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文档简介
许昌市2021-2022学年第二学期期末教学质量检测高二物理一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1-7小题只有一项符合题目要求,第8-10小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。用2B铅笔把所选答案涂在答题卡上。1.如图所示为电容式微小位移传感器的原理示意图,一个电介质板的左端插入平行板电容器的两极板之间,电介质板的右端通过连接体与被测物体相连。当被测物体的位移左右发生微小变化时,电介质板随之在平行板电容器两极板之间左右移动,平行板电容器的电容将发生变化。如果测出了平行板电容器的电容变化,就能知道被测物体位移的变化。根据该电容式微小位移传感器的原理示意图,下列说法正确的是()A.当被测物体的位移向左发生微小变化时,平行板电容器的电容减小B.当被测物体的位移向右发生微小变化时,平行板电容器的电容增大C.平行板电容器的电容与电容器所带的电荷量、两极板间的电势差均有关D.平行板电容器的电容与两极板正对面积、两极板之间的距离均有关【答案】D【解析】【详解】AB.由可知,当物体向左移动时,两极板间电介质增多,电容C增大;当物体向右移动时,两极板间的电介质减少,电容C减小,故AB错误;
CD.由可知,电容的大小与两极板正对面积、两极板之间的距离均有关,与电容器所带的电荷量、两极板间的电势差均无关,故C错误,D正确。故选D。2.放射性原子核会自发地放出粒子和粒子。进一步的研究发现,衰变的实质在于原子核内的中子转化成了一个质子和一个电子,关于其转化方程,下列正确的是()A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】衰变的实质在于原子核内的中子转化成了一个质子和一个电子,故其转化方程为B正确,ACD错误。故选B。3.如图所示的平面内,有静止的等量异种点电荷,、两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是()A.点和点的场强大小相同B.点和点的场强方向相同C.点和点的电势高低相同D.电子在点的电势能和在点的电势能相同【答案】A【解析】【详解】A.根据矢量叠加原理,点和点的场强大小相同,故A正确;B.根据矢量叠加原理,点和点的场强方向不同,故B错误;C.沿着电场线方向电势降低,点电势比点的电势高,故C错误;D.电子在点的电势能比在点的电势能小,故D错误。故选A。4.某同学搬运如图所示的磁电式电流表时,发现表针晃动剧烈且不易停止。该同学在两接装线柱间接一根导线后再次搬运,发现表针晃动明显减弱。下列说法正确的是()
A.未接导线时,在表针晃动过程中,表内线圈中产生了感应电动势B.未接导线时,在表针晃动过程中,表内线圈中产生了感应电流C.接上导线后,表针晃动减弱,这是因为表内线圈没有产生感应电动势D.接上导线后,表针晃动减弱,这是因为表内线圈没有产生感应电流【答案】A【解析】【详解】AB.未接导线时,在表针晃动过程中,表内线圈切割磁场线,会产生感应电动势,但由于未接导线,无法构成闭合回路,不会产生感应电流,故A正确,B错误;CD.接上导线后,构成闭合回路,会产生感应电流,表针晃动减弱是因为受到安培力产生了阻尼作用,故CD错误。故选A。5.如图所示,虚线是正弦式交变电流的图像,实线是方波交变电流的图像,它们的周期和最大值均相同,则方波交变电流的电压有效值满足()
A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】根据有效值的定义可知可得故选D。6.从古代的微粒说,到托马斯·杨和菲涅耳的光的波动说,从麦克斯韦的光的电磁理论,到爱因斯坦的光子理论,人类对光的认识构成了一部科学史诗。已知普朗克常量为,光在真空中的速度、频率和波长分别为、和。根据爱因斯坦的光子理论,光子能量等于()A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】根据爱因斯坦的光子理论,光子能量故选B。7.在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,某护士设计了一种报警装置,电路如图所示。电源电动势恒为,内阻恒为,电阻恒定不变,是贴在针口处的传感器。当传感器接触到药液时,传感器的电阻明显变小,导致报警灯泡L两端电压和通过报警灯泡L的电流不正常,报警灯泡L发出警报。根据其工作原理,当药液从针口流出体外时,下列说法正确的是()
A.通过传感器的电流减小B.通过报警灯泡L的电流减小C.报警灯泡L两端电压升高D.电阻两端电压升高【答案】C【解析】【详解】BC.当传感器接触到药液时,传感器电阻减小,则总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,总电流增大,即流过报警灯泡L的电流增大,进而报警灯泡L两端电压增大,故B错误,C正确;D.根据闭合电路欧姆定律得由于I、增大,则减小,D错误;A.对R有由于减小,则减小。根据并联电路特点得可知增大,故A错误。故选C。8.根据玻尔原子结构理论,氦离子()的能级图如图所示。根据其能级图,下列说法正确的是()
