2021-2022学年贵州省遵义市正安县俭坪乡中学高二物理下学期期末试题含解析

2021-2022学年贵州省遵义市正安县俭坪乡中学高二物理下学期期末试题含解析一、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.关于磁场中某点磁感应强度的方向，下列说法正确的是

A．与该处小磁针静止时N极的指向相同

B．与该处小磁针静止时S极的指向相同C．跟放在该处的通电导线受力的方向相同

D．跟放在该处的通电导线受力的方向相反参考答案：A2.如图为电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻、开关、导线等组成的一个高温报警器电路图，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警，则图中的甲、乙、丙分别是（）A．小电铃、半导体热敏电阻、绿灯泡B．半导体热敏电阻、小电铃、绿灯泡C．绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻D．半导体热敏电阻、绿灯泡、小电铃参考答案：B【考点】常见传感器的工作原理．【分析】掌握电磁继电器的组成及工作原理，其主要组成部分为电磁铁，电磁继电器就是利用电磁铁来控制电路的，当控制电路电流较小时，电磁铁磁性较弱，不能将衔铁吸下；当控制电路电流增大时，电磁铁磁性增大，将衔铁吸下．【解答】解：根据要求，在常温下热敏电阻甲阻值较大，电磁铁磁性较弱，不能将衔铁吸下，此时绿灯所在电路接通，绿灯亮，所以为是绿灯；温度升高，热敏电阻阻值较小，控制电路电流增大时，电磁铁磁性增大，将衔铁吸下，丙电路断开，乙电路接通电铃响，所以乙为小电铃，B正确．故选B3.如图为模拟远距离输电电路，两理想变压器的线圈匝数n1=n4＜n2=n3，A1，A2，A3为相同的理想交流电流表，当a，b端接入低压交流电源时，则（）A．A1，A2的示数相等 B．A1，A2，A3的示数相等C．A1的示数大于A2的 D．A2的示数大于A3的参考答案：C【考点】变压器的构造和原理．【分析】根据变压器的规律电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，功率不变．【解答】解：A、根据变压器的规律电流与匝数成反比，得=，且n1＜n2故A1的示数大于A2故AB错误，C正确；D、同理，A2的示数小于A3的，故D错误故选：C4.如图所示，光滑导轨MN和PQ固定在同一水平面上，两导轨距离为L，两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1和R2，两导轨间有一边长为的正方形区域abcd，该区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处，现用一恒力F沿水平方向拉杆，使之由静止向右运动，若杆拉出磁场前已做匀速运动，不计导轨及金属杆的电阻．则(

)A.金属杆出磁场前的瞬间，流过R1的电流大小为B.金属杆穿过整个磁场过程中R1上产生的电热为C.金属杆做匀速运动时的速率D.金属杆穿过整个磁场过程中通过电阻R1的电荷量为参考答案：CD【详解】A、杆拉出磁场前已做匀速运动，设流过金属杆中的电流为，由平衡条件得：解得所以中的电流大小，方向从M到P，故A错误BC、设杆做匀速运动的速度为v，杆切割磁感线产生的感应电动势大小为：由闭合电路欧姆定律：可解得：设整个过程电路中产生的电热为Q，根据能量守恒定律：代入v可得使上产生的电热，故B错误；C正确；D、根据电荷量的定义可知：而流过的电荷量只是中电荷量的一半，所以通过电阻R1的电荷量为，故D正确；5.如右图所示，是点电荷电场中的一条电场线，下面说法正确的是(

