安徽省合肥市刘河中学2021-2022学年高二物理期末试题含解析

安徽省合肥市刘河中学2021-2022学年高二物理期末试题含解析一、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.如图所示，边长为L的正方形金属框，匝数为n,质量为m，电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘，金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外．磁场随时间变化规律为B＝kt(k>0)，已知细线所能承受的最大拉力为2mg，下列说法正确的是（

）A.线圈的感应电动势大小为nk·；B.细绳拉力最大时，金属框受到的安培力大小为mg；C.从t＝0开始直到细线会被拉断的时间为。D.以上说法均不正确参考答案：AB2.关于电容器的电容，下列说法正确的是

A．电容器所带的电荷越多，电容就越大

B．电容器两极板间的电压越高，电容就越大Ｃ．电容器所带电荷增加一倍，电容就增加一倍Ｄ．电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量参考答案：D3.首先发现电流产生磁场的科学家是（

）A、富兰克林

B、法拉第

C、安培

D、奥斯特参考答案：D4.如图所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等等。停电时，用欧姆表测得A、B间的电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间的电压为U，进线电流为I，如图所示，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是

（

）A．

B．

C．

D．参考答案：C5.以下说法正确的是：A.物质波也叫德布罗意波,是一种概率波

B.使人们认识到原子核有内部结构的是卢瑟福的a粒子散射实验C.电磁波的波长等于波速与频率的乘积D.按波尔的理论，氢原子从基态E1跃迁到第一激发态E2时需要吸收光子，吸收的光子能量等于E2-E1参考答案：AD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示的电路中，电源电动势为12V，电源内阻为1.0Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω．闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A．则以下判断中正确的是()A.电动机的输出功率为14WB.电动机两端的电压为7VC.电动机产生的热功率为4WD.电源输出的电功率为24W参考答案：B试题分析：电路中电流表的示数为2.0A，所以电动机的电压为：U=E-U内-UR0=12-Ir-IR0=12-2×1-2×1.5W=7V，电动机的总功率为：P总=UI=7×2W=14W，电动机的发热功率为：P热=I2R=22×0.5W=2W，所以电动机的输出功率为：P出=14W-2W=12W，所以B正确；AC错误；电源的输出的功率为：P输出=EI-I2R=12×2-22×1W=20W，所以D错误．故选B.考点：电功率【名师点睛】在计算电功率的公式中，总功率用P=IU来计算，发热的功率用P=I2R来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的，但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不一样的.7.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。8.如图所示，A为带电荷量为+Q的点电荷，B为半径为r的不带电的金属小球，球心到A的距离为R，则球心处的场强为______________，感应电荷在球心处的场强为_________________.参考答案：0

，9.如图所示，为三个相同的灯泡（设其电阻值保持不变），为与之串联的三个常用元件，如：电感线圈、电容器或电阻。为稳恒直流电源，为正弦交流电源。当开关S接“1”时，两灯均正常发光，灯不亮；当开关S接“2”时，灯仍正常发光，灯变暗，灯正常发光。由此可知：元件是____；元件是____；元件是____。参考答案：电阻

电感线圈

电容器

10.某同学选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验，变压器原线圈两端所接的电源应是电压为12V的低压▲

（选填“交流电源”或“直流电源”）。先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压

▲

；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压

▲

（选填“增大”、“减小”或“不变”）。上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是

▲

（选填“控制变量法”、“转换法”或“类比法”）。参考答案：11.一个带正电的质点，电量q=2×10-9C，在静电场中由a点移到b点，在运动过程中，除电场力外，其它力做的功为6.0×10－5J，质点的动能增加了8.0×10－5J，则a、b两点间的电势差Uab为

。参考答案：104V12.某同学在用单摆测定重力加速度的实验中，测量不同摆长情况下单摆的振动周期，并以L为横坐标，为纵坐标，做出了图线，如图６所示，由此图线可知重力加速度为

m/s2。参考答案：13.如图所示是一交流电压随时间变化的图象，此交流的周期为________s，交流电压的有效值为_________V。参考答案：0．3

，50周期为完成一次全振动所需要的时间，所以周期为0.3s，由有效值是根据热效应定义的，所以在一个周期内三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图9所示是双缝干涉实验装置，使用波长为6.0×10－7m的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P处(到双缝的距离相等)观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹中心(即P1到S1、S2的路程差为一个波长)，现换用波长为4.0×10－7m的紫色光照射单缝时，问：(1)屏上P处将出现什么条纹？(2)屏上P1处将出现什么条纹？参考答案：(1)亮条纹(2)暗条纹15.（6分）（1）开普勒第三定律告诉我们：行星绕太阳一周所需时间的平方跟椭圆轨道半长径的立方之比是一个常量。如果我们将行星绕太阳的运动简化为匀速圆周运动，请你运用万有引力定律，推出这一规律。

