四川省德陽市南華中學(xué)2021年高二物理上學(xué)期期末試題含解析

四川省德陽市南華中學(xué)2021年高二物理上學(xué)期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（單選）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，某時(shí)刻(t=0)其波形如圖所示，a、b、c、d是四個(gè)質(zhì)元，振幅為A。下列說法中正確的是（

）A．該時(shí)刻以后，質(zhì)元a比質(zhì)元b先到達(dá)平衡位置B．該時(shí)刻以后的周期內(nèi)，質(zhì)元a通過的路程為AC．該時(shí)刻以后的周期內(nèi)，質(zhì)元c通過的路程等于AD．該時(shí)刻以后的周期內(nèi)，質(zhì)元b通過的路程比質(zhì)元c通過的路程大參考答案：D2.如圖4所示兩根平行放置的長直導(dǎo)線a和b載有大小相同，方向相反的電流，a受到的磁場(chǎng)力大小為F1，當(dāng)加入一與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，a受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)镕2，則此時(shí)b受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)?/p>

（

）A、F2

B、F1-F2

C、F1+F2

D、2F1-F2參考答案：A3.如圖7所示，兩光滑硬桿OA、OB成角，在兩桿上套上輕環(huán)P、Q，兩環(huán)用輕繩相連，現(xiàn)用恒力F沿OB方向拉環(huán)Q，當(dāng)兩環(huán)穩(wěn)定時(shí)，輕繩的拉力大小為

A．Fsin

B．

C．Fcos

D．

參考答案：A4.（多選）把一根通電的硬直導(dǎo)線ab放在磁場(chǎng)中，導(dǎo)線所在區(qū)域的磁感線呈弧線，如上圖所示，導(dǎo)線可以在空中自由移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線中的電流方向由a到b.以下說法正確的是：A．a(chǎn)端垂直紙面向外旋轉(zhuǎn)，b端垂直紙面向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)到跟紙面垂直后再向下平移B．a(chǎn)端垂直紙面向外旋轉(zhuǎn)，b端垂直紙面向內(nèi)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)向下平移C．要產(chǎn)生以上弧形磁感線的磁場(chǎng)源，虛線框內(nèi)只可能是蹄形磁鐵D．要產(chǎn)生以上弧形磁感線的磁場(chǎng)源，虛線框內(nèi)可能是蹄形磁鐵、條形磁鐵、通電螺線管甚至是直線電流

參考答案：BD5.（多選題）如圖所示，在一絕緣、粗糙且足夠長的水平管道中有一帶正電的小球，管道半徑略大于球體半徑，整個(gè)管道處于方向與管道垂直的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中；現(xiàn)給環(huán)施以一個(gè)水平初速度v0，以后小球的速度隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是

參考答案：ACD考點(diǎn)：牛頓第二定律；洛倫茲力【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握左手定則判斷洛倫茲力的方向，以及會(huì)根據(jù)物體受力的三種情況來判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況，然后決定運(yùn)動(dòng)圖像的形狀。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.第一個(gè)從理論上預(yù)言電磁波在真空中的傳播速度的人是

，等于

m/s，第一個(gè)用試驗(yàn)證實(shí)了電磁波存在的科學(xué)是

。參考答案：麥克斯韋，3108m/s，赫茲7.紅光在真空中的傳播速度為c,波長為λ,當(dāng)它從真空中射入折射率為n的介質(zhì)中后,速度為

,波長為

.

參考答案：c/n,λ/n(每空2分)8.如圖所示是使用光電管的原理圖，當(dāng)用某種可見光照射到陰極K上時(shí)，電流表中有電流通過：（1）當(dāng)變阻器的滑動(dòng)端P向______滑動(dòng)時(shí)（填“左”或“右”），通過電流表的電流將會(huì)減小，當(dāng)電流表電流剛減小到零時(shí)，電壓表的讀數(shù)為U，則陰極K的逸出功為______________（已知電子電荷量為e，普朗克常量為h，可見光的頻率為）。（2）如果保持變阻器的滑動(dòng)端P的位置不變，也不改變?nèi)肷涔獾念l率，而增大入射光的強(qiáng)度，則光電子的最大初動(dòng)能將______（填“增大”、“減小”或“不變”），通過電流表的電流將會(huì)________（填“增大”、“減小”或“不變”）。（3）如果將電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，將變阻器的滑動(dòng)端P從A端逐漸向B端移動(dòng)的過程中，通過電流表的電流先______________后____________（填“增大”、“減小”或“不變”）(電源電壓足夠大）參考答案：

