山東省濟(jì)南市光被中學(xué)2021年高二物理上學(xué)期期末試題含解析

山東省濟(jì)南市光被中學(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.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法正確的是A．磁感應(yīng)強(qiáng)度沿磁感線方向逐漸減小B．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的方向C．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是正電荷在該處的受力方向D．磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量參考答案：D2.如圖所示，放在水平轉(zhuǎn)盤上的物塊隨轉(zhuǎn)盤一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，物塊的向心力是A.重力 B.靜摩擦力C.重力和支持力的合力 D.離心力參考答案：B物塊受到豎直向下的重力和豎直向上的支持力平衡，指向圓心的靜摩擦力提供向心力，B正確。3.（多選題）如圖所示，空間存在兩個(gè)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反且垂直紙面，MN、PQ為其邊界，OO′為其對(duì)稱軸一導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)為l的正方形閉合回路abcd，回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO′對(duì)稱的位置時(shí)（）A．穿過回路的磁通量為零B．回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為2Blv0C．回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向D．回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相同參考答案：ABD【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；安培力；右手定則．【分析】根據(jù)磁通量的定義可以判斷此時(shí)磁通量的大小，如圖所示時(shí)刻，有兩根導(dǎo)線切割磁感線，根據(jù)右手定則可判斷兩根導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的方向，求出回路中的總電動(dòng)勢(shì)，然后即可求出回路中的電流和安培力變化情況．【解答】解：A、此時(shí)線圈中有一半面積磁場(chǎng)垂直線圈向外，一半面積磁場(chǎng)垂直線圈向內(nèi)，因此磁通量為零，故A正確；B、ab切割磁感線形成電動(dòng)勢(shì)b端為正，cd切割形成電動(dòng)勢(shì)c端為負(fù)，因此兩電動(dòng)勢(shì)串聯(lián)，故回路電動(dòng)勢(shì)為E=2BLv0，故B正確；C、根據(jù)右手定則可知線框向右運(yùn)動(dòng)的過程中，ab中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向向下，cd中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向向上，所以回路中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)左手定則可知，回路中ab邊電流的方向向下，磁場(chǎng)的方向向外，所以安培力的方向向左；同理，cd邊電流的方向向上，磁場(chǎng)的方向向里，所受安培力方向向左，方向相同，故D正確．故選：ABD．4.（單選）下列關(guān)于磁場(chǎng)的說法正確的是A．磁感線總是從磁體的N極出發(fā),到磁體的S極終止B．通電導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力為零，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度也一定為零C．最早發(fā)現(xiàn)電流周圍存在磁場(chǎng)的科學(xué)家是奧斯特D．根據(jù)B=F/IL，磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B跟安培力F成正比，跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL成反比參考答案：C5.兩個(gè)大小相等同時(shí)作用于同一物體的共點(diǎn)力，當(dāng)它們間的夾角為90°時(shí)，其合力大小為F；當(dāng)它們間的夾角為120°時(shí)，合力的大小為（）A．2F B．F C． D．F參考答案：B【考點(diǎn)】力的合成．【分析】?jī)蓚€(gè)大小相等的共點(diǎn)力F1、F2，當(dāng)它們間夾角為90°時(shí)可以根據(jù)勾股定理計(jì)算出力的大小，在夾角為120°時(shí)，合力與分力的大小時(shí)相等，從而求出合力的大?。窘獯稹拷猓寒?dāng)兩個(gè)力之間的夾角為90°時(shí)合力大小為F，根據(jù)勾股定理，知：F1=F2=．當(dāng)兩個(gè)力夾角為120°時(shí)，根據(jù)平行四邊形定則知：F合=F1=．故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．故選：B．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示，圓弧軌道與水平面平滑連接，軌道與水平面均光滑，質(zhì)量為m的物塊B與輕質(zhì)彈簧拴接靜止在水平面上，彈簧右端固定，質(zhì)量為3m的物塊A從圓弧軌道上距離水平面高h(yuǎn)處由靜止釋放，與B碰撞后推著B一起運(yùn)動(dòng)但與B不粘連．求：Ⅰ．彈簧的最大彈性勢(shì)能；Ⅱ．A與B第一次分離后，物塊A沿圓弧面上升的最大高度．參考答案：解：Ⅰ．A下滑與B碰前，根據(jù)機(jī)械能守恒得：3mgh=×3mA與B碰撞，根據(jù)動(dòng)量守恒得：3mv1=4mv2彈簧最短時(shí)彈性勢(shì)能最大，系統(tǒng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，據(jù)功能關(guān)系可得：Epmax=×4m解得：Epmax=mghⅡ．據(jù)題意，A．B分離時(shí)A的速度大小為v2A與B分離后沿圓弧面上升到最高點(diǎn)的過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒得：3mgh′=×3m解得：h′=h答：Ⅰ．彈簧的最大彈性勢(shì)能是mgh；Ⅱ．A與B第一次分離后，物塊A沿圓弧面上升的最大高度是h．7.（4分）一個(gè)電容器的電容是1.5×10-2μF，把它的兩個(gè)極板接在90V的電源上，電容器極板所帶的電荷量Q=

