海南省海口市沿江中学2021年高二物理期末试题含解析

海南省海口市沿江中学2021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，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨平面垂直。阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好。t＝0时，将开关S由1掷到2。q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度。下列图像正确的是

参考答案：D2.电场中有一点P，下列说法中正确的有（

）A.若放在P点的电荷的电量减半，则P点的场强减半B.P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大C.若P点没有检验电荷，则P点场强为零D.P点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向参考答案：B3.有关磁场的物理概念，下列说法中错误的是（）A．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是矢量B．磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关C．磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关D．磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的大小参考答案：C【考点】磁感应强度；磁感线及用磁感线描述磁场．【分析】磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，是矢量，其方向就是该点的磁场方向，与产生磁场的电流方向有关，与放入磁场的电流元无关．磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的大小．【解答】解：A、磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，是矢量．故A正确．B、磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，跟产生磁场的电流方向有关．故B正确．C、磁感应强度的方向是由磁场本身决定的，与放入磁场中的受磁场力作用的电流方向无关．故C错误．D、磁感线可以形象描述磁场的强弱和方向，磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的大小．故D正确．本题选错误的，故选C4.德国物理学家（

）用实验证实电磁波的存在，使人们认识到物质存在的另一种形式。A．麦克斯韦

B．爱迪生

C．赫兹

D．法拉第参考答案：C5.粗糙水平地面上有一木箱，现用一水平力拉着木------------------------------(

)A．木箱所受的拉力和地面对木箱的摩擦力是一对作用力和反作用力B．木箱对地面的压力和木箱所受的重力是一对作用力和反作用力C．木箱所受的重力和地面对木箱的支持力是一对平衡力D．木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对平衡力参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一个质子和一个粒子（粒子的质量是质子的4倍，电荷量是质子的2倍），同时射入同一匀强磁场，方向和磁场垂直，则如果两者以相同速度进入磁场中，则其圆周运动的轨道半径之比是______。如果两者以相同动量进入磁场中，则其圆周运动的轨道半径之比是______。参考答案：1:2

2:17.（2分）在粗糙的水平面上用水平恒力F推动质量为m的物体，由静止开始运动，经过1s撤去外力F，又经过2s物体停止运动，则物体与水平面间的动摩擦因数为______。参考答案：

F/3mg8.如图所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为vo=（用L、g表示），其值是（取g=9.8m/s2）参考答案：9.光纤通过所用的原理是光的_______,光缆有内外两层，设光缆的内芯材料的折射率为n1，光缆的外套材料的折射率为n2，则n1______n2.(填“大于”、“等于”或“小于”)参考答案：全反射；大于10.某研究性学习小组利用图甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出如图乙所示的R－图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到：E＝______V，r＝______Ω.参考答案：电动势为2.4——2.5V之间均可内阻r＝1Ω11.14．如图所示，金属环半径为a，总电阻为2R，匀强磁场磁感应强度为B，垂直穿过环所在平面．电阻为R／2的导体杆AB沿环表面以速度v向右滑至环中央时，杆两端的电压为____________。参考答案：12.已知氘核（）质量为2.0136u，中子（）质量为1.0087u，氦核（He）质量为3.0150u，1u相当于931.5MeV．（1）写出两个氘核聚变成He的核反应方程；（2）计算上述核反应中释放的核能（保留三位有效数字）；（3）若两个氘核以相同的动能0.35MeV做对心碰撞即可发生上述反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应后生成的氦核（He）和中子（n）的速度大小之比是多少？参考答案：解：（1）核反应方程为：2→+．（2）由题给条件得核反应中质量亏损为：△m=2.0136u×2﹣（3.0150+1.0087）u=0.0035u所以释放的核能为：△E=△mc2=931.5×0.0035MeV=3.26MeV．（3）因为该反应中释放的核能全部转化为机械能﹣﹣即转化为He核和中子的动能．设氦3和中子的质量分别为m1、m2，速度分别为υ1、υ2，则由动量守恒及能的转化和守恒定律，得：m1υ1﹣m2υ2=0Ek1+Ek2=2Ek0+△E解方程组，可得：因为氦3和中子的质量比为3：1，则．答：：（1）核反应方程为：2→+．（2）上述核反应中释放的核能为3.26MeV．（3）反应后生成的氦核（He）和中子（n）的速度大小之比是1：3．13.在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，金属杆PQ在宽为L的平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，PQ中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其它条件不变，所产生的感应电动势大小变为E2．则E1与E2之比为

，通过电阻R的感应电流方向为

（b→a或a→b）参考答案：

1∶2，a→b三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面ab、cd与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以ab、cd为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比

