2021-2022学年山东省菏泽市侨联中学高二物理下学期期末试题含解析

2021-2022学年山东省菏泽市侨联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.（多选题）用电场线能直观、方便地比较电场分布情况。如图，左图是等量异种点电荷形成电场的电场线示意图，右图是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则A．B、C两点场强大小和方向都相同B．A、D两点场强大小相等，方向相反C．E、O、F三点比较，O的场强最强D．B、O、C三点比较，O的场强最弱参考答案：ACD2.（多选）如图所示，理想变压器的输出端有三组次级线圈，分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C。若用IR、IL、Ic分别表示通过R、L和C的电流，则下列说法中正确的是

A.若M、N接正弦式交流电，则IR≠0、IL≠0、IC=0B.若M、N接正弦式交流电，则IR≠0、IL≠0、IC≠0C.若M、N接恒定电流，则IR≠0、IL≠0、IC=0D.若M、N接恒定电流，则IR=0、IL=0、IC=0参考答案：BD本题主要考查变压器原理以及电感、电容对交流电的影响；当输入端接入交流电时，变压器可以正常工作，电感、电容都可以通交流，三个副线圈回路电流均不为零，故选项B正确；当输入端接入直流电时，变压器不工作，故三个副线圈回路电流均为零，故选项D正确；本题正确选项为BD.3.摆长为L的单摆做简谐振动，若从某时刻开始计时，（取作t=0），当振动至时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图象是图中的（

）

参考答案：C4.（多选题）如图所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S．某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子（不计粒子的重力及粒子间的相互作用），所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场．已知∠AOC=60°，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于（T为粒子在磁场中运动的周期），则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的时间可能为（）A． B． C． D．参考答案：ABC【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．【分析】所有粒子的初速度大小相同，轨迹半径相同，当入射点与出射点连线最长时，轨迹的圆心角最大，粒子在磁场中运动的最长．相反连线最短，时间最短．根据几何知识，作出轨迹，确定时间的范围进行选择．【解答】解：粒子在磁场做匀速圆周运动，粒子在磁场中出射点和入射点的连线即为轨迹的弦．初速度大小相同，轨迹半径R=相同．设OS=d，当出射点D与S点的连线垂直于OA时，DS弦最长，轨迹所对的圆心角最大，周期一定，则由粒子在磁场中运动的时间最长．由此得到：

轨迹半径为：R=当出射点E与S点的连线垂直于OC时，弦ES最短，轨迹所对的圆心角最小，则粒子在磁场中运动的时间最短．则：SE=，由几何知识，得θ=60°最短时间：tmin=所以，粒子在磁场中运动时间范围为≤t≤故选ABC5.高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，如图所示为冶炼金属的高频感应炉的示意图，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快，温度易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特种金属。该炉的加热原理是()A．利用线圈中电流产生的焦耳热B．利用线圈中电流产生的磁场

C．利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流D．给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒。ab和cd用导线连成一个闭合回路。当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力。由此可知Ⅰ是

极，Ⅱ是

极，a、b两点的电势φa___

__φb（填空“>”、“<”或“＝参考答案：

S

，

N

，

>

。7.如图9所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I=

。线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q=

。参考答案：

8.在如图所示的匀强电场中，一条绝缘细线的上端固定，下端拴一个大小可以忽略、质量为m、电荷量为q的小球，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球带

电（填“正”或“负”），匀强电场场强为．参考答案：正，．【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．【分析】对小球受力分析，根据共点力平衡确定电场力的方向，从而得出电场力的大小，得出匀强电场的场强大小．【解答】解：小球处于平衡，知道电场力的方向水平向右，所以小球带正电．根据平衡有：mgtanθ=qE，解得场强E=．故答案为：正，．9.（2分）质量为50kg的同学坐在绳长为4.0m的秋千板上，当她经过最低点时，速度为4.0m/s，此时该同学对秋千板的压力是

N(g=10m/s2)。参考答案：70010.欧姆表表头的满偏电流为3mA，内接一节电动势为1.5V的干电池，那么该欧姆表的内阻为_____

__Ω。待测电阻接入两表笔之间时,指针指在满刻度的3/4处,则待测电阻的阻值为___

__Ω。（2）用多用表“×10”档测量一个电阻的阻值，调零后进行测量,发现表针偏转的角度很小,可以判定这个电阻的阻值

(填“较小”或者“较大”)，为了把电阻测量的更准确些,应换用

档（填“×1”或者“×100”），重新测量。参考答案：(1)

