山西省长治市实验中学2021年高二物理下学期期末试卷含解析

山西省长治市实验中学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.（单选）如图所示，一个带负电的油滴以初速度v0从P点倾斜向上进入水平方向的匀强电场中,若油滴到达最高点C时速度大小仍为v0，则油滴最高点的位置在(

)A.P点的左上方

B.P点的右上方C.P点的正上方

D.上述情况都可能参考答案：A2.（多选题）关于力和运动的关系，下列说法中正确的是（）A．力是维持物体运动的条件，同一物体所受到的力越大，它的速度越大B．作用在运动物体上的某力消失后，物体运动的速度可能不断增加C．放在水平桌面上的物体保持静止，是由于物体所受合外力为零D．物体运动状态发生变化，是与作用在物体上的外力分不开的参考答案：BCD解：A、根据伽利略理想斜面实验可知，力不是维持物体运动的条件，同一物体所受到的力越大，它的加速度越大，但速度不一定越大，故A错误．B、作用在运动物体上的某力消失后，其所受的合外力方向可能与速度方向相同，其速度不断增加，故B正确．C、放在水平桌面上的物体保持静止，则物体处于平衡状态，物体所受合外力为零．故C正确．D、力是改变物体运动状态的原因，物体运动状态发生变化，是与作用在物体上的外力分不开的，故D正确．故选：BCD3.于闭合电路，下列说法正确的是（

）A．电源短路时，内电压等于电源电动势B．电源短路时，电流为无限大C．外电路断开时，路端电压为零D．把电压表直接和电源连接时，电压表的示数总小于电源电动势参考答案：AD4.下列说法正确的是A.肥皂泡上出现彩色是由于肥皂水对光的折射造成的B.周期性变化的电场可以产生同周期变化的磁场C.无线发射和接收中解调是将待传递的信号加到高频电磁波中的过程D.在真空中,红光和绿光的传播速度相等E.相对论认为:一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小参考答案：BDE【详解】A．肥皂泡上出现彩色是由于光的干涉造成的。故A错误。B．根据麦克斯韦电磁场理论可知，周期性变化的电场可以产生同周期变化的磁场，故B正确。C．将传递的信号从高频载波信号上分离或还原出来的过程叫解调，故C错误。D．在真空中，所有色光的传播速度都相等，故D正确。E．根据相对论尺缩效应可知，一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小，故E正确。5.（多选）远距离送电，已知升压变压器输出电压为U1，功率为P，降压变压器的输入电压为U2，输电线的电阻为R，输电线上电压为U线，则线路损耗的热功率P损可用下面哪几种方法计算(

)A．

B．

C．

D．参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.参考答案：北，97.如图所示，水平向左的匀强电场，一根不可伸长的绝缘细线长度为L，细线一端拴一个质量为m，带负电小球，另一端固定在O点，把小球拉到使细线水平的位置A，然后由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平方向成角的位置B时速度为零。（1）该小球在B点的电势能比在A点时

（大、小）。（2）小球所受电场力与重力之比为

。（3）小球从A到B过程中，电场力做功

。（4）小球从A到B过程中，最大动能为

。参考答案：.①大

②

③④8.（6分）如图所示，在匀强电场中，将一电荷量为2×C的负电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.2J，已知A、B两点间距离为2cm两点连线与电场方向成角。则：(1)该负电荷由A移到B的过程中，电场力所做的功=

；(2)A、B两点间的电势差以=

；(3)该匀强电场的电场强度E=

。参考答案：（1）-0.2J（2分）；（2）100V（2分）；（3）1×104

V/m

（2分）9.如图所示，一个被x轴与曲线方程所围的空间中存在着匀强磁场．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B=0.2T．正方形金属线框的边长是L=0.2m，电阻是R=0.1Ω，它的一边与x轴重合，在拉力F的作用下，以v=10m/s的速度水平向右保持匀速运动．则拉力F的最大瞬时功率是_______W，从图示位置开始把线框右边拉至x=0.15m坐标处，拉力F需要做_______J的功。参考答案：1.6W

，

0.012J

10.如图所示，L是一电阻可以忽略不计的电感线圈，a、b为L上的左右两个端点，A、B、C为完全相同的三个灯泡，原来开关S是闭合的，三个灯泡均在发光，某时刻将开关S断开，则a点的电势

b点（填“高于”、“低于”或“等于”），B、C两灯发生的现象为

．参考答案：低于，三灯均过一会儿才熄灭，流过灯泡BC的电流比原来大，B、C灯变亮后缓慢熄灭【考点】自感现象和自感系数．【分析】开关由闭合到断开瞬间，BC灯原来电流立即消失，而线圈产生自感电动势与ABC组成回路，由于阻碍作用使电流逐渐减小．【解答】解：开关闭合稳定时，流过A的电流大于流过BC的，开关由闭合到断开瞬间，线圈中产生的自感电流的方向为由a指向b，所以b点电势高于a点；BC灯原来的电流瞬间消失，而线圈产生自感电动势阻碍BC灯中电流减小，并与ABC组成回路，原来两支路灯电流不相等，则开关断开瞬间，电流都从原来A的值开始减小，所以三灯均过一会儿才熄灭，而流过灯泡BC的电流比原来大，B、C灯变亮后缓慢熄灭．故答案为：低于，三灯均过一会儿才熄灭，流过灯泡BC的电流比原来大，B、C灯变亮后缓慢熄灭11.一个闭合回路由两部分组成，如图所示，右侧是总电阻为r的单匝的圆形导线，置于竖直向上均匀变化的磁场中；左侧是光滑的倾角为θ的平行导轨，宽度为d，其电阻不计．磁感应强度为B0的匀强磁场垂直导轨平面向上，且只分布在左侧，一个质量为m、电阻为R的导体棒此时恰好能静止在导轨上，则圆形线圈中的磁场均匀__________(填增强或减弱)，圆形导线中的磁通量变化率为__________。参考答案：增强

