山西省長(zhǎng)治市潞礦煤礦子弟中學(xué)2021年高二物理下學(xué)期期末試題含解析

山西省長(zhǎng)治市潞礦煤礦子弟中學(xué)2021年高二物理下學(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.已知空氣的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度為2×106V/m，測(cè)得某次閃電火花長(zhǎng)為600m，則發(fā)生這次閃電時(shí)放電路徑兩端的電勢(shì)差U=________V。若這次閃電通過(guò)的電量為20C，則釋放的電能為________J（設(shè)閃電的火花路徑為直線）。參考答案：U=__1.2×109V,__2.4×1010_J。2.關(guān)于傳感器的作用，下列說(shuō)法中正確的有（

）A．通常的傳感器可以直接用來(lái)進(jìn)行自動(dòng)控制B．傳感器可以用來(lái)采集信息C．傳感器可以將感受到的一些信號(hào)轉(zhuǎn)換為電學(xué)量D．傳感器可以將所有感受到的信號(hào)都轉(zhuǎn)換為電學(xué)量參考答案：BC3.（多選）圖中虛線為勻強(qiáng)電場(chǎng)中與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的等間距的平行直線，兩粒子M、N質(zhì)量相等，所帶電荷量的絕對(duì)值也相等．現(xiàn)將M、N從虛線上的O點(diǎn)以相同速率射出，兩粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示．點(diǎn)a、b、c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn)，已知O點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)．若不計(jì)重力，則()A．M帶負(fù)電荷，N帶正電荷B．N在a點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度大小相同C．N在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)的過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功D．M在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)它做的功等于零參考答案：BD4.兩個(gè)互相垂直的力F1和F2作用在同一物體上，使物體通過(guò)一段位移的過(guò)程中，力F1對(duì)物體做功8J，力F2對(duì)物體做功6J，則力F1和F2的合力對(duì)物體做的功為A．2J

B．10J

C．14J

D．48J參考答案：C5.如圖用220V的正弦交流電通過(guò)理想變壓器對(duì)一負(fù)載供電，變壓器輸出電壓是110V，通過(guò)負(fù)載的電流圖象如圖1所示，則()A．變壓器輸入功率約為3.9WB.

輸出電壓的最大值是110VC.

變壓器原、副線圈匝數(shù)比是1∶2D.

負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i＝0.05sin(100πt＋)A參考答案：A試題分析：負(fù)載的功率，輸入功率等于輸出功率，A正確；輸出電壓的最大值，B錯(cuò)誤；變壓器原、副線圈匝數(shù)比等于電壓之比，C錯(cuò)誤；負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式，D錯(cuò)誤；故選A?？键c(diǎn)：交流電瞬時(shí)值表達(dá)式、變壓器的工作原理【名師點(diǎn)睛】根據(jù)圖象知道負(fù)載電阻中電流的峰值和有效值，周期和角速度，根據(jù)輸入功率等于輸出功率，匝數(shù)之比等于電壓之比分析各項(xiàng)二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.一個(gè)小石塊從空中a點(diǎn)自由落下，先后經(jīng)過(guò)b點(diǎn)和c點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力．已知它經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)的速度為v，經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)的速度為3v，則ab段與bc段位移之比為_______________

參考答案：1:8

7.把長(zhǎng)L=0.25m的導(dǎo)體棒置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0×10-2T的勻強(qiáng)磁強(qiáng)中，使導(dǎo)體棒和磁強(qiáng)方向垂直，如圖所示．若導(dǎo)體棒的電流I=2.0A，方向向右，則導(dǎo)體棒受到的安培力大小F=_______N，安培力的方向?yàn)樨Q直向__________（選填“上”或“下”).參考答案：5×10-3

上8.長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒原來(lái)不帶電，現(xiàn)將帶電量為+Q的點(diǎn)電荷放在距棒左端R處，如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到靜電平衡后，棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小等于

，方向

。參考答案：

向左9.我國(guó)科技人員用升溫析晶法制出了超大尺寸單晶鈣鈦礦晶體，尺寸超過(guò)71mm，這是世界上首次報(bào)導(dǎo)尺寸超過(guò)0.5英寸的鈣鈦礦單晶．假設(shè)該單晶體的體積為V，密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏伽德羅常數(shù)NA，則該晶體所含有的分子數(shù)為_________，分子直徑為_______________．（球的體積，D為球的直徑）參考答案：

(1).

(2).【詳解】該單晶體的質(zhì)量m=ρV，則分子數(shù)為：，單個(gè)分子體積：，解得：。10.如圖所示，A、B兩矩形物體疊放在粗糙水平面上，若用水平力F拉B物體，它們?nèi)匀槐３朱o止?fàn)顟B(tài)，則B物體受到的力的個(gè)數(shù)是________．若用水平力F拉A物體，它們?nèi)匀槐３朱o止?fàn)顟B(tài)，則B物體受到的力的個(gè)數(shù)是________．參考答案：5，511.如圖所示，一個(gè)半徑為r的銅盤，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω繞中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向與盤面垂直，在盤的中心軸與邊緣處分別安裝電刷．設(shè)整個(gè)回路電阻為R，當(dāng)圓盤勻速運(yùn)動(dòng)角速度為ω時(shí)，通過(guò)電阻的電流為________．參考答案：12.（4分）在赤道上，地磁場(chǎng)可以看做是沿南北方向并且與地面平行的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度是5×10-5T．如果赤道上有一條沿東西方向平行地面放置的直導(dǎo)線，長(zhǎng)為40m，載有20A的電流，則地磁場(chǎng)對(duì)這根導(dǎo)線作用的安培力大小為

