广东省梅州市郭田中学2021年高二物理上学期期末试卷含解析

广东省梅州市郭田中学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.关于欧姆表及其使用中的问题，下列说法正确的是A．接表内电源负极的应是黑表笔B．换档后，都要重新调零，使指针指到满刻度C．表盘刻度是均匀的D．表盘刻度最左边表示电阻阻值为0参考答案：B2.（单选题）在如图所示的位移—时间图象和速度—时间图象中，给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是A.甲车做曲线运动，乙车做直线运动B.乙、丙两车做匀变速直线运动，甲、丁两车做变加速直线运动C.0~时间内，甲车通过的路程等于乙车通过的路程D.0~时间内，丙、丁两车的平均速度相等参考答案：CA、x-t图象中，位移方向用正负表示，图中甲、乙两个物体的位移一直为正，且不断增加，故甲与乙都是单向的直线运动，故A错误；B、x-t图象的斜率表示速度，v-t图象的斜率表示加速度，故甲车做减速直线运动，乙车做匀速直线运动，丙车做匀加速直线运动，丁车做加速度减小的加速运动，故B错误；C、在t1时刻甲、乙两车的位移相等，又都是单向直线运动，所以两车路程相等，故C正确；D、0～t2时间内，丙的位移小于丁的位移，时间相等，平均速度等于位移除以时间，所以丙的平均速度小于丁车的平均速度，故D错误；故选C。3.(多选题)将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等.a、b为电场中的两点,则(

)A．a点的电场强度比b点的大B．a点的电势比b点的高C．检验电荷－q在a点的电势能比在b点的大D．将检验电荷－q从a点移到b点的过程中,电场力做负功参考答案：ABD4.（多选）平行板电容器的两板A、B接于电池两极，一个带正电小球悬挂在电容器内部，闭合电键S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向夹角为θ，如图所示，那么(

)A．保持电键S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ增大B．保持电键S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ不变C．电键S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ增大D．电键S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变参考答案：AD5.下列做平抛运动的物体是(

)A．升空的火箭

B．树上落下的果实C．投向篮框的篮球

D．水平飞行的飞机释放的物体参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.已知阿伏加德罗常数为NA，空气的摩尔质量为M，室温下空气的密度为ρ（均为国际单位）。则1kg空气含分子的数目为

；室温下相邻空气分子间的平均距离为

．参考答案：NA/M；7.物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应。根据这一理论，在太阳内部4个氢核（）转化成1个氦核（He）和2个正电子（e）并放出能量。已知质子质量＝1.0073u，α粒子的质量＝4.0015u，电子的质量＝0.0005u，1u的质量对应931.5MeV的能量，（1）写出该热核反应方程：___________________________（2）一次这样的热核反应过程中释放出_________兆电子伏的能量？（结果保留两位有效数字）参考答案：解：以和表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率，根据题意有： ①碰撞前，氢原子与电子的总动能为： ②联立①②两式并代入数据解得：氢原子从基态跃迁到n＝4的能级所需能量由能级图可得：碰撞后，受激氢原子与电子的总动能为：。8.用接在50Hz交流电源上的打点计时器，测定小车速度，某次实验中得到一条纸带，如下图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个记数点，分别标明0、l、2、3、4……，量得0与1两点间距离x1=30mm，则小车在0与1两点间运动的时间为

s，平均速度为

m／s。参考答案：__0.1_____；___0.3___9.右图中竖直方向的平行线表示电场线，但未标明方向。一个带电量为的微粒，仅受电场力的作用，从M点运动到N点时，动能增加了，则该电荷运动的轨迹不可能是虚线（选“a”或“b”）；若N点的电势为，则M点电势为。参考答案：10.19．甲和乙两个物体在同一直线上运动，它们的速度—时间图象分别如图7中的a和b所示。由图可知它们的运动方向

（填“相同”或“相反”）；在t1时刻，甲的速度比乙的速度

（填“大”或“小”）。参考答案：相同;大11.如图所示，0～3A挡电流表读数

A，0～15V电压表的读数为

V．参考答案：1.75，10.7【考点】多用电表的原理及其使用．【分析】根据量程确定最小分度，即可根据指针的位置确定读数；注意明确最小分度为1的需要估读．【解答】解：0～3A挡时最小分度为0.1A，则指针所指示数为：1.75A；0～15V电压表的最小分度为0.5V，则读数为：10.7V；故答案为：1.75，10.712.根据下图可知该交流电的电流最大值是

A，有效值是

A，周期是

s，频率是_____Hz。参考答案：10A，A，0.2s，_5_Hz13.如图10所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，导体ab可在平行金属导轨上自由滑动，导轨宽cd=0.2m．若导体ab以v=10m/s的速度向右匀速运动，则ab中的感应电动势的大小为________V，通过ab中的感应电流的方向为_______（选填“a至b”或“b至a”）．参考答案：0.2

b至a三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学利用如图所示的装置测量当地的重力加速度。实验步骤如下：A．按装置图安装好实验装置；

