2020-2021学年浙江省杭州市之江高级中学高二（上）期末物理试卷（附答案详解）

2020-2021学年浙江省杭州市之江高级中学高二（上）期

末物理试卷

一、单选题（本大题共13小题，共39.0分）

1.关于感应电动势E的单位，下列选项中正确的是（）

A.Wb/sB.JC.AD.T

2.下列家用电器利用电磁感应原理工作的是（）

A.电饭煲B.电磁炉C.电烙铁D.热水器

3.发现电流磁效应现象和电磁感应现象的科学家分别是（）

A.法拉第、奥斯特B.法拉第、库仑

C.奥斯特、法拉第D.奥斯特、安培

4.在下列四幅u-t图象中，能正确反映我国居民生活所用交流电的是（）

5.远距离输电要采用（）

A.低压输电B.高压输电C.强电流输电D.弱电流输电

6.某同学用如图所示的装置做“探究产生感应电流的

条件”的实验，下列情形中没有产生感应电流的是

（）

A.将磁铁匀速插入线圈

B.将磁铁加速插入线圈

C.将磁铁放在线圈中静止不动

D.将磁铁加速从线圈中抽出

7.如图所示,匀强磁场区域宽度为L,一长为d（d<L）

的矩形线圈以恒定的速度v向右通过磁场区域，在XXX

这个过程中，有感应电流的时间为（）XXX

A..-d

VXXX

XXX

B.-

V

c.—V

D.—

V

8.如图所示，磁场中有一导线MV与“匚”形光滑的金属框组x

x

成闭合电路，当导线向右运动时，下列说法正确的是（）

X

A.电路中有顺时针方向的电流

B.电路中有逆时针方向的电流

C.导线的N端相当于电源的正极

D.电路中无电流产生

9.如图，帅〃为边长为L的正方形匀强磁场区域，磁场方向垂直于

纸面向里，半径为八匝数为〃的线圈如图所示放置。当磁场以华

At

的变化率变化时，线圈中感应电动势为（）

A.0

B.n”