C，一個(gè)靜止的電子從一個(gè)極板移到另一個(gè)極板，電場(chǎng)力做功W=

eV。參考答案：1.35×10-6；908.如圖所示的氣缸中封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，活塞和氣缸導(dǎo)熱性能良好，活塞與氣缸間無摩擦，氣缸開口始終向上.在室溫為27°時(shí)，活塞距氣缸底部距離h1=10cm,后將氣缸放置在冰水混合物中，此時(shí)外界大氣壓強(qiáng)為1atm.則：①在冰水混合物中，活塞距氣缸底部距離h2=

cm,②此過程中氣體內(nèi)能

（填“增大”或“減小”），氣體將

(填“吸熱”或者“放熱”).參考答案：9.（6分）（1）無線電波的傳播方式有：

，

，

；（2）電磁波譜中按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短排列正確為：無線電波、紅外線、可見光、

、

、 。參考答案：（1）天波、地波、直線傳播；（2）紫外線、X射線、γ射線10.（5分）質(zhì)量為1．0kg的小球從高20m處自由下落到軟墊上，反彈后上升的最大高度為5．0m，小球與軟墊接觸的時(shí)間為1．0s，在接觸時(shí)間內(nèi)小球受到軟墊的沖量大小為(空氣阻力不計(jì)，g取10m/s2)______NS。參考答案：4011.如圖所示是一演示實(shí)驗(yàn)的電路圖。圖中L是一帶鐵芯的線圈，A是一燈泡。起初，開關(guān)處于閉合狀態(tài)，電路是接通的?，F(xiàn)將開關(guān)斷開，則在開關(guān)斷開的瞬間，通過燈泡A的電流方向是從_____端經(jīng)燈泡到_____端。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是用來演示________現(xiàn)象的。參考答案：由b到a

自感現(xiàn)象12.如圖，一個(gè)枕形導(dǎo)體AB原來不帶電。將它放在一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，點(diǎn)電荷的電量為Q，與AB中心O點(diǎn)的距離為R。由于靜電感應(yīng)，在導(dǎo)體A、B兩端分別出現(xiàn)感應(yīng)電荷。當(dāng)達(dá)到靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體A、B兩端的電勢(shì)A

B，導(dǎo)體A、B兩端的電場(chǎng)強(qiáng)度EA

EB。（填＞、=、＜）參考答案：A=B，EA=EB解析：由于靜電感應(yīng)，在導(dǎo)體A、B兩端分別出現(xiàn)負(fù)電荷、正電荷，當(dāng)達(dá)到靜電平衡時(shí)導(dǎo)體成為等勢(shì)體，導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為0。13.如圖所示，a、b、c是某電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線AB上的三點(diǎn)，且Aa=ab=bc=cB，用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分別表示三點(diǎn)的電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度大小，（1）若該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，則φa、φb、φc的大小關(guān)系為

，Ea、Eb、Ec的大小關(guān)系為

；（2）若該電場(chǎng)是A處的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的，則φa、φb、φc的大小關(guān)系為

，Ea、Eb、Ec的大小關(guān)系為 ；（3）若該電場(chǎng)是B處的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的，則φa、φb、φc的大小關(guān)系為

