湖南省娄底市白扬中学2021年高二物理期末试卷含解析

湖南省娄底市白扬中学2021年高二物理期末试卷含解析一、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.如图1为匀强电场的等势面，相邻等势面相距2cm，则该匀强电场

A．方向竖直向下，场强E＝100V/mB．方向水平向左，场强E＝100N/CC．方向竖直向上，场强E＝100V/mD．方向水平向右，场强E＝100V/m参考答案：A2.下列物理量中与检验电荷有关的是(

)A．电场强度E

B．电势

C．电势能

D．电势差U参考答案：C3.关于分子运动，下列说法中正确的是()A．布朗运动就是液体分子的热运动B．布朗运动图示中不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹C．当分子间的距离变小时，分子间斥力和引力的合力可能减小，也可能增大D．物体温度改变时物体分子的平均动能不一定改变参考答案：C4.如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R．线框绕与cd重合的竖直固定转轴以角速度ω从中性面开始匀速转动，线框转过时的感应电流为I，下列说法正确的是（）A．线框中感应电流的有效值为2IB．线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为C．从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为D．线框转一周的过程中，产生的热量为参考答案：BC【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理；焦耳定律；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．【分析】线圈中产生正弦式电流．感应电动势最大值Em=BSω，由E=及欧姆定律求解电流的有效值．根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式求出电量．根据Q=I2RT求解线框转一周的过程中，产生的热量．【解答】解：A、线圈中产生感应电动势最大值Em=BSω，线框转过时的感应电流为I=Imsin=sin=，感应电动势有效值E=，感应电流为I则电流的有效值为I′===I，故A错误；B、由A可知，=I，则磁通量的最大值Φ=BS=，故B正确；C、从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为：q=I△t===，故C正确；D、线框转一周的过程中，产生的热量Q=t=，故D错误；故选：BC．5.图示的电路图中，C2=2C1，R2=2R1下列说法正确的是（

）A．开关处于断开状态，电容C1的电量比C2的电量为1：2B．开关处于断开状态，电容C1的电量比C2的电量为1：4C．开关处于接通状态，电容C1的电量比C2的电量为1：1D．开关处于接通状态，电容C1的电量比C2的电量为1：4参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合圆形金属线框，用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕0点摆动．金属线框从左侧某一位置静止开始释放，在摆动到右侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。若你站在该实验装置的右侧，你所“看到”线框中感应电流的方向是

。参考答案：7.一个质量为70kg的人在电梯中用体重计称重，发现电梯静止时，体重计读数为___________N；当电梯以a=g向下做匀加速运动时，体重计读数为____________N。参考答案：700，08.（2分）一定质量的理想气体发生了状态变化，在这个过程中外界对它做了450J的功，它放出了100J的热量，则气体内能的增量是

。参考答案：

350J9.有一个电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA，要把它改装成量程0—3V的电压表，要与之___________（选填“串联”或“并联”）一个______Ω的电阻？改装后电压表的内阻是___________Ω参考答案：串联；

990Ω；

1000Ω10.（6分）一闭合线圈有50匝，总电阻R=20，穿过它的磁通量在0.1s内由8×Wb增加到1.2×Wb，则线圈中的感应电动势E=

，线圈中的电流强度I=

。参考答案：2V，（3分）0.1A（3分）11.一个正常发光的灯泡，两端的电压是36Ｖ，通过的电流是2A。这时灯泡的电阻是_________欧，它消耗的电功率是____________瓦。参考答案：12.质量为m1=2kg的带正电绝缘球A，在光滑水平面上，从无限远处以初速度10m/s，向另一个固定在水平面上带同号电荷的绝缘球B靠近，B球的质量为m2=3kg，在它们相距到最近时，总的动能为_________________J，A球具有的电势能为________________J。参考答案：0

100

13.图中给出的是螺旋测微器测量一金属板厚度时的示数，读数应为_______mm.参考答案：

7.323三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度升高而增大，半导体材料的电阻率则随稳定升高而减小，PTC元件由于材料的原因有特殊的导电特性。（1）图（甲）是某种金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图像，若用该电阻与电池（电动势E＝1.5V，内阻不计）、电流表（量程为5mA、内阻不计）、电阻箱R'串联起来，连接成图（乙）所示电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到一个简单的“金属电阻温度计”。①电流刻度较大处对应的温度刻度________（填“较大”或“较小”）②若电阻箱阻值R'＝150Ω，则图（丙）中空格处对应的温度数值为________℃（2）一由PTC元件做成的加热器，其1／R－t的关系如图（丁）所示。已知它向四周散热的功率为PQ＝0.1（t－t0）瓦，其中t（单位℃）为加热器的温度，t0为室温（本题取20℃）。当加热器产生的热功率PR和向四周散热的功率PQ相等时加热器温度保持稳定。现将此加热器接到200V的电源上（内阻不计），则加热器工作的稳定温度为________℃参考答案：