C.n--nr2

n482

D-5r

10.如图，电感线圈心的阻值与电阻R的阻值相同，或。是两个完全

相同的灯泡，贝心）

A.闭合开关，。将逐渐变亮

B.闭合开关，人将逐渐变亮

C.断开开关，。立刻熄灭

D.断开开关，6立刻熄灭

第2页，共18页

11.如图所示为一交变电流的图象，其中电流为正时图象为正弦交流电的一部分，则该

交变电流的有效值为（）

//A

:AA八一

u

T：T.37：\2Tt

A"，。B./=净。C,I='jD./=争

12.如图所示，三只完全相同的灯泡〃、氏c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再

将三者并联，接在220匕100也的交变电源两端，三只灯泡亮度相同。如果将电源

改为220匕60Hz的交变电源，贝"（）

A.三只灯泡亮度不变B.a不变，6变暗，c,变亮

C.”亮度不变，6变亮，c变暗D.三只灯泡都将变亮

13.如图所示，理想变压器原线圈两端接正弦交流电源，"L.I

副线圈接有阻值为440的定值电阻。已知电压表示数为©|?[]R

220V,原、副线圈的匝数比为5：1,则定值电阻消耗的人」~~P1------1

功率为（）

A.44WB.88卬C.220WD.1100IV

二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）

14.如图所示，图甲为一台小型发电机示意图，线圈匝数为10匝，内阻为10,产生的

电动势随时间变化规律如图乙所示，外接灯泡电阻为100,则（）

A.1s内通过灯泡的电流方向改变了50次

B.灯泡的功率为40W

C.1s内通过灯泡的电荷量为2c

D.穿过线圈的磁通量最大值为口比Wb

15.下列说法正确的是（）

A.系统不受外力，这个系统动量守恒

B.若小明用力推门而没推动，则推力产生的冲量为零

C.质量越大，物体动量一定越大

D.竖直抛出的物体上升到一定高度后又落回抛出点，不计空气阻力，则此过程中

重力的冲量不为零

16.质量为m的小球A静止在光滑水平面上，质量为4〃?的小球B以速度v与小球A发

生正碰后，两球的动能相等，则（）

A.碰撞后小球A的速度大小为

B.碰撞后小球B的速度大小为

C.碰撞过程4对B的冲量大小为£mu

D.碰撞过程系统损失的动能为］m卢

三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）

17.某同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，实验电路图如图1

所示。

（1）该同学设计的电路图比课本中的电路图多使用了一个定值电阻，你认为其作用

是o

（2）现有电流表（0〜0.84）、开关和导线若干，实验桌上还有以下器材：

A.电池一节；

滑动变阻器（0〜100,允许的最大电流为24）；

C.定值电阻（阻值为2。，额定功率为5勿）；

D电压表（0〜3V，内阻约为1000。）。

（3）该同学某次实验时，电压表的指针位置如图2所示，其读数为匕

（4）该同学通过实验得到了多组电流表和电压表的读数，并把它们描在坐标系中，

如图3所示，据此可知该电源的电动势为V,内阻为0（本小问结果

保留三位有效数字）。

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—cS—0-C=J-|

-©--------.

图1图3

18.某同学用图甲所示装置通过半径相同的4、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，图

中CQ是斜槽，QR为水平槽，二者平滑相接，实验时先使A球从斜槽上某一固定

位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面上的记录纸上，留下痕迹。重复上述操

作10次，得到10个落点痕迹。然后把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A

球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、8球分别在记录纸上留下各自

的落点痕迹。重复这种操作10次。

图中。是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，P为未放被碰球B时A球的平均

落点，M为与8球碰后4球的平均落点，N为被碰球B的平均落点。若8球落点痕

迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP.米尺的零点与。点对齐。

(1)入射球A的质量叫和被碰球B的质量me的关系是犯4(选填

或“=”)。

(2)碰撞后8球的水平射程约为cm.

(3)下列选项中，属于本次实验不必测量的一个物理量是(填选项前的字母)。

A.水平槽上未放B球时，测量A球平均落点位置到。点的距离

B.A球与B球碰撞后，测量4球平均落点位置到。点的距离

C.测量4球和8球的质量

/).测量G点相对于水平槽面的高度

(4)若碰撞前后动量守恒，则需验证的关系式为。

四、计算题(本大题共3小题，共33.0分)

19.如图所不，长L-1.0m,阻值r-0.30、质量m—0.1kg

的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面的两条平行光滑金

属导轨上，导轨间距也是l.(hn,与金属棒接触良好，导

轨电阻不计，导轨左端接有R=0.50的电阻，电流表与

电阻R串联。垂直导轨平面的匀强磁场竖直向下，现以向右的恒定外力尸使向

右运动，当其以速度沈］2m/s匀速滑动时，观察到电压表的示数为1匕两电表均可

视为理想电表，求：

(1)此时电流表的示数；

(2)磁感应强度8的大小；

(3)拉动金属棒的外力F的大小。

20.一个质量为rn=100g的小球从离厚垫九=0.8m高处自由下落，落到厚软垫上，若

从小球接触到软垫到小球陷至最低点经历的时间△《=0.2s,(g=10m/s2),求：

(1)小球接触到软垫前的一瞬间的动量；

(2)小球从开始下落到陷至最低点的过程中，重力的冲量；

(3)软垫对小球的平均冲力。

21.小明将如图所示的装置放在水平地面上，该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直

轨道AB和倾角。=37。的斜轨道平滑连接而成。质量zn=0.1kg的小滑块从弧

形轨道离地高，=1.0m处静止释放。已知R=0.2m,LAB=LBC=1.0m,滑块与轨

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道AB和8c间的动摩擦因数均为〃=0.25,弧形轨道和圆轨道均可视为光滑，忽略