500

375

(2)

较大

×10011.（1）如图所示，在真空中用绝缘轻质细线悬挂着M、N两个带等量电荷的小球，电荷量均为q，M带正电。则N球带

电（选填“正”或“负”）。（2）设M、N两带电小球可视为点电荷。两球平衡时，它们之间的库仑力大小为F，若M、N两球电荷量均增大为2q，两球距离不变时，N球受到的电场力大小为

。参考答案：（1）正

（2）4F12.质量为1kg的物体，从足够高处自由落下，（g=10m/s2）下落3s内重力对物体做功WG=

▲在下落第3s内重力对物体做功的功率P=

▲

.参考答案：450焦，250瓦13.在用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻时，根据实验测得的一系列数据，画出了如图所示的U－I图，则被测干电池的电动势为______V，内阻为______Ω。参考答案：1.5V

0.5Ω三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系，可用的器材如下：电源（电动势3V，内阻1Ω）、电键、滑动变阻器（最大阻值20Ω）、电压表、电流表、小灯泡、导线若干。（电压表和电流表均视为理想电表）（1）实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的U-I图象如图a所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而

（填“增大”、“减小”或“不变”）。（2）根据图a，在图b中把缺少的导线补全，连接成实验的电路（其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压）。ks5u参考答案：(1)增大(2)见右图115.（9分）有一学生要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，他的实验如下：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一小钢球接触。当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘。如图所示，让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行后落到水平地面，水平距离为S。（1）请你推导出弹簧的弹性势能EP与小钢球质量m、桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系式：______________________。（2）弹簧长度的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离S的实验数据如下表所示：弹簧长度压缩量x（cm）0.500.751.001.251.501.75钢球飞行水平距离s（m）1.011.502.012.483.013.50从上面的实验数据，请你猜测弹簧的弹性势能EP与弹簧长度的压缩量x之间有何关系？为什么？________________________________________________________________。参考答案：（1）EP＝

（2）与x2成正比，因为从表中可以看出，s与x成正比、所以s2与x2成正比，由EP＝的关系式可知EP与x2成正比。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈匝数N=100匝，转速为n=（转/秒），在转动过程中穿过线圈磁通量的最大值为Фm=0.02Wb。则：（1）线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势为多少？（2）当线圈平面与中性面夹角为π/3时，感应电动势为多少？参考答案：(1)

ω=2πn=10rad/s

（1分）根据Em=NBSω,

Фm=BS

（2分）得

Em=NФmω=20V

（1分）(2)根据e=Emsinωt，ωt=π/3

（2分）得e=Emsinπ/3=10V=17.3V17.如图所示，A、B为两块平行金属板，A板带正电、B板带负电．两板之间存在着匀强电场，两板间距为d、电势差为U，在B板上开有两个间距为L的小孔．C、D为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近B板的O′处，C带正电、D带负电．两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着B板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向O′.半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计．现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电微粒(微粒的重力不计)，问：(1)微粒穿过B板小孔时的速度多大？(2)为了使微粒能在CD板间运动而不碰板，CD板间的电场强度大小应满足什么条件？(3)从释放微粒开始，经过多长时间微粒第1次通过半圆形金属板间的最低点P点？参考答案：(1)设微粒穿过B板小孔时的速度为v，根据动能定理，有qU＝mv2

①（2分）解得v＝

（1分）(2)微粒进入半圆形金属板后，电场力提供向心力，有qE＝m＝m

②（2分）联立①、②，得E＝

（1分）(3)微粒从释放开始经t1射出B板的小孔，则t1＝＝＝2d

（2分）设微粒在半圆形金属板间运动经过t2第一次到达最低点P点则t2＝＝

（2分）微粒第一次到达P点经过的时间t=(t1＋t2)＝(2d＋)

（2分）18.（8分）如图所示，把一带电量为-5×10-8C的小球A用绝缘细绳悬起，若将带电量为+4×10-6C的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距30cm时，绳与竖直方向成45°角，取，，