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1、2021年山西省忻州市宏道中学高二物理期末试卷含解析一、 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. （单选）有二个完全相同的金属小球A、B，A球带电量为7Q，B球带电量为QA和B相距为R（R远大于小球直径），此时相互作用力大小为F，让A球和B球接触后放回原位，A和B间的相互作用力大小将变为（）ABCD参考答案：考点：库仑定律版权所有专题：电场力与电势的性质专题分析：两个完全相同的小球带的是异种电荷，那么当它们接触后，它们带的电荷将先中和，之后再将剩余的电荷量平分找到小球带的电量的关系之后，根据库仑力的公式就可以求得作用力的大小解答：解：设两个球之间的距离为r，
2、根据库仑定律可得，在它们相接触之前，相互间的库仑力大小F为：F=k=当将它们相接触之后，它们的电荷量先中和，再平分，此时每个球的电荷量为+3q，所以，此时两个球之间的相互的排斥力为F，则F=k=，故选：D点评：解决本题的关键就是掌握住电荷平分的原则，当完全相同的金属小球互相接触时，它们的电荷量将会平分2. (多选)某同学将一直流电源的总功率P ,输出功率和电源内部的发热功率随电流I变化的图线画在同一坐标系中，如右图中的a、b、c所示。则下列说法中正确的是（ ）A.图线b表示输出功率随电流I变化的关系B. 图中a线最高点对应的功率为最大输出功率C. 在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B
3、、C 三点这三点的纵坐标一定满足关系 D. b、c线的交点M与a、b线的交点N的横坐标之比一定为1:2，纵坐标之比一定为1:4。参考答案：CD解：由电源消耗功率和电源内部消耗功率表达式，可知，a是直线，表示的是电源消耗的电功率，b是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率，c表示外电阻的功率即为电源的输出功率，所以AC错误；在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，因为直流电源的总功率等于输出功率和电源内部的发热功率的和，所以这三点的纵坐标一定满足关系，所以C正确；当内电阻和外电阻相等时，电源输出的功率最大，此时即为b、c线的交点M时的电流，此时电流的大小为，功率的大小为a、b线的
4、交点N表示电源的总功率和电源内部的发热功率随相等，此时只有电源的内电阻，所以此时的电流的大小为，功率的大小为,所以横坐标之比为，纵坐标之比为，所以D正确3. (单选)做下列运动的物体，能当做质点处理的是 ( )A. 自转中的地球 B. 旋转中的风力发电机叶片C. 匀速直线运动的火车 D. 在冰面上旋转的花样滑冰运动员参考答案：4. （多选）A和B是两个大小相同的带电小球，它们是用等长绝缘细线悬挂在水平天花板上，在两球的连线上A球左侧放一个带正电荷的小球C时， A、B两球的悬线都保持竖直方向，如图所示，则下列说法中正确的是AA球带负电荷，B球带正电荷BA球电量小于B球电量CA球带正电荷，B球带负
5、电荷DA球电量大于B球电量参考答案：AB5. 有四位同学把斜面对重物的支持力3N，分别画成如图的四种情况，其中正确的是（ ）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. a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20 V，b点的电势为24 V，d点的电势为4 V，如图，由此可知c点的电势为_V。 参考答案：7. （4分）如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一个温度计和一个进气管，另一端有个可移动的胶塞(用卡子卡住)，用打气筒慢慢向容器内打气，当容器内的压强增大到一定程度时，读出温度计的读数。打开卡子，让气体
6、快速冲开胶塞，此后再读温度计的示数将_（填升高、降低），说明气体对外做功，内能_（填增加、减小）。参考答案： 降低，减小8. 一矩形线框abcd，边长ad=20cm，dc=10cm，有一半放在具有理想边界的B=0.1T的匀强磁场中，线框可绕cd边转动如图9所示在图示位置处的磁通量 Wb，由图示位置绕cd边转过60角磁通量的变化量 Wb。参考答案：2103 21039. 用电压U和kU通过相同距离相同材料的输电线向用户输送同样的电能，若要求输电线损失的功率相同，则前后两种情况输电线的横截面积之比为_，若采用同样粗细的输电导线输电，则前后两种情况下输电导线上损失的功率之比为_。 参考答案：10.