空气阻力。

(1)求滑块运动到与圆心O等高的。点时对轨道的压力：

(2)通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端C点；

(3)若滑下的滑块与静止在水平直轨道上距A点x处的质量为2m的小滑块相碰，碰

后一起运动，动摩擦因数仍为0.25,求它们在轨道BC上到达的高度与x之间的

关系。(碰撞时间不计,sin370=0.6,cos37°=0.8)

答案和解析

1.【答案】A

【解析】解：由法拉第电磁感应定律可知：E=n一,磁通量的单位为皿，所以磁通

量变化量的单位也为Wb,时间的单位为s,所以感应电动势的单位为Wb/s,故A正确，

BC。错误。

故选：A。

明确法拉第电磁感应定律的基本内容，根据公式即可推导出正确的单位。

本题考查感应电动势的单位，要注意电动势单位为伏特，同时能根据法拉第电磁感应定

律推导对应的单位。

2.【答案】B

【解析】解：人电饭煲是利用电流的热效应进行工作的，没有利用电磁感应现象，故

A错误；

B、电磁炉是采用磁场感应涡流加热原理，它利用电流通过线圈产生磁场，当磁场内之

磁力通过含铁质锅底部时，即会产生无数之小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再

加热于锅内食物。有利用电磁感应现象，故8正确；

C、电烙铁是利用电流的热效应进行工作的，没有利用电磁感应现象，故C错误；

。、电热水器是利用电流的热效应进行工作的，没有利用电磁感应现象，故。错误；

故选：B。

分析各用电器的工作原理，然后答题.

本题考查了各用电器的工作原理，电饭煲、电磁炉、电烙铁和热水器虽然都是使用加热，

但其加热的原理不同，要明确各用电器的工作原理.

3.【答案】C

【解析】解：发现电流磁效应的科学家为奥斯特，从而揭开了研究电和磁关系的序幕;

在其影响下，法拉第开始研究磁生电，并历经十年发现了电磁感应现象；

故ABO错误，C正确；

故选：Co

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根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可.

本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记

忆，这也是考试内容之一.

4.【答案】C

【解析】解：我们日常生活中用的都是正弦式交流电，电压是220V,频率是50Hz.周期

为0.02s

电压的最大值为：220&P=311U,故C正确，错误。

故选：C。

根据对家庭用电（交流电）的了解回答，知道我国生活用电电压220V为有效值。

本题考查交流电的性质，要注意明确我们平常所说的电压为有效值，要知道正弦式交流

电最大值是有效值的/倍。

5.【答案】B

【解析】解：在远距离输送电能时，输电线路上的电能损失主要是电流的热效应而产生

的，根据Q=/2Rt可知，在导线电阻不变的情况下，电流越小，输电线上的电能损失就

越小。

而如何减小电流呢？

根据电功率的计算公式2="可知，在输送电功率一定时，要减小电流可以增大电压。

即高压输电。

故选：Bo

电能的耗损主要指的是电流的热效应而产生的，根据计算公式Q=l2Rt,在输电功率不

变，输电线的电阻不变的情况下，要减小输电线路上的电能损失，必须通过增大电压的

办法来减小电流，从而减少电能的损耗.

本题与我们的日常生活联系比较紧密，是这几年中考出题的一个新的方向，在学习生活

中要养成勤于观察、善于思考的好习惯.