A.电子处在轨道上比处在轨道上离氦核的距离近B.电子处在轨道上比处在轨道上离氦核的距离远C.当大量处在的激发态时,由于跃迁所发射的谱线最多有1条D.当大量处在的激发态时,由于跃迁所发射的谱线最多有2条【答案】AC【解析】【详解】AB.轨道量子数越大则处于该轨道的电子距离原子核越远。故A正确,B错误;C.当大量处在的激发态时,由于跃迁所发射的谱线最多有故C正确;D.当大量处在的激发态时,由于跃迁所发射的谱线最多有故D错误。故选AC。9.直流发电机的工作原理可以简化为如图所示的情景。在竖直向下的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道、固定在水平面内,两轨道左端点、间接一电阻。导体棒垂直于、放在轨道上,与轨道接触良好。导体棒在水平向右的外力作用下向右做匀速直线运动时,电阻上就可以产生电热。根据其工作原理,在导体棒向右做匀速直线运动的过程中,下列说法正确的是()A.导体棒所受的安培力水平向右B.导体棒所受的安培力对导体棒做正功C.导体棒端的电势比端的电势高D.通过电阻的电流方向由指向【答案】CD【解析】【详解】A.根据右手定则可知,导体棒中感应电流方向为从b流向a,根据左手定则可知,安培力的方向为水平向左,故A错误;B.安培力的方向水平向左,导体棒的运动方向向右,安培力对导体棒做负功,故B错误;CD.导体棒相当于电源,且导体棒中的感应电流方向为从b流向a,a端相当于电源正极,b端相当于电源负极,外部电路中,电流从正极流向负极,故CD正确。故选CD。10.直流电动机的工作原理可以简化为如图所示的情景。在竖直向下的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道、固定在水平面内。电阻阻值一定的导体棒垂直于、放在轨道上的最右端,与轨道接触良好,两轨道左端点、间接有直流电源。开关闭合后,导体棒可以获得动能并瞬间离开轨道。根据其工作原理,下列说法正确的是()A.当开关闭合后,导体棒所受的安培力水平向右B.当开关闭合后,导体棒所受的安培力对导体棒做正功C.当开关闭合后,导体棒所受的安培力的冲量水平向左D.当开关闭合后,通过导体棒的电流方向由指向【答案】AB【解析】【详解】AD.开关闭合后,导体棒中电流从a流向b,由左手定则可知,导体棒所受的安培力水平向右,故A正确,D错误;B.当开关闭合后,导体棒所受的安培力水平向右,向右加速移动,获得动能,安培力对导体棒做正功,故B正确;C.当开关闭合后,导体棒所受的安培力向右,安培力的冲量方向与安培力的方向相同,所以导体棒所受的安培力的冲量水平向右,故C错误。故选AB二、实验探究题:本题共2小题,共14分。在答题卡上按题目要求答题。11.如图所示的实验装置中,已充电的平行板电容器的两极板竖直正对放置,极板与一静电计的金属球相接,极板A接地,静电计的金属外壳也接地,这时静电计的指针偏转一定的角度。当极板A竖直上移,静电计的指针偏转角度___________;当极板A水平左移,静电计的指针偏转角度___________。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)【答案】①.变大
②.变大
【解析】【详解】[1]根据当极板A竖直上移,电容减小,根据两极板间电压增大,静电计的指针偏转角度变大。[2]根据当极板A水平左移,电容减小,根据两极板间电压增大,静电计的指针偏转角度变大。12.某实验探究小组的同学利用如图甲所示的电路来探究某一热敏电阻(热敏电阻阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的关系。所用实验器材有:电源(电动势为9,内阻不计);滑动变阻器(阻值为);理想电流表;理想电压表;开关和导线若干。(1)该实验探究小组的同学利用如图甲所示的电路进行实验,则当开关闭合前,滑动变阻器的滑动端应滑动到___________(选填“左”或“右”)端。(2)闭合开关后,不断调节滑动变阻器滑动端的位置,读出电流表和电压表一一对应的示数,得到该热敏电阻的关系曲线如图乙所示。根据图乙中的信息,当加在热敏电阻两端的电压逐渐升高时,该热敏电阻的阻值逐渐___________(选填“增大”或“减小”)。(3)该实验探究小组的同学又找来一个定值电阻和另一个定值电阻,利用题中的部分实验器材,又设计了如图丙所示的电路。闭合开关后,电流表读数为。根据图乙中热敏电阻的关系曲线,图丙中加在热敏电阻两端的电压为___________、热敏电阻消耗的电功率为___________,电阻的阻值为___________。(结果均保留三位有效数字)【答案】①.左②.减小③.5.30④.0.180⑤.109【解析】【详解】(1)[1]当开关闭合前,滑动变阻器的滑动端应滑动到左端,在闭合S后,保证热敏电阻两端的电压从0开始变化。(2)[2]乙图中图线上某点与原点连线的斜率为电阻阻值的倒数,由图可知电压逐渐升高时,图线上的点与原点连线的斜率逐渐增大,所以热敏电阻的阻值逐渐减小。(3)[3]流过电阻的电流为则流过热敏电阻的电流为由乙图可知当电流为34mA时,电压值为[4]热敏电阻的功率为[5]电阻的阻值为三、综合应用题:本题共4小题,共46分。在答题卡上作答。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。13.如图所示,空间中存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一电荷量为、质量为的带正电粒子(重力不计),在点以速度大小开始在磁场中运动,速度方向与磁场方向垂直。该粒子运动到图中点时的速度方向与点时的速度方向垂直。已知、之间的距离为。试求匀强磁场的磁感应强度大小。