)A、A点场强一定大于B点场强B、在B点由静止释放一个电子，将一定向A点运动C、这点电荷一定带正电D、正电荷运动中通过A点时，其运动方向一定沿AB方向参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，一个边长为L的正方形金属框，质量为m、电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界磁场边缘，金属框上半部分处于磁场内，磁场随时间均匀变化，满足B=kt关系。已知细线能承受最大拉力T=2mg，从t=0开始计时，经t=________细线会被拉断.参考答案：t=2mgR/k2L37.如图所示，两个点电荷A和B，电荷量分别为q1＝－9.0×10－9C、q2＝2.7×10－8C，彼此相距r＝6cm，在其连线中点处放一半径为1cm的金属球壳，则球壳上感应电荷在球心O处产生的电场强度大小为______________.（静电力常量为）参考答案：3.6×105N/C8.（12分）一列沿着x轴正方向传播的横波，在t=O时刻的波形如图甲所示。图甲中某质点的振动图象如图乙所示。质点N的振动周期为

s，振幅是

m，图乙表示质点

(从质点K、L、M、N中选填)的振动图象，该波的波速为

m/s。

参考答案：4；0.8；L；0.59.在真空中有两个点电荷，其中电荷A的电量是电荷B电量的4倍，它们相距5cm时，相互斥力为1.6N，当它们相距20cm时，相互斥力为_____________，电荷A的电量为________________，电荷B的电量为__________________。参考答案：10.理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1，原线圈两端接通交流电源，则

1．原、副线圈两端电压之比为U1∶U2＝

2．变压器输入和输出功率之比P1∶P2＝

参考答案：

10:1

1:1

11.在空间某一区域，有一匀强电场，一质量为m的液滴，带正电荷，电量为q，在此电场中恰能沿竖直方向作匀速直线运动，则此区域的电场强度的大小为______，方向_________。参考答案：12.(12分)如图所示，电路中的光电管阴极K涂有可发生光电效应的金属。下表反映的是各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长，又知可见光的波长在400nm～770nm(1nm=10-9m)。各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长金属铯钠锌银铂极限频率(Hz)4.545′10146.000′10148.065′10141.153′10151.529′1015极限波长(mm)0.66000.50000.37200.26000.1962(1)根据上表所给出的各种数据，你认为光电管阴极K上最好应涂有哪种金属；(2)当变阻器的滑动端P向滑动时（填“左”或“右”），通过电流表的电流将会减小．(3)当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，已知电子电荷量为e，则光电子的最大初动能为

。(4)如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将

（填“增加”、“减小”或“不变”）．(5)根据实验数据作出光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线如下图，由图线可知，该金属的截止频率为

Hz，普朗克常量的值为

J·s。参考答案：⑴铯；⑵右；⑶eU；⑷不变；⑸4.25×1014Hz~4.29×1014Hz，6.40~6.61×10－34（每空２分）13.如图所示，电路中电阻R1：R2：R3＝1：2：3，当电路中有电流通过时，电阻中电流之比I1：I2：I3＝_________，电阻两端电压之比U1：U2：U3＝_________。参考答案：1:1:1

1:2:3三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.两光滑金属导轨竖直平行放置，导轨间的宽度L=0.2m，且导轨电阻不计，其上端接一直流电源电动势E=15V，内阻r=0.3Ω，下端接一定值电阻R1=2Ω，如图15所示，质量m=0.1kg的金属棒ab水平地靠在导轨的外侧，并与导轨接触良好，接入电路的电阻R2=3Ω。为了使金属棒不滑动，需加一与竖直面成30°向里斜向下的匀强磁场（磁场方向与ab垂直）。（g取10m/s2）求：（1）通过ab的电流的大小和方向(由a至b或由b至a)（2）匀强磁场磁感应强度B的大小参考答案：（1）（1分）

（1分）

（1分）

（1分）

（1分）

方向由a至b（1分）

（2）（2分）

（1分）

（1分）15.用多用电表探测黑箱内的元件。图甲所示的黑箱内有一个电源和一个电阻，a、b为黑箱的两个输出端。（1）某同学用多用电表进行了以下几步测量：A.用欧姆挡测量a、b间的电阻；B.用电压挡测量a、b间的输出电压；C.用电流挡测量a、b间的输出电流。你认为以上测量中不妥的有（填序号）；（2）使用完毕，应将选择开关置于____图（填“左”或“中”或“右”）所示位置；（3）含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”，a、b是等效电源的两极。为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学设计了图乙所示的电路，调节变阻器的阻值，记录下电压表和电流表的示数，并在方格纸上建立了U-I坐标，根据实验数据画出了坐标点（如图丙所示）。由图可求出等效电源的电动势E＝V，内阻r＝Ω。