(1).较小

(2).50℃

(3).70℃（左右均可）（1）根据闭合电路欧姆定律分析电路中电流与电阻R的关系，电路中电流越大，该电阻的阻值越大，由图象可知温度越高。当电流为5mA时，由闭合电路欧姆定律求出电阻R的值，根据图象读出对应的温度；

（2）当散热功率和加热器产生的热功率相等时，温度稳定，建立等式可求出电阻与温度的关系，作出图象即可求出稳定温度；（1）①由题意可知，金属材料的电阻率随温度的升高而增大，故导体阻值变大，由闭合电路欧姆定律可知，温度升高，电阻增大，则电流减小，故电流较大处对应的温度刻度较小；

②由图可知，最大处电流为5mA；则由闭合电路欧姆定律可知，此时电阻由R-t图象，根据数学得到，当，；

（2）由题意得：，可得出与t的关系曲线如图所示，两图象的交点为平衡状态；由图可知，恒定温度应为

【点睛】本题考查学生对图象的理解及应用，图象法为物理中常用方法，应学会熟练应用。15.（1）为了探究影响平抛运动水平射程的因素，某同学通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验，实验数据记录如下表。以下探究方案符合控制变量法的是______。序号抛出点的高度（m）水平初速度（m/s）水平射程（m）10.202.00.4020.203.00.6030.452.00.6040.454.01.2050.802.00.8060.806.02.40A.若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据B.若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据C.若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据D.若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据（2）三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：a.甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤打击弹性金属片，金属片把球沿水平方向弹出，同时球被松开，自由下落，观察到两球同时落地。改变小锤打击的力度，即改变球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_____

。b.乙同学采用如图乙所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D，调节电磁铁C、D的高度，使AC＝BD，从而保证小铁球P、O在轨道出口处的水平初速度V0相等。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度V0同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象是P、Q两球相碰。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_____。c.丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为1.25cm，则该小球平抛的初速度大小为______m/s。（计算结果保留二位有效数字）参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.内蒙古拥有得天独厚的风力资源，是我国北部的风能富集区。在2008年奥运会之前分两期兴建了总装机容量为12万千瓦的风力发电厂。建成后，若采用110kV电压向北京输电。已知从内蒙古到北京的输电线电阻为1Ω。(1)求输电导线损耗的功率；(2)若为了降低损耗，把输电电压提高为220kV，求提高输电电压后比原来少损耗的功率。(3)为了进一步节约能源，请你为输电环节提出一条以上改进措施。参考答案：17.有一玻璃半球，右侧面镀银，光源S就在其对称轴SO上（O为球心），且SO水平，如右图所示。从光源S发出的一束光射到球面上，其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传播，另一部分光折入玻璃半球内，经右侧镀银面第一次反射恰能沿原路返回。若球面半径为R，玻璃折射率为，求光源S与球心O之间的距离SO为多大？参考答案：解：如图所示，

（2分）

（1分）

（1分）可得：°，°

（2分）°

°

（2分）

（2分）18.（20分）在相对于实验室静止的平面直角坐标系中，有一个光子，沿轴正方向射向一个静止于坐标原点的电子，在轴方向探测到一个散射光子。已知电子的静止质量为，光速为,入射光子的能量与散射光子的能量之差等于电子静止能量的。1．试求电子运动速度的大小,电子运动的方向与轴的夹角；电子运动到离原点距离为（作为已知量）的点所经历的时间；2．在电子以1中的速度开始运动时，一观察者相对于坐标系也以速度沿中电子运动的方向运动(即相对于电子静止)，试求测出的的长度。参考答案：解析：（1）由能量与速度关系及题给条件可知运动电子的能量为

（1）由此可解得

（2）入射光子和散射光子的动量分别为和，方向如图所示。电子的动量为，为运动电子的相对论质量。由动量守恒定律可得

（3）

（4）已知

（5）由（2）、（3）、（4）、（5）式可解得