B．用游标卡尺测量小球的直径d；C．用米尺测量悬线的长度l；D．让小球在竖直平面内小角度摆动。当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数1、2、3……。当数到20时，停止计时，测得时间为t；E．多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤C、D；F．计算出每个悬线长度对应的t2；G．以t2为纵坐标、l为横坐标，作出t2-l图线。结合上述实验，完成下列任务：（1）用游标为10分度卡尺测量小球直径。某次测量示数下图示，读出小球直径d值为

cm。（2）该同学根据实验数据，利用计算机作出t2–l图线如图所示。根据图线拟合得到方程t2=404.0l+3.0。由此可以得出当地的重力加速度g=

m/s2。（取π2=9.86，结果保留3位有效数字）（3）从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是：（

）A．不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点开始计时；B．开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数；C．不应作t2–l图线，而应作t–l图线；

D．不应作t2–l图线，而应作t2–（l+d）图线。参考答案：(1)1.52

(2)9.76

(2)D15.如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是

m/s，小车运动的加速度计算表达式为

，加速度的大小是m/s2（计算结果保留两位有效数字）．参考答案：0.86，a=，0.64．【考点】探究小车速度随时间变化的规律．【分析】纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．【解答】解：利用匀变速直线运动的推论得：vA==0.80m/s．由于相邻的计数点间的位移之差不等，故采用逐差法求解加速度．根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：s4﹣s1=3a1T2s5﹣s2=3a2T2s6﹣s3=3a3T2为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值，得：a=（a1+a2+a3）小车运动的加速度计算表达式为a=代入数据得：a=0.64m/s2．故答案为：0.86，a=，0.64．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一只横截面积为S=0.10m2，匝数为120匝的闭合线圈放在平行于线圈轴线的匀强磁场中，线圈的总电阻为R=1.2Ω。该匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如右图所示。求：⑴从t=0到t=0.30s时间内，通过该线圈任意一个横截面的电荷量q为多少？⑵这段时间内线圈中产生的电热Q为多少？参考答案：⑴2.0C（）---------------------------+5⑵I1=5A，Q1=6J；--------------------+2I2=10A，Q2=12J------------------------+2Q1+Q2=18J------------------------+217.（25分）图中oxy是位于水平光滑桌面上的直角坐标系，在的一侧，存在匀强磁场，磁场方向垂直于oxy平面向里，磁感应强度的大小为B。在的一侧，一边长分别为和的刚性矩形超导线框位于桌面上，框内无电流，框的一对边与x轴平行。线框的质量为m，自感为L。现让超导线框沿x轴方向以初速度进入磁场区域，试定量地讨论线框以后可能发生的运动情况及与初速度大小的关系。（假定线框在运动过程中始终保持超导状态）参考答案：解析：设某一时刻线框在磁场区域的深度为x，速度为，因线框的一条边切割磁感应线产生的感应电动势为，它在线框中引起感应电流，感应电流的变化又引起自感电动势．设线框的电动势和电流的正方向均为顺时针方向，则切割磁感应线产生的电动势与设定的正方向相反，自感电动势与设定的正方向相同.因线框处于超导状态，电阻，故有

（1）即

（2）或

（3）即

（4）可见与x成线性关系，有

（5）C为一待定常数，注意到时，，可得，故有

（6）时，电流为负值表示线框中电流的方向与设定的正方向相反，即在线框进入磁场区域时右侧边的电流实际流向是向上的．外磁场作用于线框的安培力

（7）其大小与线框位移x成正比，方向与位移x相反，具有“弹性力”的性质．下面分两种情形做进一步分析：（i）线框的初速度较小，在安培力的作用下，当它的速度减为0时，整个线框未全部进入磁场区，这时在安培力的继续作用下，线框将反向运动，最后退出磁场区．线框一进一出的运动是一个简谐振动的半个周期内的运动，振动的圆频率

（8）

周期

（9）振动的振幅可由能量关系求得，令表示线框速度减为0时进入磁场区的深度，这时线框的初始动能全部转换为“弹性力”的“弹性势能”，由能量守恒可得

（10）得

（11）故其运动方程为，

t从0到（12）半个周期后，线框退出磁场区，将以速度向左匀速运动．因为在这种情况下的最大值是，即

（13）由此可知，发生第（i）种情况时，的值要满足下式

即

（14）

(ii)若线框的初速度比较大，整个线框能全部进入磁场区．当线框刚进入磁场区时，其速度仍大于0，这要求满足下式

（15）当线框的初速度满足（15）式时，线框能全部进入磁场区，在全部进入磁场区域以前，线框的运动方程与（12）式相同，但位移区间是到，所以时间间隔与（12）式不同，而是从0到

（16）

因为线框的总电动势总是为0，所以一旦线框全部进入磁场区域，线框的两条边都切割磁感应线，所产生的电动势之和为0，因而自感电动势也为0．此后线框中维持