湖南省怀化市祖市殿乡中学2021-2022学年高二物理上学期期末试题含解析

湖南省怀化市祖市殿乡中学2021-2022学年高二物理上学期期末试题含解析 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. 如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中（　　） A．穿过线框的磁通量保持不变 B．线框中感应电流方向保持不变 C．线框所受安培力的合力为零 D．线框的机械能不断增大 参考答案： B 【考点】电磁感应中的能量转化；楞次定律． 【分析】根据磁能量形象表示：穿过磁场中某一面积的磁感线的条数判断磁能量的变化．用楞次定律研究感应电流的方向．用左手定则分析安培力，根据能量守恒定律研究机械能的变化． 【解答】解：A、线框在下落过程中，所在磁场减弱，穿过线框的磁感线的条数减小，磁通量减小．故A错误．     B、下落过程中，因为磁通量随线框下落而减小，根据楞次定律，感应电流的磁场与原磁场方向相同，不变，所以感应电流的方向不变，故B正确．     C、线框左右两边受到的安培力平衡抵消，上边受的安培力大于下边受的安培力，安培力合力不为零．故C错误．     D、线框中产生电能，机械能减小．故D错误 故选B 2. （多选）在如图所示的电路中电源电动势为E,内电阻为r?闭合开关S,待电流达到稳定后,电流表示数为I,电压表示数为U,电容器C所带电荷量为Q,将滑动变阻器P的滑动触头, 从图示位置向a一端移动一些,待电流达到稳定后,则与P移动前相比 A.U变小  B.I变小  C.Q增大   D.Q减小 参考答案： BC 3. 如图，MN是放置在匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过薄金属板，虚线表示其运动轨迹，由图可知 (　　) A.粒子带负电          B.粒子运动方向是abcde C.粒子运动方向是edcba D.粒子上半周运动所用时间比下半周所用时间长 参考答案： AC 4. 16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元．在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是(　　) A．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，速度就越大 B．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来；这说明，静止状态才是物体不受力时的“自然状态” C．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快 D．一个物体维持匀速直线运动，不需要力 参考答案： D 5. 一个猎人用枪水平射击同一高度的树上的猴子，正当这个时候猴子发现了猎人，在子弹从枪口水平射出的瞬间，，它从静止开始做自由落体运动，不计阻力，说法正确的是（   ） A．猎人能射中猴子　　　          Ｂ．猎人不能射中猴子，子弹击在猴子的上方　　　 C．猎人不能射中猴子，箭击在猴子的下方　　 Ｄ．以上说法都不对 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. 如图所示，为一个多用表的刻度盘，当多用表选择开关置于“0.6A”档位时，指针如图中①位置所示，测出的电流强度为           A；当选择开关置于“3V”档位时，指针如图中②位置所示，测出的电压为         V. 参考答案： 7. 理想模型是物理学中重要的思想方法之一，在解决实际问题中有重要意义，例如质点是物理学中的一个理想模型，请再举出一例：           。比值法是物理学中经常用来定义物理量的一种方法，例如定义加速度就用了这种方法，请再举出用这种方法定义的一个物理量：           。 参考答案： 点电荷（检验电荷）；电场强度（电容、电势、电势差） 8. 某单摆的共振曲线如图所示，该单摆振动的固有频率为    Hz．当驱动力的频率等于0.6Hz时，该单摆做受迫振动的频率为    Hz． 参考答案： 0.4 、 0.6   解析由物体受迫振动的共振曲线可知，当驱动力频率为0.4Hz时物体产生了共振现象，则物体的固有频率0.4Hz；受迫振动的频率域驱动力的频率相同，故该单摆做受迫振动的频率为0.6Hz。 9. 如图所示为水平放置的两个弹簧振子A和B的振动图像，已知两个振子质量之比为mA :mB=2:3，弹簧的劲度系数之比为kA:kB=3:2，则它们的周期之比TA：TB＝         ；它们的最大加速度之比为aA:aB＝          . 参考答案： 10. 如图所示，一圆环以直径AB为轴作匀速转动，则环上P、Q两点线速度大小vP：vQ＝_________．如果环的转动周期为2s，则P点做圆周运动的角速度为_________rad/s． 参考答案： ， 11. 酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测．它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化．在如下图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻．这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度C之间的对应关系U越大，表示C        （越大、越小），C与U         （成正例、不成正比）。 参考答案： 越大  不成正比 12. 如右图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，垂直于 磁场方向放置长度为L的通电导体MN，若导体中的电流大小为I，且方向由 M到N，则MN受到的安培力的大小为_______,方向________. 