河南省焦作市沁阳永威中学2022年高二物理上学期期末试卷含解析

河南省焦作市沁阳永威中学2022年高二物理上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.如图2所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量和大小关系为(

)A.＞

B.＜

C.＝

D.无法比较

参考答案：A2.如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出．左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是()A．当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B．当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势C．当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D．当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点参考答案：BD3.2电感和电容对交流电的阻碍作用的大小不但跟电感、电容本身有关，还跟交流电的频率有关，下列说法中正确的是

A．电感是通直流、阻交流，通高频、阻低频B．电容是通直流、阻交流，通高频、阻低频C．电感是通直流、阻交流，通低频、阻高频D．电容是通交流、隔直流，通低频、阻高频参考答案：C4.半径为R的圆形线圈，两端A、B接有一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如右图所示，则要使电容器所带电荷量Q增大，可以采取的措施是()A．增大电容器两极板间的距离

B．增大磁感应强度的变化率C．减小线圈的半径

D．改变线圈所在平面与磁场方向间的夹角参考答案：B5.（多选）下列各运动的物体，可以看作质点的是(

)A．做花样滑冰动作的运动员

B．绕地球运转的人造卫星C．被运动员切削后旋转过网的乒乓球

D．沿索道上行的观光吊车参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一闭合线圈在匀强磁场中做匀角速转动，角速度为240??rad/min，当线圈平面转动至与磁场平行时，线圈的电动势为2.0V。设线圈从垂直磁场瞬时开始计时，则该线圈电动势的瞬时表达式为__________________；电动势在s末的瞬时值为_________。参考答案：e＝t??Emsin＝tV?2sin4

；

1V

7.(1)某小组同学做“探究小车加速度与力、质量关系”的实验中，若测得某一物体受力F一定时，加速度a与物体质量M的关系如下表所示

(a)根据表中的数据在下图中的方格纸上作a-1/M的图线(b)由a-1/M图像得出实验结论为：_____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg。下图是重物自由下落时，为记录重物运动位移与时间，用打点计时器打出的纸带。O点是重物速度为0时所记录的点，点A、B、C到第一个点O的距离如图所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），那么（a）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是ΔEp=

，此过程中物体动能的增加量ΔEk=（g取9.8m/s2，结果取两位有效数字）；（b）实验的结论是。参考答案：8.在一本科幻小说里描述了这样的场景：主人公开着一辆小轿车，不断加速运动，最后离开地球表面成为绕地球运动的一颗“卫星”（如图）。若地球的半径约为6400km，则小轿车离开地面成为“卫星”时的速度约为__________。（g取10）参考答案：8×1039.有一种“隐形飞机”，可以有效避开雷达的探测，秘密之一在于它的表面有一层特殊材料，这种材料能够_________（填“增强”或“减弱”）对电磁波的吸收作用；秘密之二在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够_________（填“增强”或“减弱”）电磁波反射回雷达设备．参考答案：增强

减弱解：现代的“隐形飞机”之所以能够避开雷达的探测，其原因在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够减弱电磁波的反射，同时隐形飞机的表面有一层特殊材料，这种材料能够增强对电磁波的吸收作用，使得雷达受到反射回来的电磁波发生变化，即导致雷达无法根据反射回来的电磁波判断前方物体．故答案为：增强；减弱．10.在电场中某点引入电量为q的正电荷，这个电荷受到的电场力为F，则该点场强为，若在这点引入电量为2q的负电荷时，则该点的电场强度为．参考答案：，．【考点】电场强度．【分析】已知试探电荷所受的电场力F和电荷量q，根据电场强度的定义式E=求电场强度的大小．电场强度反映电场本身的性质，与放入电场中的试探电荷无关，电场中同一点电场强度是唯一确定的．【解答】解：电荷量为q的正电荷在电场中受到的电场力为F，则该点的电场强度为E=电场强度由电场本身决定的，与试探电荷无关，所以在这点引入电荷量为2q的负电荷时，电场强度不变，仍为E=．故答案为：，．11.两种材料不同的电阻丝，长度之比为1∶5，截面积之比为2∶3，电阻之比为2∶5，则材料的电阻率之比为