【答案】【解析】【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动,速度大小不变,设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R,匀强磁场的磁感应强度大小为B,则有qvB=m由于粒子在P2点时的速度方向垂直它在P1点时的速度方向,可知粒子由P1点运动到P2点的轨迹为圆周,所以有解得B=14.如图所示,在平面直角坐标系的第一象限内,存在一个沿轴正方向的匀强电场。一个质量为、电荷量为的带正电粒子(不计重力),以速度从坐标原点开始沿轴正方向进入电场。已知该粒子的运动轨迹经过点,点的坐标为。试求:(1)该匀强电场的场强大小;(2)粒子运动到点时的动能大小。【答案】(1);(2)mv02(1+)【解析】【详解】(1)设电场强度大小为E,该粒子经过时间t运动到P点,沿x轴方向x=v0t沿y轴方向qE=may=at2以上联合求解得E=(2)设粒子运动到P点时沿y轴方向的速度大小为vy,动能大小为Ek,沿y轴方向vy=at=粒子运动到点时的动能大小Ek=m(v02+vy2)代入可得Ek=mv02(1+)15.如图所示,在位于水平面内的平面直角坐标系中,有两个光滑金属固定导轨和,二者相交于坐标原点。导轨与轴重合,长度为,导轨是粗细均匀的电阻丝,单位长度的电阻为;导轨与导轨之间的夹角为。在两个导轨之间的区域内,存在磁感应强度大小为的匀强磁场,磁场的方向竖直向下,为磁场的右边界,且与轴平行。一足够长的金属棒在水平向右的外力作用下,以恒定的速度大小水平向右在导轨上从轴开始运动(此时为时刻),金属棒与两导轨接触良好且始终保持与导轨垂直。金属棒和导轨的电阻均不计。求:(1)当金属棒运动到磁场的右边界时(导体棒未出磁场),金属棒切割磁感线产生的电动势;(2)在时刻,导轨上消耗的电功率;(3)在的时间内,导轨上产生的热量。【答案】(1)BLvtanθ;(2)(0≦t≦);(3)【解析】【详解】(1)当金属棒运动到磁场的右边界AC时,设金属棒切割磁感线的有效长度为L',设金属棒切割磁感线产生的电动势为E0,有E0=BL'v①L'=Ltanθ②解得E0=BLvtanθ(2)设t时刻金属棒位移为x、金属棒切割磁感线的有效长度为y,金属棒中电动势为E、导轨OC中接入电路的电阻为R,导轨OC上消耗的功率为P。有E=Byv③y=xtanθ④x=vt⑤R=rx⑥P=⑦由③④⑤⑥⑦解得P=(0≦t≦)(3)因为t时刻的功率P与时间t成正比例函数,所以导体棒从y轴开始运动到磁场右边界AC的过程中,导轨OC上产生的热量为(P-t图像中三角形面积为金属棒克服安培力做的功,即导轨OC上产生的热量):Q=×⑧解得Q=[物理——选修3-3、3-4]包含选修3-3、3-4两部分内容,考生根据要求任选一部分内容做答。如果多做,则按所做的第一部分计分。答案必须写在答题卡相应的位置。[物理——选修3-3]16.表示压强,单位是;表示体积,单位是;表示热力学温度,单位是;表示摄氏温度,单位是。下列各图中正确描述一定质量的理想气体的等压变化规律的是()A. B. C.D. E.【答案】ABD【解析】【详解】理想气体状态方程为当压强一定时,即等压条件下,p与V和T无关,V与T成正比;而由摄氏温度与热力学温度转化关系T=t+273.15得
V与t成一次函数关系。故选ABD17.如图所示,长为、横截面积为S的粗细均匀的玻璃管,A端封闭、端开口。玻璃管中有一个质量为、厚度不计的活塞,封闭一定质量的理想气体。当玻璃管水平静止放置时,活塞刚好位于玻璃管的正中央。设大气压强为,整个过程中温度始终保持不变,活塞不漏气,且不计活塞与玻璃管之间的摩擦。当玻璃管绕过A端的竖直转动轴在水平面内做匀速转动的过程中,活塞刚好位于玻璃管的端开口处。求:玻璃管转动的角速度大小(题中物理量均为国际单位制)。【答案】【解析】【详解】玻璃管水平静止放置时,玻璃管中被封闭的气体为初状态,压强为p1、体积为V1,有p1=p0,玻璃管匀速转动时,玻璃管中被封闭气体为末状态,压强为p2、体积为V2,有V2=LS由理想气体状态方程得设玻璃管转动的角速度大小为ɷ,对活塞,有p0S-p2S=mɷ2L联立解得[物理——选修3-4]18.如图所示,是半圆柱玻璃体的对称面和纸面的交线,与平行的一细束光,从真空中射向半圆柱玻璃体,从玻璃体右方射出后分成A、B两细束光,其光路图如图所示。是垂直于放置的光屏,A、B两细束光在光屏上形成两个光斑和,光斑刚好在连线上。根据该光路
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