6.【答案】C

【解析】解：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。当

磁铁匀速、加速插入线圈或加速从线圈中抽出时，都会引起磁通量发生变化，从而产生

感应电流；当磁铁放在线圈中静止不动时，磁通量虽然不为零，但磁通量没有发生变化，

就不会产生感应电流，故C正确，A3。错误。

本题选择没有产生感应电流的，

故选：Co

明确感应电流的条件，知道只有穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合回路中即可产

生感应电流。

本题考查感应电流的条件，要知道产生感应电流需要有两个条件：一是要有闭合回路；

二是回路中磁通量发生变化。

7.【答案】B

【解析】解：当线圈右边进磁场和左边出磁场时，回路磁通量发生变化，有感应电流；

由图可知，产生感应电流的过程只有进入和离开的过程，所以有感应电流的时间士=&+

V

-=故正确，）错误。

VVBACZ

故选：B。

明确感应电流产生的条件，知道当通过闭合回路磁通量变化时，回路中有感应电流，则

线圈右边进磁场的过程和左边出磁场的过程中，才有感应电流。

解决本题的关键掌握感应电流产生的条件，知道只有当通过闭合回路的磁通量发生变化

时，才有感应电流。

8.【答案】B

【解析】

【分析】

根据右手定则，结合磁场方向与运动方向，从而判定感应电流的方向，进而确定电源的

正负极。

考查右手定则的内容，掌握感应电流方向与磁场方向，及运动方向的关系，同时注意与

左手定则的区别。

【解答】

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AB,根据右手定则，由题意可知，当导线向右运动时，产生的感应电流方向由N端经

过导线到M端，因此有逆时针方向的感应电流，故A错误，B正确；

C、由上分析可知，电源内部的电流方向由负极到正极，因此N端相当于电源的负极,

故C错误；

D,根据感应电流产生的条件可知，电路会产生感应电流，故。错误；

故选B。

9.【答案】B

【解析】解：线圈中的有效面积为矩形面积，故$=〃，

根据法拉第电磁感应定律得线圈中的感应电动势E=n当=几存次故B正确，ACD

AtAt

错误。

故选：Bo

线圈中的有效面积为矩形面积为〃，根据法拉第电磁感应定律进行解答。

解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律，要掌握法拉第定律中的面枳S是线圈在磁场

中的有效面积。

10.【答案】A

【解析】解：AB,闭合开关的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，匕灯瞬间变亮，。

灯逐渐变亮，故A正确，8错误；

CD.断开开关时，由于电感的阻碍电流慢慢减小，并且感应电流流过b灯，故两灯一

起慢慢熄灭，故CD错误。

故选：Ao

当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流

的变化，根据自感现象的规律来分析。

本题考查自感现象，对于线圈要抓住双重特性：当电流不变时，如果有电阻，将视为普

通电阻，如果没有电阻，将视为普通导线；当电流变化时，产生自感电动势，相当于电

源。

11.【答案】B

【解析】解：在一个周期内，根据电流的热效应有猿声,+而彳二户.，解得：

/=y/0,故B正确，ACD错误。

故选：Bo

分别求出正弦波和方波的交变电流的有效值，根据电流的热效应求出该交变电流的有效

值。

本题考查了交流的峰值、有效值以及它们的关系。解决本题的关键掌握电流有效值的求

法，抓住三个相同，即相同时间、相同电阻、相同热量。

12.【答案】C

【解析】解：根据电感的特性：通低频、阻高频，当电源的频率变小时，电感对电流的

感抗4=2兀"减小，6灯变亮；根据电容器的特性：通高频、阻低频，当电源的频率

变小时，电容器对电流的容抗Xc=£w增大，c灯变暗；而电阻的亮度与频率无关，a

灯亮度不变，故C正确，A、B、。错误；

故选：Co

根据电感的特性：通低频、阻高频及电容器的特性：通高频、阻低频来分析灯泡亮度的

变化。

本题要抓住电感和电容的特性分析：电感：通直流、阻交流，通低频、阻高频，可根据

法拉第电磁感应定律来理解。电容器的特性：通交流、隔直流，通高频、阻低频，根据

电容器充放电的特性理解。

13.【答案】A

【解析】分析：根据线圈匝数之比和输入电压求出输出电压，再根据功率公式即可求出

定值电阻消耗的功率。

明确理想变压器基本性质，知道理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没

有出现漏磁现象；变压器的输入电压决定输出电压，而输出功率决定输入功率。

解答：由段=最解得输入电压为：22017=44P

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由P=?可得定值电阻消耗的功率为：P=^W=44W,故A正确,88错误。