12.如下图，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，线圈先后两次转速之比为

；两种情况在相等时间内产生的焦耳热之比Qa∶Qb＝

。参考答案：3∶2

；

9∶4

13.参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在“探究单摆周期与摆长关系”的实验中，（1）某同学用秒表测得单摆完成40次全振动的时间如图甲所示，则单摆的周期为

s；（2）实验中对提高测量结果精度有利的建议是______。A．单摆的摆线不能太短B．单摆的摆球密度尽可能大C．单摆的摆角越大越好D．从平衡位置开始计时，测量一次全振动的时间作为摆动周期（3）若单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为，式中T0为摆角趋近于0°时的周期，a为常数；为了用图象法验证该关系式，需要测量的物理量有________；某同学在实验中得到了如图乙所示的图线，则图线的斜率表示_______。参考答案：（1）1.89

（2）AB

（3）T（或t、n）和θ

（或）（1）小表盘表针没有超过了半刻线，故：秒表读数=某分钟+（大表盘示数）秒所以秒表的示数为：60s+15.6s=75.6s；单摆完成40次全振动，故周期为：；（2）A、单摆的摆长越长，周期越大，适当加长摆长，便于测量周期，故A正确；B、要减小空气阻力的影响，单摆的摆球密度尽可能大，故B正确；C、单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动，则单摆偏离平衡位置的角度不能太大，一般不超过5°，故C错误；D、单摆周期较小，把一次全振动的时间作为周期，误差较大，应采用累积法，测多个周期的时间取平均值作为单摆的周期，故D错误；故选AB；（3）根据可知，需要测量的物理量有T（或t、n）、θ由，若图象为图甲所示，应变形为，所以图线的斜率为。15.为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表：照度(lx)0.20.40.60.81.01.2电阻(kΩ)754028232018(1)根据表中数据，请在图1给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点．(2)如图2所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统．请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响光敏电阻RP(符号，阻值见上表)；提供的器材如下：直流电源E(电动势3V，内阻不计)；定值电阻：R1＝10kΩ，R2＝20kΩ，R3＝40kΩ(限选其中之一并在图中标出)；开关S及导线若干．参考答案：(1)根据图表中的数据，在坐标纸上描点连线，得到如图所示的变化曲线．阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小．(2)因天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统，此时光敏电阻阻值为20kΩ，两端电 压为2V，电源电动势为3V，故应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10kΩ，即选用R1；此电路的原理图如图所示：(1)光敏电阻的阻值随光照变化的曲线见标准解答．特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小．(2)电路原理图见标准解答．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数N=10、电阻r=1W，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=9Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量F随时间t按图（乙）所示正弦规律变化。求：（1）交流发电机产生的电动势的瞬时值表达式；（2）电路中交流电压表的示数。（3）使线圈匀速转动一周，外力作的功。(4)从计时开始，线圈转过过程中，通过外电阻的电荷量是多少?

参考答案：（1）交流发电机产生电动势的最大值Em=NBSω而Fm=BS、，所以，Em=2NpFm/T由F-t图线可知：Fm=2.0′10-2Wb，T=6.28′10-2s所以Em=20V

所以e=20cos100πt(V)（2）电动势的有效值E=Em=10

V由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为I==

A交流电压表的示数为U=I/R=9V=12.7V.(3)匀速转动一周，根据能量守恒得：W=Q=I2(R+r)T=1.256J(4)q==

ΔF=Fm(1-sin)

联立得q=0.01c

17.如图所示，水平固定放置的平行金属板M、N，两板间的距离为d，在两板的中心（即到上、下板距离相等，到板左、右端距离相等）有一悬点O，系有一长的绝缘细线，线的另一端系有一质量为m、带正电荷的小球，电荷量为q。现对两板充电，使得两板间形成一竖直向上的匀强电场，匀强电场的大小为。求：（1）小球静止时，细线的拉力大小（2）现给小球以速度，要使得小球在竖直平面内绕O点做完整的圆周运动，小球在整个圆周运动中的最小速度多大？（3）小球能绕悬点O在竖直平面内做完整的圆周运动，当小球运动到竖直直径AB的B端时，细线突然断开，设此时其水平速度大小为，小球恰好从平行金属板的边界飞出，求平行金属板的长度L。参考答案：（1）qE＝2mg，在B点静止，则有F＝qE－m＝mg（2）球过A点时速度最小，，（3）线断后球做类平抛运动，轨迹向上弯曲18.如图一所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，质量为m的金属杆ab与金属框架接触良好。在两根导轨的端点d、e之间连