N；若將導(dǎo)線在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)90°成南北方向平行地面放置，此時(shí)導(dǎo)線受到地磁場(chǎng)作用的安培力大小為

N。參考答案：4×10-2

013.（6分）小張買了一只袖珍手電筒，用的是兩節(jié)小的干電池。他取出手電筒中的小燈泡，看到上面標(biāo)有“2.2V，0.25A”字樣，小張認(rèn)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)者是想讓小燈泡在這兩節(jié)干電池的供電下正常發(fā)光，于是他推算出每一節(jié)干電池的內(nèi)阻。若小張的判斷是對(duì)的，則每一節(jié)干電池的內(nèi)阻為

Ω.參考答案：1.6三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖4－1－24所示，一閉合金屬環(huán)從上而下通過(guò)通電螺線管，b為螺線管的中點(diǎn)，金屬環(huán)通過(guò)a、b、c三處時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎？參考答案：金屬環(huán)通過(guò)a、c處時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流；通過(guò)b處時(shí)不產(chǎn)生感應(yīng)電流．15.如圖所示，有兩個(gè)質(zhì)量均為m、帶電量均為q的小球，用絕緣細(xì)繩懸掛在同一點(diǎn)O處，保持靜止后懸線與豎直方向的夾角為θ=30°，重力加速度為g，靜電力常量為k.求：(1)帶電小球A在B處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大?。?2)細(xì)繩的長(zhǎng)度L.參考答案：（1）（2）（1）對(duì)B球，由平衡條件有：mgtan

θ=qE帶電小球在B處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大?。?/p>

（2）由庫(kù)侖定律有：

其中：r=2Lsin

θ=L

解得：【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是對(duì)物體受力分析，然后結(jié)合共點(diǎn)力平衡條件、庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義列式求解．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（12分）如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立xOy直角坐標(biāo)系，Oy表示豎直向上的方向。已知該平面內(nèi)存在沿x軸負(fù)方向的區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)有一個(gè)帶電量為2.5×10－4C的小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸正方向以0.4kg.m/s的初動(dòng)量豎直向上拋出，它到達(dá)的最高點(diǎn)位置為圖中的Q點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2.

（1）指出小球帶何種電荷；

（2）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大?。?/p>

（3）求小球從O點(diǎn)拋出到落回x軸的過(guò)程中電勢(shì)能的改變量。參考答案：（1）小球帶負(fù)電（2）小球在y方向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，在x方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，最高點(diǎn)Q的坐標(biāo)為（1.6m,3.2m）

由

①

代入數(shù)據(jù)得

由初動(dòng)量p=mv0

②

解得m=0.05kg

又

③

④

由③④代入數(shù)據(jù)得E=1×103N/C

（3）由④式可解得上升段時(shí)間為t=0.8s

所以全過(guò)程時(shí)間為

代入③式可解得x方向發(fā)生的位移為x=6.4m

由于電場(chǎng)力做正功，所以電勢(shì)能減少，設(shè)減少量為△E，代入數(shù)據(jù)得△E=qEx=1.6J17.如圖所示電路中，輸入電壓U恒為12V，燈泡L上標(biāo)有“6V、12W”字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RM＝0.50Ω.若燈泡恰能正常發(fā)光，求電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出是多少？

參考答案：解：電路總電流I=P/U=2A

(2分)

電動(dòng)機(jī)總功率

P-電-=U-電I=6*2=12W

(2分)

電動(dòng)機(jī)熱功率

PQ=I2R=22*0.5=2W

(3分)

電動(dòng)機(jī)的輸出功率

P出=P-電-PQ=12W-2W=10W

(3分)18.如圖所示，空間內(nèi)存在著相互正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其中勻強(qiáng)電場(chǎng)沿y軸負(fù)方向，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于xOy平面向里．圖中虛線框內(nèi)為由粒子源S和電壓為U0的加速電場(chǎng)組成的裝置，其出口位于O點(diǎn)，并可作為一個(gè)整體在紙面內(nèi)繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)．粒子源S不斷地產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子（初速不計(jì)），經(jīng)電場(chǎng)加速后從O點(diǎn)射出，且沿x軸正方向射出的粒子恰好能沿直線運(yùn)動(dòng)．不計(jì)粒子的重力及彼此間的作用力，粒子從O點(diǎn)射出前的運(yùn)動(dòng)不受外界正交電場(chǎng)、磁場(chǎng)的影響．（1）求粒子從O點(diǎn)射出時(shí)速度v的大?。?）若只撤去磁場(chǎng)，從O點(diǎn)沿x軸正方向射出的粒子剛好經(jīng)過(guò)坐標(biāo)為（L，）的N點(diǎn)，求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E；（3）若只撤去電場(chǎng)，要使粒子能夠經(jīng)過(guò)坐標(biāo)為（L，0）的P點(diǎn)，粒子應(yīng)從O點(diǎn)沿什么方向射出？參考答案：解：（1）粒子在電場(chǎng)中加速時(shí)，電場(chǎng)力做功，，整理得：（2）只有電場(chǎng)時(shí)，粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向勻速：L=vt豎直方向：拉力以上3公式．得：（3）電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在時(shí)，洛倫茲力等于電場(chǎng)力；方向向上，大?。簈vB=qE得：只有磁場(chǎng)時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力．聯(lián)立以上幾個(gè)公式得：所以粒子運(yùn)動(dòng)的