故选:Ao

14.【答案】BD

【解析】解：A、由图乙可知交变电流的周期为T=0.02s,故Is内有50个周期，而交

流电在一个周期内电流方向改变2次，故1s的时间内电流方向改变100次，故A错误；

B、由图象知：Em=22V2E，所以E=3¥U=22V,根据闭合电路欧姆定律得出流过

电路的电流为：/=1-=24灯泡的功率为：P=/2R=22X10W=40W,

R+r10+1

故2正确；

C、1s内转过了50个周期，产生的平均感应电动势为：£=—=—,在?s内流过的

电荷量为：q=11=誉'；

产生的感应电动势的最大值为：Em=nBSa),

角速度3=隼

15内流过的电量Q=50X4q=奈;，

-rK)u)

解得：电量Q=^C，故C错误；

yn

D、根据/=nBSa=n0,3,得出磁通量的最大值为：源=黑=；^4=器以6,

nfCCXzJ.UX'DUU/C

0.02

故。正确。

故选：BD。

由甲图知电压峰值、周期，从而求电压有效值、角速度和频率，交流电每周期方向改变

两次，电压表测量的是路端电压，在图示位置磁通量为零。

交流电的电压、电流、电动势等等物理量都随时间作周期性变化,求解交流电的焦耳热、

电功、电功率时要用交流电的有效值，求电量时要用平均值。

15.【答案】AD

【解析】解：人当系统不受外力或者所受合外力为零时，系统动量守恒，故4正确；

8、小明用力推门而没推动，有推力，推力有作用时间，根据冲量的定义式/=Ft,可

知，其推力产生的冲量不为0,故B错误；

C、根据公式p=nw可知，物体的动量与物体的质量和速度有关，所以质量越大，物体

的动量不一定越大，故C错误；

。、物体从抛出到落回抛出点过程中重力和时间均不为零，故此过程中重力的冲量/=

mgt不为零，故D正确。

故选：ADc

系统不受外力或所受合外力为零系统动量守恒；

力与力的作用时间的乘积是力的冲量；

根据动量守恒的条件与动量的计算公式、动量定理分析答题。

本题主要考查冲量和动量、动量守恒定律，根据冲量和动量的定义式以及动量守恒定律

的条件分析即可。

16.【答案】ACD

【解析】解：AB,设碰撞后4球的速度大小为巧、B球的速度大小为艺，

碰撞后两球的动能相等，即：mvl=1x4mvf,

两球碰撞过程系统动量守恒，以B球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

4mv—mv1+4mv2，

解得：Vi=v2=|v,故A正确，8错误；

C、碰撞过程，对A球，根据动量定理得：/=nwi=gnw,

碰撞过程A对8的冲量大小与8对A的冲量大小相等，则A对B的冲量大小为gnw,

故C正确；

。、由能量守恒定律可知I,碰撞过程系统损失的动能为：=

4mv2=^rnv2,故。正确。

故选：ACD.

碰撞后两球的动能相等，根据动能的计算公式求出两球的速度大小关系，应用动量守恒

定律求出碰撞后两球的速度；应用动量定理求出A对3冲量大小；应用能量守恒定律求

出碰撞过程系统损失的机械能。

本题考查了动量守恒定律的应用，分析清楚小球的运动过程，应用动量守恒定律、动能

的计算公式与动量定理、能量守恒定律即可解题。

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17.【答案】保护作用1.101.501.00

【解析】解：(1)定值电阻在电路中可以起到保护作用,

使电路中的电流不太大从而保护电流表和电源;

