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1、山东省烟台市栖霞唐家泊镇中学2020-2021学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. 真空中有两个点电荷，它们间的静电力为F，如果保持它们所带的电量不变，将它们之间的距离增大为原来的2倍，它们之间作用力的大小等于( )A.F B.2F C.F/2 D.F/4参考答案：D2. (单选)对于单缝衍射实验现象，以下正确的是（ ）A.缝的宽度越小，中央亮条纹的宽度越窄 B.缝的宽度越小，中央亮条纹的宽度越宽C.缝的宽度越大，衍射现象越明显 D.入射光的频率越大，衍射现象越明显参考答案：B3. 电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联
2、系，根据这一发现，发明了许多电器设备。下列用电器中，没有利用电磁感应原理的是 A. 动圈式话筒 B日光灯镇流器 C磁带录音机 D白炽灯泡参考答案：D4. 两辆汽车在平直公路上行驶，甲车内的人看见树木向东移动，乙车内的人发现甲车没有运动，如果以大地为参考系，上述事实说明： A、甲车向西运动，乙车不动 B、乙车向西运动，甲车不动C、甲车向西运动，乙车向东运动 D、甲、乙两车以相同速度向西运动参考答案：D5. 发现利用磁场产生电流的条件和规律的科学家是A安培 B法拉第 C奥斯特 D韦伯参考答案：B二、 填空题：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
3、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=BL
4、2Lf=fL2B故答案为：小于；fL2B7. 在电场中把2.010-9C的正电荷从A点移到B点，电场力做功1.510-7J，再把这个电荷从B点移到C点，电场力做功-4.010-7J 。则A、B、C三点中电势最高的是 点，若把-1.510-9JC的电荷从A点移到C点，电场力做功为 J。参考答案：8. A、B为两个质量相同的物体，在水平力F的作用下在水平面上以速度v匀速运动，如图所示。若撤去力F后，两个物体仍能一起继续运动，则A、B两物体停止之前，B与地面之间的摩擦力大小为 ，A、B之间的作用力的大小是 。参考答案： 9. 手电筒中标有“2.0V，0.80W”字样的小灯泡正常发光时，通过的电流是_
5、A；1分钟内通过导体横截面的电子数为_个。（已知）参考答案：0.40A 1.51020个由题可知小灯泡电压，功率由得，;每分钟通过导体横截面电子的电量，所以1分钟内通过导体横截面的电子数所以1分钟内通过导体横截面的电子数代入解得 个10. 在验证机械能守恒定律的实验中，某同学使用50Hz交变电流作电源，在打出的纸带上选择5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，他测量了C点到A点、和E点到C点的距离，如图丙所示。则纸带上C点的速度 m/s，重锤的加速度为 m/s2。参考答案：11. 光纤通信中，光导纤维传递光信号的物理原理是利用光的 现象，要发生这种现象，必须满足的条
6、件是：光从光 介质射向光介质，且入射角等于或大于 。参考答案：全反射 密 疏 临界角12. 学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示。在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体
7、折射率的值，则：(1)若AOF30，OP3与OC的夹角为30，则P3处所对应的折射率的值为_。(2)图中P3、P4两位置中_(填“P3”或“P4”)处所对应的折射率大。(3)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为_。(4)若保持AOF30不变，用该装置能测量的最大折射率的值不超过_。参考答案：(1)(2)P4(3)1(4)213. 如图14所示：红光和紫光沿同一方向射向玻璃半球的球心，经折射后从球面射出，若红光在玻璃中传播时间为t红，紫光在玻璃中传播时间为t紫，则a是 光， t红 t紫（填、或 =）参考答案： 红 、 三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. （1
