平面，当N形导线通入电流I的瞬间，导线的加速度大小为

。

参考答案：12.如图，带箭头的线段表示电场线，一带电粒子只在电场力作用下由

A点运动到B点，图中虚线为其运动轨迹，可判断粒子带______电(填“正”或“负”)，粒子在_________点加速度较大(填A或B)。参考答案：

(1).负

(2).B电场线的方向向上，根据粒子的运动的轨迹可以判断得出粒子受到的电场力的方向为向下，与电场线的方向相反，所以该离子带负电;电场线密的地方电场的强度大，所以粒子在B点受到的电场力大，在B点时的加速度较大．【点睛】电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止，沿电场线的方向，电势降低，电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小．13.理想变压器的原副线圈的匝数之比为4∶1，在原线圈上加上U=200V的交流电压，在副线圈上接交流电压表，其示数为

V。参考答案：50三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14..用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下：A．待测电阻Rx（大约100Ω）B．直流毫安表A1（量程0~10mA，内阻约为100Ω）C．直流毫安表A2（量程0~40mA，内阻约为40Ω）D．直流电压表V1（量程0~3V，内阻约为5kΩ）E．直流电压表V2（量程0~15V，内阻约为15kΩ）F．直流电源（输出电压4V，内阻计）G．滑动变阻器R（阻值范围0~50Ω，允许最大电流1A）H．开关一个、导线若干（1）．根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确，直流毫安表应选

，直流电压表应选

。（填序号A、B、C、D）（2）．在方框内画出实验电路图，要求电压和电流的变化范围尽可能大。参考答案：直流毫安表应选

C

，（2分）直流电压表应选

D

。（2分）

在方框内画出实验电路图：（分压、外接）15.为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表：照度(lx)0.20.40.60.81.01.2电阻(kΩ)754028232018(1)根据表中数据，请在图1给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点．(2)如图2所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统．请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响光敏电阻RP(符号，阻值见上表)；提供的器材如下：直流电源E(电动势3V，内阻不计)；定值电阻：R1＝10kΩ，R2＝20kΩ，R3＝40kΩ(限选其中之一并在图中标出)；开关S及导线若干．参考答案：(1)根据图表中的数据，在坐标纸上描点连线，得到如图所示的变化曲线．阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小．(2)因天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统，此时光敏电阻阻值为20kΩ，两端电 压为2V，电源电动势为3V，故应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10kΩ，即选用R1；此电路的原理图如图所示：(1)光敏电阻的阻值随光照变化的曲线见标准解答．特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小．(2)电路原理图见标准解答．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图12所示，一束电子的电荷量为e，以速度v垂直左边界射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，穿过磁场时的速度方向与原来电子的入射方向的夹角θ是30°，则电子的质量是多少？电子穿过磁场的时间又是多少？参考答案：电子在匀强磁场中运动时，只受洛伦兹力作用，故其轨道是圆弧的一部分．又因洛伦兹力与速度v垂直，故圆心应在电子穿入和穿出时洛伦兹力延长线的交点上．从图中可以看出，AB弧所对的圆心角，OB即为半径r17.图1是交流发电机模型示意图．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的OO′轴转动，由线圈引起的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圈环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路．图2是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示．已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度ω逆时针转动．（只考虑单匝线圈）（1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式；（2）线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时，如图3所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；（3）若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热．（其它电阻均不计）参考答案：考点：交流的峰值、有效值以及它们的关系；闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．专题：压轴题；交流电专题．分析：（1）矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切割磁感线，先求出转动线速度，根据E=BLv，求出导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势，从而写出瞬时表达式；（2）线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时，则在（1）中的瞬时表达式中加个相位即可；（3）先求出平均电动势，根据欧姆定律求出平均电流，根据Q=I2RT即可求解．解答：解：（1）矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切割磁感线，设ab和cd的转动速度为v，则在t时刻，导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势均为E1=BL1v由图可知v⊥=vsinωt则整个线圈的感应电动势为e1=2E1=BL1L2ωsinωt

（2）当线圈由图3位置开始运动时，在t时刻整个线圈的感应电动势为e2=BL1L2ωsin（ωt+φ0）

（3）由闭合电路欧姆定律可知这里的E为线圈产生的电动势的有效值则线圈转动一周在R上产生的焦耳热为其中

于是答：（1）t时刻