参考答案： _BIL__________    __垂直于纸面向里___ 13. 一矩形线圈面积S＝10-2m2，它和匀强磁场方向之间的夹角θ1＝30°，穿过线圈的磁通量Ф＝1×10-3Wb，则磁场的磁感强度B______；若线圈以一条边为轴的转180°，则穿过线圈的磁能量的变化为______；若线圈平面和磁场方向之间的夹角变为θ2＝0°，则Ф＝______． 参考答案： 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （6分）虚线方框内是由电阻、电源组成的一个线性网络电路，为了研究它的输出特性，将电流表、电压表、滑动变阻器按图的方式连接在它的输出端A、B之间。电键S闭合后，实验中记录6组电流表示数I、电压表示数U后，描点如图所示。 (1)在图的坐标纸上画出图线。 (2)若将虚线方框内的电路等效成电动势为E、内电阻为r的电源，从图线上求出电源的电动势     ，内电阻       。   参考答案： 1.43（建议均可给分），0.70（建议均可给分）（每空2分，作图2分） 15. 如图甲是研究平抛运动的实验装置图，图乙是实验后在白纸上作的图. (1)固定斜槽轨道时应注意使________________________________________________. (2)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹，实验中应注意___________. (3)根据图乙给出的数据，可计算出v0＝______ m/s.(g取9.8 m/s2) 参考答案：     (1). 底端切线沿水平方向    (2). 使小球每次都从同一高度处无初速度滚下    (3). 1.6 （1）小球离开斜槽轨道后做平抛运动，初速度方向应水平，固定斜槽轨道时应注意使斜槽末端切线水平； （2）每次实验时小球离开轨道时的速度应相等，实验中应注意使小球每次都从同一高度处无初速度滚下； （3）小球离开轨道后做平抛运动，竖直方向，水平方向，解得，由图示实验数据可知，小球的初速度：． 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. （9分）如图所示，ab，cd为电阻不计的平行金属板，两板左端与光滑、电阻不计的平行金属导轨相连接，金属导轨间距为L，两板有段接有电阻R，导体棒MN的电阻为，匀强磁场垂直于竖直的导轨平面，磁感应强度为B，为使质量为m，带+q的液滴在两板间以速率v0向右匀速直线运动，求导体棒匀速运动速度的大小及其方向？（重力加速度为g）     参考答案： 解析： 17. 如图所示，在平面坐标系xoy内，第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第Ⅰ、Ⅳ象限内存在半径为L的圆形边界匀强磁场，磁场圆心在M(L，0)点，磁场方向垂直于坐标平面向外．带电量为q、质量为m的一带正电的粒子（不计重力）从Q( - 2L，- L)点以速度υ0沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入磁场，从P(2L，0)点射出磁场。求： （1）电场强度E的大小； （2）磁感应强度B的大小； （2）粒子在磁场与电场中运动时间之比。 参考答案： （1）设粒子的质量和所带正电荷分别为m和q，粒子在电场中运动，由平抛运动规律及牛顿运动定律得①――――――――――――――――    （1分） 联立①②③得④―――――――――――――――――――――――――                   粒子在磁场中的速度为⑥ ――――――――――――――――――  （1分） （或者由动能定理求出　　也得2分）          由⑦  ―――――――――――――――――――――――――（1分）          由几何关系得⑧ ―――――――――――――――――――――――（1分）   联立⑥⑧⑩粒子在磁场中运动时间为⑩―――――――――　（1分）          得  ――――――――――（1分） （用其他公式求得正确结果也得3分） 18. 如图所示，平行金属导轨与水平面间夹角均为θ= 370 ，导轨间距为 lm ，电阻不计，导轨足够长。两根金属棒 ab 和 a' b'的质量都是0.2kg ，电阻都是 1Ω ，与导轨垂直放置且接触良好，金属棒a' b'和导轨之间的动摩擦因数为0.5 ，设金属棒a' b'受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。金属棒ab和导轨无摩擦，导轨平面PMKO处存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场，导轨平面PMNQ处存在着沿轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度 B 的大小相同。用外力让a' b'固定不动，将金属棒ab 由静止释放，当 ab 下滑速度达到稳定时，整个回路消耗的电功率为 18W。求： (1)ab 棒达到的最大速度； (2)ab棒下落了 30m 高度时，其下滑速度已经达到稳定，此过程中回路电流产生的焦耳热 Q ； (3)在ab棒下滑过程中某时刻将 a' b'固定解除，为确保a' b'始终保持静止，则a' b'固定解除时ab棒的速度大小满足什么条件？ ( g =10m / s2，sin370 =0.6 ，cos370 =0.8 ) 参考答案： （1）ab下滑速度达到稳定时，加速度为0，速度达到最大， 由电功率定义可知：   解得： 对ab由平衡条件得： 解得：（2分） ，解得 ，解得（2分） （或由能量守恒得：     解得：（2分）） （2）根据动能定理得：               解得：（4分） （或由能量守恒得：   解得：（4分）） （3）对a' b'棒     垂直于导轨平面方向：（1分） （1分） 平行于导轨平面方向：（`1分） 可得： 对ab棒：     解得（1分） a' b'固定解除时ab棒的速度满足：10m/s≤v≤15m/s