（2）太阳系只是银河系中一个非常渺小的角落，银河系中至少还有3000多亿颗恒星，银河系中心的质量相当于400万颗太阳的质量。通过观察发现，恒星绕银河系中心运动的规律与开普勒第三定律存在明显的差异，且周期的平方跟圆轨道半径的立方之比随半径的增大而减小。请你对上述现象发表看法。

参考答案：（1）

（4分）

（2）由关系式可知：周期的平方跟圆轨道半径的立方之比的大小与圆心处的等效质量有关，因此半径越大，等效质量越大。

（1分）

观点一：银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有恒星的质量均计算在内，因此半径越大，等效质量越大。

观点二：银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有质量均计算在内，在圆轨道以内，可能存在一些看不见的、质量很大的暗物质，因此半径越大，等效质量越大。

说出任一观点，均给分。

（1分）

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图1所示，一个匝数n=100的圆形线圈，面积S1=0.4m2，电阻r=1Ω．在线圈中存在面积S2=0.3m2、垂直线圈平面（指向纸外）的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图2所示．将其两端a、b与一个R=2Ω的电阻相连接，b端接地．试分析求解：（1）圆形线圈中产生的感应电动势E；（2）电阻R消耗的电功率；（3）a端的电势φa．参考答案：解：（1）线圈产生的电动势：E=n=nS=100××0.3=4.5V；（2）电流为：I===1.5A，通过电阻R的电功率为：P=I2R=1.52×2=4.5W；（3）由楞次定律可知，电流沿顺时针方向，b点电势高，a点电势低，为：UR=IR=1.5×2=3V，则有：UR=φb﹣φa，φa=﹣3V；答：（1）圆形线圈中产生的感应电动势4.5V；（2）电阻R消耗的电功率4.5W；（3）a端的电势﹣3V．【考点】法拉第电磁感应定律；电磁感应中的能量转化．【分析】（1）由法拉第电磁感应定律可以求出感应电动势；（2）由欧姆定律求出电流，由电功率定义式即可求解；（3）由楞次定律可以判断出感应电流方向，然后判断电势高低；17.一个电视显像管的电子束里电子的动能EK＝12000eV．这个显像管的位置取向刚好使电子水平地由南向北运动．已知地磁场的竖直向下分量B＝5.5×10-5T，试问（1）电子束偏向什么方向？（2）电子束在显像管里由南向北通过y＝20cm路程，受洛仑兹力作用将偏转多少距离(结果保留一位有效数字)？电子质量m＝9.1×10-31kg，电量e＝1.6×10-19C．参考答案：（1）向东

（2）约3mm18.如图所示，传送带与水平面之间的夹角为30°，其上A、B两点间的距离为5m，传送带在电动机的带动下以v=2m/s的速度匀速运动，现将一质量为m=10kg的小物体（可视为质点）轻放在传送带上的A点，已知小物体与传送带间的动摩擦因数μ=，则在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中（g取10m/s2）．求：（1）传送带对小物体做了多少功；（2）传送小物体的过程中，系统产生的热量．参考答案：解：（1）对小物体：因为μmgcosθ＞mgsinθ，所以一开始小物体能沿传送带向上做匀加速直线运动．对小物体进行受力分析，由牛顿第二定律有：μmgcosθ﹣mgsinθ=ma代入数据解得：a=2.5m/s2由公式v2=2ax解得匀加速运动的位移为：x==m=0.8m＜S=5m所以物体与传送带共速后匀速上升．根据功能关系，传送带对小物体做的功等于小物体机械能的增量，即为：W=mv2+mgSsinθ=×10×22+10×10×5×sin30°=270J（2）小物体在加速阶段做匀加速运动，令运动时间为t，则小物体运动的位移为：S1==0.8m在这段时间内传送带运动的位移为：S2=vt解得：S2=1.6m所以摩擦产生的热量等于摩擦力乘以两物体间的相对距离，即：Q=μmgcosθ（S2﹣S1）=×1