(3)电压表量程为3M,最小分度为0.1V,故读数为1.10U；

(4)根据描出的点作出对应的图象，根据U=E-/r可知,

Ol>.2U.4UJBO.K1.0

图象与纵轴的交点表示电动势，图象的斜率表示r；

则可知：E=1.501Z；r=fl=1.00。

0.7

故答案为：(1)保护作用；

(3)1.10(1.09-1.11；

(4)1.50(1.47-1.53；1.00(0.950-1.05)。

(1)明确定值电阻在电路中起到保护作用；

(3)明确电表量程，确定最小分度，从而确定读数；

(4)根据图象的性质和闭合电路欧姆定律可明确电源的电动势和内电阻。

本题考查测量电动势和内电阻的实验，要注意明确实验数据的处理方法，能根据图象求

解电源的电动势和内电阻。

18.【答案】＞63.3DmAOP=mAOM+mBON

【解析】解：(1)在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有犯4%=mAvA+mBvB

在碰撞过程中动能守恒，故有：犯4诏=如况

要碰后入射小球的速度以＞0,即啊-优8＞0，即小4＞

(2)由图示刻度尺可知，其分度值为1C777,其示数为63.3CM(63.0-64.0均给分)。

(3)由于两球从同一高度开始下落，且下落到同一水平面上，故两球下落的时间相同。

根据动量守恒定律可得在水平方向有=mAvA+mBvB,

故=mAvAt+mBvBt,

则有：mAOP=mAOM+mBON

根据表达式知，ABC需要测，。不用

(4)由(3)知若碰撞前后动量守恒，则需验证的关系式为：mAOP=mAOM+mBON

故答案为：⑴＞：(2)63.3；(3)。；(4)m4-OP=mA-OM+mB-ON

(1)为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变，故必须使入射小球的质量大于被碰

小球的质量。

(2)根据图示刻度尺确定其分度值，然后读出其示数。

(3)根据动量守恒定律求出其表达式，然后确定需要测量的量。

(4)应用动量守恒定律求出表达式。

本题考查了刻度尺读数、验证动量守恒定律实验，对刻度尺读数时要先确定其分度值,

读数时视线要与刻度线垂直；应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以解题。

19.【答案】解：(1)由欧姆定律得：/=9=白4=24,电流表示数为2A；

n0.5

(2)由闭合电路的欧姆定律可知，感应电动势E=/(r+R)=2x(0.3+0.5)K=1.6V,

感应电动势E=BLv

代入数据解得：8=0.87；

(3)金属棒受到的安培力尸安塔=

金属棒匀速运动，由平衡条件得：

F=BIL

代入数据解得F=1.6/V；

答：(1)此时电流表的示数是2A；

(2)磁感应强度B的大小是0.87；

(3)拉动金属棒的外力产的大小是1.6N。

【解析】(1)由欧姆定律可以求出感应电流大小，即电流表示数。

(2)由闭合电路的欧姆定律求出感应电动势，由E=BLu求出磁感应强度。

(3)由安培力公式求出金属棒受到的安培力，应用平衡条件可以求出拉力大小。

本题是电磁感应与电学、力学相结合的一道综合题，分析清楚电路结构是解题的前提,

应用欧姆定律、安培力公式与平衡条件可以解题。

20.【答案】解：⑴由机械能守恒可得，小球接触后软垫时的速度为：

v—个2gli=V2X10X0.8m/s—4m/s

球与软垫碰撞前动量为：

尸1=mv=0.1x4N-s=0AN-s

方向竖直向下

第16页，共18页

(2)落时过程中，小球重力的冲量为：

/=mgt=0.1x10x0.2N-s=0.2/V-s

方向竖直向下

(3)选取小球接触软垫的过程为研究过程，取向下为正方向。

设软垫对小球的平均作用力为居由动量定理有：

(mg-=0—mv,

解得：F=mg+y-=3N

答：(1)小球接触到软垫前的一瞬间的动量为0.4N-s,方向竖直向下；

(2)小球从开始下落到陷至最低点的过程中，重力的冲量为0.2N・s,方向竖直向下；

(3)软垫对小球的平均冲力为3M

【解析】(1)由机械能守恒可求得小球落到地面的瞬间的速度，从而求出碰前的动量大

小；

(2)根据冲量的定义即可求出重力的冲量；

(3)对碰撞过程分析，根据动量定理即可求出软垫对小球的平均冲力。。

本题考查动量定理和机