7、相距L的两个点电荷A、B分别带的电荷量为9Q和Q，放在光滑绝缘的水平面上，现引入第三个点电荷C，使三者在库仑力作用下都处于静止状态，则C所带的电荷量为 C（说明电性），并且C应放在 距B点电荷 位置上。参考答案：11. 家用空调机从结构上可分为窗式和分体式等类型，从功能上可分为单冷型空调机和热泵型冷热两用空调机等类型参考答案：考点：常见家用电器的基本工作原理版权所有分析：明确空调机的结构及功能，即可正确解答本题解答：解：家用空调机从结构上可以分为：窗式（又名一体机）和分体式两种；从功能上可分为：单冷型空调机，热泵型冷热两用空调机；故答案为：窗式；分体式；单冷型空调机，热泵型冷热两用空调机；点评
8、：本题考查空调的分类，要注意分别从结构上和功能上进地分类时，名称不同12. 在一段半径为的圆弧形水平弯道上，已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的倍，则汽车拐弯时的最大速度 （重力加速度为）。参考答案：13. 麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是：变化的磁场可以产生电场；变化的电场可以产生 （填“电场”或“磁场”）。电磁波按照波长由长到短排列依次是：无线电波、红外线、可见光、 、x射线和射线（填“紫外线”或“微波”）。参考答案：磁场、紫外线；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
9、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
10、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
11、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. （10分）如图所示，两个几何形状完全相同的平行板电容器PQ和MN，竖直置于区域足够大的水平方向的匀强磁场中，两电容器极板上端和下端分别在同一水平线上。已知P、Q和M、N板间距都是d，板间电压都是U（只在PQ间和MN间有电场，其它空间电场忽略），极板长度均为L。今有一电子从极板边缘的O点以速度v0沿P、Q两板间的中心线进入并沿直线匀速穿过电容器，此后经过磁场偏转又沿竖直方向进入并沿直线匀
12、速穿过电容器MN，穿过MN后，再经过磁场偏转又通过O点沿竖直方向进入电容器PQ极板间，如此循环往复。已知电子质量为m，电量为e，重力不计。（1）确定P、Q、M、N各板所带电荷的电性；（2）Q板和M板间的距离x满足什么条件时，能够达到题述过程的要求？（3）电子从O点出发至第一次返回到O点经过了多长时间？参考答案：（1）P正，Q负，M负，N正（2分）（2）因为电子以速度v0沿P、Q两板间中心线匀速直线运动穿过所以eE=ev0B E=U/d 得：B=U/v0d（2分）电子穿过板间后受洛伦兹力作匀速圆周运动所以 ev0B=mv02/r r=mv0/eB=mv02d/ eU （2分）（3）电子从O点出发
13、沿P、Q两板间穿过时间t1=L/ v0（1分）在一侧磁场中时间t2=m/eB=dmv0/eU（1分）所以第一次返回到O点经过时间（2分）17. 如图所示，质量m=70kg的运动员以10m/s的速度，从高h=10m的滑雪场A点沿斜坡自由滑下，一切阻力可忽略不计。（以B点为零势能面），求：（1）运动员在A点时的机械能。（2）运动员到达最低点B时的速度。（3）若运动员继续沿斜坡向上运动，他能到达的最大高度。（g=10m/s2）参考答案：10500J m/s 15m18. 如图所示，两根很长的光滑平行导轨相距L，放在水平面内，其左端接有电容C、阻值为R1和R2的电阻，整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中，现用大小为F的水平恒力拉棒ab使它沿垂直于棒的方向向右运动，棒ab与导轨的电阻不计，试求：（1）棒ab运动的最大速度（2）若棒达到最大速度以后突然停止，则电容器放电瞬间棒受到的安培力的大小和方向。参考答案：（1）ab棒在力F的作用下向右加速运动，电路中产生感应电流，ab棒受向左的安培力，加速度减小，当合力为零时，ab棒速度最大E=BLVm 由得 方向向右 （2）棒ab突然停止，电容器相当于电源，且电动势 ab棒中电流，方向由b到a。ab棒受的安培力，由左手定则判断得方向向右。