8、2分）如图所示，有两个带正电的粒子P和Q同时从匀强磁场的边界上的M点分别以30和60（与边界的交角）射入磁场，又同时从磁场边界上的同一点N飞出，设边界上方的磁场范围足够大，不计粒子所受的重力影响，则两粒子在磁场中的半径之比rp:rQ=_，假设P粒子是粒子（），则Q粒子可能是_，理由是_。参考答案：(1) 两粒子在磁场中的半径之比：（5分）（2）可能是质子（3分），质量数与电荷数之比为1:1（4分） 15. 真空中有两个点电荷，所带电量分别为和，相距2cm，求它们之间的相互作用力，是引力还是斥力参考答案：，斥力解：根据库仑定律，则有：；同种电荷相互吸引，所以该力为“斥力”【点睛】解决本题的关键掌
9、握库仑定律的公式，以及知道同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示，在光滑绝缘水平面放置一带正电的长直细棒，其周围产生垂直于带电细棒的辐射状电场，场强大小E与距细棒的垂直距离r成反比，即E=K/r在带电长直细棒右侧，有一长为L的绝缘细线连接了两个质量均为m的带电小球A和B，小球A、B所带电荷量分别为+q和+4q，A球距直棒的距离也为L，两个球在外力F=2mg的作用下处于静止状态不计两小球之间的静电力作用 （1）求k的值； （2）若撤去外力F，求在撤去外力瞬间A、B小球的加速度和A、B小球间绝缘细线的拉力； （3）若剪断A、B间的绝缘细线，保持外力F
10、=2mg不变，A球向左运动的最大速度为，求从剪断绝缘细线到A球向左运动达到最大速度，A球所处位置电势如何变化？变化了多少？参考答案：解：（1）对AB整体，有：q+4q=2mg(1分） 得：k= ( 1分）（2）若撤去外力瞬时，A、B间细线拉力突然变为零，则：对A球：q=maA； 得：aA=，方向向右对B球：4q=maB； 得：aB=，方向向右因为aAaB，所以在撤去外力瞬时A、B将以相同的加速度a一起向右运动，A、B间绝缘细线张紧，有拉力T 因此，对A、B整体，由牛顿第二定律，有：q+4q 即：2mg=2ma 得a=g (2分）对A：q+T=ma (1分 ) 解得：T= (1分）（3）当A向左
11、运动达到速度最大时有：q=2mg 代入k，得：r= (1分）设从剪断绝缘细线到A球向左运动达到最大速度，电场力做功为W，由动能定理有：2mg（lr）+W= (1分）解得：W=（）= (1分） U= =在A球向左运动达到最大速度的过程中，所在处电势升高了(1分）17. （18分）如图所示，间距L=1m的足够长的光滑平行金属导轨（电阻不计）与水平面成=30角放置，导轨上端连有阻值R=0.8的电阻和理想电流表，磁感应强度为B=1T的匀强磁场垂直导轨平面。现有质量m=1kg、电阻r=0.2的金属棒，从导轨底端以10m/s的初速度v0沿平行导轨向上运动。现对金属棒施加一个平行于导轨平面向上且垂直于棒的外
12、力F，保证棒在向上做匀减速运动的整个过程中，每1s内在电阻R上的电压总是变化1.6V。g取10m/s2。求： （1）电流表读数的最大值；（2）从金属棒开始运动到电流表读数为零的过程中，棒的机械能如何变化，变化了多少？（3）棒的加速度用符号a表示，请推导出外力F随金属棒在导轨上的位置x变化关系的表达式。结果用题中所给物理量的符号表示。 参考答案：（1）金属棒速度最大时，感应电动势E最大，电流I最大，有：（4分）（2）设棒运动速度为v时，棒上感应电动势为E，有E=BLv （1分）由闭合电路欧姆定律得E=I（R+r） （1分）设电阻R两端电压为U，由欧姆定律U=IR得，式中R、r、B、L均为定值故
13、（1分）m/s2 = 2m/s2 （1分）由速度位移关系得：m （1分）取金属棒初始位置所在的水平面为零势能面，则有： （1分）机械能增加值（1分）（3）设金属杆到达处时，速度的大小为v则（1分）金属杆的电动势（1分） 回路中的电流（1分）金属棒受到的安培力FA=BIL （1分）由牛顿第二定律： FAmg sinF=ma （2分）F= mg sin+ma （1分）18. 如图所示，光滑绝缘的斜面倾角为37，一带电量为+q的小物体质量为m，置于斜面上，当沿水平方向加一如图所示的匀强电场时，小物体恰好处于静止状态，从某时刻开始，电场强度突然减为原来的，求：（1）原来电场强度的大小（2）当电场强度减
14、小后物体沿斜面下滑距离为L时的动能参考答案：考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系.专题：电场力与电势的性质专题分析：（1）当带正电荷的物体在电场中静止于光滑绝缘斜面顶端，对其受力分析，利用根据平衡条件来确定电场力的大小，从而算出电场强度大小（2）当改变电场强度后，由动能定理列方程计算沿斜面下滑距离为L时物体的动能解答：解：（1）对小物体进行受力分析，将Eq与N合成如图，由平衡条件得： Eq=mgtan37 所以 E=（2）当场强减半，小物体沿斜面下滑L，根据动能定理得，物体的动能为： Ek=mglsin37Eqlcos37 由得：Ek=mgl答：（1）原来电场强度的大小为（2）当电场强度减小后物体沿斜面下滑距
