湖南省湘西市第三高级中学2021年高二物理下学期期末试卷含解析

湖南省湘西市第三高级中学2021年高二物理下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.某线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过它的磁通量φ随时间的变化规律如图所示，那么下列描述正确的是

（

）A、t1时刻，穿过线圈磁通量的变化率最大B、t2时刻，穿过线圈的磁通量变化率为零C、t3时刻，线圈中的感应电动势达最大值D、t4时刻，线圈中的感应电动势达最大值参考答案：D2.红光经一狭缝衍射后照射到光屏上，则可观察到的图象是（图中用白色和黑色分别表示明亮和黑暗程度）参考答案：A3.回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D形盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，关于回旋加速器的下列说法正确的是（

）A．用同一回旋加速器分别加速不同的带电粒子，一般要调节交变电场的频率

B．磁场对带电粒子的洛仑兹力对粒子不做功，因此带电粒子从D形盒射出时的动能与磁场的强弱无关C．带电粒子做一次圆周运动，要被加速两次，因此交变电场的周期应为圆周运动周期的二倍D．狭缝间的电场对粒子起加速作用，因此加速电压越大，带电粒子从D形盒射出时的动能越大参考答案：A4.如图所示，用两根长度相同的绝缘细线系住两质量均为m的小球a、b．若a球带电量+3q，b球带电量-q，现加上水平向左的足够大匀强电场，则平衡后的状态为（）A．B．C．D．参考答案：C5.如图所示，表示磁感应强度B，电流I，安培力F的相互关系图，哪个图不正确参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.放在粗糙水平地面上的物体，在10N的水平拉力作用下，以3m/s的速度匀速移动了5s，则拉力对物体做了

J的功，拉力的功率为

W参考答案：

150

、

30

7.（4分）如图所示，把电量为+5×10-9C的电荷，从电场中A点移到B点，其电势能__________(选填“增大”“减小”或“不变)，若A点的电势=15V，B点的电势=10V，则此过程电场力做的功为_____________J。

参考答案：减小，2.5×10-8J

8.磁场对电流的作用力方向可以用

来判断，其中垂直穿过掌心的方向是

，四指所指的是

，大拇指所指的是

。参考答案：左手定则

磁感线方向

电流方向

磁场力方向9.边长为L=0.2m的正方形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，穿过该区域磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图乙所示．将边长为L/2，匝数n=100，线圈总电阻r=1Ω的正方形线圈abcd放入磁场，线圈所在平面与磁感线垂直，如图甲所示．则在0～4s内通过线圈的电荷量q为_______C,

0～6s内整个闭合电路中产生的热量为_______J.参考答案：0.2C

，

0.09J

10.一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功1.7×105J，气体内能减少1.3×105J，则此过程中气体________(填“吸收”或“放出”)的热量是________J．此后，保持气体压强不变，升高温度，气体对外界做了5.0×105J的功，同时吸收了6.0×105J的热量，则此过程中，气体内能增加了________J.参考答案：放出3.0×1051.0×10511.两根垂直交叉但不接触的导线，流过每条导线的电流大小相等，方向如图所示，ABCD为导线附近的四个区域，在

区域，有磁感强度为零的一点。参考答案：A

C12.带电量为C的粒子先后经过电场中的A、B两点，克服电场力做功J，已知B点电势为50V，则（l）A、B间两点间的电势差是；（2）A点的电势；（3）电势能的变化；（4）把电量为C的电荷放在A点的电势能．参考答案：13.已知空气的击穿电场强度为2×106V/m，测得某一次闪电，设闪电的火花路径为直线，其火花长为1000m，则发生这次闪电时，放电路径两端的电势差U=

