2022年湖北省武汉市珞珈山中学高二物理下学期期末试卷含解析

2022年湖北省武汉市珞珈山中学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.如图所示,LA和LB是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈,其电阻值与R相同.由于存在自感现象,在电键S闭合和断开时,灯LA和LB先后亮暗的顺序是（

）A．接通时,LA先达最亮,断开时,LA后暗B．接通时,LB先达最亮,断开时,LB后暗C．接通时,LA先达最亮,断开时,LA先暗D．接通时,LB先达最亮,断开时,LB先暗参考答案：A2.（单选）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图像如右图所示，则A．线框产生的交变电动势的频率为100HzB．在t=0.005s时线框平面与中性面重合C．在t＝0.01s时线框的磁通量的变化率为零D．线框产生的交变电动势的有效值为311V参考答案：B3.图是一交变电流随时间变化的图象，此交变电流的有效值是(

)．A．7.07AB．5AC．7AD．6A参考答案：D4.某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图像如图所示，由图中信息可以判断

A．在A和C时刻线圈处于中性面位置B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C．从O时刻到D时刻线圈转过的角度为2πD．若从O时刻到B时刻历时0.02s，则交变电流的频率为50Hz参考答案：C5.（单选）神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由髓质累积而成，经实验测得髓质的电阻率为ρ=8×106Ω·m。某生物体中某段髓质神经纤维可看作高20cm、半径为4cm的圆柱体，当在其两端加上电压U=100V时，该神经发生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流为()A．0.31μA

B．0.62μA

C．0.15μA

D．0.43μA参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.磁场具有方向性,规定在磁场中任一点,小磁针

的受力方向为该点的磁场方向.参考答案：7.我们通过实验可以探究感应电流的产生条件，在下图的实验中，线圈A通过滑动变阻器和开关接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B里面．通过实验，判断线圈B中是否有电流产生．（1）开关闭合的瞬间

感应电流产生（填“有”或“无”）（2）开关总是闭合的，缓慢滑动变阻器时，

感应电流产生（填“有”或“无”）（3）断开开关后，迅速移动滑动变阻器的滑片，

感应电流产生（填“有”或“无”）（4）归纳以上实验的结果，产生感应电流的条件是

．参考答案：（1）有；（2）有；（3）有；（4）穿过闭合回路的磁通量发生变化．【考点】研究电磁感应现象．【分析】穿过闭合回路的磁通量发生变化，电路中产生感应电流；根据感应电流产生的条件分析答题．【解答】解：（1）开关闭合的瞬间，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流；（2）开关总是闭合的，缓慢滑动变阻器时，穿过线圈的磁通量也会发生变化，线圈中产生感应电流；（3）断开开关后，迅速移动滑动变阻器的滑片，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流；由以上实验可知：穿过闭合回路的磁通量发生变化．故答案为：（1）有；（2）有；（3）有；（4）穿过闭合回路的磁通量发生变化．8.1一束光从某介质射向真空，当入射角为θ时，折射光恰好消失，已知光在真空中的速度为C，则此光在该介质中的传播速度为_______；参考答案：Csinθ

9.一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为_____．真空中的光速为c，则光在该介质中的传播速度为_____．参考答案：10.如图所示为“风光互补路灯”系统，它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆备时同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90％左右即停止，放电余留20％左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案：风力发电机太阳能电池组件最小启动风速1.0m/s太阳能电池36W最小充电风速2.0m/s太阳能转化效率15%最大限制风速12.0m/s蓄电池500Ah-12V最大输出功率400W大功率LED路灯80W-12V

当风速为6m／s时，风力发电机的输出功率将变为50W，在这种情况下，将蓄电池的电量由20％充至90％所需时间为

h；如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W／m2，要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W，太阳能电池板的面积至少要

m2。

参考答案：11.一台起重机将质量为kg的货物在2s的时间内匀速提升5m，不计额外功，起重机在这2s内做的功为__________J，起重机在这2s内的平均输出功率为__________W。货物克服重力做功