。参考答案：12.（3分）如图所示，匀强磁场区和无磁场区的宽度都为L，磁场区Ⅰ和Ⅲ内的磁感强度大小为B；磁场区Ⅱ和Ⅳ内的磁感强度大小为2B，边长为L、总电阻为R的正方形线框abcd，以速度v向右匀速运动，从线框bc边刚进入区域Ⅰ开始计时，到线框bc边刚离开区域Ⅳ停止计时，在这段时间内线框中电流生热的平均功率为_____________W。

参考答案：13.（3分）高频焊接是一种常用的焊接方法，其焊接的原理如图所示。将半径为10cm的待焊接的圆形金属工件放在导线做成的1000匝线圈中，然后在线圈中通以高频的交变电流，线圈产生垂直于金属工件所在平面的变化磁场，磁场的磁感应强度B的变化率为10πT/s。焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的99倍。工件非焊接部分每单位长度上的电阻为R0=10-2πΩ?m-1，焊接的缝宽非常小。则焊接过程中焊接处产生的热功率为

。（计算中可取π2=10，不计温度变化对电阻的影响，结果保留一位有效数字）参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，有两个质量均为m、带电量均为q的小球，用绝缘细绳悬挂在同一点O处，保持静止后悬线与竖直方向的夹角为θ=30°，重力加速度为g，静电力常量为k.求：(1)带电小球A在B处产生的电场强度大小；(2)细绳的长度L.参考答案：（1）（2）（1）对B球，由平衡条件有：mgtan

θ=qE带电小球在B处产生的电场强度大小：

（2）由库仑定律有：

其中：r=2Lsin

θ=L

解得：【点睛】本题关键是对物体受力分析，然后结合共点力平衡条件、库仑定律和电场强度的定义列式求解．15.分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图象中表现出来，就图象回答：（1）从图中看到分子间距离在r0处分子势能最小，试说明理由．（2）图中分子势能为零的点选在什么位置？在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，对吗？（3）如果选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能有什么特点？参考答案：解：（1）如果分子间距离约为10﹣10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0．当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大．如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间距离的增大而增大．从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大．所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点．（2）由图可知，分子势能为零的点选在了两个分子相距无穷远的位置．因为分子在平衡位置处是分子势能最低点，据图也可以看出：在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零是正确的．（3）因为分子在平衡位置处是分子势能的最低点，最低点的分子势能都为零，显然，选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能将大于等于零．答案如上．【考点】分子势能；分子间的相互作用力．【分析】明确分子力做功与分子势能间的关系，明确分子势能的变化情况，同时明确零势能面的选取是任意的，选取无穷远处为零势能面得出图象如图所示；而如果以r0时分子势能为零，则分子势能一定均大于零．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.有一个边长为，匝数为匝的正方形闭合线圈处在磁场中，在秒时间内穿过闭合线圈的磁场的磁感应强度B按如图的B-t图所示的规律变化。求：(1)闭合线圈中的感应电动势多大？(2)如果闭合线圈的总电阻是，把一个电阻为的电热器连接在它的两端，在秒时间内通过电热器的电荷量多大？参考答案：解析：（1）由题知：线圈面积，

（2）

17.（5分）在真空中O点放一个点电荷Q=1.0×10-9C,OM的距离r=30cm,M点放一个点电荷q=-1.0×10-10C，求：（1）q在M点受到的作用力

（2）M点的电场强度（k=9.0×109N.m2/C2）参考答案：解：（1）根据库伦定律公式得：F=1×10-8N方向：由M指向N（或向右）（2）根据电场强度定义式得：方向：由M指向O（或向左）18.)如图所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中，A2A4与A1A3的夹角为60o。一质量为m的带电量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30o角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区，最后再从A4处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t，求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小（忽略粒子重力）。参考答案：解：设粒子的入射速度为v，已知粒子带正电，故它在磁场中先顺时针做圆周运动，再逆时针做圆周运动，最后从A4点射出，用B1、B2、R1、R2、T1、T2分别表示在磁场I区和II区中磁感应强度、轨道半径和周期qvB1=m

（2分）

qvB2=m

（2分）T1=

（1分）T2=

（1分）设圆形区域的半径为r。如图5所示，已知带电粒子过圆心且垂直A2A4进入II区磁场.连接A1A2，△A1OA2为等边三角形，A2为带电粒子在I区磁场中运动轨迹的圆心，其轨迹的半径R1=A1A2=OA2=r

（2分）圆心角∠A1A2O=60°，带电粒子在I区磁场中运动的时间为t1=T1