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1、2021年山西省晋城市阳城职业中学高二物理测试题含解析一、 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. 海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的玻浪可以发电。在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图甲所示。浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值R=15的灯泡相连。浮桶下部由内、外两密封圆筒构成（图中斜线阴影部分），如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计；匝数N=200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度B=0.2T，线圈直径D=0.4m，电阻r=1。取重力加速度g=10m
2、/s2，210。若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v=0.4sin(t)m/s。则下列说法正确的是A. 波浪发电产生电动势e的瞬时值表达式为e=16sin(t)VB. 灯泡中电流i的瞬时值表达式为i=4sin(t)AC. 灯泡的电功率为120WD. 灯泡两端电压的有效值为V参考答案：ABC【详解】线圈在磁场中切割磁感线，产生电动势为：Emax=NBlvmax，其中l=D；联立得：Emax=NBDvmax=2000.20.40.4V=64V；则波浪发电产生电动势e的瞬时表达式：e=Emaxsint=64sin（t）V；根据闭合电路欧姆定律有：；得：，故AB正确；灯泡电流的有效值为： ，则灯泡的功
3、率为：P=I2R=(2)215=120W，故C正确。灯泡两端电压的有效值为：U=IR=215V=30V，故D错误.2. 如图所示,质量分别为m1、m2的A、B两小球分别连在弹簧两端,B端用细线固定在倾角为30光滑斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别AaA=0 BaA= CaB= DaB=参考答案：DA3. 如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行且通过正三角形的三个顶点，三条导线中通入的电流大小相等、方向垂直纸面向里，则通电导线R受到的磁场力的方向是 A垂直R，指向y轴负方向B垂直R，指向y轴正方向C垂直R，指向轴负方向D垂直R，指向轴正方向参考答案：A4. 导体
4、A带5q的正电荷，另一完全相同的导体B带q的负电荷，将两导体接触一会儿后再分开，则B导体的带电量为A-q Bq C2q D4q参考答案：C5. （单选）目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机.如图所示，表示了它的原理：将一束等离子体喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压.如果射入的等离子体速度均为v，两金属板的板长为L，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间.当发电机稳定发电时，电流表示数为I.那么板间电离气体的电阻率为（ ）A、 B、 C、 D、参考答案：A二、 填空题：
5、本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 一直升飞机停在南半球的地磁极上空该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B，直升飞机螺旋桨叶片的长度为L，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示忽略a到转轴中心线的距离，则a点电势 b点电势（填大于、等于或小于），每个叶片产生的感应电动势E= 参考答案：小于；fL2B【考点】导体切割磁感线时的感应电动势【分析】转动切割产生的感应电动势根据E=BLv求感应电动势大小，由右手定则判断感应电动势的方向，然后判断a、b两点电势的高低【解答】解：每个叶片都切割磁感线，根据右手定则，a点电势
6、低于b点电势叶片端点的线速度：v=L=2fL，叶片的感应电动势电动势：E=BLv=E=BL2Lf=fL2B故答案为：小于；fL2B7. （填空）通电螺线管中通以如图所示方向的电流，请在图中标出各个小磁针的N极。参考答案：8. 如图所示，在正的点电荷形成的电场中，A、B两点间的电势差U200 V电荷量为610-8C的正试探电荷从A点移到B点，电场力对其做的功为_J，A、B两点中电势较高的点是_点参考答案：_1.2*10-5J_ _A_9. 有一充电的平行板电容器，两极板间距3mm，两极板的电压为3V，则板间的电场强度为_ _V/m，现设法使极板上的电荷量减少310-4C。 于是其电压降为原来的1
7、/3，由此可知，该电容的电容量为_ _F。参考答案：10. 图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。（1）在图中画线连接成实验电路图。（2）完成下列主要实验步骤中的填空按图接线。保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使