V．参考答案：2×109【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．【分析】本题通过具体事例直接考察了公式U=Ed和W=qU的理解和应用，比较简单，直接代入公式求解即可．【解答】解：由题意可知两云团之间为匀强电场，符合公式U=Ed适用条件，所以有：U=Ed=2×106×1000=2×109V故答案为：2×109三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学用游标为20分度的卡尺测量一薄金属圆板的直径D，用螺旋测微器测量其厚度d，示数如图所示。由图可读出D=________mm，d=________mm。参考答案：40.75

40.80

或40.85（3分）

3.774——3.77815.小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变化，一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题，实验室备有的器材是：电压表（3V，电阻约为3kΩ)、电流表（0～0.6A，电阻约为2Ω)、电池、开关、滑动变阻器、待测小灯泡、导线若干。实验时，要求小灯泡两端电压从零逐渐增大到额定电压以上。（1）他们应选用图中图所示的

电路进行实验；（2）根据实验测得数据描绘出如图所示U－I图象，由图分析可知，小灯泡电阻随温度T变化的关系是

。

（3）若用电动势为1.5V、内阻为3Ω的电源直接给小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是

W。（保留两位有效数字）参考答案：(1)A.

（2）T升高，R增大

（3）0.18w四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给某大学，已知发电机的输出功率为为50kW，输出电压为500V，升压变压器原、副线圈匝数比为1:5，两个变压器间的输电导线的总电阻为15Ω，降压变压器的输出电压为220V，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成电压的损失不计，求：（1）升压变压器副线圈的端电压；（2）输电线上损耗的电功率；

（3）降压变压器原、副线圈的匝数比参考答案：17.（18分）如图所示，间距L=1m的足够长的光滑平行金属导轨（电阻不计）与水平面成θ=30°角放置，导轨上端连有阻值R=0.8Ω的电阻和理想电流表，磁感应强度为B=1T的匀强磁场垂直导轨平面。现有质量m=1kg、电阻r=0.2Ω的金属棒，从导轨底端以10m/s的初速度v0沿平行导轨向上运动。现对金属棒施加一个平行于导轨平面向上且垂直于棒的外力F，保证棒在向上做匀减速运动的整个过程中，每1s内在电阻R上的电压总是变化1.6V。g取10m/s2。求：

（1）电流表读数的最大值；

（2）从金属棒开始运动到电流表读数为零的过程中，棒的机械能如何变化，变化了多少？（3）棒的加速度用符号a表示，请推导出外力F随金属棒在导轨上的位置x变化关系的表达式。结果用题中所给物理量的符号表示。

参考答案：（1）金属棒速度最大时，感应电动势E最大，电流I最大，有：

（4分）

（2）设棒运动速度为v时，棒上感应电动势为E，有E=BLv（1分）

由闭合电路欧姆定律得E=I（R+r）（1分）设电阻R两端电压为U，由欧姆定律U=IR得，式中R、r、B、L均为定值故

（1分）m/s2=2m/s2（1分）

由速度位移关系得：

m

（1分）

取金属棒初始位置所在的水平面为零势能面，则有：

（1分）

机械能增加值

（1分）

（3）设金属杆到达处时，速度的大小为v则

（1分）金属杆的电动势

（1分）

回路中的电流

（1分）金属棒受到的安培力FA=BIL

（1分）由牛顿第二定律：FA＋mgsin－F=ma

（2分）F=mgsin+－ma（1分）18.（14分）如图所示，在空间中取直角坐标系Oxy，在第一象限内平行于y轴的虚线MN与y轴距离为d，从y轴到MN之间的区域充满一个沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为E。初速度可以忽略的电子经过另一个电势差为U的电场加速后，从y轴上的A点以平行于x轴的方向射入第一象限区域，A点坐标为（0，h）。已知电子的电量为e，质量为m，加速电场的电势差U＞，电子的重力忽略不计，求：

（1）电子从A点进入电场到离开该电场区域所经历的时间t和离开电场区域时的速度大小；（2）电子经过x轴时离坐标原点O的距离l。参考答案：解析：（1）由eU＝mv02