，Ea、Eb、Ec的大小關(guān)系為

；（4）若A、B處分別為兩個(gè)等量異種電荷，則φa、φb、φc的大小關(guān)系為

，Ea、Eb、Ec的大小關(guān)系為

參考答案：（1）φa>φb》>φc，Ea=Eb=Ec、（2），φa>φb>φc

Ea>Eb>Ec（3）

φa>φb>φc

Ea<Eb<Ec

（4）φa>φb》>φc

Ea=Ec>Eb。三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（10分）為了“探究碰撞中的不變量”，小明在光滑桌面上放有A、B兩個(gè)小球．A球的質(zhì)量為0.3kg，以速度8m/s跟質(zhì)量為0.1kg、靜止在桌面上的B球發(fā)生碰撞，并測(cè)得碰撞后B球的速度為9m/s，A球的速度變?yōu)?m/s，方向與原來相同．根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小明對(duì)這次碰撞的規(guī)律做了如下幾種猜想．【猜想1】碰撞后B球獲得了速度，A球把速度傳遞給了B球．【猜想2】碰撞后B球獲得了動(dòng)能，A球把減少的動(dòng)能全部傳遞給了B球．(1)你認(rèn)為以上的猜想成立嗎？若不成立，請(qǐng)簡(jiǎn)述理由.(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過計(jì)算說明，有一個(gè)什么物理量，在這次碰撞中，B球所增加的這個(gè)物理量與A球所減少的這個(gè)物理量相等？參考答案：（1）猜想1、2均不成立.因?yàn)锳球的速度只減少了3m/s,B球的速度卻增加了8m/s,所以猜想1是錯(cuò)的。（2分）A球的動(dòng)能減少了,B球動(dòng)能增加了,所以猜想2也是錯(cuò)的；（2分）（2）計(jì)算：B球動(dòng)量的增加量ΔpB=0.1×9=0.9kg·m/s，（2分）A球動(dòng)量的減少量ΔpA=0.3×8－0.3×5=0.9kg·m/s，（2分）從計(jì)算結(jié)果可得，B球動(dòng)量的增加量與A球動(dòng)量的減少量相等．即系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變．（2分）15.（4分）如圖是高頻焊接原理示意圖，線圈中通以高頻交流電時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于焊接處的接觸電阻很大，放出的焦耳熱很多，致使溫度升得很高，將金屬熔化，焊接在一起，我國(guó)生產(chǎn)的自行車車架就是用這種辦法焊接的。請(qǐng)定性地說明：為什么交變電流的頻率越高，焊接處放出的熱量越多？參考答案：交變電流的頻率越高，它產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化就越快。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在待焊接工件中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大，感應(yīng)電流就越大(2分)，而放出的熱量與電流的平方成正比，所以交變電流的頻率越高，焊接處放出的熱餐越多(2分)。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n=1500匝，橫截面積S=20cm2。螺線管導(dǎo)線電阻r=1Ω，R1=4Ω，R2=5Ω，C=30μF。在一段時(shí)間內(nèi)，穿過螺線管的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖乙所示的規(guī)律變化。求：（1）螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。?）閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，電阻R1的電功率（3）S斷開后，流經(jīng)R2的電量參考答案：(1)

E=1.2V

(2)

P=5.76×10-2W

(3)

q=1.8×10-5C17.如圖所示，兩個(gè)共軸的圓筒形金屬電極，外電極接地，其上均勻分布著平行于軸線的四條狹縫a、b、c和d，外筒的外半徑為r0.在圓筒之外的足夠大區(qū)域中有平行于軸線方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.在兩極間加上電壓,使兩圓筒之間的區(qū)域內(nèi)有沿半徑向外的電場(chǎng).一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子,從緊靠?jī)?nèi)筒且正對(duì)狹縫a的S點(diǎn)出發(fā),初速為零.如果該粒子經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)動(dòng)之后恰好又回到出發(fā)點(diǎn)S,則兩電極之間的電壓U應(yīng)是多少(不計(jì)重力,整個(gè)裝置在真空中)?參考答案：帶電粒子從S出發(fā)，在兩筒之間的電場(chǎng)力作用下加速，沿徑向穿出a而進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)，在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng).粒子再回到S點(diǎn)的條件是能沿徑向穿過狹縫b，只要穿過了b，粒子就會(huì)在電場(chǎng)力作用下先減速，再反向加速，經(jīng)b重新進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)，然后，粒子將以同樣方式經(jīng)過c、d,再經(jīng)過a回到S點(diǎn).設(shè)粒子射入磁場(chǎng)區(qū)的速度為v，根據(jù)能量守恒，mv2=qU設(shè)粒子在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，由洛侖茲力公式和牛頓定律得m=qBv由前面分析可知，要回到S點(diǎn)，粒子從a到b必經(jīng)過圓周.所以半徑R必定等于筒的外半徑r0,即R＝r0由以上各式解得U＝思路分析：根據(jù)題意可知粒子運(yùn)動(dòng)具有周期性，所以可以根據(jù)圖形計(jì)算半徑，再根據(jù)洛倫茲力提供向心力，解得速度。帶電場(chǎng)中應(yīng)用動(dòng)能定理，解得電壓U。試題點(diǎn)評(píng)：這是一道復(fù)合場(chǎng)的綜合題，需要學(xué)生有較強(qiáng)的空間想象能力。18.如圖所示，質(zhì)量的長(zhǎng)木板放在水平光滑的平面上，在長(zhǎng)木板左端加一水平推力，當(dāng)長(zhǎng)木板向右運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到時(shí)，在長(zhǎng)木板前端輕輕地放上一個(gè)大小不計(jì)，質(zhì)量為的小物塊，物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，長(zhǎng)木板足夠長(zhǎng)。求（1）小物塊放后，小物塊及長(zhǎng)木板的加速度各為多大？（2）經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間兩者達(dá)到相同的速度？（3）從小物塊放上長(zhǎng)木板開始，經(jīng)過小物塊通過的位