8、D_；然后读出_，并用天平称出_。用米尺测量_。（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_。（4）判定磁感应强度方向的方法是：若_，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。参考答案：11. （2分）衰变为的半衰期是1.2 min，则64g经过6 min还有 g尚未衰变。参考答案：212. （3分）如图所示，小球从倾角为30的斜面上一点作平抛运动，小球的初动能为6J，不计空气阻力，它落到斜面上的P点时的动能为_J。参考答案：1413. 对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，周期为 s;该电流是 电 （填“交流”或“直流”）。参考答案：
9、0.01 直流三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 如图所示，水平放置的两平行金属板间距为 d ，电压大小为U，上板中央有孔，在孔正下方的下板表面上有一个质量为 m、电量为q的小颗粒，将小颗粒由静止释放，它将从静止被加速，然后冲出小孔，则它能上升的最大高度 h = _， 参考答案： ;试题分析:小颗粒由静止释放，电场力对它做正功，重力做负功，从小颗粒由静止释放到最高点过程，根据动能定理得qU-mg（d+h）=0，解得，h=考点：带电粒子在匀强电场中的运动；动能定理的应用；机械能守恒定律15. （6分）现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分突出的问题。下表提供了一组
10、部分人的人体电阻平均值数据。测量项目完全干燥时出汗或潮湿时电阻电流（加220V）电阻电流（加220V）手与手之间200k1.110-3A5k手与脚之间300k7.310-4A8k手与塑料鞋底之间400k5.510-4A10k从表中可看出干燥时电阻大约是潮湿时电阻的_倍。在空格中填入，对人体加220伏电压后的电流值。若对人的安全电流是25mA以下，上述哪几项是十分危险的。电路上有规格为10A的熔丝（俗称保险丝），如右图所示用电器R的功率是1500W，这时通过熔丝实际电流是多少？一个潮湿的人，手脚触电，为什么熔丝不会断（即熔丝不能救人命）。参考答案：（1）40（2）测量项目完全干燥时出汗或潮湿时电
11、阻电流（加220V）电阻电流（加220V）手与手之间200k1.110-3A5k4.410-2A手与脚之间300k7.310-4A8k2.810-2A手与塑料鞋底之间400k5.510-4A10k2.210-2A（3）潮湿（4）015A四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 核聚变能量种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源。近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站。一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘（又叫重氢）和氚（又叫超重氢）聚合成氦，并释放一个中子。若已知氘原子的质量为2.0141u，氚原子的质量为3.0160u，氦原子
12、的质量为4.0026u，中子的质量为1.0087u, 1u=1.661027kg。（1）写出氘和氚聚合的反应方程；（2）试计算这个核反应释放出来的能量；（3）若建一座功率为3.0105kW的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半变成了电能，每年要消耗多少氘的质量？（一年按3.2107s计算，光速c=3.0108m/s，结果取二位有效数字）参考答案：(1) 镭核衰变方程为： 22688 Ra 22286 Rn+ 42 He(2)有(?R)2+( /2 )2R2则R 所以V=(3) 17. (20分）从 z轴上的 O点发射一束电量为q（0）、质量为m的带电粒子，它们速度统方向分布在以O点为顶点、z
13、轴为对称轴的一个顶角很小的锥体内（如图所示），速度的大小都等于v试设计一种匀强磁场，能使这束带电粒子会聚于z轴上的另一点M，M点离开O点的经离为d要求给出该磁场的方向、磁感应强度的大小和最小值不计粒子间的相互作用和重力的作用。参考答案：解析： 设计的磁场为沿轴方向的匀强磁场，点和点都处于这个磁场中。下面我们根据题意求出这种磁场的磁感应强度的大小。粒子由点射出就进入了磁场，可将与轴成角的速度分解成沿磁场方向的分速度和垂直于磁场方向的分速度（如图所示），注意到很小，得 （1） （2）粒子因具有垂直磁场方向的分速度，在洛仑兹力作用下作圆周运动，以表示圆周的半径，有圆周运动的周期由此得 （3）可见周期与速度分量无关。粒子因具有沿磁场方向的分速度，将沿磁场方向作匀速直线运动。由于两种分速度同时存在，粒子将沿磁场方向作螺旋运动，螺旋运动螺距为 （4）由于它们具有相同的，因而也就具有相同的螺距；又由于这些粒子是从同一点射出的，所以经过整数个螺距（最小是一个螺距）又必定会聚于同一点。只要使等于一个螺距或一个螺距的（整数）倍，由点射出的粒子绕磁场方向旋转一周（或若干周后）必定会聚于点，如图所示。所以， 1，2，3， （5）由式（3）、（4）、（5）解得， 1，2，3，