J。（g取）参考答案：5×105

；2.5×105；5×10512.如图，匀强电场的场强为103V/m，a、b两点间的距离为0.1m，ab连线与电场方向的夹角为60o，则a、b两点间的电势差为

V，若将电量为+的点电荷从a点移到b点，电场力做功为

J．参考答案：50，13.将一带电量为2×10－８Ｃ的检验电荷放入点电荷Ｑ的电场中的ｐ点时，受到的电场力为2×10－２Ｎ，则ｐ点的电场强度为N/C，如果移走检验电荷，则ｐ点的电场强度为N/C。参考答案：1×106；1×106三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在燃气灶上常常安装电子点火器，用电池接通电子线路产生高压，通过高压放电的电火花来点燃气体请问点火器的放电电极为什么做成针尖状而不是圆头状？参考答案：燃气灶电极做成针尖状是利用尖端放电现象解：尖端电荷容易聚集，点火器需要瞬间高压放电，自然要高电荷密度区，故安装的电子点火器往往把放电电极做成针形．【点睛】强电场作用下，物体尖锐部分发生的一种放电现象称为尖端放电，它属于一种电晕放电.它的原理是物体尖锐处曲率大，电力线密集，因而电场强度大，致使其附近部分气体被击穿而发生放电.如果物体尖端在暗处或放电特别强烈，这时往往可以看到它周围有浅蓝色的光晕．15.（6分）（1）开普勒第三定律告诉我们：行星绕太阳一周所需时间的平方跟椭圆轨道半长径的立方之比是一个常量。如果我们将行星绕太阳的运动简化为匀速圆周运动，请你运用万有引力定律，推出这一规律。

（2）太阳系只是银河系中一个非常渺小的角落，银河系中至少还有3000多亿颗恒星，银河系中心的质量相当于400万颗太阳的质量。通过观察发现，恒星绕银河系中心运动的规律与开普勒第三定律存在明显的差异，且周期的平方跟圆轨道半径的立方之比随半径的增大而减小。请你对上述现象发表看法。

参考答案：（1）

（4分）

（2）由关系式可知：周期的平方跟圆轨道半径的立方之比的大小与圆心处的等效质量有关，因此半径越大，等效质量越大。

（1分）

观点一：银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有恒星的质量均计算在内，因此半径越大，等效质量越大。

观点二：银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有质量均计算在内，在圆轨道以内，可能存在一些看不见的、质量很大的暗物质，因此半径越大，等效质量越大。

说出任一观点，均给分。

（1分）

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，两个质量相等的弹性小球A和B分别挂在L1=0.81m，L2=0.36m的细线上，两球重心等高且互相接触，现将A球拉离平衡位置与竖直方向夹角小于5°后由静止开始释放，已知当A与B相碰时发生速度交换，即碰后A球速度为零，B球速度等于A球碰前的速度；当B与A相碰时遵循相同的规律，且碰撞时间极短忽略不计。求从释放小球A开始到两球发生第3次碰撞的时间t。（已知π2≈g）参考答案：17.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）

18.如图所示，在直角坐标系xOy内，有一质量为m，电荷量为﹣q的粒子A从坐标为（0，L）的点沿x轴正方向以初速度0射出，粒子重力忽略不计，现要求该粒子能通过点P（a，﹣b），可通过在粒子运动的空间范围内加适当的“场”来实现．（1）若只在整个I、Ⅳ象限内加沿y轴正方向的匀强电场，使粒子在电场中做轨迹为抛物线的运动，并能到达P点，求匀强电场的电场强度E的大小；（2）若只在整个第I象限内加沿y轴正方向的匀强电场，粒子先在第I象限内做轨迹为抛物线的运动，进入第Ⅳ象限内做匀速直线运动，也能使粒子运动到达P点．求电场强度E的大小；（3）若只在y轴上某点固定一带正电的点电荷，使粒子在点电荷产生的电场中作匀速圆周运动，并能到达P点，设静电力常量为k．求点电荷的电量Q的大小．参考答案：解：（1）带电粒子在匀强电场中只受电场力且与初速度垂直，故粒子做类平抛运动，如图（1），设经t1运动到P点，场强为E1，由平抛运动得：a=υ0t…①L+b=t2…②联立①②解得：（2）带电粒子先在第I象限内做平抛运动，进入第Ⅳ象限内做匀速直线运动，如图（2），设粒子在第Ⅰ象限运动的时间为t2，场强为E2，经过x轴的位置到坐标原点的距离为d，速度方向与x轴正方向的夹角为θ，则有：d=υ0t2…③L=…④由几何关系得：…⑤联立③④⑤解得：E2=（3）设粒子做匀速圆周运动的轨道半径为R，轨迹如图（3）．则有几何关系得：R2=a2+[（L+b）﹣R]2…⑥由圆周运动的动力学方程得：…⑦联立⑥⑦解得电量为：答：（1）若只在整个I、Ⅳ象限内加沿y轴正方向的匀强电场，使粒子在电场中做轨迹为抛物线的运动，并能到达P点，求匀强电场的电场强度E的大小：；（2）若只在整个第I象限内加沿y轴正方向的匀强电场，粒子先在第I象限内做轨迹为抛物线的运动，进入第Ⅳ象限内做匀速直线运动，也能使粒子运动到达P点．求电场强度E的大小E2=；（3）若只在y