(1).右

(2).hv-eU

(3).不變

(4).增大

(5).增大

(6).保持不變（1）電流表中的電流減小，則兩極上的反向電壓增大，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)向右滑動(dòng)，因?yàn)榉聪螂妷簽閁時(shí)，電流表讀數(shù)為零，根據(jù)動(dòng)能定理得：光電子的最大初動(dòng)能，根據(jù)光電效應(yīng)方程可得，故（2）根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，可知如果不改變?nèi)肷涔獾念l率，而增加入射光的強(qiáng)度，但光電子的最大初動(dòng)能不變，由于光照強(qiáng)度越大，光子數(shù)目多，那么通過電流表的電量增大，則電流表示數(shù)將增大．（3）對(duì)調(diào)后反向電壓變?yōu)檎螂妷?，光電子受到的電?chǎng)力是動(dòng)力，滑動(dòng)變阻器從A到B過程中兩極間的電壓增大，使得更多的光電子到達(dá)另一極，即電流增大，因?yàn)楣怆娮訑?shù)目由限，所以當(dāng)所有光電子都到達(dá)另一極時(shí)，隨著電壓的增大，光電流不再增大，故先增大后保持不變9.用伏安法測(cè)電阻，可采用如圖所示的甲、乙兩種接法。如所用電壓表內(nèi)阻為5000Ω，電流表內(nèi)阻為0.5Ω。（1）當(dāng)測(cè)量100Ω左右的電阻時(shí),宜采用

電路；（2）現(xiàn)采用乙電路測(cè)量某電阻的阻值時(shí)，兩電表的讀數(shù)分別為10V、0.5A,則此電阻的真實(shí)值為

Ω。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）參考答案：（1）甲

（2）20.110.如圖9所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積為S，電阻為R。線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中感應(yīng)電流的有效值I=

。線框從中性面開始轉(zhuǎn)過的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q=

。參考答案：

11.如圖所示，粗細(xì)均勻的細(xì)U形管豎直放置，左右兩側(cè)管中各有一段水銀柱長度如下圖所示，水平管中封閉10cm長的空氣，設(shè)大氣壓強(qiáng)為76cmHg，環(huán)境溫度為，此時(shí)管中氣體的壓強(qiáng)等于_________cmHg，溫度升到______，左側(cè)水銀柱剛好全部進(jìn)入豎直管．參考答案：

(1).80

(2).294【詳解】第一空.加熱前封閉氣體壓強(qiáng)為：P1=P0+4cmHg=80cmHg。第二空.初態(tài)：體積為：V1=10S，溫度為：T1=27+273K=300K，P1=80cmHg；末態(tài)：P2=P0+8cmHg=84cmHg、體積為：V2=（10+4+4）S=18S；由理想氣體狀態(tài)方程得：代入數(shù)據(jù)解得：T2=567K，即：。12.如圖所示，兩條電阻忽略不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌、置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，兩導(dǎo)軌間的距離L=0.6m.電阻r=0.1金屬桿MN在水平向右的拉力作用下沿兩條導(dǎo)軌向右勻速滑動(dòng)，速度=10m/s，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為3V，電阻R=0.9.由此可知，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=______T，MN受到的水平拉力F=

N.參考答案：0.5T，0.9N13.某發(fā)電廠輸出的功率為200kW，輸出電壓為11kV。若采用220kV的高壓輸電，那么，升壓變壓器(不計(jì)變壓器能量損失)的原線圈和副線圈的匝數(shù)比為____；輸電電流為______A。參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖9所示是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，使用波長為6.0×10－7m的橙色光源照射單縫S，在光屏中央P處(到雙縫的距離相等)觀察到亮條紋，在位于P點(diǎn)上方的P1點(diǎn)出現(xiàn)第一條亮條紋中心(即P1到S1、S2的路程差為一個(gè)波長)，現(xiàn)換用波長為4.0×10－7m的紫色光照射單縫時(shí)，問：(1)屏上P處將出現(xiàn)什么條紋？(2)屏上P1處將出現(xiàn)什么條紋？參考答案：(1)亮條紋(2)暗條紋15.關(guān)于電磁場(chǎng)的理論，下列說法正確的是（