；乙同学测得的折射率与真实值相比

；丙同学测得的折射率与真实值相比

。（填“偏大”、“偏小”或“不变”）

参考答案：15.有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60cm，电阻大约为6Ω，横截面如图甲所示．（1）用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图乙所示，金属管线的外径为

mm；（2）现有如下器材：A．电流表（量程0.6A，内阻约0.1Ω）B．电流表（量程3A，内阻约0.03Ω）C．电压表（量程3V，内阻约3kΩ）D．滑动变阻器（1750Ω，0.3A）E．滑动变阻器（15Ω，3A）F．蓄电池（6V，内阻很小）G．开关一个，带夹子的导线若干要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选

，滑动变阻器应选

．（只填代号字母）（3）请将图丙所示的实际测量电路补充完整．（4）已知金属管线样品材料的电阻率为ρ，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的横截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是

（所测物理量用字母表示并用文字说明）．计算中空部分横截面积的表达式为S=

．参考答案：解：（1）螺旋测微器的读数等于1mm+0.01×12.5mm=1.125mm．（2）电路中的电流大约为I=A=0.5A，所以电流表选择A．待测电阻较小，若选用大电阻滑动变阻器，测量误差角度，所以滑动变阻器选择E．（3）待测电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，所以电流表采取外接法．滑动变阻器可以采用限流式接法，也可以采用分压式接法．（4）还需要测量的物理量是管线长度L，根据R=ρ，则S=，则中空部分的截面积S′=﹣S=．（1）．1.125±0.001；（2）．A，E；（3）．如图所示：（4）．管线的长度L，．【考点】测定金属的电阻率．【分析】（1）螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．（2）根据电路中电流的大小确定电流表的量程，从测量误差的角度选择滑动变阻器．（3）将待测电阻与电压表和电流表内阻比较，确定其是大电阻还是小电阻，从而确定电流表的内外接．（4）根据电阻定律求出导体电阻的横截面积，用大圆的面积减去电阻的横截面积，即为中空部分的截面积．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，ABCD为竖立放在场强为E＝104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BC部分是半径为R的半圆环，轨道的水平部分与半圆环相切，A为水平轨道上的一点，而且A＝R＝0.2m.把一质量m＝0.1kg、带电量q＝10－4C的小球，放在水平轨道的A点由静止开始释放后，在轨道的内侧运动.(g取10m/s2)求：(1)它到达C点时的对轨道压力是多大？(2)若将场强方向改为竖直向下，则从A点以多大的速度释放，小球在运动过程中不会脱离轨道？

参考答案：(1)2m/s(2)vo≥4m/s.或vo≤(1)由A点到C点应用动能定理有Eq(AB＋R)－mgR＝mv而F-Eq=mv/R得FC＝3N(2)在D点，小球要安全通过必有mg+Eq≤m设释放点距B点的距离为xm，由动能定理得：可得vo≥4m/s.而运动到C点时速度恰为0，也可不脱离轨道：可得vo≤

17.发电机的端电压为220V，输出电功率为44kW，输电导线的总电阻为0.2Ω，如果用原、副线圈匝数之比为1:10的理想变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为10:1的理想变压器降压供给用户。（1）求用户得到的电压和功率（2）若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压。参考答案：（1）219.6V，43920W．（2）180V，36kW【详解】（1）根据得：则输电线上的电流为：损失的功率为：P损=I22R=400×0.2W=80W．

输电线上损失的电压为：△U=I2R=20×0.2V=4V

则降压变压器输入电压为：U3=U2-△U=2200-4V=2196V

根据得用户得到的电压为：；

用户得到的功率为：P′=P-P损=44000-80W=43920W．

（2）若不经过变压而直接送到用户，输电线上的电流，则输电线上损失的电压U′=IR=200×0.2=40V，

所以用户得电压U2=U1-U′=220-40=180V．

用户得到功率为P用＝P?I2r＝44000?2002×0.2W＝36kW18.（12分）矩形线框放在磁感应强度为B的匀强磁场中，其匝数为N，面积为S，总电阻为R。t=0时刻线框开始绕轴以角速度从图示位置匀速转动，如图(a)、（b）、(c)所示。

（1）三种情景中能产生交变电流的是哪个？写出相应的电动势的瞬时值表达式。（2）求线框从图示位置转动90°过程中,线框中产生的热量及流过导线某一横截面的电荷量。参考答案：解析：（1）当按(a)的情景转动时，穿过线框的磁通量始终为零，无变化，故无交变电流产生；（b）（c）情景可产生交变电流，且时刻，感应电动势都取得最大值，故电动势的瞬时值表达式为：。

（4分）（2）对（b）、（c）情景而言，转动时，电动势由最大值变为零，仍可用交流电的有效值计算热量。电动势的有效值

（1分）转动