参考答案：（1）__A___

（2）___左____

（3）__1.45±0.01__V

__0.75±0.05__Ω四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（10分）高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧，锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈，不会漏气，锅盖中间有一排气孔，上面可套上类似砝码的限压阀将排气孔堵住。当加热高压锅(锅内有水)，锅内气体压强增加到一定程度时，气体就把限压阀顶起来，蒸汽即从排气孔排出锅外。已知某高压锅的排气孔的直径为，大气压强为。假设锅内水的沸点与锅内压强的关系如图所示，要设计一个锅内一最高温度达120℃的高压锅，问需要配一个质量多大的限压阀？(取)

参考答案：解析：由图可知，锅内温度达120℃时，锅内压强为，根据限压阀受力平衡，所以代入数据，解得，17.如图1所示，MN、PQ两条平行的固定光滑金属轨道与水平面夹角为θ=30°，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度大小为B=0.5T．金属杆ab水平放置在轨道上，且与轨道垂直，金属杆ab接入电路的阻值r=2Ω，金属杆的质量m=0.2kg．已知轨道间距L=2m，取重力加速度g=10m/s2，轨道足够长且电阻不计．现从静止释放杆ab，则：（1）当电阻箱接入电路的电阻为0时，求杆ab匀速下滑时的速度大小；（2）若不断改变电阻箱的阻值R，试在图2中画出杆最终匀速下滑速度vm与电阻箱阻值R的图象；（3）若变阻箱R=4Ω，当金属杆ab运动的速度为最终稳定速度的一半时，ab棒消耗的电功率多大．参考答案：解：（1）设杆匀速下滑的速度为v，杆切割磁感线产生的感应电动势为：E=BLv；由闭合电路的欧姆定律得：I=，杆匀速下滑时满足：mgsinθ﹣BIL=0，联立并代入数据解得：v=2m/s；（2）改变R，匀速时根据平衡条件可得：mgsinθ=BI′L=，代入数据解得函数关系式为：vm=2+R，vm与电阻箱阻值R的图象如右图；（3）由vm=2+R知变阻箱取4Ω时金属杆最终稳定速度为：v=6m/s，金属杆ab运动的速度为最终稳定速度的一半时，杆所产生的电动势为：E=BLv，ab棒消耗的电功率为：P=I′2r，闭合电路的欧姆定律得：I′=联立解得：P=0.5W．答：（1）当电阻箱接入电路的电阻为0时，求杆ab匀速下滑时的速度大小为2m/s；（2）若不断改变电阻箱的阻值R，画出杆最终匀速下滑速度vm与电阻箱阻值R的图象见解析；（3）若变阻箱R=4Ω，当金属杆ab运动的速度为最终稳定速度的一半时，ab棒消耗的电功率为0.5W．【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】（1）根据杆切割磁感线产生的感应电动势和闭合电路的欧姆定律求解感应电流，由此求解安培力大小，再根据平衡条件求解速度大小；（2）改变R，根据平衡条件最大速度的表达式，由此得到vm与电阻箱阻值R的图象；（3）求出金属杆ab运动的速度为最终稳定速度的一半时杆所产生的电动势，根据闭合电路的欧姆定律和电功率的计算公式求解．18.如图所示，倾角为θ、间距为L的平行导轨上端连接电动势为E的电源和阻值为R的电阻，其它电阻不计．在导轨上水平放置一根质量为m、电阻不计的导体棒ab，棒与斜面间动摩察因数μ＜tanθ，欲使棒所受的摩擦力为零，且能使棒静止在斜面上，应加匀强磁场的磁感应强度