）A．在電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生電場(chǎng)B．在變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)C．均勻變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)D．周期性變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)參考答案：B四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（18分）近代的材料生長和微加工技術(shù)，可制造出一種使電子的運(yùn)動(dòng)限制在半導(dǎo)體的一個(gè)平面內(nèi)（二維）的微結(jié)構(gòu)器件，且可做到電子在器件中像子彈一樣飛行，不受雜質(zhì)原子射散的影響，這種特點(diǎn)可望有新的應(yīng)用價(jià)值。圖l所示為四端十字形。二維電子氣半導(dǎo)體，當(dāng)電流從l端進(jìn)人時(shí)，通過控制磁場(chǎng)的作用，可使電流從2，3或4端流出。對(duì)下面摸擬結(jié)構(gòu)的研究，有助于理解電流在上述四端十字形導(dǎo)體中的流動(dòng)。在圖2中，a、b、c、d為四根半徑都為R的圓柱體的橫截面，彼此靠得很近，形成四個(gè)寬度極窄的狹縫1、2、3、4，在這些狹縫和四個(gè)圓柱所包圍的空間（設(shè)為真空）存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面指向紙里。以B表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子，在紙面內(nèi)以速度v0沿與a、b都相切的方向由縫1射人磁場(chǎng)內(nèi)，設(shè)粒子與圓柱表面只發(fā)生一次碰撞，碰撞是彈性的，碰撞時(shí)間極短，且碰撞不改變粒子的電荷量，也不受摩擦力作用。試求B為何值時(shí)，該粒子能從縫2處且沿與b、c都相切的方向射出。

參考答案：解析：解法一在圖中紙面內(nèi)取Oxy坐標(biāo)（如圖），原點(diǎn)在狹縫l處，x軸過縫1和縫3。粒子從縫1進(jìn)入磁場(chǎng)，在洛侖茲力作用下作圓周運(yùn)動(dòng)，圓軌道在原點(diǎn)與x軸相切，故其圓心必在y軸上．若以r表示此圓的半徑，則圓方程為

x2+(y－r)2=r2

（1）根據(jù)題的要求和對(duì)稱性可知，粒子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)與d的柱面相碰于縫3、4間的圓弧中點(diǎn)處，碰撞處的坐標(biāo)為

x=2R－Rsin450

（2）

y=R－Rcos450

（3）由（l）、（2）、（3）式得

r=3R

（4）由洛侖茲力和牛頓定律有

（5）由（4）、（5）式得

（6）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：本題18分。（1）、（2）、（3）式各4分，（4）、（5）、（6）式各2分。解法二如圖所示，A為a、b兩圓圓心的連線與縫l的交點(diǎn)，F(xiàn)為c、d兩圓圓心的連線與縫3的交點(diǎn)．從1縫中射人的粒子在磁場(chǎng)作用下與圓柱d的表面發(fā)生彈性碰撞后，反彈進(jìn)人縫2，這個(gè)過程一定對(duì)連結(jié)b、d兩圓圓心的直線OP對(duì)稱，故直線OP與d圓的交點(diǎn)C必是碰度點(diǎn)。由于粒子在磁場(chǎng)中做圓運(yùn)動(dòng)過A點(diǎn)，因此這個(gè)軌道的圓心必在過A點(diǎn)并垂直于AF的直線AE上；同時(shí)這個(gè)軌道經(jīng)過C點(diǎn)，所以軌道的圓心也一定在AC的垂直平分線DE上。這樣AE與DE的交點(diǎn)E就是軌道的圓心，AE就是軌道的半徑r。過C點(diǎn)作AF的垂線與AF交于H點(diǎn)，則 有

（1）由圖可知

（2）

（3）

（4）

（5）由以上各式得

r=3R

（6）由洛侖茲力和牛頓定律有

（7）得到

（8）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：本題18分。（1）式8分，（2）、（3）（4）、（5）式各1分，（6）、（7）、（8）式各1分。17.如圖所示，在xOy平面內(nèi)存在B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，OA與OCA為置于豎直平面內(nèi)的光滑金屬導(dǎo)軌，OCA導(dǎo)軌形狀滿足曲線方程x=0.5siny(m)，C為導(dǎo)軌的最右端，導(dǎo)軌OA與OCA相交處的O點(diǎn)和A點(diǎn)分別接有體積可忽略的定值電阻R1=6Ω和R2=12Ω．現(xiàn)有一長lm，質(zhì)量為0.1kg的金屬棒在豎直向上的外力F作用下以v=2m/s速度向上勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)棒與兩導(dǎo)軌始終接觸良好，除電阻R1、R2外其余電阻不計(jì)，求：(1)金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)R2上消耗的最大功率；(2)外力F的最大值；(3)金屬棒滑過導(dǎo)軌OCA過程中，整個(gè)回路產(chǎn)生的熱量？參考答案：18.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為+q的粒子以速度v0從O點(diǎn)沿y軸正方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，粒子飛出磁場(chǎng)區(qū)域后，從點(diǎn)b處穿過x軸，速度方向與x軸正方向的夾角為300.粒子的重力不計(jì)，試求:(1)圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積.(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.(3)b到O的距離.參考答案：(1)